變壓器繼電保護(hù)2

1、2021/3/1712021/3/172q變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件件, ,它的故障將對供電的可靠性和系統(tǒng)的它的故障將對供電的可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來嚴(yán)重的影響正常運行帶來嚴(yán)重的影響, ,同時大容量的同時大容量的變壓器也是十分貴重的元件變壓器也是十分貴重的元件, ,因此需要根因此需要根據(jù)變壓器容量和重要程度裝設(shè)性能良好，據(jù)變壓器容量和重要程度裝設(shè)性能良好，工作可靠的繼電保護(hù)裝置。工作可靠的繼電保護(hù)裝置。 2021/3/1731.1. 變壓器內(nèi)部故障變壓器內(nèi)部故障 油箱內(nèi)故障油箱內(nèi)故障:繞組的相間繞組的相間短路短路、接地短路、接地短路、 匝間短路、鐵

2、心燒損等匝間短路、鐵心燒損等. 油箱外部故障油箱外部故障:套管和引出線上發(fā)生相間短套管和引出線上發(fā)生相間短 路和接地短路路和接地短路 油箱內(nèi)部故障非常危險油箱內(nèi)部故障非常危險,高溫電弧不僅會高溫電弧不僅會燒毀繞組和鐵芯燒毀繞組和鐵芯,還會使變壓器油絕緣分解產(chǎn)生還會使變壓器油絕緣分解產(chǎn)生大量氣體大量氣體,引起變壓器油箱爆炸的嚴(yán)重后果引起變壓器油箱爆炸的嚴(yán)重后果油箱內(nèi)故障油箱內(nèi)故障油箱外部故障油箱外部故障2021/3/1742.2. 變壓器不正常運行狀態(tài)主要包括變壓器不正常運行狀態(tài)主要包括: : 1)1) 由于由于變壓器外部相間短路變壓器外部相間短路引起的過電流引起的過電流（相間（相間短路短路過電

3、流）過電流） 2)2) 由于由于變壓器外部接地短路變壓器外部接地短路引起的過電流和中性點引起的過電流和中性點過電壓過電壓（接地短路（接地短路過電流、中性點過電壓）過電流、中性點過電壓） 3)3) 由于由于負(fù)荷超過額定容量負(fù)荷超過額定容量引起的過負(fù)荷引起的過負(fù)荷（過負(fù)荷）（過負(fù)荷） 4)4) 由于由于漏油等原因漏油等原因而引起的油面降低而引起的油面降低（油面降低）（油面降低） 5)5) 在在過電壓過電壓或或低頻率低頻率等異常運行方式下等異常運行方式下, ,發(fā)生變壓器發(fā)生變壓器的過勵磁的過勵磁（過勵磁）（過勵磁） 變壓器的不正常運行狀態(tài)會使繞組和鐵芯變壓器的不正常運行狀態(tài)會使繞組和鐵芯過熱。此外過

4、熱。此外, ,對于中性點不接地運行的星形接對于中性點不接地運行的星形接線方式變壓器線方式變壓器, ,外部接地短路時有可能造成變外部接地短路時有可能造成變壓器中性點過電壓壓器中性點過電壓, ,威脅變壓器的絕緣威脅變壓器的絕緣; ;大容量大容量變壓器在過電壓或低頻率等異常運行方式下會變壓器在過電壓或低頻率等異常運行方式下會發(fā)生變壓器的過勵磁，引起鐵芯和其它金屬構(gòu)發(fā)生變壓器的過勵磁，引起鐵芯和其它金屬構(gòu)件的過熱。件的過熱。 變壓器不正常運行時，繼電保護(hù)應(yīng)根據(jù)其變壓器不正常運行時，繼電保護(hù)應(yīng)根據(jù)其嚴(yán)重程度，發(fā)出告警信號，使運行人員及時發(fā)嚴(yán)重程度，發(fā)出告警信號，使運行人員及時發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的措施，以確保

5、變壓器的安全?，F(xiàn)并采取相應(yīng)的措施，以確保變壓器的安全。 2021/3/1763.3. 保護(hù)方式保護(hù)方式 1)1)瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù) q特點特點:動作迅速動作迅速,靈敏性高靈敏性高,安裝接線簡單。反應(yīng)油安裝接線簡單。反應(yīng)油箱內(nèi)的各種故障箱內(nèi)的各種故障,不反應(yīng)油箱外部的故障。不反應(yīng)油箱外部的故障。 q對變壓器油箱內(nèi)的各種故障、應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)對變壓器油箱內(nèi)的各種故障、應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù),它它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動作。其中反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動作。其中輕瓦斯保護(hù)動作于信號輕瓦斯保護(hù)動作于信號,重瓦斯保護(hù)動作于跳開變壓重瓦斯保護(hù)動作于跳開變壓器各電源側(cè)的斷路器。器各電源側(cè)的斷路器。

