1、變壓器繼電保護(hù)原理 n變壓器是電力系統(tǒng)中數(shù)量極多且地位十分重要的電氣設(shè)備，其功能是將電力系統(tǒng)中的電能電壓升高或降低，以利于電能的合理輸送、分配和使用。雖然變壓器是靜止設(shè)備，結(jié)構(gòu)可靠，故障的幾率教小，但是，實(shí)踐證明，實(shí)際中仍有可能發(fā)生各種類型的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)供電系統(tǒng)的可靠性和電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的影響。n對(duì)變壓器而言，發(fā)生內(nèi)部故障是非常危險(xiǎn)的，不僅會(huì)燒毀變壓器，而且由于絕緣物和油在電弧作用下急劇變化，容易導(dǎo)致變壓器郵箱爆炸， 變壓器外部故障可能引起變壓器絕緣套管爆炸，從而影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。變壓器保護(hù)變壓器保護(hù)變壓器的故障： 各相繞組之間的相間短路油箱內(nèi)部故障 單相繞組部分線

2、匝之間的匝間短路 單相繞組或引出線通過(guò)外殼發(fā)生的單相接地故障 引出線的相間短 絕緣套管閃爍或破壞、引出線通過(guò)外殼發(fā)生 的單相接地短路 油箱外部故障變壓器不正常工作狀態(tài)： 1、由外部短路或過(guò)負(fù)荷引起的過(guò)電流 2、油箱漏油造成油面降低。 3、變壓器中性點(diǎn)電壓升高。 4、由于外加電壓過(guò)高或頻率降低而引起的過(guò)勵(lì)磁。 應(yīng)裝設(shè)的繼電保護(hù)裝置 1.瓦斯保護(hù)：防御變壓器油箱內(nèi)各種短路故障和油面降低重瓦斯：跳閘輕瓦斯：信號(hào)2.差動(dòng)保護(hù)防御變壓器繞組和引出線的多相短路、大接地電流系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線的單相接地短路及繞組匝間短路n3、相間短路的后備保護(hù)：是作為相間短路的后備保護(hù)：是作為1、2的后備的后備保護(hù)保護(hù) 過(guò)電

3、流保護(hù)過(guò)電流保護(hù) 復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù) 負(fù)序過(guò)電流負(fù)序過(guò)電流n4、零序電流保護(hù)：防御大接地電流系統(tǒng)中變、零序電流保護(hù)：防御大接地電流系統(tǒng)中變壓器外部接地短路壓器外部接地短路n5、過(guò)負(fù)荷保護(hù)：防御變壓器對(duì)稱過(guò)負(fù)荷、過(guò)負(fù)荷保護(hù)：防御變壓器對(duì)稱過(guò)負(fù)荷n6、過(guò)勵(lì)磁保護(hù)：防御變壓器過(guò)勵(lì)磁、過(guò)勵(lì)磁保護(hù)：防御變壓器過(guò)勵(lì)磁變壓器本體保護(hù)：（非電量）變壓器本體保護(hù)：（非電量）n1、本體重瓦斯（瓦斯繼電器）n2、油位異常（油位計(jì)）n3、壓力釋放（壓力釋放閥）n4、超溫保護(hù)（油溫計(jì)）n5、本體輕瓦斯（瓦斯繼電器）n6、溫度過(guò)高（油溫計(jì)）n 裝有油壓速動(dòng)繼電器的變壓器還有突發(fā)壓力告警。瓦斯

4、保護(hù)n在變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障（包括輕微的匝間短路和絕緣破壞引起的經(jīng)電弧電阻的接地短路）時(shí)，由于故障點(diǎn)電流和電弧的作用，將使變壓器油及其它絕緣材料因局部受熱而分解產(chǎn)生氣體，因氣體比較輕，它們將從油箱流向油枕的上部。當(dāng)嚴(yán)重故障時(shí)，油會(huì)迅速膨脹并產(chǎn)生大量的氣體，此時(shí)將有劇烈的氣體夾雜著油流沖向油枕的上部。利用油箱內(nèi)部故障的上述特點(diǎn)，可以構(gòu)成反應(yīng)于上述氣體而動(dòng)作的保護(hù)裝置。 n1、瓦斯保護(hù)是利用安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接管道中的氣體繼電器構(gòu)成的。為了不妨礙氣流的流動(dòng)，在安裝具有氣體繼電器的變壓器時(shí)，變壓器頂蓋與水平方向有1%-5%的的坡度，通往氣體繼電器的連接管應(yīng)有2%-4%坡度。便于氣泡流入

