500kV變壓器保護(hù)裝置調(diào)試及維護(hù).

1、變壓器保護(hù)原理及調(diào)試 變壓器保護(hù)原理 一 變壓器的故障及不正常運(yùn)行方式 1變壓器的故障 若以故障點的位置對故障分類，有油箱內(nèi)的故障和油箱外的故障。 （1）油箱內(nèi)的故障 變壓器油箱內(nèi)的故障， 主要有各側(cè)的相間短路， 大電流系統(tǒng)側(cè)的單相接地短路及同相部 分繞組之間的匝間短路。 （2）油箱外的故障 變壓器油箱外的故障，系指變壓器繞組引出端絕緣套管及引出短線上的故障。主要有相 間短路（兩相短路及三相短路）故障，大電流側(cè)的接地故障、低壓側(cè)的接地故障。 2變壓器的異常運(yùn)行方式 大型超高壓變壓器的不正常運(yùn)行方式主要有：由于系統(tǒng)故障或其他原因引起的過負(fù)荷， 由于系統(tǒng)電壓的升高或頻率的降低引起的過激磁，不接地運(yùn)

2、行變壓器中性點電位升高，變壓 器油箱油位異常，變壓器溫度過高及冷卻器全停等。 三變壓器保護(hù)的配置 變壓器短路故障時， 將產(chǎn)生很大的短路電流， 使變壓器嚴(yán)重過熱， 甚至燒壞變壓器繞組 或鐵芯。特別是變壓器油箱內(nèi)的短路故障，伴隨電弧的短路電流可能引起變壓器著火。另外 短路電流產(chǎn)生電動力，可能造成變壓器本體變形而損壞。 變壓器的異常運(yùn)行也會危及變壓器的安全，如果不能及時發(fā)現(xiàn)及處理，會造成變壓器故 障及損壞變壓器。 為確保變壓器的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行， 當(dāng)變壓器發(fā)生短路故障時， 應(yīng)盡快切除變壓器； 而當(dāng)變 壓器出現(xiàn)不正常運(yùn)行方式時，應(yīng)盡快發(fā)出告警信號及進(jìn)行相應(yīng)的處理。 為此，對變壓器配置 整套完善的保護(hù)裝置是

3、必要的。 1短路故障的主保護(hù) 變壓器短路故障的主保護(hù)，主要有縱差保護(hù)、重瓦斯保護(hù)、壓力釋放保護(hù)。另外，根據(jù) 變壓器的容量、電壓等級及結(jié)構(gòu)特點，可配置零差保護(hù)及分側(cè)差動保護(hù)。 2短路故障的后備保護(hù) 目前，電力變壓器上采用較多的短路故障后備保護(hù)種類主要有：復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)； 零序過電流或零序方向過電流保護(hù)； 負(fù)序過電流或負(fù)序方向過電流保護(hù)； 復(fù)合電壓閉鎖功率 方向保護(hù)；低阻抗保護(hù)等。 3異常運(yùn)行保護(hù) 變壓器異常運(yùn)行保護(hù)主要有：過負(fù)荷保護(hù)，過激磁保護(hù)，變壓器中性點間隙保護(hù)， 輕瓦 斯保護(hù)，溫度、油位保護(hù)及冷卻器全停保護(hù)等。 變壓器縱差保護(hù) 一 變壓器縱差保護(hù)的構(gòu)成原理及接線 與發(fā)電機(jī)、電動機(jī)及母

4、線差動保護(hù)（縱差保護(hù)）相同，變壓器縱差保護(hù)的構(gòu)成原理也是 基于克希荷夫第一定律，即 11-9) 式中：一變壓器各側(cè)電流的向量和。 式（11 9）代表的物理意義是：變壓器正常運(yùn)行或外部故障時，流入變壓器的電流等 于流出變壓器的電流。此時，縱差保護(hù)不應(yīng)動作。 當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時， 若忽略負(fù)荷電流不計， 則只有流進(jìn)變壓器的電流而沒有流出變壓 器的電流，其縱差保護(hù)動作，切除變壓器。 在以前的模擬式保護(hù)中，變壓器縱差保護(hù)的原理接線如圖 11-12所示。 在圖11-12中： JA、JB、JC 分別為A、B、C三相的三個分相差動繼電器。 可以看出： 圖11-12為接線組別為YN,d11變壓器的分相差動保護(hù)的

5、原理接線圖。該接線 圖也適用于微機(jī)型變壓器差動保護(hù)。圖中相對極性的標(biāo)號*采用減極性標(biāo)示法。 二實現(xiàn)變壓器縱差保護(hù)的技術(shù)難點 實現(xiàn)發(fā)電機(jī)、電動機(jī)及母線的縱差保護(hù)比較容易。這是因為這些主設(shè)備在正常工況下或 外部故障時其流進(jìn)電流等于流出電流，能滿足a的條件。而變壓器卻不同。變壓器在 正常運(yùn)行、外部故障、變壓器空投及外部故障切除后的暫態(tài)過程中，其流入電流與流出電流 相差較大或很大。 為此，要實現(xiàn)變壓器的縱差保護(hù)，需要解決幾個技術(shù)難點。 1變壓器兩側(cè)電流的大小及相位不同 變壓器正常運(yùn)行時， 若不計傳輸損耗，則流入功率應(yīng)等于流出功率。但由于兩側(cè)的電壓 不同，其兩側(cè)的電流不會相同。 超高壓、大容量變壓器的接

6、線方式，均采用YN,d方式。因此，流入變壓器電流與流出 變壓器電流的相位不可能相同。當(dāng)接線組別為YN,d 11 （或YN,d 1 ）時，變壓器兩側(cè)電流的相 位相差300。 流入變壓器的電流大小和相位與流出電流大小和相位不同，貝UI就不可能等于零或 很小。 2穩(wěn)態(tài)不平衡電流大 與發(fā)電機(jī)、電動機(jī)及母線的縱差保護(hù)相比，即使不考慮正常運(yùn)行時某種工況下變壓器兩 側(cè)電流大小與相位的不同，變壓器縱差保護(hù)兩側(cè)的不平衡電流也大。其原因是： (1) 變壓器有激磁電流 變壓器鐵芯中的主磁通是由激磁電流產(chǎn)生的，而激磁電流只流過電源側(cè)， 在實現(xiàn)的縱差 保護(hù)中將產(chǎn)生不平衡電流。 激磁電流的大小和波形， 受磁路飽和的影響，

7、并由變壓器鐵芯材料及鐵芯的幾何尺寸決 定，一般為變壓器額定電流的3%- 8%大型變壓器的激磁電流相對較小。 (2) 變壓器帶負(fù)荷調(diào)壓 為滿足電力系統(tǒng)及用戶對電壓質(zhì)量的要求， 在運(yùn)行中，根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行方式及負(fù)荷工況， 要不斷改變變壓器的分接頭。 變壓器分接頭的改變， 相當(dāng)于變壓器兩側(cè)之間的變比發(fā)生了變 化，將使兩側(cè)之間電流的差值發(fā)生了變化，從而增大了其縱差保護(hù)中的不平衡電流。 根據(jù)運(yùn)行實際情況，變壓器帶負(fù)荷調(diào)壓范圍一般為土5%因此，由于帶負(fù)荷調(diào)壓，在縱 差保護(hù)產(chǎn)生的不平衡電流可達(dá)5%勺變壓器額定電流。 (3) 兩側(cè)差動TA的變比與計算變比不同 變壓器兩側(cè)差動 TA的名牌變比，與實際計算值不同，將