6、 q裝設(shè)范圍裝設(shè)范圍:800kVA及以上的油浸式變壓器和及以上的油浸式變壓器和400kVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器。及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器。 2021/3/1772)2)縱差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)縱差動保護(hù)或電流速斷保護(hù) 對變壓器繞組、套管及引出線上的故障對變壓器繞組、套管及引出線上的故障, ,應(yīng)裝設(shè)差動應(yīng)裝設(shè)差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)。保護(hù)或電流速斷保護(hù)。 縱差動保護(hù)范圍縱差動保護(hù)范圍: :63006300kVAkVA以上并列運行的變壓以上并列運行的變壓器器; ;1000010000kVAkVA以上單獨運行的變壓器以上單獨運行的變壓器; ;容量為容量為63006300kVAkVA以以上的發(fā)電

7、廠廠用變壓器和工業(yè)企業(yè)中的重要變壓器。上的發(fā)電廠廠用變壓器和工業(yè)企業(yè)中的重要變壓器。 電流速斷的保護(hù)適用電流速斷的保護(hù)適用: :1000010000kVAkVA以下的變壓器以下的變壓器, ,且其且其過電流保護(hù)的時限大于過電流保護(hù)的時限大于0.50.5s s時。時。 縱差動保護(hù)和電流速斷動作后縱差動保護(hù)和電流速斷動作后, ,均應(yīng)跳開變壓器各均應(yīng)跳開變壓器各電源側(cè)的斷路器。電源側(cè)的斷路器。 2021/3/1783)3)外部相間短路時外部相間短路時, ,應(yīng)采用的保護(hù)應(yīng)采用的保護(hù) q對于外部相間短路引起的變壓器過電流對于外部相間短路引起的變壓器過電流, ,應(yīng)應(yīng)采用下列保護(hù)采用下列保護(hù): : a a、過

8、電流保護(hù)過電流保護(hù): :用于降壓變壓器用于降壓變壓器, ,保護(hù)的整定值考慮保護(hù)的整定值考慮在事故狀態(tài)下可能出現(xiàn)的過負(fù)荷電流在事故狀態(tài)下可能出現(xiàn)的過負(fù)荷電流 b b、復(fù)合電壓（負(fù)序電壓和線電壓）起動的過電流保復(fù)合電壓（負(fù)序電壓和線電壓）起動的過電流保護(hù)護(hù): :用于升壓變壓器及過電流保護(hù)靈敏性不滿足要求用于升壓變壓器及過電流保護(hù)靈敏性不滿足要求的降壓變壓器上的降壓變壓器上 c c、負(fù)序電流及單相式低電壓起動的過電流保護(hù)負(fù)序電流及單相式低電壓起動的過電流保護(hù): :用用于大容量升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器于大容量升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器 d d、阻抗保護(hù)阻抗保護(hù): :對升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器當(dāng)采用

9、對升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器當(dāng)采用b b、c c的保護(hù)不能滿足靈敏性和選擇性要求時的保護(hù)不能滿足靈敏性和選擇性要求時, ,采用阻采用阻抗保護(hù)。抗保護(hù)。 2021/3/1794)4)外部接地短路時外部接地短路時, ,應(yīng)采用的保護(hù)應(yīng)采用的保護(hù) a a、中性點直接接地電力網(wǎng)內(nèi)中性點直接接地電力網(wǎng)內(nèi), ,應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù) b b、自耦變壓器和高、中壓側(cè)中性點都直接接地的自耦變壓器和高、中壓側(cè)中性點都直接接地的三繞組變壓器三繞組變壓器, ,當(dāng)有選擇性要求時當(dāng)有選擇性要求時, ,應(yīng)增設(shè)零序方應(yīng)增設(shè)零序方向元件向元件 。5)5)過負(fù)荷保護(hù)過負(fù)荷保護(hù) 對對400400kVAkVA以上的變壓

10、器以上的變壓器, ,當(dāng)數(shù)臺并列運行或單獨當(dāng)數(shù)臺并列運行或單獨運行并作為其它負(fù)荷的備用電源時運行并作為其它負(fù)荷的備用電源時, ,應(yīng)根據(jù)可能過應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況負(fù)荷的情況, ,裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。 2021/3/17106)6)過勵磁保護(hù)過勵磁保護(hù) 高壓側(cè)電壓為高壓側(cè)電壓為500500kVkV及以上的變壓器及以上的變壓器, ,對頻率降低和對頻率降低和電壓升高而引起的變壓器勵磁電流的升高電壓升高而引起的變壓器勵磁電流的升高, ,應(yīng)裝設(shè)過應(yīng)裝設(shè)過勵磁保護(hù)。勵磁保護(hù)。（在變壓器過勵磁允許的范圍內(nèi)（在變壓器過勵磁允許的范圍內(nèi), ,保護(hù)作保護(hù)作 用于信號，超過允許值，可動作于跳閘）用于信號，

11、超過允許值，可動作于跳閘） 7)7)其它保護(hù)其它保護(hù) 對變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障對變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障, ,應(yīng)裝設(shè)可作用于信號或動作于跳閘的保護(hù)裝置。應(yīng)裝設(shè)可作用于信號或動作于跳閘的保護(hù)裝置。 2021/3/17111.1.構(gòu)成變壓器縱差動保護(hù)的基本原則構(gòu)成變壓器縱差動保護(hù)的基本原則 雙繞組變壓器雙繞組變壓器-高壓側(cè)高壓側(cè)低壓側(cè)低壓側(cè)1I2I2I12II1I1TAn2TAnTn 為變壓器兩側(cè)為變壓器兩側(cè)的一次電流的一次電流參考方向均由母線參考方向均由母線指向變壓器指向變壓器 2I1I 、 分別為分別為兩側(cè)電流互感兩側(cè)電流互感器的變比。器的變比。 1TAn2T