5、油枕，防止汽包聚積在變壓器頂蓋。n2、輕瓦斯保護(hù)是按氣體容積進(jìn)行整定，整定范圍一般為250300立方厘米，通常整定在250立方厘米。n重瓦斯是按油氣流速進(jìn)行整定，整定范圍為0.6米/秒-1.5米/秒，通常整定在1米/秒左右。n3、一般情況下，下列故障可能引起變壓器重瓦斯保護(hù)動(dòng)作n（1）變壓器內(nèi)部線圈發(fā)生匝間或?qū)娱g嚴(yán)重短路n（2）變壓器油面下降太快。n（3）變壓器新裝或大修加油后，油中混入小量氣體，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后大量氣體排出使重瓦斯動(dòng)作。n（4）重瓦斯動(dòng)作流速整定值小，在外部短路電流沖擊下引起油流涌動(dòng)，使重瓦斯動(dòng)作。n（5）保護(hù)裝置二次回路故障引起重瓦斯誤動(dòng)作。n（6）氣溫驟降變壓器油凝固，氣溫

6、回升時(shí)引起重瓦斯動(dòng)作。n主變壓器重瓦斯保護(hù)動(dòng)作使斷路器跳閘后，一般不能將變壓器投入運(yùn)行，只有確認(rèn)是瓦斯保護(hù)誤動(dòng)或經(jīng)過(guò)高壓試驗(yàn)、變壓器油化驗(yàn)均無(wú)異常后方可進(jìn)行空載試投，若空載試投成功后可以正式投入運(yùn)行。在主變壓器投入運(yùn)行前，要查明保護(hù)跳閘原因，并將故障部位處理好。n值得注意的是，變壓器初次投入運(yùn)行時(shí)，或由于換油等工作，油中混有少量氣體，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，這些氣體又從油中分離出來(lái)，逐漸聚集在氣體繼電器的上部，迫使開(kāi)口杯下降，使輕瓦斯動(dòng)作。此時(shí)，可通過(guò)氣體繼電器頂部放氣閥將氣體放出。在故障發(fā)生后，為便于分析故障原因及其性質(zhì)，可通過(guò)放氣閥收集氣體，以便化驗(yàn)分析瓦斯氣體的成分。瓦斯保護(hù)特點(diǎn)：n瓦斯保護(hù)結(jié)構(gòu)

7、簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，具有靈敏度高、動(dòng)瓦斯保護(hù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，具有靈敏度高、動(dòng)作迅速、接線簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。大量氣體產(chǎn)生或變作迅速、接線簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。大量氣體產(chǎn)生或變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重漏油時(shí)動(dòng)作迅速，可以反應(yīng)壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重漏油時(shí)動(dòng)作迅速，可以反應(yīng)油箱內(nèi)部所有故障。油箱內(nèi)部所有故障。n但它不能反應(yīng)油箱外部故障，對(duì)油箱外套管與但它不能反應(yīng)油箱外部故障，對(duì)油箱外套管與斷路器引出線上的故障它是不能反應(yīng)的。因此斷路器引出線上的故障它是不能反應(yīng)的。因此瓦斯保護(hù)不能單獨(dú)作為變壓器的主保護(hù)，通常瓦斯保護(hù)不能單獨(dú)作為變壓器的主保護(hù)，通常是將瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)配合共同作為變壓器是將瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)配合共同作為變壓器的主保護(hù)。的主

8、保護(hù)。溫度保護(hù)n啟動(dòng)散熱風(fēng)扇定值55 n主變過(guò)熱信號(hào)定值78n主變超溫跳閘定值105n主變壓器后備保護(hù)主變壓器后備保護(hù)n 1.過(guò)電流保護(hù)n 一般高低壓側(cè)均設(shè)。一般高低壓側(cè)均設(shè)。n 原理：短路時(shí)電流增大到整定值而啟動(dòng)。為原理：短路時(shí)電流增大到整定值而啟動(dòng)。為了保證選擇性，應(yīng)帶有延時(shí)和低電壓閉鎖。了保證選擇性，應(yīng)帶有延時(shí)和低電壓閉鎖。n電壓采樣：電壓采樣：27.5kV母線電壓互感器母線電壓互感器n電壓定值：電壓定值：60Vn 2.過(guò)負(fù)荷保護(hù)（反時(shí)限）。一般設(shè)兩段：（反時(shí)限）。一般設(shè)兩段：段段告警，告警，段出口。段出口。n反時(shí)限：動(dòng)作時(shí)間與保護(hù)中流過(guò)的電流大小成反時(shí)限：動(dòng)作時(shí)間與保護(hù)中流過(guò)的電流大小

