[實用新型]電壓差動對變壓器匝間短路的檢測裝置

無效

• 申請號: 200820081814.2
• 申請日: 2008-01-01
• 公開（公告）號: CN201133924Y
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 趙西平
• 申請（專利權）人: 浙江廣天變壓器有限公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;H02H7/045
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司
• 代理人: 王官明

技術領域

本實用新型涉及一種利用電壓差動對變壓器匝間短路的檢測裝置，專用于電力變壓器匝間短路時進行檢測與保護。

背景技術

電力變壓器隨著城市規模的擴大，其數量與容量都在快速增長。但目前電力變壓器除了大容量的變壓器或有特殊需要的變壓器安裝電流縱聯差動檢測，可對變壓器內部嚴重的匝間、相間短路保護，以及中等容量的油浸變壓器可安裝氣體繼電器保護外，其它的小于6300千伏安的油浸產品、干式產品都沒有安裝能夠發現匝間短路前期故障與相間短路前期故障的保護電路。這些沒有按國家繼電器保護要求GB50062-92設計規范安裝匝間與相間短路保護設備存在如下問題：一是在變壓器由于外部或內部原因發生了匝間或層間短路故障時不能及時發現故障的初始小能量狀態，從而使故障擴大至發生著火等較嚴重大容量短路能量狀態后才能引起高壓進線端的保護動作，使故障不能及早處理從而擴大化，為故障后變壓器的修復造成極大的困難，特別是故障擴大化后會將上級變電站過流頂掉，給現場造成相當大的損害，給供電安全性及人身安全都造成嚴重損害；二是一旦有線圈短路發生不能及時進行分析與確定給出故障類型，很難做出相對應的保護處理。

發明內容

本實用新型的目的是為了克服只有過流保護，而無匝間短路保護及相間短路保護的變壓器，或雖有電流差動但對高壓短路由于故障前期短路容量小，不敏感，不能捕獲其故障前期的電流縱聯差動提供備份保護，特別是對大型變壓器需要雙保護(但現有的雙保護還是雙電流差動保護)，而提供電壓差動保護的電壓差動對變壓器匝間短路的檢測裝置。

本實用新型電壓差動對變壓器匝間短路的檢測裝置的技術方案是：包括安裝在單相高壓供電線路上的單相變壓器TM，單相變壓器TM包括高壓線圈K、低壓線圈N和感應電壓線圈J，在單相變壓器TM高壓側裝設電壓互感器PT，其特征在于單相變壓器TM本體鐵芯柱另設一組用來直接提取電源感應電壓測量線圈CX，測量線圈CX提取的低電壓U₁′應與電壓互感器PT的二次電壓U₁計算值一致，單相變壓器TM的二次輸出側a中提取分電壓U₂′(所謂分電壓是指二次輸出側a的一部分電壓)，低壓線圈N抽頭N₁聯接乙電壓比較器M，另外從單相變壓器TM取電壓抽線b聯接乙電壓比較器M，電壓互感器PT二次輸出電壓抽線c和單相變壓器TM的感應電壓線圈J分別聯接甲電壓比較器Q，對甲電壓比較器Q與乙電壓比較器M對輸出的電壓進行比較并將結果輸出。

本實用新型的電壓差動對變壓器匝間短路的檢測裝置，一是對變壓器的一次測與二次測的電壓測量；二是對相關電壓進行矢量計算與比較從而計算出單相變壓器的線圈工作狀態是正常還是故障狀態；三是得出結論后按實際的結果給出是繼續運行，還是發出警報，或發出切斷進線電源信號防護信號。其機電檢測過程：在單相變壓器TM高壓側應裝設單獨專用的電壓互感器PT(這個電壓互感器應能夠按照要求與被保護的變壓器進行相應檔位的調整，并且這個電壓互感器的二次電壓U₁應與U₁′相等)，另外在變壓器本體鐵芯每柱上需另外設一組用來直接提取電源側感應電壓的測量線圈CX，這個測量線圈CX提取的低電壓U₁′應與互感器的二次電壓U₁計算值相一致。另外又在單相變壓器TM的二次輸出側a中也提取一部分電壓U₂′，通過相關的轉換將二次側提取電壓轉換成二次側的全電壓U₂對其進行相關性比較。有以下兩個比較過程：1、將電壓互感器PT二次電壓與鐵芯柱上選取的電壓進行比對，在壓差小于一個確定的數值時，認為一次線圈的匝數未發生問題，如果對比結果超過確定的比例范圍，則需輸出一個保護信號，給保護系統一個確定的動作信號，認定變壓器高壓線圈K發生短路或者故障。2、將抽樣電壓轉換為二次全電壓與輸出的二次全電壓進行比對，在確定二者無壓差時，可以無動作信號，如果二者有壓差，并超過一個允許的上限，則輸出保護信號認定變壓器發生故障。上述二者的確定均可發現變壓器的短路相，并可發現故障線圈是高壓線圈K還是低壓線圈N。