12、An則流入差動繼電器則流入差動繼電器KDKD的電流為的電流為: : 12rIII因此縱差動保護(hù)的因此縱差動保護(hù)的動作判據(jù)為動作判據(jù)為: :rsetII1I2I 為相應(yīng)的電為相應(yīng)的電流互感器二次電流流互感器二次電流設(shè)變壓器的變比為設(shè)變壓器的變比為: : 忽略變壓器忽略變壓器的損耗，正常運行和區(qū)的損耗，正常運行和區(qū)外故障時有外故障時有: :12/TnUU.21TIn I-高壓側(cè)高壓側(cè)低壓側(cè)低壓側(cè)1I2I2I12II1I1TAn2TAnTn21211211221(1)rTATATTATTATATAIIInnn IInnInnn則差動電流可表示為則差動電流可表示為: :若選擇電流互感器的變比若選擇電流

13、互感器的變比, ,使之滿足使之滿足: : 21TATTAnnn122TrTAn IIIn則有則有: :正常運行和變壓器外部故障時正常運行和變壓器外部故障時, ,差差電流為零電流為零, ,保護(hù)不會動作保護(hù)不會動作; ; q由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不同同, ,為確保縱差動保護(hù)的正常工作為確?？v差動保護(hù)的正常工作, ,必須適當(dāng)必須適當(dāng)選取電流互感器的變比選取電流互感器的變比, ,使得在正常運行和外使得在正常運行和外部故障時，兩個二次電流相等，即應(yīng)使部故障時，兩個二次電流相等，即應(yīng)使: : 1212122211T AT AT ATT AIIIInnnInn

14、I 或其中其中 ：高壓側(cè)電流互感器變比高壓側(cè)電流互感器變比1TAn2TAnTn：變壓器的變比變壓器的變比：低壓側(cè)低壓側(cè)電流互感器電流互感器變比變比2021/3/1715要實現(xiàn)變壓器的縱差保護(hù)，必要實現(xiàn)變壓器的縱差保護(hù)，必須適當(dāng)?shù)倪x擇兩側(cè)電流互感器須適當(dāng)?shù)倪x擇兩側(cè)電流互感器的變比，使其比值等于變壓器的變比，使其比值等于變壓器的變比的變比 ，即，即 Tn21TATTAnnnq由于變壓器常采用由于變壓器常采用Y Y，d11d11的接線方式，因此，的接線方式，因此，其兩側(cè)電流的相位差為其兩側(cè)電流的相位差為 ，若兩側(cè)電流互感，若兩側(cè)電流互感器仍采用通常的接線方式，則二次電流由于相器仍采用通常的接線方式，

15、則二次電流由于相位不同，也會有一個差電流流入繼電器，為消位不同，也會有一個差電流流入繼電器，為消除這種不平衡電流的影響，通常都是將變壓器除這種不平衡電流的影響，通常都是將變壓器星形側(cè)的三個電流互感器接成三角形，而將變星形側(cè)的三個電流互感器接成三角形，而將變壓器三角形側(cè)的三個電流互感器接成星形，并壓器三角形側(cè)的三個電流互感器接成星形，并適當(dāng)考慮聯(lián)接方式后，即可把二次電流的相位適當(dāng)考慮聯(lián)接方式后，即可把二次電流的相位校正過來。校正過來。 30-YAIdAI1TAn2TAndAIYAYBII變壓器星形側(cè)的三個電變壓器星形側(cè)的三個電流互感器接成三角形流互感器接成三角形變壓器三角形側(cè)的三個變壓器三角形側(cè)

16、的三個電流互感器接成星形電流互感器接成星形YCIYBIdCIdBIdaIdbIdcIYAIYBIYCIdAIdBIdCIYAIYBIYCI星形側(cè)一次電流星形側(cè)一次電流dAIdBIdCI30三角形側(cè)一次電流三角形側(cè)一次電流YAIYBIYCIYAYBIIYBYCIIYCYAII星形側(cè)二次電流星形側(cè)二次電流dAIdBIdCI三角形側(cè)二次電流三角形側(cè)二次電流星形側(cè)差動星形側(cè)差動臂二次電流臂二次電流.()B rYBYCdBIIII要使要使A A相的繼電器在正常運行及外部故障時不動作相的繼電器在正常運行及外部故障時不動作, ,需需滿足滿足:.dATYAIn I由于由于:.2dAdATAIIn而而流入三個差