9、成反比，即短路電流越大動(dòng)作時(shí)限越短。反比，即短路電流越大動(dòng)作時(shí)限越短。n變壓器后備保護(hù)變壓器后備保護(hù)n高壓側(cè)低壓?jiǎn)?dòng)三相過(guò)流保護(hù)；（跳兩側(cè)斷路器）n高壓側(cè)反時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)；（跳閘或報(bào)警）n低壓側(cè)低壓?jiǎn)?dòng)過(guò)流保護(hù)；（跳低壓側(cè) 哪相啟動(dòng)跳哪相）n三相失壓保護(hù)n零序過(guò)壓保護(hù)變壓器差動(dòng)保護(hù)變壓器差動(dòng)保護(hù)n保護(hù)范圍：兩側(cè)電流互感器之間的全部區(qū)域，包括變壓器的高低壓繞組，引出線及套管等。由于差動(dòng)保護(hù)對(duì)區(qū)外故障不反映，因此，差動(dòng)保護(hù)不需要與保護(hù)區(qū)外相鄰元件在動(dòng)作值和動(dòng)作時(shí)限上互相配合，所以在區(qū)內(nèi)故障時(shí)，可以瞬時(shí)動(dòng)作。變壓器縱差動(dòng)保護(hù)變壓器縱差動(dòng)保護(hù)一構(gòu)成變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的基本原則.I-J1I雙繞組變壓器縱差

10、動(dòng)保護(hù)單相原理圖2I1I2I 原理：比較被保護(hù)設(shè)備各側(cè)電流的原理：比較被保護(hù)設(shè)備各側(cè)電流的相位和數(shù)值的大小相位和數(shù)值的大小 正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，流過(guò)差動(dòng)繼電器的電流為Id=|I1“- I2”|，在理想情況下，其值等于零。繼電器不會(huì)動(dòng)作，但實(shí)際上由于兩側(cè)電流互感器特性不可能完全一致等原因，仍有差電流流過(guò)差動(dòng)回路，即為不平衡差動(dòng)電流。 內(nèi)部故障時(shí)， Id=|I1“- I2”|，其值不會(huì)為零，會(huì)產(chǎn)生很大不平衡差動(dòng)電流，繼電器會(huì)動(dòng)作。 根據(jù)過(guò)此原理，通過(guò)合理的整定值，就可以保證在正常運(yùn)行中，差動(dòng)保護(hù)不會(huì)動(dòng)作，而變壓器內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)可靠動(dòng)作。二、不平衡電流產(chǎn)生的原因和消除方法二、不平衡電流產(chǎn)生的原因

11、和消除方法n差動(dòng)不平衡電流產(chǎn)生的原因1 1、由變壓器接線組別使兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn) 生的不平衡電流2、電流互感器的實(shí)際變比與計(jì)算變比不一致3、兩側(cè)電流互感器的型號(hào)不同而產(chǎn)生的的不平衡電流4、變壓器勵(lì)磁涌流的影響5、帶負(fù)荷調(diào)變壓器的分接頭產(chǎn)生的不平衡電流不平衡電流產(chǎn)生的原因 1、由變壓器接線組別使兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生 的不平衡電流 電力系統(tǒng)中變壓器常采用Y,d11接線方式，因此，變壓器兩側(cè)電流的相位差為30，如下圖所示，Y側(cè)電流滯后側(cè)電流30，若兩側(cè)的電流互感器采用相同的接線方式，則兩側(cè)對(duì)應(yīng)的二次電流也相差30左右，從而產(chǎn)生很大的不平衡電流。 n如變壓器為Y，d11接線其相位補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ菍⒆儔?/p>

12、器Y側(cè)的LH接成，將變壓器側(cè)的LH接成Y，如上圖a所示，以補(bǔ)償30的相位差。圖中 為Y側(cè)的一次電流，n 為側(cè)的一次電流，其相位關(guān)系如上圖b所示。采用相位補(bǔ)償接線后，變壓器Y側(cè)LH二次回路側(cè)差動(dòng)臂中的電流分別為 它們剛好與側(cè)LH二次回路中的電流同相位，如上圖c所示。這樣，差動(dòng)回路中兩側(cè)的電流相位相同。 Y，d11聯(lián)結(jié)變壓器差動(dòng)保護(hù)接線圖和向量圖采用適當(dāng)?shù)慕泳€進(jìn)行相位補(bǔ)償法。A2B2A2I3I-IA2A2II3BAlllAlnnnnn111221113/3可見(jiàn),差動(dòng)臂中的 同相位了,但為使正常運(yùn)行或區(qū)外故障時(shí), Ij=0,則應(yīng)使 即:高壓側(cè)電流互感變比應(yīng)加大3倍.該項(xiàng)不平衡電流已清除.數(shù)值補(bǔ)償n采

