[发明专利]一种电气化铁路所用变压器保护系统

说明书

本发明实施例提供一种电气化铁路所用变压器保护系统，包括：快速开关、所用变压器、电流互感器、继电器及控制器；其中，电流互感器将所用变压器的一次侧电流及二次侧电流分别变换成相同大小的一次侧测量电流以及二次侧测量电流；继电器根据差动电流判断是否发生匝间短路故障，差动电流为一次侧测量电流与二次侧测量电流之差；若继电器判断获知发生匝间短路故障，则继电器的内部接点闭合；控制器在获知继电器的内部接点闭合后，向快速开关发送跳闸指令；快速开关在接收到跳闸指令后，完成跳闸动作。本发明实施例可取消现有所用变压器“熔断器+负荷开关”保护方式，提高所用变压器安全运行的能力，有效预防变压器起火、爆炸等安全事故的发生。

技术领域

本发明实施例涉及电力保护技术领域，具体涉及一种电气化铁路所用变压器保护系统。

背景技术

电气化铁路牵引变电所(分区所、开闭所、AT所)用电源采用双路供电，通常一路通过综合贯通线取电，即采用三相10/0.4kV所用变压器作为变电所内主供电源，另一路从牵引网取电，即采用三相或单相27.5/0.4(0.23)kV所用变压器作为变电所内热备电源。

由于牵引供电系统存在的高次谐波、分相过电压、操作冲击过电压、网压波动闪变、系统高频谐振等工况给所用变压器带来了极为不利的影响，导致从牵引网取电的所用变压器易于发生短路故障。

针对网上取电的所用变压器易于发生故障的问题，普速电气化铁路所用变压器一般采用熔断器保护，高速铁路通常采用“熔断器+负荷开关”的组合保护方式。但是，由于27.5kV所用变压器容量小、导线截面小、场强高、绕组匝数多、额定电流小，因此“熔断器+负荷开关”的组合保护方式仍不能满足27.5kV所用变压器的保护需求，变压器的保护需求与现有的保护装置不相匹配，致使变压器故障后保护装置不能迅速动作，以致故障扩大，给铁路安全运行带来较大影响。

目前对27.5kV干式所用变压器大多加装温度控制装置，对变压器因故障引起的温度异常起到了一定预警作用。国内相关企业曾进行了干式变压器光纤测温研究，对所用变压器线圈进行多点温度监测，但无法与现有保护装置实现联动。

近年来所用变压器烧毁爆炸的事故屡见不鲜，给铁路安全运行带来较大影响。我国电气化铁路已有60年历史，但所用变压器保护仍为空白，尽管一些科研人员做了一些研究工作，但目前尚未见到理想效果。

发明内容

为解决现有所用变压器在发生短路故障时，不能进行有效保护的问题，本发明实施例提供一种电气化铁路所用变压器保护系统。

本发明实施例提供的电气化铁路所用变压器保护系统，包括：快速开关、所用变压器、电流互感器、继电器及控制器；其中，所述电流互感器用于将所述所用变压器的一次侧电流及二次侧电流分别变换成相同大小的一次侧测量电流以及二次侧测量电流；所述继电器用于根据差动电流判断是否发生匝间短路故障，所述差动电流为所述一次侧测量电流与所述二次侧测量电流之差；若所述继电器判断获知发生匝间短路故障，则所述继电器的内部接点闭合，并将其内部接点闭合的信息传递给所述控制器；所述控制器用于在获知所述继电器的内部接点闭合后，向所述快速开关发送跳闸指令；所述快速开关用于在接收到所述跳闸指令后，完成跳闸动作。

可选地，所述继电器在用于根据差动电流判断是否发生匝间短路故障时，具体用于：若所述差动电流为零，则判断获知未发生匝间短路故障；否则，判断获知发生匝间短路故障。

可选地，所述电流互感器为霍尔互感器。

可选地，所述一次侧测量电流以及二次侧测量电流为mA级。

可选地，所述快速开关为基于涡流驱动原理的快速开关。

可选地，所述快速开关在10ms内完成跳闸动作。

可选地，所述快速开关还用于在接收到所述控制器发送的所述跳闸指令完成跳闸动作后，向所述控制器发送状态信息。