大容量整流变压器差动保护相关问题的研究

摘要

大容量整流电源在冶金行业，特别在铝电解行业具有举足轻重的地位，其正常运行直接关系到整个生产系列的安全稳定，一个年产15万吨的电解系列，停电5个小时其损失可达几千万元，整流变压器作为电解铝系列供电的核心设备，其保护配置显得尤为重要，同时，整流变压器不同于一般的电力变压器，其继电保护的配置要满足整流机组对继电保护的特殊要求，且由于整流变压器阀侧为多绕组、大电流，无法安装常规电流互感器，测量非常困难，对变压器差动保护的配置造成了困难，因此目前未设置差动保护，仅由瓦斯保护作为变压器内部故障的主保护，同时设置两套过电流保护等后备保护，整流变压器继电保护配置的完善与否，直接关系着电网的稳定运行。因此，要采取一切可能的措施保证整流电源的正常运行，完善、可靠的保护设置可以及早发现机组异常情况，及时切除故障，防止事故扩大，对保证系统安全运行具有重要意义。 近年来，全国先后有多个大型电解系列的整流柜短路爆炸，整流变压器烧毁，严重影响生产（如青铜峡迈克铝业）。造成这种严重事故的一个重要原因往往是发生短路时，继电保护未能及时动作使高压侧断路器及时跳开，或者是存在保护死区，未能及时切除故障。因此整流变压器继电保护的正确和完善配置，对冶金企业正常生产及电网安全运行具有重要意义。 本文完成了大容量整流变压器阀侧大电流的采集方案研究、整流变压器差动保护模块化配置的实现方法，并提出工程化实施方案，以解决目前大容量整流变压器没有配置差动保护的现状。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究的目的和意义

1．2 国内外研究概况以及发展趋势

1．3 论文的主要研究内容

1．4 本章小结

第2章 整流变压器的基本特性和运行特点

2．1 整流变压器简介

2．2 整流变压器的移相

2．3 整流变压器有载调压的特点

2．4 整流变压器阀侧出线结构及运行特点

2．5 本章小结

第3章 整流变压器继电保护解决方案

3．1 整流变压器阀侧大电流采集方案

3．2 按功能划分保护配置方案

3．3 整流变压器阀侧大电流采集方案

3．3．1 空心线圈的原理

3．3．2 使用对象及现场

3．4 本章小结

第4章 整流变压器移相及各侧电流补偿

4．1 “Y(移)／Δ”整流变压器网侧移相分析

4．2 “Δ(移)／Δ”整流变压器网侧移相分析

4．3 “Y(移)／Δ”整流变压器两侧纵差电流转角方程及动作特性

4．3．1 Y(移)／Δ整流变压器两侧电流相位分析及电流转角方程

4．3．2 Y(移)／Δ-11整流变压器正常运行时纵差保护特性

4．3．3 Y(移)／Δ-11整流变压器网侧绕组单相接地短路时纵差保护特性

4．3．4 Y(移)／Δ-11整流变压器阀侧区外两相短路时纵差保护特性

4．3．5 Y(移)／Δ-11整流变压器区内两相短路时纵差保护特性

4．4 “Δ(移)／Δ”整流变压器两侧电流相位分析及纵差电流转角方程

4．5 调压变压器纵差TA二次电流转角方程

4．6 本章小结

第5章 整流变压器差动保护仿真试验

5．1 整流变压器差动保护装置介绍

5．2 整流变压器差动保护仿真试验

5．3 本章小结

第6章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

作者简介