13、用相位補(bǔ)償方式接線后，在電流互感器繞組接成三角形的一側(cè)，流入差動(dòng)臂中的電流要比電流互感器的二次電流大 倍，而變壓器三角形側(cè)的電流互感器二次電流卻沒(méi)有增大。為了保證在正常工作及外部故障時(shí)差動(dòng)回路中兩差動(dòng)臂的電流大小相等，可通過(guò)正確選擇電流互感器變比來(lái)解決。n變壓器Y側(cè)LH變比 變壓器側(cè)LH變比3 根據(jù)式計(jì)算結(jié)果，選定一個(gè)接近并稍大于計(jì)算值的標(biāo)準(zhǔn)變比2、電流互感器的實(shí)際變比與計(jì)算變比不一致的影響及解決方法n電流互感器是定型產(chǎn)品，其規(guī)格已系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，因此，實(shí)際需要的計(jì)算變比與標(biāo)準(zhǔn)變比不一定相同，致使在差動(dòng)回路中產(chǎn)生不平衡電流。以下例計(jì)算說(shuō)明：實(shí)例計(jì)算 由于電流互感器實(shí)際變比與計(jì)算變比的差異，正常

14、情況下就有了由于電流互感器實(shí)際變比與計(jì)算變比的差異，正常情況下就有了0.21（0.37）的不平衡差動(dòng)電流，在外部故障時(shí)，不平衡電流將更大的不平衡差動(dòng)電流，在外部故障時(shí)，不平衡電流將更大 3、兩側(cè)電流互感器的型號(hào)不同而產(chǎn)生的的不平衡 電流。n由于變壓器兩側(cè)的額定電流、電壓大小不等。因而裝設(shè)在兩側(cè)的電流互感器型號(hào)和規(guī)格就不同。對(duì)于不同型號(hào)的電流互感器，飽和特性不一樣，在不同工作條件下，誤差就會(huì)更大。即使對(duì)同一型號(hào)的電流互感器，飽和特性基本相同，但在不同飽和程度下也有不同的誤差，越飽和，誤差越大。外部短路時(shí)，影響更大。為了減小此影響，引入同型系數(shù)Kts，流入繼電器的電流為KtsIunb 同型號(hào)時(shí)，K

15、ts=0.5；型號(hào)不同時(shí)，Kts=1，以提高動(dòng)作電流，以躲過(guò)不平衡電流的影響。 變壓器兩側(cè)電流互感器的型號(hào)不同、變比不同變壓器兩側(cè)電流互感器的型號(hào)不同、變比不同，二次負(fù)載阻抗及短路電流倍數(shù)不同時(shí)導(dǎo)致互感器，二次負(fù)載阻抗及短路電流倍數(shù)不同時(shí)導(dǎo)致互感器勵(lì)磁電流的差值增大。勵(lì)磁電流的差值增大。正常時(shí)：正常時(shí)：不平衡電流很小。不平衡電流很小。故障時(shí)：故障時(shí)：勵(lì)磁電流很大，不平衡電流很大。勵(lì)磁電流很大，不平衡電流很大。 鐵芯飽和、勵(lì)磁電流很小，鐵芯飽和、勵(lì)磁電流很小，短路電流很大，使兩側(cè)電流迅速飽和短路電流很大，使兩側(cè)電流迅速飽和4、變壓器勵(lì)磁涌流的影響n變壓器空載合閘或外部短路故障切除后，電壓恢復(fù)時(shí)，

16、由于鐵芯中總磁通不能突變，在變壓器電源側(cè)繞組中將產(chǎn)生很大的勵(lì)磁電流，該勵(lì)磁電流通常稱為勵(lì)磁涌流。勵(lì)磁涌流，就是變壓器空載合閘時(shí)產(chǎn)生的暫態(tài)勵(lì)磁電流。 在穩(wěn)態(tài)的情況下鐵芯中的磁通應(yīng)滯后于外加電壓90，在電壓瞬時(shí)值U=0瞬間合閘，鐵芯中的磁通應(yīng)為-m。但由于鐵芯中的磁通不能突變，因此將出現(xiàn)一個(gè)非周期分量的磁通+m，如果考慮剩磁r，這樣經(jīng)過(guò)半個(gè)周期后鐵芯中的磁通將達(dá)到2m+r，其幅值為下波形圖所示。此時(shí)變壓器鐵芯將嚴(yán)重飽和，通過(guò)下圖可知此時(shí)變壓器的勵(lì)磁電流的數(shù)值將變的很大，達(dá)到額定電流的68倍，形成勵(lì)磁涌流。 且含有大量高次諧波分量，以二次諧波所占比例最大。由于此電流只流過(guò)變壓器電源側(cè)繞組，故在差動(dòng)回