17、動繼電器的差動電流為流入三個差動繼電器的差動電流為: : .()A rYAYBdAIIII.()C rYCYAdCIIII.YAYBdAIII.133YAYAYBYATAIIIIn又由于又由于: :即有即有:.123YAdATATAIInn所以所以213TATTAnnn按相差動按相差動Y式中式中 、 、 是流入三個差動繼電器的差電流。是流入三個差動繼電器的差電流。這樣就可以消除兩側(cè)電流相位不一致的影響。這樣就可以消除兩側(cè)電流相位不一致的影響。由于由于 側(cè)采用了兩相電流差側(cè)采用了兩相電流差, ,相當(dāng)于變壓器的變比增加相當(dāng)于變壓器的變比增加了了 倍倍, ,因此電流互感器變比的選擇應(yīng)該滿足因此電流互

18、感器變比的選擇應(yīng)該滿足: :.A rI.B rI.C rI3213TATTAnnn模擬式的差動保護(hù)都是采用這種接線方式模擬式的差動保護(hù)都是采用這種接線方式, ,對于數(shù)字對于數(shù)字式差動保護(hù)式差動保護(hù), ,也可以將星形側(cè)的三相電流直接接入保也可以將星形側(cè)的三相電流直接接入保護(hù)裝置內(nèi)護(hù)裝置內(nèi), ,由計算機的軟件實現(xiàn)相位調(diào)整功能，以簡由計算機的軟件實現(xiàn)相位調(diào)整功能，以簡化接線。化接線。 三繞組變壓器三繞組變壓器1I2I1I2I3I3I123rIIII電力系統(tǒng)中常常采用三繞組變壓器。三繞組變壓器的電力系統(tǒng)中常常采用三繞組變壓器。三繞組變壓器的縱差動保護(hù)原理與雙繞組變壓器是一樣的?？v差動保護(hù)原理與雙繞組變

19、壓器是一樣的。 接入縱差動繼電器的差電流為接入縱差動繼電器的差電流為: : 高壓側(cè)高壓側(cè)中壓側(cè)中壓側(cè)低壓側(cè)低壓側(cè)正常運行時由高壓側(cè)、中壓側(cè)正常運行時由高壓側(cè)、中壓側(cè)同時向低壓側(cè)提供功率同時向低壓側(cè)提供功率13Tn23Tn設(shè)變壓器的設(shè)變壓器的13側(cè)和側(cè)和23側(cè)的變比為側(cè)的變比為 和和 ，考慮到正常運行和區(qū)外故障時變壓器各側(cè)電流滿足考慮到正常運行和區(qū)外故障時變壓器各側(cè)電流滿足: : 13Tn23Tn電流互感器變比電流互感器變比的選擇應(yīng)該滿足的選擇應(yīng)該滿足: :31313TATTAnnn變壓器高中壓側(cè)采用星形接線變壓器高中壓側(cè)采用星形接線, ,低壓側(cè)采用三角形接線低壓側(cè)采用三角形接線三相變壓器各側(cè)電

20、流互感器的接線方式和變比的選擇三相變壓器各側(cè)電流互感器的接線方式和變比的選擇也要參照也要參照Y,d11Y,d11雙繞組變壓器的方式進(jìn)行調(diào)整雙繞組變壓器的方式進(jìn)行調(diào)整, ,即即側(cè)側(cè)互感器用互感器用Y Y接線方式接線方式; ;兩個兩個Y Y側(cè)互感器則采用側(cè)互感器則采用接線方接線方式。式。 32323TATTAnnn高壓側(cè)電流折算高壓側(cè)電流折算到低壓側(cè)到低壓側(cè)中壓側(cè)電流折算中壓側(cè)電流折算到低壓側(cè)到低壓側(cè).12313230TTnInII2021/3/17232.差動保護(hù)的不平衡電流及差動保護(hù)的不平衡電流及減小不平衡電流的方法減小不平衡電流的方法 q變壓器的縱差保護(hù)同樣需要躲開流過差動回變壓器的縱差保護(hù)

21、同樣需要躲開流過差動回路中的不平衡電流路中的不平衡電流, ,產(chǎn)生不平衡電流的原因和產(chǎn)生不平衡電流的原因和消除方法如下消除方法如下: : I.I. 由計算變比與實際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流由計算變比與實際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流II.II. 由變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流由變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流IV.IV. 由變壓器勵磁涌流所產(chǎn)生的不平衡電流由變壓器勵磁涌流所產(chǎn)生的不平衡電流 III.III.由兩側(cè)電流互感器型號不同而產(chǎn)生的不平衡電流由兩側(cè)電流互感器型號不同而產(chǎn)生的不平衡電流2021/3/17241 1）由計算變比與實際變比不同）由計算變比與實際變比不同 而產(chǎn)生

22、的不平衡電流而產(chǎn)生的不平衡電流 q由于兩側(cè)電流互感器都是根據(jù)產(chǎn)品目錄選由于兩側(cè)電流互感器都是根據(jù)產(chǎn)品目錄選取標(biāo)準(zhǔn)變比取標(biāo)準(zhǔn)變比, ,而變壓器的變比也是一定的而變壓器的變比也是一定的, ,因因此此, ,三者之間很難滿足三者之間很難滿足: : （或（或 ）的要求，此時差動回路中將有的要求，此時差動回路中將有不平衡不平衡電流流電流流過。過。21T ATT Annn213T ATT Annn令變比差系數(shù)為令變比差系數(shù)為: : 121TATzaTAnnfn理論上應(yīng)有理論上應(yīng)有: :21TATTAnn n則由則由: :21211211221(1)rTATATTATTATATAIIInnn IInnInnn