8、在縱差保護(hù)產(chǎn)生不平衡電流。 另外，兩側(cè)TA的型號及變比不一， 也將使差動保護(hù)中的不平衡電流增大。由于兩側(cè)TA變比 誤差在差動保護(hù)中產(chǎn)生的不平衡電流可取6%變壓器額定電流。 3暫態(tài)不平衡電流大 (1 )兩側(cè)差動TA型號、變比及二次負(fù)載不同 與發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)不同，變壓器兩側(cè)差動TA的變比不同、型號不同；由各側(cè)TA端子箱 引至保護(hù)盤TA二次電纜的長度相差很大，即各側(cè)差動TA的二次負(fù)載相差較大。 差動TA型號及變比不同， 其暫態(tài)特性就不同； 差動TA二次負(fù)載不同，二次回路的暫態(tài) 過程就不同。這樣，在外部故障或外部故障切除后的暫態(tài)過程中，由于兩側(cè)電流中的自由分 量相差很大，可能使兩側(cè)差動TA二次電流之間

9、的相位發(fā)生變化，從而可能在縱差保護(hù)中產(chǎn) 生很大的不平衡電流。 (2 )空投變壓器的勵磁涌流 空投變壓器時產(chǎn)生的勵磁涌流的大小，與變壓器結(jié)構(gòu)有關(guān)， 與合閘前變壓器鐵芯中剩磁 的大小及方向有關(guān)，與合閘角有關(guān)；此外，尚與變壓器的容量、距大電源的距離(即變壓器 與電源之間的聯(lián)系阻抗)有關(guān)。 多次測量表明：空投變壓器時的勵磁涌流通常為其額定電流的26倍，最大可達(dá)8倍 以上。 由于勵磁涌流只由充電側(cè)流入變壓器，對變壓器縱差保護(hù)而言是一很大的不平衡電流。 (3) 變壓器過激磁 在運(yùn)行中，由于電源電壓的升高或頻率的降低，可能使變壓器過激磁。 變壓器過激磁后， 其勵磁電流大大增加。使變壓器縱差保護(hù)中的不平衡電流

10、大大增加。 (4 )大電流系統(tǒng)側(cè)接地故障時變壓器的零序電流 當(dāng)變壓器高壓側(cè)(大電流系統(tǒng)側(cè))發(fā)生接地故障時，流入變壓器的零序電流因低壓側(cè)為 小電流系統(tǒng)而不流出變壓器。 因此，對于變壓器縱差保護(hù)而言， 上述零序電流為一很大的不 平衡電流。 三空投變壓器的勵磁涌流 1勵磁涌流產(chǎn)生的機(jī)理 以單相變壓器為例，說明其空投時勵磁涌流產(chǎn)生的機(jī)理。 忽略變壓器及合閘回路電阻的影響，電源電壓的波形為正弦波。則空投瞬間變壓器鐵芯 中的磁通與外加電壓的關(guān)系為 wda1 =UmSin（.t ：）（11-10） 式中：W-變壓器空投側(cè)繞組的匝數(shù)； 一鐵芯中的磁通； Um-電源電壓的幅值； 一合閘角； 3角速率，當(dāng)頻率為

11、50Hz, 3= 314。 由式（11-10 ）可得 =WsinC t X=）dt （11-11 ） 式（11-11 ）為一不定積分方程，求解得 ：，=-mcosC t 亠:;） C （11-12 ） 式（11-12 ）中：C積分常數(shù)，由初始條件確定。當(dāng)t = 0時，貝U C =Wco （11-13） 式中：“S 合閘前鐵芯中的剩磁通。 將式（11-13 ）代入（11-12 ），并考慮到電源回路及變壓器繞組的有效電阻及損耗 = -Wcosc t 亠：0 （WCOS很亠?。〆 =_：mcos（ t 亠：） （:GmCOS： 7、s）e T （11-14 ） 式是： .Um . ，m _W； T時

12、間常數(shù)，與合閘回路的損耗及感抗有關(guān)。 式（11-14 ）中的第一項為磁通的強(qiáng)迫分量，而第二項為磁通的自由分量或衰減的分量。 由式（11-14 ）可以看出，在空投變壓器的瞬間，鐵芯中的磁通由三部分組成：強(qiáng)迫磁 通: mcos（t ：），剩磁通:.息及決定于合閘角：的磁通：:mCOS：。根據(jù)式11-14及不考慮自由 分量衰減并設(shè)合閘角：=0剩磁:s =09：m時，在合閘瞬間變壓器鐵芯中的綜合磁通變化曲線 如圖（11-13 ） 圖11-13 空投變壓器時變壓器鐵芯中的磁通變化波形 在圖(11-13 )中： 曲線1 外加電壓波形； 曲線2 鐵芯中的強(qiáng)迫磁通(或穩(wěn)定磁通)； 曲線3-空投變壓器時鐵芯中綜

13、合磁通波形。 可以看出：當(dāng)初始合閘角等于0、變壓器鐵芯中的剩余磁通：.怎=0.9 ：Gm時，鐵芯中的 最大磁通達(dá)2.9 ：.加，從而使變壓器鐵芯嚴(yán)重飽和，勵磁電流猛增，即產(chǎn)生所謂勵磁涌流。 2勵磁涌流的特點 在某臺變壓器空投時拍攝的變壓器三相勵磁涌流的波形如圖(11-14 )所示。 圖11-4 空投變壓器的勵磁涌流 由圖11-14可以看出勵磁涌流有以下幾個特點： (1) 偏于時間軸一側(cè)，即涌流中含有很大的直流分量； (2) 波形是間斷的，且間斷角很大，一般大于1500; (3) 由于波形間斷，使其在一個周期內(nèi)正半波與負(fù)半波不對稱； (4) 含有很大的二次諧波分量，若將涌流波形用福里葉級數(shù)展開或

14、用諧波分析儀進(jìn)行測 量分析，不同時刻涌流中二次諧波分量與基波分量的百分比大于30%有的達(dá)80% 甚至更大； (5) 在同一時刻三相涌流之和近似等于零； 另外，勵磁涌流是衰減的，衰減的速度與合閘回路及變壓器繞組中的有效電阻和電感有 關(guān)。 3影響勵磁涌流大小的因素 由式(11-14 )可以看出，空投變壓器時鐵芯中的磁通的大小與：.：”、COS及:勺有關(guān)。 而勵磁涌流的大小與鐵芯中磁通的大小有關(guān)。磁通越大，鐵芯越飽和，勵磁涌流就越大。因 此，影響勵磁涌流大小的因素主要有： (1 )電源電壓 變壓器合閘后，鐵芯中強(qiáng)迫磁通的幅值:： -Wm。因此，電源電壓越高，：.：越大，勵 磁涌流越大。 (2) 合閘