17、路中必然要出現(xiàn)較大的不平衡電流。 暫態(tài)情況下的不平衡電流及減小其影響暫態(tài)情況下的不平衡電流及減小其影響 的措施的措施由變壓器勵(lì)磁電流由變壓器勵(lì)磁電流ILY所產(chǎn)生的不平衡電流所產(chǎn)生的不平衡電流 變壓器的勵(lì)磁電流變壓器的勵(lì)磁電流IL僅流經(jīng)變壓器的某一側(cè)通過(guò)僅流經(jīng)變壓器的某一側(cè)通過(guò)電流互感器反應(yīng)到差動(dòng)回路中不能被平衡。電流互感器反應(yīng)到差動(dòng)回路中不能被平衡。 正常情況下正常情況下，此電流很小，一般不超過(guò)額定，此電流很小，一般不超過(guò)額定電流的電流的2%10%。 外部故障時(shí)外部故障時(shí)，由于電壓降低，此電流減小，由于電壓降低，此電流減小，影響更小。影響更小。 變壓器空載投入和外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)變壓器空

18、載投入和外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，可能出現(xiàn)數(shù)值很大的，可能出現(xiàn)數(shù)值很大的勵(lì)磁電流勵(lì)磁電流（又稱為（又稱為勵(lì)磁涌流勵(lì)磁涌流）。）。5、 帶負(fù)荷調(diào)變壓器的分接頭產(chǎn)生的不平衡電流 電力系統(tǒng)中經(jīng)常采用帶負(fù)荷調(diào)壓的變壓器，通過(guò)電力系統(tǒng)中經(jīng)常采用帶負(fù)荷調(diào)壓的變壓器，通過(guò)調(diào)整變壓器分接頭的位置來(lái)滿足系統(tǒng)的運(yùn)行電壓。調(diào)整變壓器分接頭的位置來(lái)滿足系統(tǒng)的運(yùn)行電壓。 改變變壓器的分接頭不僅改變了變壓器的變比，改變變壓器的分接頭不僅改變了變壓器的變比，也破壞了變壓器兩側(cè)電流互感器的變比之間的關(guān)系也破壞了變壓器兩側(cè)電流互感器的變比之間的關(guān)系從而產(chǎn)生不平衡電流。從而產(chǎn)生不平衡電流。msm2s0eLIYLILIU,mmut

19、sm2U,ut00如果空載合閘時(shí)，正好在如果空載合閘時(shí)，正好在u=0時(shí)接通，時(shí)接通，則鐵芯中該具有磁通則鐵芯中該具有磁通-m。但由于鐵芯。但由于鐵芯中的磁通不能突變，將出現(xiàn)一個(gè)非周中的磁通不能突變，將出現(xiàn)一個(gè)非周期分量其磁通為期分量其磁通為+m。半個(gè)周期后鐵。半個(gè)周期后鐵芯中的磁通就達(dá)到了芯中的磁通就達(dá)到了2m。如果鐵芯中有剩余磁通如果鐵芯中有剩余磁通s。則總的磁。則總的磁通將為通將為2m+ s，則變壓器鐵芯嚴(yán)重則變壓器鐵芯嚴(yán)重飽和，勵(lì)磁電流將急劇增大，稱為飽和，勵(lì)磁電流將急劇增大，稱為變變壓器的勵(lì)磁涌流壓器的勵(lì)磁涌流ILY。 勵(lì)磁涌流的數(shù)值最大可達(dá)到額定勵(lì)磁涌流的數(shù)值最大可達(dá)到額定電流的電流

20、的68倍，同時(shí)含有大量的非周倍，同時(shí)含有大量的非周期分量和高次諧波分量。期分量和高次諧波分量。 勵(lì)磁涌流的大小和衰減時(shí)間與外勵(lì)磁涌流的大小和衰減時(shí)間與外加電壓的相位，鐵芯中剩磁的大小和加電壓的相位，鐵芯中剩磁的大小和方向，電源容量的大小，回路阻抗以方向，電源容量的大小，回路阻抗以及變壓器容量的大小等都有關(guān)。及變壓器容量的大小等都有關(guān)。+m 勵(lì)磁電流勵(lì)磁電流ILY的特點(diǎn)的特點(diǎn)t0iL 含有很大成分的非周期分量，含有很大成分的非周期分量，使勵(lì)磁涌流偏于時(shí)間軸的一側(cè)；使勵(lì)磁涌流偏于時(shí)間軸的一側(cè)； 含有大量的高次諧波，而以二含有大量的高次諧波，而以二次諧波為主；次諧波為主； 波形之間出現(xiàn)間斷；波形之間