23、在正常運行和外部故障在正常運行和外部故障時有時有: :.120Tn II可得可得: : 11zaunbTAf IIn上式即為由計算變比與實際變比不同而在差動上式即為由計算變比與實際變比不同而在差動回路產(chǎn)生的不平衡電流。回路產(chǎn)生的不平衡電流。高壓側(cè)電流折算高壓側(cè)電流折算到低壓側(cè)到低壓側(cè)如果將變壓器兩側(cè)的電流都折算到電流互感器的二次如果將變壓器兩側(cè)的電流都折算到電流互感器的二次側(cè)側(cè), ,并忽略并忽略f fzaza的影響的影響, ,則區(qū)外故障時變壓器兩側(cè)電流則區(qū)外故障時變壓器兩側(cè)電流相等相等, ,即即I=II=I2 2=n=nT TI I1 1, ,但方向相反，但方向相反，I I稱為區(qū)外故障時變稱為

24、區(qū)外故障時變壓器的穿越電流。壓器的穿越電流。 設(shè)設(shè)I Ik.maxk.max為區(qū)外故障時最大的穿越電流為區(qū)外故障時最大的穿越電流, ,則由電流互感則由電流互感器和變壓器變比不一致產(chǎn)生的最大不平衡電流為器和變壓器變比不一致產(chǎn)生的最大不平衡電流為: : .max.maxunbzakIf I 如無特殊說明如無特殊說明, ,變壓器各側(cè)電流都是折算到二次側(cè)變壓器各側(cè)電流都是折算到二次側(cè) 從二次側(cè)來看是同一個電流從一側(cè)流從二次側(cè)來看是同一個電流從一側(cè)流入從另一側(cè)流出入從另一側(cè)流出2021/3/17272 2）由變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭）由變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭 而產(chǎn)生的不平衡電流而產(chǎn)生的不平衡電流 q調(diào)整變

25、壓器分接頭是電力系統(tǒng)中常用的調(diào)壓調(diào)整變壓器分接頭是電力系統(tǒng)中常用的調(diào)壓方法方法, ,改變分接頭也就是改變了變壓器的變比改變分接頭也就是改變了變壓器的變比n nT T, ,分接頭的改變分接頭的改變, ,就會產(chǎn)生一個新的不平衡就會產(chǎn)生一個新的不平衡電流。應(yīng)在縱差保護(hù)的整定值中予以考慮。電流。應(yīng)在縱差保護(hù)的整定值中予以考慮。 由此產(chǎn)生的最大不平衡電流為由此產(chǎn)生的最大不平衡電流為: : .max.maxunbkIUI 式中式中U U為由變壓器分接頭改變引起的相對誤差為由變壓器分接頭改變引起的相對誤差, ,考慮考慮到電壓可以正負(fù)兩個方向進(jìn)行調(diào)整到電壓可以正負(fù)兩個方向進(jìn)行調(diào)整, ,一般取可調(diào)整范一般取可調(diào)

26、整范圍的一半。圍的一半。 （U=2U=22.5%)2.5%) 2021/3/17283 3）由電流互感器傳變誤差）由電流互感器傳變誤差 而產(chǎn)生的不平衡電流而產(chǎn)生的不平衡電流 由于兩側(cè)電流互感器的型號不同由于兩側(cè)電流互感器的型號不同,它們的飽和它們的飽和特性特性,勵磁電流也不同勵磁電流也不同,故在差動回路中產(chǎn)生的不故在差動回路中產(chǎn)生的不平衡電流就很大。（根據(jù)第四章，電流互感器平衡電流就很大。（根據(jù)第四章，電流互感器誤 差 不 會 超 過誤 差 不 會 超 過 1 0 % ， 最 大 可 能， 最 大 可 能值值 ） 采用電流互感器同型系數(shù)采用電流互感器同型系數(shù)Kat（同型號取同型號取0.50.5

27、，不同型號取不同型號取1 1，對于變壓器一般取，對于變壓器一般取1 1 ）。）。.maxmax10%unbatkIK I對于變壓器的縱差動保護(hù)對于變壓器的縱差動保護(hù), ,兩側(cè)電流互感器的變比不一樣兩側(cè)電流互感器的變比不一樣, ,互感器的型號肯定不同互感器的型號肯定不同, ,故故K Katat=1=1 。 TATA等效電路等效電路1I1I1I一次電流中的一部分消耗在一次電流中的一部分消耗在繞組勵磁上其繞組勵磁上其二次電流為二次電流為: : 1L111III 電流互感器的傳變誤差就是勵磁電流電流互感器的傳變誤差就是勵磁電流 1I根據(jù)等效電路可得根據(jù)等效電路可得: : 1111111111ZIIIL