15、角:- 當(dāng)合閘角:-=0時，： mcos最大，勵磁涌流大；而當(dāng):-=900, ：%co-等于零，勵磁涌 流較??； (3) 剩磁Bs 合閘之前，變壓器鐵芯中的剩磁越大，勵磁涌流就越大。另外，當(dāng)剩磁Bs的方向與合 閘之后：mcos的方向相同時，勵磁涌流就大。反之亦反。 此外，勵磁涌流的大小，尚與變壓器的結(jié)構(gòu)、 鐵芯材料及設(shè)計的工作磁密有關(guān)。變壓器 的容量越小，空投時勵磁涌流與其額定電流之比就越大。 測量表明：空投變壓器時，變壓器與電源之間的阻抗越大，勵磁涌流越小。在末端變電 站，空投變壓器時最大的勵磁涌流可能小于其額定電流的2倍。 四變壓器縱差保護(hù)的實現(xiàn) 實現(xiàn)變壓器縱差保護(hù)，要解決的技術(shù)問題主要有

16、：在正常工況下，使差動保護(hù)各側(cè)電流 的相位相同或相反，使由變壓器各側(cè)TA二次流入差動保護(hù)的電流產(chǎn)生的效果相同，即是等 效的；空投變壓器時不會誤動，即差動保護(hù)能可靠躲過勵磁涌流；大電流側(cè)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生接地 故障時保護(hù)不會誤動；能可靠躲過穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)不平衡電流。 1差動保護(hù)兩側(cè)電流的移相方式 呈Y,d接線的變壓器，兩側(cè)電流的相位不同，若不采取措施，要滿足各側(cè)電流的向量和 等于零，即，根本不可能。因此，要使正常工況下差動保護(hù)各側(cè)的電流向量和為零， 首先應(yīng)將某一側(cè)差動 TA二次電流進(jìn)行移相。 在變壓器縱差動保護(hù)中， 對某側(cè)電流的移相方式有兩類共 4種。兩類是：通過改變差動 TA接線方式移相（即由硬件移相）；

17、由計算機(jī)軟件移相。4種是：改變高壓側(cè)差動TA接線方 式移相；采用輔 TA移相；由軟件在差動元件高壓側(cè)移相；由軟件在差元件低壓側(cè)移相。 （1 ）改變差動TA接線方式進(jìn)行移相 過去的模擬式變壓器縱差保護(hù)，大多采用改變高壓側(cè)差動TA的接線方式進(jìn)行移相的。 對于微機(jī)型保護(hù)也可采用這種移相方式。 采用上述移相方式時，需首先知道變壓器的接線組別。變壓器的接線組別不同，相應(yīng)的 差動TA的接線組別亦不相同。 （I）YN,dii變壓器差動TA的接線組別 YN,dii變壓器及縱差保護(hù)差動 TA接線原理圖如圖11-12所示。 在圖11-12中，由于變壓器低壓側(cè)各相電流分別超前高壓側(cè)同名相電流300,因此，低 壓側(cè)差

18、動TA二次電流（也等于流入差動兀件的電流） 也超前高壓側(cè)同名相電流 30。而從高 壓側(cè)差動TA二次流入各相差動元件的電流 （分別為TA二次兩相電流之差） 滯后變壓器同名 相電流1500。因此，各相差動元件的兩側(cè)電流的相位相差1800。 （II ） YN,d5變壓器及差動 TA的接線組別 YN,d5變壓器及差動TA的原理接線如圖11-15所示。 Il 圖11-15 YN,d5變壓器及差動TA原理接線圖 在圖11-15中： IA、IB、IC 變壓器高壓側(cè)三相一次電流； la、lb、Ic 變壓器高壓側(cè)TA二次各相輸出電流(分別為對應(yīng)兩相電流之差)； la、lb、I變壓器低壓側(cè) TA二次三相電流； J

19、A、JB、JC 三相差動元件。 由圖11-15可以看出：正常工況下，從低壓側(cè)差動TA二次流入各相差動元件的電流 la、lb、lc分別滯后變壓器高壓側(cè)一次同名相電流lA、IB、IC 1500；而從高壓側(cè)差動 TA 二次流入各差動元件的電流la、lb、lc分別超前l(fā)A、Ib、lc30,故la與la、lb與lb、Ic 與Ic相位相差180。 (Ill ) YNd1變壓器及差動TA的接線 YN,d1變壓器及差動TA的原理接線如圖11-16所示。 圖11-16 YN,di變壓器及差動 TA原理接線圖 在圖11-16中，各符號的物理意義同圖11-15。 由圖11-16可以看出：正常工況下，從低壓側(cè)TA二次

20、流入各差動元件的電流la、lb、lc分 別滯后變壓器高壓側(cè)一次同名相電流|A、Ib、Ic30；而從高壓側(cè)TA二次流入各相差動元 件的電流la、lb、lc分別超前同名相電流l A、Ib、lc 150，故la與l a、lb與lb、lc與lc相 位相差180。 由以上所述可知，改變變壓器高壓側(cè) TA接線移相的實質(zhì)是：對于接線組別分別為 YN,d11、 YN,d1及YN,d5的變壓器，其縱差保護(hù)差動 TA的接線應(yīng)分別為 D11，y、Di，y及Ds，y,從而 使正常工況下各相差動元件兩側(cè)電流的相位相差180。 （2 ）接入輔助TA的移相方式 用輔助TA的電流移相方式，與用改變差動TA接線方式對電流進(jìn)行移

21、相的方法實質(zhì)相 同。 對于YN,d接線的變壓器，其差動TA的接線為Y，y，而在保護(hù)裝置中設(shè)置一組輔助TA, 接成d形，接入變壓器高壓側(cè)差動 TA二次，對該側(cè)電流進(jìn)行移相，以達(dá)到正常工況下使各 相差動元件兩側(cè)電流相位相反的目的。 當(dāng)然，對于不同接線組別的變壓器，輔助TA的連接方式不相同。 （3）用軟件對高壓側(cè)電流移相 運(yùn)行實踐表明：通過改變變壓器高壓側(cè)差動TA接線方式對電流進(jìn)行移相的方法，有許 多優(yōu)點，但也有缺點。其主要缺點是：第一次投運(yùn)的變壓器，若某相差動TA的極性接錯， 分析及處理相對較麻煩。另外，實現(xiàn)差動元件的TA斷線閉鎖也比較困難。 在微機(jī)型保護(hù)裝置中，通過計算軟件對變壓器縱差保護(hù)某側(cè)電

22、流的移相方式已被廣泛采 用。 對于Y, d接線的變壓器，當(dāng)用計算機(jī)軟件對某側(cè)電流移相時，差動TA的接線均采用 Y， y。 用計算機(jī)軟件對變壓器高壓側(cè)差動TA二次電流的移相方式，是采用計算差動TA 二次兩 相電流差的方式。分析表明，這種移相方式與采用改變TA接線進(jìn)行移相的方式是完全等效 的。這是因為取Y形接線TA二次兩相電流之差與將 Y形接線TA改成形接線后取一相的輸 出電流是等效的。 應(yīng)當(dāng)注意的是：用軟件實現(xiàn)移相時，究竟取哪兩相TA二次電流之差？這應(yīng)由變壓器的 接線組別決定。 當(dāng)變壓器的接線組別為 YN,dii時，在Y側(cè)流入A B、C三個差動元件的計算電流，應(yīng)分 別取 la -lb、lb _l