21、出現(xiàn)間斷； 由試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，若以基波為由試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，若以基波為100%，則二次諧波最高可達(dá)，則二次諧波最高可達(dá)50%，三次諧，三次諧波最高達(dá)波最高達(dá)10%，直流，直流80%。msm2s0eLIYLILI 在變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)中防止勵(lì)磁涌流的方法在變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)中防止勵(lì)磁涌流的方法 采用具有速飽和鐵芯的差動(dòng)繼電器；采用具有速飽和鐵芯的差動(dòng)繼電器； 鑒別短路電流和勵(lì)磁電流波形的差別；鑒別短路電流和勵(lì)磁電流波形的差別； 利用二次諧波制動(dòng)等；利用二次諧波制動(dòng)等； 變壓器差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算的原則變壓器差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算的原則 整定原則整定原則 在正常運(yùn)行情況下為防止電流互感器二次回路在正常

22、運(yùn)行情況下為防止電流互感器二次回路 斷線時(shí)引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作，保護(hù)裝置的起動(dòng)斷線時(shí)引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作，保護(hù)裝置的起動(dòng) 電流應(yīng)大于變壓器的最大負(fù)荷電流電流應(yīng)大于變壓器的最大負(fù)荷電流If.max。當(dāng)。當(dāng) 負(fù)荷電流不能確定時(shí)，可采用額定電流負(fù)荷電流不能確定時(shí)，可采用額定電流Ie.B， 并引入可靠系數(shù)并引入可靠系數(shù)KK，KK=1.3。IdZ = KKIf.max 躲開(kāi)保護(hù)范圍外部短路時(shí)最大不平衡電流躲開(kāi)保護(hù)范圍外部短路時(shí)最大不平衡電流IdZJ J = KKIbp.max 無(wú)論上述哪一個(gè)原則考慮起動(dòng)電流都必須能夠無(wú)論上述哪一個(gè)原則考慮起動(dòng)電流都必須能夠 躲開(kāi)變壓器勵(lì)磁涌流的影響。躲開(kāi)變壓器勵(lì)磁涌流的影響

23、。 當(dāng)差動(dòng)保護(hù)采用波形鑒別式二次諧波制動(dòng)當(dāng)差動(dòng)保護(hù)采用波形鑒別式二次諧波制動(dòng)的原則構(gòu)成時(shí)，它本身就具有躲開(kāi)勵(lì)磁涌流的的原則構(gòu)成時(shí)，它本身就具有躲開(kāi)勵(lì)磁涌流的性能，一般無(wú)需另外考慮。性能，一般無(wú)需另外考慮。 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)d.min.Jlmdz.JIK =IId.min.J 保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)，流過(guò)繼電器的保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)，流過(guò)繼電器的 最小短路電流最小短路電流 單側(cè)電源供電時(shí)，系統(tǒng)單側(cè)電源供電時(shí)，系統(tǒng)最小運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式下，下，Klm2。當(dāng)不能滿足要求時(shí)需采用。當(dāng)不能滿足要求時(shí)需采用具有制動(dòng)特性具有制動(dòng)特性的差的差動(dòng)繼電器。動(dòng)繼電器。 具有制動(dòng)特性的

24、差動(dòng)保護(hù)具有制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù) 利用外部故障時(shí)的短路電流來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)利用外部故障時(shí)的短路電流來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng),使繼電器的起使繼電器的起動(dòng)電流隨制動(dòng)電流的增加而增加。可靠地躲開(kāi)外部故障時(shí)動(dòng)電流隨制動(dòng)電流的增加而增加。可靠地躲開(kāi)外部故障時(shí)的不平衡電流，并提高內(nèi)部故障時(shí)的靈敏性。的不平衡電流，并提高內(nèi)部故障時(shí)的靈敏性。amaxbpImaxdzIdI)I (fIdbpbpJdzI ,I)(JdzI無(wú)制動(dòng)213)I (fIdJdz 如果采用制動(dòng)特性即動(dòng)作電流如果采用制動(dòng)特性即動(dòng)作電流隨外部短路電流而變化的曲線：隨外部短路電流而變化的曲線：Idz.J=f(Id)并讓曲線通過(guò)并讓曲線通過(guò)a點(diǎn)：并使此點(diǎn)：并使此曲線始

25、終在直線曲線始終在直線Ibp=f(Id)的上方，的上方，則任何大小的外部短路，繼電器的則任何大小的外部短路，繼電器的實(shí)際起動(dòng)電流均應(yīng)大于相應(yīng)的不平實(shí)際起動(dòng)電流均應(yīng)大于相應(yīng)的不平衡電流，繼電器不誤動(dòng)。此種特性衡電流，繼電器不誤動(dòng)。此種特性的差動(dòng)繼電器在內(nèi)部故障時(shí)起靈敏的差動(dòng)繼電器在內(nèi)部故障時(shí)起靈敏度較高。度較高。如果無(wú)制動(dòng)電流，如果無(wú)制動(dòng)電流，Idz.J=KKIbp.max，比率差動(dòng)比率差動(dòng)：n差動(dòng)保護(hù)主要是內(nèi)部短路的保護(hù)，但當(dāng)外部故障時(shí)有不平衡電流可能穿越差動(dòng)保護(hù)電流互感器，造成差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。因此為了躲過(guò)外部故障時(shí)不平衡電流引起差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，采用了制動(dòng)電流來(lái)平衡穿越電流引起差動(dòng)保護(hù)的啟動(dòng)電流

