关于微机保护装置发_TA断线_异常现象的分析

InnerMongoliaScienceTechnology&EconomyNo.22,the200thissue

Nov.2009

关于微机保护装置发“TA断线”异常现象的分析

郭　昆1,刘晓春2

(1.内蒙古电力科学研究院,内蒙古呼和浩特　010020;2.包头供电局,内蒙古包头　014030)

Ξ

　　摘　要:文章分析了微机保护装置发“TA断线”异常现象,查找异常原因,依据TA磁通关系,进行矢量计算和画矢量图,找出了产生非正常数据的原因,为深入理解TA的本质原理提供了理论依据。

关键词:TA断线;二次接线;磁通平衡;矢量计算　　中图分类号:TM403.5　　文献标识码:A　　文章编号:1007—6921(2009)22—0098—02　　在500kV某变电站调试保护装置及启动送电的过程中,现场TA由于二次接线错误引起接入保护装置电流出现异常,并导致南京南瑞公司RCS-978变压器保护装置发TA“TA断线”异常现象。当时现场TA二次接线方式:1组TA二次绕组接南京南自PST-1200变压器保护装置;1组TA二次绕组接南京南瑞RCS-978变压器保护装置。

在启动送电操作过程中,当主变负荷由空载增大到大约120MW时,RCS-978变压器保护装置的突然发出了“󰂪侧TA断线”的报文,同时另一套南自PST-1200变压器保护装置显示的三相电流平衡正常没有报“TA回路异常”信号,随后从RCS-978保护装置打印出的数据和使用钳形电流表测量的结果看,电流波形幅值和相位严重不对称,其中A相电流和B相电流之间的夹角只有85°左右,且A相电流的幅值比其他两相有明显偏差,三相一次电流如下:

・・・

.5∠94°,Ib=124∠8°,Ic=124∠-123°Ia=99

经过检查发现,TA二次侧的A相接线端子接错,应该接在1500∶1的抽头上,错误地接在了3000∶1的抽头上,接线示意图见图1。

　　接在3000∶1的抽头上A相电流并不是接在1500∶1的抽头上B相或C相电流的倍,而且A相电流与B、C相电流相位严重不对称,这需要引起重视和认真分析。

从TA磁通平衡的原理分析这个例子。TA实际的接线示意图见图2。

假设TA原边的匝数为W1(实际情况可能只有1匝),副边匝数按1500∶1抽头接法B、C相的匝数为W2,按3000∶1的抽头接法A相的匝数是2W2,如果忽略励磁电流,列出磁通平衡方程式,对B相TA得:

・・

(1)IB×W1=Ib×W2其中IB是电流源,是一次系统电流,故Ib是正

确的值,即:・・w1(2)Ib=IB×

w2

对C相TA得:・・

(3)Ic×w1=Ic×w2

・・

同理IC是电流源,是一次系统电流,故Ic是正确的值,即:

・・w1(4)Ic=IC×

w2

・

对A相TA,A相副边在2W2中流的是Ia,在其

・

中的一个W2中还流过Ic电流,列出磁通平衡方程式为:

・・・・・

IA×w1=Ia×2w2+Ic×w2=(2×Ia+Ic)×w2・

(5)=Ia’×w2

・・・

式中:Ia’=2×Ia+Ic,因此可得:・・w1(6)=IA×Ia’

w2・

其中IA是电流源,是一次系统电流,由计算式

・・・

(2)、(4)、(6)得出Ia’是与Ib,Ic对称的三相电流,由

・・・・

已知的Ib,Ic算出,Ia’=124∠122°,对于A相TAIa’

・

是接在1500:1抽头上的电流,根据计算式Ia’=2×・・

Ia+Ic,解得:

・・1・

(Ia’-Ic)Ia=21(124∠122°)=-124∠-123°2

3×124∠92°≈107∠92°2

・

计算得出实际的A相电流Ia幅值约为107,是B=

・・

相或C相电流的

Ξ

2倍,相角约为92°,与B相电3󰃗

收稿日期:2009-06-18

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　郭昆,等・关于微机保护装置发“TA断线”异常现象的分析流夹角约为90°,画出Ia的向量位置,如图3所示:

・

・

2009年第22期

　　式中Ia’为接线方式为二次抽头1500∶1时A

・・・・

相电流,Ia’是与Ib,Ic对称的三相电流,由已知的Ib,・・

=124∠122°。对于A相TA接在3000:1Ic算出Ia’

抽头的电流应是接在1500∶1抽头电流Ia’的1󰃗2・

倍,既0.5Ia’。所以得:

・・・

.5Ia’-0.5IcIa=0=0.5×124∠122°-0.5×124∠-123°

3×124∠92°≈92°2

为方便观看,把向量图顺时针旋转了120°,三相电流关系矢量图如图4所示。

=

・

图3　磁通平衡方程导出Ia的相量图

从图1可以看出,B相TA取二次抽头S2、S3之间的绕组,电流不受其他相错误接线的影响,保持正常。从测量的结果同时发现,C相电流也基本正常,可以这样理解,对于一次系统认为是一个无穷大的电源,其感应到C相二次侧的磁通是不变的,因此C相二次侧也可认为是一个电流源,虽然C相二次回路中串入了一部分A相的S1、S2之间二次绕组,这部分绕组可以把它当作C相的负载,对其电流影响不大。对于A相TA则不同,如果没有C相电流的影响,其感应到二次侧的磁通也是不变的,实际电流应为1500∶1抽头接法时的1󰃗2倍,但是由于A相TA的二次绕组流过C相电流,C相电流要流经一半的A相绕组(即S1、S2之间的绕组)直接流到接地中性点,也要流经一半的A相绕组(即S2、S3之间的绕组)和保护装置的阻抗,间接流回接地中性点。C相电流在S2点处分别经过两个阻抗值几乎相等的并联支路流回接地中性点,每个并联支路平均得到一半方向相反的C相电流,因此A相TA多出C相电流感应的磁通。这个附加的磁通会导致S2、S3之间的

・

绕组感应出和C相电流方向相反的附加电流0.5Ic,流经保护装置的A相电流多叠加一个和C相电流方

・

向相反的附加电流0.5Ic。附加电流是一个电流源,和A相的S2、S3之间绕组电流是并联关系,二者叠

・

加就是实际流经保护装置的A相电流Ia,

・・・

(7).5×Ia’-0.5IcIa=0

(上接第85页)

3.3　不同水分处理对紫花苜蓿产量的影响

水分亏缺对作物生态性状和生理活动的影响最终反映在产量影响上。作物在不同的生长阶段对水分的需求不同,对水分胁迫的反应也不相同。本文对不同灌溉水平条件下,紫花苜蓿的产量进行了分析。

・

图4　A相实际电流矢量图・・

根据矢量图实际的A相电流Ia=0.5Ia’・-0.5Ic,,即相量在三角形QP。OPQ中,已知两边和

・

其夹角,利用余弦定理得出A相电流Ia幅值约为

107,是B相或C相电流的2倍,相角约为92°,3󰃗与B相电流夹角约为90°。这就解释了现场的实际测量结果,为什么A相电流不等于B相或C相电流的1󰃗2倍,而是B相或C相电流的2倍。实际测量3󰃗的幅值、角度和理论计算值有偏差因为,实际的一次系统三相电流并不完全平衡(从另一套接线正确的变压器保护装置打印出的波形可以看出)及测量电流的钳形电流表存在测量误差。由于现场保护装置发“TA断线”信号,分析接于3000∶1抽头的TA电流并不是简单等于接于1500∶1抽头的TA电流的倍以及电流相位严重不对称现象,利用矢量计算与画矢量图为现场不平衡电流数据产生的原因提供了可靠的理论依据,多层次深入了解TA的原理本质。

图3　不同水分处理紫花苜蓿产量和减产率

由图3可以看出,紫花苜蓿各阶段对水分的需求不同,它的产量不仅与生长期总的需水量有关,最

主要还和它在不同的生长阶段的需水量和缺水程度有关。在返青期不灌水,而此后的每个生长阶段恢复供水,最终减产率为25.1%;在开花期和成熟期不灌水的减产率分别为19.5%和4.1%,而在分枝期和现蕾期不灌水的减产率分别为37.4%和32.9%,在分枝期这个生长阶段,少量的缺水就会直接影响紫花苜蓿的分枝数,而分枝数又直接影响到最后的干物质积累,即紫花苜蓿的最终产量,在现蕾阶段紫花苜蓿茎叶繁茂,营养生长和生殖生长都很旺盛,消耗养分和水分较多,该阶段对水分的利用率最高,即单位灌水量所获得产量最高。因此,在干旱、半干旱地区灌分枝期和现蕾期水是高产的必要条件。

[参考文献]

[1]　陈传友,王春元,等.水资源与可持续发展

[M].北京:中国科学技术出版社,1999.

[2]　耿华珠,曹致中.中国苜蓿[M].北京:中国农

业出版社,1995.[3]　陈亚新,康绍忠.非充分灌溉原理[M].北京:

水利电力出版社,1995.

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