23、c、lc -la （ I a、lb、Ic 差動 TA二次三相電流）。 當(dāng)變壓器的接線組別為YN,d 1時，在 Y側(cè)三個差動元件的計算電流應(yīng)分別為 la - lc 35 |b- la及l(fā)c- lb ；當(dāng)變壓器接線組別為 YN,d5時，則三個計算電流分別為|b- la、lc- lb、|a_|b。 （4）用軟件在低壓側(cè)移相方式 就兩側(cè)差動TA的接線方式而言，用軟件在低壓側(cè)移相方式與用軟件在高壓側(cè)移相方式 相同，差動TA的接線均為Y, y。 在變壓器低壓側(cè)，將差動 TA二次各相電流移相的角度，也由變壓器的接線組別決定。 當(dāng)變壓器接線組別為 YN,d 11時，則應(yīng)將低壓側(cè)差動TA二次三相電流以次向滯后方

24、向移動300; 當(dāng)變壓器接線組別為 YN,d 1時，則將低壓側(cè)差動 TA二次三相電流分別向超前方向移動300; 而當(dāng)變壓器接線組別為 YNd5時，則應(yīng)分別將低壓側(cè)差動TA二次三相電流向超前方向移動 150。 2消除零序電流進(jìn)入差動元件的措施 對于YN,d接線的變壓器，當(dāng)高壓側(cè)線路上發(fā)生接地故障時，（對縱差保護(hù)而言是區(qū)外故 障），有零序電流流過高壓側(cè)，而由于低壓側(cè)繞組為d聯(lián)接，在變壓器的低壓側(cè)無零序電流 輸出。這樣，若不采取相應(yīng)的措施，在變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)中發(fā)生接地故障時，縱差保護(hù)可能 誤動而切除變壓器。 當(dāng)變壓器高壓側(cè)發(fā)生接地故障時，為使變壓器縱差保護(hù)不誤動，應(yīng)對裝置采取措施而使 零序電流不進(jìn)入

25、差動兀件。 對于差動TA接成D, y及用軟件在高壓側(cè)移相的變壓器縱差保護(hù)，由于從高壓側(cè)通入各 相差動元件的電流分別為兩相電流之差， 已將零序電流濾去，故沒必要再采取其他濾去零序 電流的措施。 對于用軟件在低壓側(cè)進(jìn)行移相的變壓器縱差保護(hù)，在高壓側(cè)流入各相差動元件的電流應(yīng) 分別為 lc _3(l a l b Tc) l a _1( la l b c) , l b _ 3 (l a b c), 因為（la lb lc）為零序電流，故在高壓側(cè)系統(tǒng)中發(fā)生接地故障時，不會有零序電流進(jìn) 入各相差動元件。 應(yīng)當(dāng)指出，對于接線為YN,y的變壓器（主要指發(fā)電廠的啟備變），在其縱差保護(hù)裝置中, 應(yīng)采取濾去高壓側(cè)零序

26、電流的措施，以防高壓側(cè)系統(tǒng)中接地短路時差動保護(hù)誤動。 3差動元件各側(cè)之間的平衡系數(shù) 若變壓器兩側(cè)差動 TA二次電流不同，則從兩側(cè)流入各相差動元件的電流大小亦不相同， 從而無法滿足3 =0。 在實現(xiàn)變壓器縱差保護(hù)時，采用“作用等效”的概念。即使兩個不相等的電流產(chǎn)生作用 （對差動元件）的大小相同。 在微機(jī)型變壓器保護(hù)裝置中，引用了一個將兩個大小不等的電流折算成作用完全相同電 流的折算系數(shù)，將該系數(shù)稱作為平衡系數(shù)。 根據(jù)變壓器的容量，接線組別、各側(cè)電壓及各側(cè)差動TA的變比，可以計算出差動兩側(cè) 之間的平衡系數(shù)。 設(shè)變壓器的容量為 Se,接線組別為 YN,dii兩側(cè)的電壓分別為 UY及U，兩側(cè)差動TA的

27、 變比分別為nY及n.若以變壓器側(cè)為基準(zhǔn)側(cè)，計算出差動元件兩側(cè)之間的平衡系數(shù)K。 （I ）差動TA接線為D，y （用改變差動TA接線方式移相） 變壓器兩側(cè)差動 TA二次電流|Y及I ；分別為 (11-16) 可以看出：式 11-15 與式（11-16 ）完全相同。 由上所述，可以得出如下的結(jié)論：對于YNd接線的變壓器，用改變 TA接線方式移相及 此外，該平衡系數(shù)只與變壓 由軟件在高壓側(cè)移相， 差動元件兩側(cè)之間的平衡系數(shù)完全相同。 器兩側(cè)的電壓及差動 TA的變比有關(guān)，而與變壓器的容量無關(guān)。 （III ）差動TA接線為Y, y、由軟件在低壓側(cè)移相 平衡系數(shù)K =譽(yù) （11-17 ） 表11-1為三

28、卷變壓器縱差保護(hù)各側(cè)之間平衡系數(shù)計算表 表11-1 Y, Y, d變壓器縱差保護(hù)各側(cè)之間的平衡系數(shù)（以低壓側(cè)為基準(zhǔn)值） 項目名稱 各側(cè)系數(shù) 高壓側(cè)（H） 中壓側(cè)（M） 低壓側(cè)（L） TA接線 Y Y Y TA二次電流 Se V3U hnh Se mnm Se J3u ll 各相差動元件的計算 Se Se Se 電流 Uhnh U mnm ULnL 對低壓側(cè)的平衡系數(shù) Uhnh U mnm 1 73ul nL v3Ul nL 說明：表中列出的平衡系數(shù)是用軟件在高壓側(cè)移相或用改變TA接線方式移相的條件下 計算出來的。Se變壓器的額定容量；Uh、nh 分別為高壓側(cè)額定電壓及 TA的變比；Um、 nm

29、 -分別為變壓器中壓側(cè)額定電壓及TA的變比；Ul、nL -分別為變壓器低壓側(cè)額定電壓 及TA變比。 4躲涌流措施 在變壓器縱差保護(hù)中，是利用涌流的各種特征量（含有直流分量、波形間斷或波形不對 稱、含有二次諧波分量）作為制動量或進(jìn)行制動，來躲過空投變壓器時的勵磁涌流。 5躲不平衡電流（暫態(tài)不平衡電流及穩(wěn)態(tài)不平衡電流）大的措施 運(yùn)行實踐表明，對變壓器縱差保護(hù)進(jìn)行合理地整定計算，適當(dāng)提高其動作門坎，可以使 其有效地躲過不平衡電流大的影響。 五微機(jī)變壓器縱差保護(hù) 1構(gòu)成及邏輯框圖 大型超高壓變壓器的縱差保護(hù)，由分相差動元件、涌流閉鎖元件、差動速斷元件、過激 磁閉鎖元件及 TA斷線信號（或閉鎖）元件構(gòu)成