28、j LZjZZ ZL L包括了電流互感器的漏抗和二次負(fù)載阻抗包括了電流互感器的漏抗和二次負(fù)載阻抗, ,一般電一般電阻分量占優(yōu)阻分量占優(yōu), ,在定性分析時可以當(dāng)作純電阻處理。在定性分析時可以當(dāng)作純電阻處理。Z ZL L區(qū)外故障時變壓器兩側(cè)的一次電流為區(qū)外故障時變壓器兩側(cè)的一次電流為 (折算到二次側(cè)折算到二次側(cè)), ,故由電流互感器傳變誤差引起的不平故由電流互感器傳變誤差引起的不平衡電流為衡電流為 :.1122/TATAInIn1221unbIIIII不平衡電流實際上就是兩個電流互感器勵磁電流之差。不平衡電流實際上就是兩個電流互感器勵磁電流之差。并且勵磁電流總是落后于一次電流，故并且勵磁電流總是落

29、后于一次電流，故 與與 之間之間的相位差不會超過的相位差不會超過9090o o，它們是相互抵消的。，它們是相互抵消的。假設(shè)假設(shè) 比較大，不平衡電流將小于比較大，不平衡電流將小于 。若兩個電流。若兩個電流互感器的型號相同，它們的參數(shù)差異性小，不平衡電互感器的型號相同，它們的參數(shù)差異性小，不平衡電流也比較小；反之，不平衡電流比較大。通常采用同流也比較??；反之，不平衡電流比較大。通常采用同型系數(shù)來表示互感器型號對不平衡電流的影響，即型系數(shù)來表示互感器型號對不平衡電流的影響，即 .1I.2I.1I.1I1unbatIK I(a)的的曲線曲線3是電流按照是電流按照曲線曲線2變化時的磁滯回線變化時的磁滯回

30、線, ,曲線曲線1是鐵芯的基是鐵芯的基本磁化曲線本磁化曲線(通常簡稱為磁化曲線通常簡稱為磁化曲線)。由于。由于曲線曲線2的勵磁電流是對稱的勵磁電流是對稱變化的變化的, ,磁滯回線回繞著磁化曲線形成回環(huán)磁滯回線回繞著磁化曲線形成回環(huán), ,理論分析時通常用磁理論分析時通常用磁化曲線來替代磁滯回線。化曲線來替代磁滯回線。 磁化曲線上的磁化曲線上的s點點稱為飽和點。由于線圈電壓與鐵芯磁通之間的關(guān)稱為飽和點。由于線圈電壓與鐵芯磁通之間的關(guān)系為系為 ，故磁化曲線的斜率，故磁化曲線的斜率(嚴(yán)格講是各點切線的斜率嚴(yán)格講是各點切線的斜率)就是就是勵磁回路的電感勵磁回路的電感 。鐵芯未飽和時，。鐵芯未飽和時， 很

31、大且基本上是常數(shù)；很大且基本上是常數(shù)；鐵芯飽和后磁化曲線變得很平坦，鐵芯飽和后磁化曲線變得很平坦， 大為減小。大為減小。 duWdtLLL12S31I1 電流互感器鐵芯的磁滯回線電流互感器鐵芯的磁滯回線 1I32(a)(b)b曲線曲線1 1是鐵芯的基本磁化曲線是鐵芯的基本磁化曲線曲線曲線2 2為勵磁電流為勵磁電流曲線曲線3 3為磁滯回線為磁滯回線若勵磁電流中存在大量的非周期分量，飽和后的若勵磁電流中存在大量的非周期分量，飽和后的 還會進(jìn)一步還會進(jìn)一步減小，由于非周期分量引起減小，由于非周期分量引起I I1 1偏離時間軸的一側(cè)，磁通也偏離偏離時間軸的一側(cè)，磁通也偏離磁化曲線并按照曲線磁化曲線并按

32、照曲線3 3的局部磁滯回環(huán)變化。顯然，偏離磁化曲的局部磁滯回環(huán)變化。顯然，偏離磁化曲線后線后 會減小。減小的程度取決于曲線會減小。減小的程度取決于曲線3 3中中 的數(shù)值。鐵芯未的數(shù)值。鐵芯未飽和時飽和時 不大，不大， 仍然很大，可以認(rèn)為不會受非周期分量的影仍然很大，可以認(rèn)為不會受非周期分量的影響；鐵芯飽和時響；鐵芯飽和時 會相當(dāng)大，非周期分量的存在將會顯著地減會相當(dāng)大，非周期分量的存在將會顯著地減小小 。 LLbbLbL12S31I1 電流互感器鐵芯的磁滯回線電流互感器鐵芯的磁滯回線 1I32(a)(b)b電流互感器一次側(cè)電流電流互感器一次側(cè)電流I1消失后消失后,勵磁電流勵磁電流I1也相應(yīng)地變