26、。n變壓器采用二次諧波作為勵(lì)磁涌流閉鎖判據(jù)。 n 一般設(shè)有CT斷線閉鎖保護(hù)。n圖中Ie為額定電流，Icdqd為啟動(dòng)電流，nIr為制動(dòng)電流，Kb1為比率制動(dòng)系數(shù)。陰影部分為動(dòng)作區(qū) 比率差動(dòng)動(dòng)作條件IcdICD0IGD1動(dòng) 作 區(qū)IGD2K2IzdK1n裝置比率差動(dòng)電流保護(hù)動(dòng)作方程如下式n IcdICD (IzdICD+K1(Izd-IGD1) (IGD1IzdICD+K1(IGD2-IGD1)+K2(Izd-IGD2) (IzdIGD2)n式中, Icd 差動(dòng)電流n Izd 制動(dòng)電流n ICD 差動(dòng)電流動(dòng)作門(mén)檻定值n IGD1 制動(dòng)電流拐點(diǎn)1定值n IGD2 制動(dòng)電流拐點(diǎn)2定值n K1 比率制動(dòng)

27、系數(shù)1n K2 比率制動(dòng)系數(shù)2整定原則nICD 差動(dòng)電流動(dòng)作門(mén)檻定值 該定值需要躲過(guò)最大負(fù)荷電流下的不平衡電流，并要保證變壓器內(nèi)部故障時(shí)有足夠的靈敏度。一般根據(jù)實(shí)際情況可取0.3In0.5InnIGD1 制動(dòng)電流拐點(diǎn)1定值 一般可取0.5In1InnIGD2 制動(dòng)電流拐點(diǎn)2定值 一般可取1In5InnK1 比率制動(dòng)系數(shù)1nK1=Kk(Ktx*DI+U+CI) Kk-可靠系數(shù)，一般取1.22.0 Ktx-同型系數(shù)，一般取1.0 DI-CT誤差，一般取0.1 U-變壓器抽頭引入誤差，一般取0.050.1 CI二次電流平衡誤差，一般取0.050.1K2 比率制動(dòng)系數(shù)2K2=Kk(Ktx*DI+U+C

28、I) Kk-可靠系數(shù)，一般取1.22.0 其它與K1整定類似差動(dòng)速斷n1、差動(dòng)速斷的作用： n差動(dòng)速斷保護(hù)主要是為了在變壓器差動(dòng)區(qū)內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，快速切斷變壓器，以確保變壓器的安全，為了保證裝置動(dòng)作正確，差動(dòng)速斷的電流定值必需躲過(guò)空投變壓器時(shí)可能產(chǎn)生的最大勵(lì)磁涌流和躲過(guò)變壓器的差動(dòng)區(qū)外端部故障時(shí)穿越電流造成的不平衡電流。差動(dòng)速斷的定值是按躲過(guò)變壓器的勵(lì)磁涌流和最大運(yùn)行方式下穿越性故障引起的不平衡電流兩者中的較大者。定值一般取(414)e。 采樣異常與差流越限告警采樣異常與差流越限告警 n在正常運(yùn)行過(guò)程中，裝置實(shí)時(shí)檢測(cè)差動(dòng)回路電流，若差動(dòng)電流大于0.8倍差動(dòng)定值，時(shí)間滿足設(shè)定值，則裝置報(bào)采樣異

29、常，且告警。n保護(hù)裝置啟動(dòng)后，差動(dòng)電流大于0.96倍差動(dòng)定值且不滿足出口條件，時(shí)間滿足設(shè)定值，則報(bào)差動(dòng)越限且告警。 主變差動(dòng)保護(hù)以下情況會(huì)動(dòng)作：主變差動(dòng)保護(hù)以下情況會(huì)動(dòng)作：n（1）差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)的高壓設(shè)備發(fā)生故障。n（2）變壓器內(nèi)部線圈發(fā)生匝間或?qū)娱g短路。n（3）變壓器引線相間短路。n（4）保護(hù)裝置二次回路故障引起的差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。n（5）高、低壓側(cè)電流互感器極性接錯(cuò)。n（6）高、低壓側(cè)電流互感器二次接線開(kāi)路或端子接觸不良。n（7）微機(jī)保護(hù)的差動(dòng)保護(hù)平衡系數(shù)錯(cuò)誤。差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的原因 1、定值不合理造成主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作 n 差動(dòng)速斷定值和二次諧波制動(dòng)比率差動(dòng)定值選擇不正確造成誤動(dòng)作。差動(dòng)速斷是