30、。涌流閉鎖方式可采用分相閉鎖或采用“或 門”閉鎖方式。其邏輯框圖分別如圖11-17及圖11-18所示。 IA1 * IAn IA1 IB2 IBn IC1 IC2 ICn 圖11-17“或門”閉鎖式變壓器縱差保護(hù)邏輯框圖 1 A1 IA2 I An I B1 I B2 C1 I C2 I Cn I *信號 Al 出口 圖11-18 “分相”閉鎖式變壓器縱差保護(hù)邏輯框圖 涌流“分相”閉鎖方式，是指某相的涌流閉鎖元件只對本相的差動元件有閉鎖作用，而 對其它相無閉鎖作用。而涌流“或門”閉鎖方式，是指：在三相涌流閉鎖元件中，只要有一 相滿足閉鎖條件，立即將三相差動元件全部閉鎖。 由圖11-14可以看出

31、，變壓器空投時，三相勵磁涌流是不相同的。 各相勵磁涌流的波形、 幅值及二次諧波的含量不相同。對某些變壓器空投錄波表明，在某些條件下，三相涌流之中 的某一相可能不滿足閉鎖條件。此時，若采用“或門閉鎖的縱差保護(hù)，空投變壓器時不會誤 動。而采用“分相”閉鎖方式的差動保護(hù)，空投變壓器時容易誤動。 采用“分相”閉鎖方式的優(yōu)點是：如果空投變壓器時發(fā)生內(nèi)部故障，保護(hù)能迅速而可靠 動作并切除變壓器；而“或門”閉鎖方式的差動保護(hù)，則有可能拒動或延緩動作。 2差動元件的作用原理 目前，在廣泛應(yīng)用的變壓器縱差保護(hù)裝置中，為提高內(nèi)部故障時的動作靈敏度及可靠躲 過外部故障的不平衡電流，均采用具有比率制動特性的差動元件。

32、 不同型號的縱差保護(hù)裝置，其差動元件的動作特性不相同。差動元件的動作特性曲線， 有I段折線式、II段折線式及三段折線式。采用較多的為二段折線式。 （1 ）動作方程 差動元件動作特性不同，其動作方程有差異。以下，介紹動作特性為I段折線式、II段 折線式及III段折線式差動元件的動作方程。 （I）I段折線式差動元件 國外生產(chǎn)的變壓器縱差保護(hù)中，有采用I段折線式動作特性的差動元件的。其動作方程 可用下式表示 (11-18) Jd op.o SIr e s 式中： Id 差電流，對于兩卷變壓順I(yè)dz=+I2 （ I1、S 分別為差動元件兩側(cè)的電流）； Iop.o 差動元件的啟動電流，也叫最小動作電流，

33、或初始動作電流; Ires= max d 1 , I 2 也有采 S折線的斜率，通常叫比率動系數(shù); Ires 制動電流，一般取差動元件各側(cè)電流中的最大者，即用Ires j叮的。 （II ）二段折線式差動元件 多采用具有二段折線式動作特性的差動元件。其 在國內(nèi)，廣泛采用的變壓器縱差保護(hù), 動作方程為 Id _1 op.o Wes _ 1 res.o 1 d S( 1 res 1 res.o) 1 op.o Ir e sIr .(11-19) eo s 在式（11-19）中：lres.o 拐點電流，即開始出現(xiàn)制動作用的最小制動電流； 其他符號的物理意義同式（11-18）。 （III ）三段折線式差

34、動元件 根據(jù)用戶的要求，微機(jī)變壓器縱差保護(hù)的動作特性可作成三段折線式或多段折線式。 段折絲式差動元件的動作方程為 I d I op.o iI d S1(Ires -1 res.o)I op.o W Xbp.o SUr es r (?o)sS2(I r er e1b Wes _ 丨 res.o I res. I res I res.o I r e 丨$ e1 s (11-20) 在式（11-20）中：$ 第二段折線的斜率； S2 第三段折線的斜率； I res.1 其他符號的物理意義同式（11-19）。 （2）動作特性曲線 根據(jù)式（11-18）、式（11-19）及式（11-20）,繪制出動作特性

35、分別I段折線式、II段折 線式及三段折線式差動元件的動作特性曲線，分別如圖 11-19、圖 11-20 及圖 11-21 所示。 圖11-20二段折線式差動元件的 動作特性曲線 圖11-19動作特性為I段折線式差動元件 的動作特性曲線 i1 res1剎 圖11-21三段折線式差動元件的動作特性曲線 （3）對三種差動元件動作特性的比較 由圖11-19、圖11-20及圖11-21可以看出，具有比率制動特性差動元件的動作特性， 由三個物理量來決定：即由啟動電流bp.。，拐點電流Ires.o、lres.1及比率制動系數(shù)（特性曲線 的斜率、S2 ）來決定。由于差動元件的動作靈敏度及躲區(qū)外故障的能力與其動

36、作特性有 關(guān)，因此，與 1 op.o、1 res.o 及S有關(guān)。 比較動作特性曲線不同幾個差動元件的動作靈敏度，可比較它們的lp.。、lres.。及S。可 以看出：當(dāng)啟動電流lop.o及比率制動系數(shù)相同的情況下， 拐點電流|res.o越小，其動作區(qū)越小， 動作靈敏度就低。此時（各曲線的 lop.o及S相同），動作特性如圖11-19所示的差動元件的 動作靈敏度，比其他兩個差動元件低，而躲區(qū)外故障的能力比其他兩個高。 在比較幾個差動元件的動作靈敏度及躲區(qū)外故障的能力時，只有將上述三個物理量中的 兩個固定之后才能進(jìn)行，而當(dāng)三個物理量均為變量時是無法比較的。 在其他兩個量固定之后， 比率制動系數(shù)越小，

37、 或拐點電流越大，或初始動作電流越小，差動元件動作靈敏度越高，但 躲區(qū)外故障的能力越差。 數(shù)十年的運(yùn)行實踐表明，只要對啟動電流lop.o、，拐點電流lres.0及比率制動系數(shù)進(jìn)行合 理的整定，具有二段折線式動作特性的差動元件，完全能滿足動作靈敏度及工作可靠性的要 求。 3涌流閉鎖元件 目前，在廣泛應(yīng)用的變壓器縱差保護(hù)裝置中，通常采用勵磁涌流的特征量之一作為閉鎖 元件來實現(xiàn)躲過勵磁涌流。 在電磁型差動繼電器中（BCH型繼電器），設(shè)置速飽和變流，是根據(jù)涌流中有直流分量 原理躲涌流的。在晶體管保護(hù)和集成電路保護(hù)裝置中，是采用波形間斷原理或二次諧波制動 原理躲過涌流的。在微機(jī)型保護(hù)裝置中，是采用二次諧