33、為零。由也相應(yīng)地變?yōu)榱?。由于磁滯回于磁滯回線的線的磁滯磁滯現(xiàn)象現(xiàn)象, ,鐵芯中將長期存在殘留磁通鐵芯中將長期存在殘留磁通, ,稱為剩稱為剩磁。剩磁的大小和方向與一次電流消失時刻的勵磁電流磁。剩磁的大小和方向與一次電流消失時刻的勵磁電流I1有關(guān)有關(guān) 若將電流互感器一次側(cè)電流若將電流互感器一次側(cè)電流I1逐漸增大，在逐漸增大，在I1比較小時，電流互比較小時，電流互感器不飽和。此時由于感器不飽和。此時由于 很大且基本不變，勵磁電流很大且基本不變，勵磁電流I1很小并隨很小并隨著著I1增大也按比例地增大。當(dāng)勵磁電流增大也按比例地增大。當(dāng)勵磁電流I1增大到鐵芯飽和，即磁增大到鐵芯飽和，即磁化曲線的化曲線的s

34、點后，勵磁電感減小，勵磁回路的分流增大。而勵磁點后，勵磁電感減小，勵磁回路的分流增大。而勵磁回路的分流增大又導(dǎo)則勵磁電感進(jìn)一步下降，其結(jié)果是勵磁電流回路的分流增大又導(dǎo)則勵磁電感進(jìn)一步下降，其結(jié)果是勵磁電流I1迅速增大。鐵芯越飽和則勵磁電流也越大，并且隨一次電流的迅速增大。鐵芯越飽和則勵磁電流也越大，并且隨一次電流的增加呈非線性的增加。增加呈非線性的增加。L2021/3/17344 4）由變壓器勵磁涌流）由變壓器勵磁涌流I ILYLY所產(chǎn)生的所產(chǎn)生的 不平衡電流不平衡電流 v變壓器的勵磁電流變壓器的勵磁電流I僅流經(jīng)變壓器的某僅流經(jīng)變壓器的某一側(cè)一側(cè),故通過電流互感器反應(yīng)到差動回路故通過電流互感器

35、反應(yīng)到差動回路中不能被平衡掉中不能被平衡掉,正常情況下此電流很小正常情況下此電流很小,一般不超過額定電流的一般不超過額定電流的2%10%。在外。在外部故障時，由于電壓降低，勵磁電流減部故障時，由于電壓降低，勵磁電流減小，影響就更小。小，影響就更小。v勵磁電流的大小取決于勵磁電感勵磁電流的大小取決于勵磁電感L L的數(shù)值的數(shù)值, ,也就是取決也就是取決于變壓器鐵芯是否飽和。正常運行和外部故障時變壓器于變壓器鐵芯是否飽和。正常運行和外部故障時變壓器不會飽和不會飽和, ,勵磁電流一般不會超過額定電流的勵磁電流一般不會超過額定電流的25, ,對縱差動保護(hù)的影響常常略去不計。當(dāng)變壓器空載投入對縱差動保護(hù)的

36、影響常常略去不計。當(dāng)變壓器空載投入或外部故障切除后電壓恢復(fù)時，變壓器電壓從零或很小或外部故障切除后電壓恢復(fù)時，變壓器電壓從零或很小的數(shù)值突然上升到運行電壓。的數(shù)值突然上升到運行電壓。v勵磁涌流的最大值可達(dá)額定電流的勵磁涌流的最大值可達(dá)額定電流的6 68 8倍。倍。 v在這個電壓上升的暫態(tài)過程中在這個電壓上升的暫態(tài)過程中, ,變壓器可能會嚴(yán)變壓器可能會嚴(yán)重飽和重飽和, ,產(chǎn)生很大的暫態(tài)勵磁電流。這個暫態(tài)勵磁產(chǎn)生很大的暫態(tài)勵磁電流。這個暫態(tài)勵磁電流稱為勵磁涌流。電流稱為勵磁涌流。2021/3/1736q勵磁涌流的特點勵磁涌流的特點: 1)1)包含有很大成分的非周期分量包含有很大成分的非周期分量,

37、,往往使涌流偏往往使涌流偏于時間軸的一側(cè)于時間軸的一側(cè) 2)2)包含有大量的直流及高次諧波包含有大量的直流及高次諧波, ,而以二次諧波而以二次諧波為主為主; ; 3)3)波形之間出現(xiàn)間斷波形之間出現(xiàn)間斷, ,一個周期中間斷角為一個周期中間斷角為。 i iL Lt2021/3/1737q防止勵磁涌流影響的方法防止勵磁涌流影響的方法: 1)1)采用具有速飽和鐵芯的差動繼電器采用具有速飽和鐵芯的差動繼電器 2)2)鑒別短路電流和勵磁涌流波形的差別鑒別短路電流和勵磁涌流波形的差別 3)3)利用二次諧波制動等（利用帶比率制動利用二次諧波制動等（利用帶比率制動的差動繼電器）的差動繼電器） 2021/3/1

38、738q當(dāng)勵磁涌流進(jìn)入差動回路時當(dāng)勵磁涌流進(jìn)入差動回路時,其中有很其中有很大的非周期分量使速飽和變流器大的非周期分量使速飽和變流器SBL的鐵的鐵芯嚴(yán)重飽和芯嚴(yán)重飽和,勵磁勵磁阻抗銳減阻抗銳減,使得勵使得勵磁涌流中幾乎全部磁涌流中幾乎全部非周期分量及部分非周期分量及部分周期分量電流從周期分量電流從SBL的一次繞組通過，的一次繞組通過，傳變到二次回路的傳變到二次回路的電流很小電流很小 。I2021/3/17395 5）減小不平衡電流的主要措施減小不平衡電流的主要措施 可以通過以下措施來減小區(qū)外故障時縱差動?？梢酝ㄟ^以下措施來減小區(qū)外故障時縱差動保護(hù)的不平衡電流護(hù)的不平衡電流: :(1) (1) 計

