整流變壓器差動(dòng)保護(hù)倒角調(diào)試

張少江

摘 要：隨著電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的不斷發(fā)展，電力電子技術(shù)的應(yīng)用已深入到工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域。然而其負(fù)面效應(yīng)也日益明顯，電力電子裝置的開關(guān)動(dòng)作向電網(wǎng)中注入了大量的諧波和次諧波分量，導(dǎo)致了交流電網(wǎng)中電壓和電流波形的嚴(yán)重失真，成為最主要的諧波源。傳統(tǒng)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(shù)減少進(jìn)入電網(wǎng)的諧波，但所有諧波均需流過變壓器各個(gè)繞組。新型整流變壓器由于具有特殊結(jié)構(gòu)，能夠配合濾波器實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償和諧波屏蔽功能，提高了變壓器的性能，這是以往傳統(tǒng)整流變壓器所不具備的，所以具有重要的研究?jī)r(jià)值。

關(guān)鍵詞：整流變壓器 諧波 差動(dòng)保護(hù)

中圖分類號(hào)：TM343 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）11（b）-0043-02

整流變壓器是整流設(shè)備的電源變壓器。整流設(shè)備的特點(diǎn)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(yīng)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(gè)特種變壓器，它是變壓器+整流電路的組合。用于將從電網(wǎng)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(chǎng)合。

論文主要做了以下幾個(gè)方面的工作：（1）以一臺(tái)整流變?yōu)槔榻B整流變的向量。（2）從分析向量得出結(jié)論，給出保護(hù)裝置轉(zhuǎn)角及差流計(jì)算。（3）差動(dòng)保護(hù)調(diào)試方法及心得。

1 差動(dòng)保護(hù)的應(yīng)用

（1）差動(dòng)保護(hù)的性能非常好，可以瞬時(shí)切除全線范圍的故障，一般用于元件保護(hù)，如變壓器和發(fā)電機(jī)等。差動(dòng)保護(hù)是利用基爾霍夫電流定理工作的，其原理是比較元件兩側(cè)的電流大小和方向。當(dāng)變壓器正常工作或區(qū)外故障時(shí)，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(dòng)繼電器不動(dòng)作。當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)，兩側(cè)（或三側(cè)）向故障點(diǎn)提供短路電流，差動(dòng)保護(hù)感受到的二次電流和的正比于故障點(diǎn)電流，差動(dòng)繼電器動(dòng)作。

（2）差動(dòng)保護(hù)用在整流變中比較困難，因?yàn)檎髯兓径疾皇浅Ｒ?guī)變壓器，比如某鋼廠整流變接線方式為D+7.5°Dy11，因?yàn)楝F(xiàn)在CT都是星型接線，這就要求微機(jī)保護(hù)裝置需要轉(zhuǎn)角，造成困難。

2 以D+7.5°Dyn為例介紹一下差動(dòng)保護(hù)的配置及調(diào)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(cè)中多出了一個(gè)移相繞組，來控制±7.5°的偏移。低壓側(cè)分為兩側(cè)，一個(gè)是星型，一個(gè)是角型。+7.5°高壓角接相當(dāng)于常規(guī)的11點(diǎn)接線，而-7.5°相當(dāng)于1點(diǎn)接線。

（2） 差動(dòng)保護(hù)應(yīng)用在這種變壓器上時(shí)，原理是相同的，但轉(zhuǎn)角最為困難。我們?nèi)〉肅T都是星型接線，智能靠保護(hù)軟件計(jì)算轉(zhuǎn)角。首先我們要明白這種變壓器接線的向量圖，搞清楚流進(jìn)我們CT中的角度，我們先研究-7.5°向量如圖2。

對(duì)于-7.5°來說我們只以A相為例，黃色的為高壓進(jìn)網(wǎng)向量，是流進(jìn)我們高壓側(cè)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(cè)向量，和高壓差+22.5°。對(duì)于+7.5°，低壓角側(cè)與高壓相差52.5°，低壓星側(cè)與高壓差22.5°。以上兩幅圖都是以實(shí)際接線為例的，上面兩個(gè)向量直觀地詮釋了兩種變壓器的向量，我們就可以根據(jù)向量圓的向量角度來校驗(yàn)保護(hù)裝置的轉(zhuǎn)角及差流計(jì)算，來完成調(diào)試中最關(guān)鍵的一步。

（3）下面來討論一下變壓器保護(hù)的高低壓測(cè)的差流計(jì)算及轉(zhuǎn)角問題，這種非常規(guī)的變壓器實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)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(cè)我們除以1.732，這樣就把低壓角側(cè)變到星側(cè)，我們?nèi)「邏涸c(diǎn)上的采樣時(shí)，取低壓超前的兩個(gè)時(shí)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(cè)除以1.732，變到星側(cè)，這次是取低壓滯后的兩個(gè)時(shí)段。

（4）介紹完向量后，開始進(jìn)入差動(dòng)保護(hù)調(diào)試。具體調(diào)試方法筆者在這里不做贅述，只講述一下差流的檢查。假設(shè)變壓器容量為12 500 kVA，變比為35 000/1 150，高壓側(cè)額定電流為206 A，低壓角側(cè)和星側(cè)額定電流為3 138 A。把裝置分為高壓側(cè)，低壓角側(cè)和低壓星側(cè)，可以通過高壓和低角側(cè)，高壓和低星側(cè)兩次比較差流。假設(shè)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(jì)算的差流是否正確，是否滿足要求。

3 結(jié)語

由上可以看出，整流變壓器的差動(dòng)保護(hù)和一般的變壓器有著明顯的區(qū)別，在設(shè)置原則上，和保護(hù)動(dòng)作電流的計(jì)算有著本質(zhì)的區(qū)別。如果按普通的變壓器保護(hù)來設(shè)置，很容易誤動(dòng)，對(duì)設(shè)備的危害很大。隨著社會(huì)的高速發(fā)展，整流變得應(yīng)用也越來越多，附帶的保護(hù)也成為日前的重要課題，該文講述的只是個(gè)人的觀點(diǎn)及調(diào)試心得，可能有不到位的地方，還請(qǐng)高手指教。

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