38、波制動或間斷角原理或波形對稱原理 來區(qū)分故障電流與勵磁涌流的。 （1）二次諧波制動原理 二次諧波制動原理的實質(zhì)是：利用差動元件差電流中的二次諧波分量作為制動量，區(qū)分 出差流是故障電流還是勵磁涌流，實現(xiàn)躲過勵磁涌流。 在具有二次諧波制動的差動保護(hù)中，采用一個重要的物理量，即二次諧波制動比來衡量 二次諧波電流的制動能力。 所謂二次諧波制動比 k2 z，是指：在差動元件的差電流中，含有基波分量和二次諧波 分量，其基波分量大于差動元件的動作電流，而差動元件處于臨界制動狀態(tài)，此時，二次諧 波分量電流與基波分量電流的百分比，叫做二次諧波制動比。即 K2 z 半 100% . (11-21) 11 式中：K

39、2 z 二次諧波制動比； 基波電流； I2，二次諧波電流。 由二次諧波制動比定義的邊界條件及式(11-21 )可以看出，二次諧波制動比越大，與 基波電流相比，單位二次諧波電流產(chǎn)生的作用相對越??；而二次諧波制動比越小， 單位二次 諧波電流產(chǎn)生的制動作用相對越大。 因此，在對具有二次諧波制動的差動保護(hù)進(jìn)行定值整定時，二次諧波制動比整定值越大， 該保護(hù)躲過勵磁涌流的能力越弱；反之，二次諧波制動比整定值越小，保護(hù)躲勵磁涌流的能 力越強(qiáng)。 (2) 間斷角原理 變壓器內(nèi)部故障時，故障電流波形無間斷；而變壓器空投時，勵磁涌流的波形是間斷的， 具有很大的間斷角(一般大于150)。按間斷角原理構(gòu)成的差動保護(hù)，是

40、根據(jù)差電流波形是 否有間斷及間斷角的大小來區(qū)分故障電流與勵磁涌流的。 (I)關(guān)于間斷角 說明間斷角原理的波形圖如圖11-22所示。 圖11-22 間斷角原理圖 在圖11-22中：仁一制動電流(直流)，其中包括直流門坎值折算成的制動電流量； id 流過差動元件的差流(將負(fù)半波反向之后)； :間一間斷角。 由圖可以看出，間斷角的物理意義是：在差流的半個周期內(nèi)，差動量小于制動量的角度。 (II )差動元件的閉鎖角 閉鎖角、B，是按間斷角原理構(gòu)成的變壓器縱差保護(hù)的一個重要物理量，用它來判斷差 動元件中的差流是故障電流還是勵磁涌流引起的。 當(dāng)測量出的間斷角間，滿足 間 B 時，則判斷差流為勵磁涌流，將保

41、護(hù)閉鎖。此時，即是 Id Iop.o,保護(hù)也不會動作。 當(dāng)測量出的間斷角，滿足 時，則認(rèn)為差動元件中的差流為故障電流。當(dāng)故障電流Id啟lop.o時，差動保護(hù)動作，切除變 （III ）保護(hù)工況分析 變壓器正常運(yùn)行時差流很小，圖11-22中的id很小，而Ires較大，I res直線將在id項點的 上方。此時，間斷角 禹360，且Id Qop.o，保護(hù)可靠不動作。 變壓器空投時，產(chǎn)生很大的勵磁涌流。設(shè)勵磁涌流的波形如圖11-23中的id所示。 圖11-23空投變壓器時的差流和制動電流波形 由圖11-23可以看出：盡管差流id波型幅值很大（能滿足Id _Iop.o），但由于間斷角間很 大（大于閉鎖角

42、im(n 1) ( n+1)時刻的激磁電流; im(n J.)( n-1)時刻的激磁電流； Mn n時刻的激磁電感。 在保護(hù)裝置中，結(jié)合對差流波形的計算，計算電流上升沿開始幾個點的M值。當(dāng) Mn-MnHm 啟K ( 11-26) 時，判斷為勵磁涌流，否則判為故障電流。 式(11-26)中：Mn 上升沿第n個采樣點激磁電感； Mn m 上升沿第n+m個采樣點的激磁電感； K 常數(shù)。 4過激磁閉鎖元件 運(yùn)行中的變壓器，當(dāng)由于某種原因造成過激磁時，可能導(dǎo)致縱差保護(hù)誤動。 對于超高壓大型變壓器，為防止過激磁運(yùn)行時縱差保護(hù)誤動，設(shè)置過激磁閉鎖元件。當(dāng) 變壓器過激磁時，將縱差保護(hù)閉鎖。 變壓器過激磁，激磁

43、電流中的5次諧波分量大大增加。變壓器縱差保護(hù)的過激磁閉鎖元 件，實際上是采用5次諧波電流制動元件。 即當(dāng)差流中的5次諧波分量大于某一值時，將差 動保護(hù)閉鎖。 在變壓器縱差保護(hù)中，采用5次諧波制動比這個物理量 k5 z，來衡量5次諧波電流的 制動能力。 所謂5次諧波制動比，是指：差流中有基波電流及 5次諧波電流，其中基波電流大于差 動元件的動作電流，而差動元件處于臨界制動狀態(tài)。此時，5次諧波電流與基波電流的百分 比 K5.z= 100% (11-27) 叫5次諧波制動比。 式(11-27)中：冶.5次諧波電流； .基波電流。 與二次諧波制動比類似，5次諧波制動比越大，單位5次諧波電流產(chǎn)生的制動作

44、用越小， 差動保護(hù)躲過激磁的能力越差；反之，5次諧波制動比越小，單位 5次諧波電流產(chǎn)生的制動 作用越大，差動保護(hù)躲變壓器過激磁的能力越強(qiáng)。 5差動速斷元件 差動速斷兀件，實際上是縱差保護(hù)的咼定值差動兀件。 前已述及，對變壓器縱差保護(hù)設(shè)置的涌流閉鎖元件，主要是根據(jù)勵磁涌流的特征量之一： “波形畸變”或“諧波分量大”實現(xiàn)的。 當(dāng)變壓器內(nèi)部嚴(yán)重故障 TA飽和時，TA二次電流的波形將發(fā)生嚴(yán)重畸變，其中含有大 量的諧波分量，從而使涌流判別元件誤判斷成勵磁涌流，致使差動保護(hù)拒動或延緩動作，嚴(yán) 重?fù)p壞變壓器。 為克服縱差保護(hù)的上述缺點，設(shè)置差動速斷元件。 差動速斷元件反映的也是差流。與差動元件不同的是： 它

45、反映差流的有效值。 不管差流 的波形如何及含有諧波分量的大小，只要差流的有效值超過了整定值，它將迅速動作而切除 變壓器。 第四節(jié)其他差動保護(hù) 根據(jù)變壓器的類型、容量、電壓等級及其他特點，除應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)變壓器內(nèi)部故障的縱差 保護(hù)之外，還可裝只反映某一側(cè)故障的分側(cè)差動保護(hù)及反應(yīng)大電流系統(tǒng)側(cè)內(nèi)部故障的零序差 動保護(hù)。 一 分側(cè)差動保護(hù) 1構(gòu)成接線及特點 分側(cè)差動保護(hù)是將變壓器的各側(cè)繞組分別作為被保護(hù)對象，在各側(cè)繞組的兩端設(shè)置電流 互感器而實現(xiàn)差動保護(hù)。實際上，分側(cè)差動保護(hù)多用于超高壓大型變壓器的高壓側(cè)，其原理 接線如圖11-26所示。 ABC 圖11-26變壓器高壓側(cè)分側(cè)差動原理接線圖 在圖11-26