附圖說明

圖1是本實用新型電壓差動對變壓器匝間短路的檢測裝置的結構示意圖。

具體實施方式

本實用新型公開了一種電壓差動對變壓器匝間短路的檢測裝置，如圖1所示，包括安裝在單相高壓供電線路上的單相變壓器TM，單相變壓器TM包括高壓線圈K、低壓線圈N和感應電壓線圈J，在單相變壓器TM高壓側裝設電壓互感器PT，其特征在于單相變壓器TM本體鐵芯柱另設一組用來直接提取電源感應電壓測量線圈CX，測量線圈CX提取的低電壓U₁′應與電壓互感器PT的二次電壓U₁計算值一致，單相變壓器TM的二次輸出側a中提取分電壓U₂′，低壓線圈N抽頭N₁聯接乙電壓比較器M，另外從單相變壓器TM取電壓抽線b聯接乙電壓比較器M，電壓互感器PT二次輸出電壓抽線c和單相變壓器TM的感應電壓線圈J分別聯接甲電壓比較器Q，對甲電壓比較器Q取的電壓與乙電壓比較器M提取的電壓分別進行比較與甄別。本檢測裝置具有如下優點：一是對變壓器的一次測與二次測的電壓測量；二是對電壓進行矢量計算與比較從而計算出單相變壓器的線圈工作狀態是正常還是故障狀態；三是得出結論后按實際的結果給出是繼續運行，還是發出警報，或發出切斷進線電源信號防護信號。其機電檢測過程：在單相變壓器TM高壓側應裝設單獨專用的電壓互感器PT(這個電壓互感器應能夠按照要求與被保護的變壓器進行相應檔位的調整，并且這個電壓互感器的二次電壓U₁應與U₁′相等)，另外在變壓器本體鐵芯每柱上需另外設一組用來直接提取電源側感應電壓的測量線圈CX，這個測量線圈CX提取的低電壓U₁′應與互感器的二次電壓U₁計算值相一致。另外又在單相變壓器TM的二次輸出側a中也提取一部分電壓U₂′通過相關的轉換，將二次側提取電壓與二次側的全電壓U₂對其進行相關性比較。有以下兩個比較過程：1、將電壓互感器PT二次電壓與鐵芯柱上選取的電壓進行比對，在壓差小于一個確定的數值時，認為一次線圈的匝數未發生問題，如果對比結果超過確定的比例范圍，則需輸出一個保護信號，給保護系統一個確定的動作信號，認定變壓器高壓線圈K發生短路或者故障。2、將已轉換后的二次全電壓與輸出的二次全電壓進行比對，在確定二者無壓差時，可以無動作信號，如果二者有壓差，并超過一個允許的上限，則輸出保護信號認定變壓器發生故障。上述二者的確定均可發現變壓器的短路相，并可發現故障線圈是高壓線圈K還是低壓線圈N。如果用數字信號處理技術則會更加簡單。如用數字處理技術則可不用在鐵芯上另外裝設比較線圈，只需要對輸出電壓進行輸出電流校正，校正至正常的空載電壓，將其與保護變壓器前的電壓互感器的電壓比較低，如將正常情況下相等的空載輸出電壓與測量的電壓進行對比，如輸出校正的空載電壓高于測量電壓某一比例時，即可認定其一次線圈發生了短路，如低于一個比例，則可以確定為低壓側發生了短路。