整流變壓器差動保護倒角調試

張少江

摘 要：隨著電力電子技術和控制技術的不斷發展，電力電子技術的應用已深入到工業生產和社會生活的各個領域。然而其負面效應也日益明顯，電力電子裝置的開關動作向電網中注入了大量的諧波和次諧波分量，導致了交流電網中電壓和電流波形的嚴重失真，成為最主要的諧波源。傳統的化工電解整流裝置中，一般采用整流變壓器移相及多重化技術減少進入電網的諧波，但所有諧波均需流過變壓器各個繞組。新型整流變壓器由于具有特殊結構，能夠配合濾波器實現無功補償和諧波屏蔽功能，提高了變壓器的性能，這是以往傳統整流變壓器所不具備的，所以具有重要的研究價值。

關鍵詞：整流變壓器 諧波 差動保護

中圖分類號：TM343 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（b）-0043-02

整流變壓器是整流設備的電源變壓器。整流設備的特點是原方輸入電流，而副方通過整流原件后輸出直流。變流是整流、逆流和變頻3種工作方式的總稱，整流是其中應用最廣泛的一種。作為整流裝置電源用的變壓器稱為整流變壓器，整流變壓器是一個特種變壓器，它是變壓器+整流電路的組合。用于將從電網獲得的交流電變成需要的電壓并整成直流，用于需要直流電的場合。

論文主要做了以下幾個方面的工作：（1）以一臺整流變為例介紹整流變的向量。（2）從分析向量得出結論，給出保護裝置轉角及差流計算。（3）差動保護調試方法及心得。

1 差動保護的應用

（1）差動保護的性能非常好，可以瞬時切除全線范圍的故障，一般用于元件保護，如變壓器和發電機等。差動保護是利用基爾霍夫電流定理工作的，其原理是比較元件兩側的電流大小和方向。當變壓器正常工作或區外故障時，將其看作理想變壓器，則流入變壓器的電流和流出電流（折算后的電流）相等，差動繼電器不動作。當變壓器內部故障時，兩側（或三側）向故障點提供短路電流，差動保護感受到的二次電流和的正比于故障點電流，差動繼電器動作。

（2）差動保護用在整流變中比較困難，因為整流變基本都不是常規變壓器，比如某鋼廠整流變接線方式為D+7.5°Dy11，因為現在CT都是星型接線，這就要求微機保護裝置需要轉角，造成困難。

2 以D+7.5°Dyn為例介紹一下差動保護的配置及調試方法

（1）首先筆者介紹一下D±7.5°Dyn這種接線的變壓器的接線圖1。

高壓側中多出了一個移相繞組，來控制±7.5°的偏移。低壓側分為兩側，一個是星型，一個是角型。+7.5°高壓角接相當于常規的11點接線，而-7.5°相當于1點接線。

（2） 差動保護應用在這種變壓器上時，原理是相同的，但轉角最為困難。我們取得CT都是星型接線，智能靠保護軟件計算轉角。首先我們要明白這種變壓器接線的向量圖，搞清楚流進我們CT中的角度，我們先研究-7.5°向量如圖2。

對于-7.5°來說我們只以A相為例，黃色的為高壓進網向量，是流進我們高壓側CT的向量，綠色的為低壓角接向量，和高壓差-7.5°。紅色的為低壓星型側向量，和高壓差+22.5°。對于+7.5°，低壓角側與高壓相差52.5°，低壓星側與高壓差22.5°。以上兩幅圖都是以實際接線為例的，上面兩個向量直觀地詮釋了兩種變壓器的向量，我們就可以根據向量圓的向量角度來校驗保護裝置的轉角及差流計算，來完成調試中最關鍵的一步。

（3）下面來討論一下變壓器保護的高低壓測的差流計算及轉角問題，這種非常規的變壓器實現轉角非常困難，下面筆者講述一種方法來解決這種問題。-7.5°變壓器我們把裝置采樣分成32份，一圈是360°，這樣一份是11.25°。低壓角側我們除以1.732，這樣就把低壓角側變到星側，我們取高壓原點上的采樣時，取低壓超前的兩個時段采樣，這樣就正好相差22.5°。+7.5°和它類似，我們也把低壓角側除以1.732，變到星側，這次是取低壓滯后的兩個時段。

（4）介紹完向量后，開始進入差動保護調試。具體調試方法筆者在這里不做贅述，只講述一下差流的檢查。假設變壓器容量為12 500 kVA，變比為35 000/1 150，高壓側額定電流為206 A，低壓角側和星側額定電流為3 138 A。把裝置分為高壓側，低壓角側和低壓星側，可以通過高壓和低角側，高壓和低星側兩次比較差流。假設高壓變比為400/5，低壓變比為4 000/5，可以加量如表1所示。

這樣可以查看裝置計算的差流是否正確，是否滿足要求。

3 結語

由上可以看出，整流變壓器的差動保護和一般的變壓器有著明顯的區別，在設置原則上，和保護動作電流的計算有著本質的區別。如果按普通的變壓器保護來設置，很容易誤動，對設備的危害很大。隨著社會的高速發展，整流變得應用也越來越多，附帶的保護也成為日前的重要課題，該文講述的只是個人的觀點及調試心得，可能有不到位的地方，還請高手指教。

參考文獻

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