30、較嚴(yán)重區(qū)內(nèi)故障情況下，快速跳開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器，切除故障點(diǎn)。差動(dòng)速斷定值是按躲過(guò)變壓器勵(lì)磁涌流和最大運(yùn)行方式下，穿越性故障引起不平衡電流，兩者中較大者。定值一般取(414)Ie。保護(hù)定值計(jì)算部門(mén)，特別是非電力系統(tǒng)定值計(jì)算部門(mén)，往往運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，將差動(dòng)速斷定值取為（56）Ie。這樣，就會(huì)造成主變空載合閘時(shí)斷路器出現(xiàn)誤跳。 比率差動(dòng)是當(dāng)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)輕微故障時(shí)，保護(hù)不帶制動(dòng)量動(dòng)作跳開(kāi)各側(cè)斷路器，使保護(hù)變壓器輕微故障時(shí)具有較高靈敏度；而區(qū)外故障時(shí)，一定比率進(jìn)行制動(dòng)，提高保護(hù)可靠性；同時(shí)利用變壓器空載合閘時(shí)，產(chǎn)生二次諧波量來(lái)區(qū)別是故障電流勵(lì)磁涌流，實(shí)現(xiàn)保護(hù)制動(dòng)。一般差動(dòng)電流和制動(dòng)電流都額定情況下計(jì)算到，但

31、現(xiàn)場(chǎng)變壓器卻受一般運(yùn)行方式下，電流互感器變比、同時(shí)系數(shù)、計(jì)算誤差影響，就會(huì)導(dǎo)致變壓器實(shí)際運(yùn)行時(shí)形成一定差電流，導(dǎo)致比率差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。 n二次TA接線方式整定值選擇不正確造成誤動(dòng)作。微機(jī)保護(hù)來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)高、低壓側(cè)電流相角轉(zhuǎn)移由軟件來(lái)完成，高壓側(cè)是采用Y型接線采用型接線，都能到正確差動(dòng)電流，和傳統(tǒng)常規(guī)繼電保護(hù)比較，實(shí)際運(yùn)用更方便、靈活，但也是這種靈活性、方便性，往往導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。 n變壓器差動(dòng)保護(hù)來(lái)說(shuō)，二次TA接線方式整定值選擇不正確，就不能實(shí)現(xiàn)高壓側(cè)相角轉(zhuǎn)移，高低壓側(cè)差電流正常運(yùn)行情況下就不能平衡，造成差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。 2、接線錯(cuò)誤造成主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作 n從電磁感應(yīng)知道，TA有極性，

32、也就是同名端，主變差動(dòng)回路TA同名端指向母線側(cè)還是指向變壓器，將對(duì)差動(dòng)電流計(jì)算結(jié)果正確與否有直接影響。 n相序接反導(dǎo)致誤動(dòng)作。電力系統(tǒng)正常相序?yàn)檎颍簿褪且訟相為基準(zhǔn)，B相比A相超前120，C相比A相滯后120。主變?nèi)我庖粋?cè)TA出現(xiàn)相序接錯(cuò)情況，就會(huì)形成差電流，導(dǎo)致主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。 3、TA中性線沒(méi)有一點(diǎn)接原則接線導(dǎo)致誤動(dòng)作。 n差動(dòng)保護(hù)二次電流回路接時(shí)，包括各側(cè)TA二次電流回路，必須一點(diǎn)可靠接于接網(wǎng)。一個(gè)變電站接網(wǎng)各點(diǎn)并非絕對(duì)等電位，不同點(diǎn)之間有一定電位差，當(dāng)發(fā)生區(qū)外短路故障時(shí)，有較大電流流入接網(wǎng)，各點(diǎn)之間將會(huì)產(chǎn)生較大電位差。差動(dòng)保護(hù)二次電流回路接網(wǎng)不同點(diǎn)接，接網(wǎng)中不同接點(diǎn)間電位差，產(chǎn)生電流將會(huì)流入保護(hù)二次回路，這一電流將可能增加差動(dòng)回路中不平衡電流，使差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。 了解微機(jī)差動(dòng)保護(hù)n微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)的電流平衡調(diào)整變壓器差動(dòng)保護(hù)要考慮的一個(gè)基本原則是要保證在正常情況和區(qū)別故障時(shí), 用以比較的主變高低壓側(cè)流入差動(dòng)回路的電流幅值要相等, 相位相反 (或相同) , 從而確保理論差流為0。對(duì)于電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的 Y, d11 變壓器, 傳統(tǒng)的變壓器差動(dòng)保護(hù)通過(guò)改變電流互感器二次側(cè)接線方式來(lái)補(bǔ)償其