46、中：LH1、LH2差動兩側(cè) TA ; JA、JB、JC 差動繼電器。 由圖11-26可以看出：分側(cè)差動保護(hù)的原理接線圖與發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的原理接線圖完全 相同。 該保護(hù)的優(yōu)點是：它不受變壓器激磁電流、勵磁涌流、帶負(fù)荷調(diào)壓及過激磁的影響。差 動兩側(cè)的TA可取同型號及同變比的。因此，其動作電流可以適當(dāng)降低。與變壓器縱差保護(hù) 相比，其動作靈敏度高、構(gòu)成簡單（不需要涌流閉鎖元件及差動速斷元件）。 另外，在保護(hù)的構(gòu)成上，由于不需要濾去零序電流，故反映內(nèi)部靠近中性點繞組接地故 障的靈敏度比縱差保護(hù)要高。 其缺點是，由于只差接變壓一側(cè)的繞組，故對變壓器同相繞組的匝間短路無保護(hù)作用。 另外，保護(hù)范圍比縱差小。

47、在三卷自耦變壓器上， 可實現(xiàn)將高壓側(cè)、中壓側(cè)繞組作為保護(hù)對象的高、 中壓側(cè)分相差 動保護(hù)。此時，分別在高壓輸出端、中壓輸出端及中性點側(cè)設(shè)置TA。以一相差動為例，其 原理接線如圖11-27所示。 三卷自耦變壓器高、中壓側(cè)差動保護(hù)的優(yōu)缺點與高壓側(cè)差動保護(hù)相同。 ABC LH2 c 圖 11-27 三卷自耦變壓器高、中壓側(cè)差動保護(hù)原理接線圖（以 C相差動為例） 2邏輯框圖 以圖11-26所示的分側(cè)差動保護(hù)為例，其構(gòu)成邏輯框圖如圖11-28所示。 IA 1 An lB I Bn IC 1 Cn 圖11-28變壓器分側(cè)差動保護(hù)邏輯框圖 在圖11-28中：|A、IB、IC 分別為變壓器輸出端差動TA二次A

48、、B、C三相電流; lAn、iBn、Icn 分別為變壓器中性點差動TA二次a、b、C三相電流。 由圖11-28可以看出，它與發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的邏輯框圖相似。但是，裝于大電流系統(tǒng)側(cè) 的分側(cè)差動保護(hù)，不能采用循環(huán)閉鎖。在三相差動元件中，只要有一相動作，便立即作用于 切除變壓器。 3差動元件的動作方程及動作特性 變壓器分側(cè)差動元件的動作特性與縱差元件的動作特性相似。不同的是整定值。以動作 特性為二段折線式的差動元件為例，其動作方程為 Id Iop.o Id Iop.o S( I res - Ires.o) I res I res.o res I res.o (11-31) 在式（11-31）中: Id

49、 差流， I = I A(B,ChI A(B,C)n ； I r e 制動電流， I res 二 IA(B,C) T A( B,C)n 2 ，或 Les max “A(B,C) IA(B,C)n； Iop.o 啟動電流; Ir eo廠拐點電流； 1 A（B,C） 出線側(cè)TA二次A相（或B相或C相）電流； max 取最大值； lA（B,C）n 中線點側(cè)TA二次A相（或B相或C相）電流。 根據(jù)式（11-31）繪制出的差動元件的動作特性如圖11-29所示。 圖11-29分側(cè)差動元件的動作特性曲線 在圖11-29中：各符號的物理意義同式（11-31）。 第五節(jié) 差動保護(hù)的TA斷線閉鎖 為確保差動保護(hù)的

50、動作靈敏度，具有比率制動特性的差動元件的啟動電流均很小。這樣, 當(dāng)差動元件某側(cè)TA二次的一相或多相斷線時，差動保護(hù)必將誤動。 目前，國內(nèi)生產(chǎn)的微機(jī)型變壓器差動保護(hù)中，均設(shè)置有TA斷線閉鎖元件。在變壓器運(yùn) 行時，一旦出現(xiàn)差動 TA二次回路斷線，立即發(fā)出信號并將差動保護(hù)閉鎖。 一 TA斷線閉鎖元件的作用原理 TA二次三相電流之 在理想情況下，若不考慮差動保護(hù)區(qū)內(nèi)、外不同兩點接地短路，則 和應(yīng)等于零，即 la lb lc =0 若TA二次回路中一相斷線時，貝U la lb= TA二次回路 根據(jù)以上原理及變壓器接線組別、變壓器中性點是否接地運(yùn)行，提出以下 斷線閉鎖判據(jù)： .(11-42) Ja +lb

51、 +lc +31。爲(wèi) 31 蘭 $ 式中：1、2 門檻值，可根據(jù)不平衡差流的大小確定； 3l 零序電流，TA二次值； la、lb、lc 分別為TA二次a、b、c三相電流。 該判別TA斷線的方法有一很大的缺點，310應(yīng)由其他TA供給。 目前，在微機(jī)型保護(hù)裝置中， 多采用根據(jù)電流變化情況、變化趨勢及電流量值大小來判 斷TA斷線的。當(dāng)測量出只有變壓器一側(cè)的電流發(fā)生了變化，且變化趨勢是電流由大向小變 化、而電流值小于額定電流時，被判為電流變化側(cè)的TA斷線。 當(dāng)變壓器各側(cè)電流均發(fā)生變化，且電流變化趨勢是由小向大變化、而變化后電流的幅值 又大于額定電流，則說明電流的變化是由故障引起的。 二 關(guān)于TA斷線閉

52、鎖元件的作用 眾所周知，TA二次回路不能開路。如果 TA二次回路開路，將在開路點的兩側(cè)產(chǎn)生很 高的電壓，危及人身及二次設(shè)備的安全。另外，在開路點可能產(chǎn)生電弧，進(jìn)而引起火災(zāi)。 變壓器的容量越大及 TA變比越大，TA二次回路開路的危害越嚴(yán)重。運(yùn)行實踐已充分 證明。 因此，當(dāng)差動保護(hù) TA二次開路時，差動保護(hù)動作切除變壓器，是防止人身傷害及損壞 設(shè)備的有效辦法。 對于大容量的主設(shè)備，由于TA的變比很大，TA斷線閉鎖元件只應(yīng)發(fā)信號而不要閉鎖 差動保護(hù)。 第六節(jié) 短路故障的后備保護(hù) 大、中型變壓器短路故障后備保護(hù)的類型，通常有復(fù)合電壓過電流保護(hù)、零序電流及零 序方向電流保護(hù)、負(fù)序電流及負(fù)序方向電流保護(hù)、

53、低阻抗保護(hù)及復(fù)合電壓方向過流保護(hù)。 一 復(fù)合電壓過電流保護(hù) 復(fù)合電壓過電流保護(hù)，實質(zhì)上是復(fù)合電壓啟動的過電流保護(hù)。它適用于升壓變壓器、系 統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器及過電流保護(hù)不能滿足靈敏度要求的降壓變壓器。 1動作方程及邏輯框圖 復(fù)合電壓過流保護(hù)， 由復(fù)合電壓元件、過電流元件及時間元件構(gòu)成， 作為被保護(hù)設(shè)備及 相鄰設(shè)備相間短路故障的后備保護(hù)。保護(hù)的接入電流為變壓器某側(cè)TA二次三相電流，接入 電壓為變壓器該側(cè)或其他側(cè) TV二次三相電壓。為提高保護(hù)的動作靈敏度， 三相電流一般取 自電源側(cè)，而電壓一般取自負(fù)荷側(cè)。 保護(hù)的動作方程為 (11-43) ac切。p Ia(b,c)占lop (11-44) U 2 Au

54、 2op J Ia(b,c)蘭I op 式中：Uac TV二次a、c兩相之間電壓； la(b,c) TA二次a相或b相或c相電流； U2 負(fù)序電壓(TV二次值); lop 過電流元件動作電流整定值； Uop 低電壓元件動作電壓整定值; U2o廠負(fù)序電壓元件的動作電壓整定值。 復(fù)合電壓過電流保護(hù)動作邏輯框圖如圖11-32所示。 圖11-32復(fù)合電壓過電流保護(hù)邏輯框圖 在圖中：Uac 負(fù)序過電壓元件； la、lb、lc分別為a、b、c相過電流元件。 由圖可以看出：當(dāng)變壓器電壓降低，或負(fù)序電壓大于整定值及 a相或b相或c相過電流 時，保護(hù)動作，經(jīng)延時 t作用于切除變壓器。 2整定原則及定值建議 (1

55、) 過電流元件 (11-45) 過電流元件的動作電流，按躲過變壓器運(yùn)行時的最大負(fù)荷電流來整定，即 K rel lop 古1N 式中： Iop 動作電流整定值; Kr e 可靠系數(shù)，取1.151.2 ; Kr 返回系數(shù)，取 0.950.98; I n 變壓器額定電流，TA二次值。 代入式(11-45)可得 I op =( 1171.2) I n 。 (2) 低電壓元件 低電壓元件的動作電壓按躲過無故障運(yùn)行時保護(hù)安裝處出現(xiàn)的最低電壓來整定。即 U op U min Krel *Kr (11-46) 式中：Uop 動作電壓整定值; Um i正常運(yùn)行時出現(xiàn)的最低電壓值； Kr 返回系數(shù)，取1.05;

56、Kr e可靠系數(shù)，取1.2。 發(fā)電廠廠高變復(fù)合電壓過電流保護(hù)低電壓元件的引入電壓，通常取自變壓器低壓側(cè)各段 廠用母線。其低電壓元件的動作電壓，應(yīng)按躲過電動機(jī)自啟動的條件整定。對于發(fā)電廠升壓 變壓器，當(dāng)?shù)碗妷涸碾妷喝∽詸C(jī)端TV二次時，還應(yīng)考慮躲過發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行出現(xiàn)的低 電壓。 Uop =( 0.60.7) U n 式中：Un 額定電壓（TV二次值）。 （3）負(fù)序電壓元件 按躲過正常運(yùn)行時系統(tǒng)中出現(xiàn)的最大負(fù)序電壓整定。 此外，還應(yīng)滿足相鄰線路末端兩相 短路時負(fù)序電壓元件有足夠的動作靈敏度。通常 U2op =10%Un 式中：Un 額定電壓（TV二次值）。 （4 ）動作延時 應(yīng)按與相鄰線路相間短

57、路后備保護(hù)相配合整定。即 max 式中：t復(fù)合電壓過流保護(hù)的動作延時； tm a相鄰線路相間短路后備保護(hù)的最長延時; .述一時間級差，一般取 0.30.5秒。 二 零序電流及零序方向電流保護(hù) 電壓為110KV及以上的變壓器，在大電流系統(tǒng)側(cè)應(yīng)設(shè)置反映接地故障的零序電流保護(hù)。 有兩側(cè)接大電流系統(tǒng)的三卷變壓器及三卷自耦變壓器，其零序電流保護(hù)應(yīng)帶方向，組成零序 方向電流保護(hù)。 兩卷或三卷變壓器的零序電流保護(hù)的零序電流，可取自中性點TA二次，也可取自本側(cè) TA二次三相零線上的電流，或由本側(cè)TA二次三相電流自產(chǎn)。零序功率方向元件的接入零 序電壓，可以取自本側(cè)TV三次（即開口三角形）電壓，也可以由本側(cè) TV

58、二次三相電壓自 產(chǎn)。在微機(jī)型保護(hù)裝置中，零序電流及零序電壓大多是自產(chǎn)，因為有利于確定功率方向元件 動作方向的正確性。 1動作方程及邏輯框圖 對于大型三卷變壓器，零序電流保護(hù)可采用三段，其中I段及II段帶方向，第III段不 帶方向兼作總后備作用。每段一般由兩級延時，以較短的延時縮小故障影響的范圍或跳本側(cè) 斷路器，以較長的延時切除變壓器。 以三卷變壓器為例，其零序電流保護(hù)的動作方程為 零序I段 (11-47) 3i0 op1 Po Io 零序II段 .(11-48) 3Io Xlop2 Po 沁 (11-49) 零序III段 3I0 -1op3 在上述三式中： Po 零序功率元件的測量功率； 3I

59、o 零序電流元件的測量電流； I op1、 I op2、 I op3 分別為零序I段、II段、III段動作電流的整定值。 零序方向電流保護(hù)的邏輯框圖一般如圖11-33所示。 圖11-33三卷變壓器零序方向電流保護(hù)邏輯框圖 在圖 11-33 中：3Io、Po、Iop1、Iop2、Iop3 的物理意義同式（11-47） （ 11-49）。 由圖11-33可以看出：零序方向電流保護(hù)的 I段或II段動作后，分別經(jīng)延時t1或t3作用 于縮小故障影響范圍，而經(jīng)t2或t4切除變壓器。零序III段不帶方向，只作用于切除變壓器。 1 整定原則及定值建議 （1）功率方向元件的動作方向 零序功率方向元件動作方向的整

60、定，應(yīng)根據(jù)變壓器的作用、保護(hù)安裝位置（電氣位置） 及電力系統(tǒng)的具體情況確定。 （I）發(fā)電廠的三卷升壓變壓器 發(fā)電廠的三卷升壓變壓器，其低壓側(cè)一般接有大容量的發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)設(shè)置有完善的后 備保護(hù)，可兼作變壓器內(nèi)部各種短路故障的后備保護(hù)。另外，大型超高壓變壓器的主保護(hù)已 雙重化。此時，變壓器高壓側(cè)及中壓側(cè)的零序電流保護(hù)，應(yīng)分別作為相鄰母線及線路故障的 后備保護(hù)，因此，保護(hù)的動作方向應(yīng)分別指向各側(cè)的母線。 （II ）大型變電站的降壓變壓器 為了經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及系統(tǒng)中各保護(hù)之間的配合，降壓變電站的主電源在高壓側(cè)，其低壓側(cè)或 中壓側(cè)一般無電源及開環(huán)運(yùn)行，高壓側(cè)環(huán)網(wǎng)運(yùn)行。 高壓側(cè)零序方向電流保護(hù)的動作方向應(yīng)指向