39、算變比與實際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流的補償計算變比與實際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流的補償 令令: : 12(1)TATTAnnnn 1nI由計算變比與實際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流為由計算變比與實際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流為 。電流互感器變比選定后，電流互感器變比選定后，n n就是一個常數(shù)，所以可以用就是一個常數(shù)，所以可以用 將這個不平衡電流補償?shù)?。此時引入差動繼電器的將這個不平衡電流補償?shù)?。此時引入差動繼電器的電流為電流為: :1nI121rIIInIn n就是需要補償?shù)南禂?shù)就是需要補償?shù)南禂?shù) 2WbWdW*TS.1I.2I.1I.2I.1I.2I對于電磁式縱差動保護(hù)裝置對于電磁式縱差動

40、保護(hù)裝置, ,可以采用中間變流器進(jìn)行補償?？梢圆捎弥虚g變流器進(jìn)行補償。 在中間變流器在中間變流器TSTS的鐵芯上的鐵芯上繞有主線圈繞有主線圈W Wd d，接入差電，接入差電流流 。另外還繞一個。另外還繞一個平衡線圈平衡線圈W Wb b和二次線圈和二次線圈W W2 2。 12II采用這種補償方法時采用這種補償方法時, ,由于的匝數(shù)不能平滑調(diào)節(jié)由于的匝數(shù)不能平滑調(diào)節(jié), ,選用的匝數(shù)與計算的匝數(shù)不可選用的匝數(shù)與計算的匝數(shù)不可能完全一致能完全一致, ,故仍有一部分不平衡電流流入繼電器，但不平衡電流已大為減少。故仍有一部分不平衡電流流入繼電器，但不平衡電流已大為減少。變比差系數(shù)可按下式計算變比差系數(shù)可按

41、下式計算: : bzadWfnW假設(shè)假設(shè)n0n0，則可以將，則可以將 先經(jīng)先經(jīng)W Wb b后再和后再和 差接起來。這樣，在正差接起來。這樣，在正常運行和外部故障時，只要滿足常運行和外部故障時，只要滿足 ，即，即 ，則中間變流器內(nèi)總磁通等于零，在二次線圈，則中間變流器內(nèi)總磁通等于零，在二次線圈W W2 2上上就沒有感應(yīng)電勢，從而沒有電流流入繼電器。就沒有感應(yīng)電勢，從而沒有電流流入繼電器。 121()0dbWIIW I/bdWWn .1I.2I.12II(2) (2) 減少因電流互感器性能不同引起的穩(wěn)態(tài)不平衡電流減少因電流互感器性能不同引起的穩(wěn)態(tài)不平衡電流 應(yīng)盡可能使用型號、性能完全相同的應(yīng)盡可能

42、使用型號、性能完全相同的D D級電流互感器級電流互感器, ,使得兩側(cè)電流互感器的磁化曲線相同使得兩側(cè)電流互感器的磁化曲線相同, ,以減小不平衡電以減小不平衡電流。流。另外另外, ,減小電流互感器的二次負(fù)載，能夠減少鐵芯的飽減小電流互感器的二次負(fù)載，能夠減少鐵芯的飽和程度，相應(yīng)地也減少了不平衡電流。減小二次負(fù)載和程度，相應(yīng)地也減少了不平衡電流。減小二次負(fù)載的方法，除了減小二次電纜的電阻外，可以增大電流的方法，除了減小二次電纜的電阻外，可以增大電流互感器的變比互感器的變比n nTATA。二次阻抗。二次阻抗Z Z2 2折算到一次側(cè)的等效阻折算到一次側(cè)的等效阻抗為抗為Z Z2 2/n/n2 2TATA

43、。若采用二次側(cè)額定電流為。若采用二次側(cè)額定電流為1A1A的電流互感的電流互感器，等效阻抗只有額定電流為器，等效阻抗只有額定電流為5A5A時的時的1/251/25。 (3) (3) 減少電流互感器的暫態(tài)不平衡電流減少電流互感器的暫態(tài)不平衡電流 根據(jù)電流互感器暫根據(jù)電流互感器暫態(tài)不平衡電流中有態(tài)不平衡電流中有大量的非周期分量、大量的非周期分量、電流特性完全偏離電流特性完全偏離時間軸一側(cè)的特點時間軸一側(cè)的特點, ,通常采用在差動回通常采用在差動回路中接入具有速飽路中接入具有速飽和特性的中間變流和特性的中間變流器的方法。器的方法。I速飽和鐵芯速飽和鐵芯由于非周期分量使速飽由于非周期分量使速飽和鐵芯迅速

44、飽和和鐵芯迅速飽和, ,從而從而使非周期分量傳遞到二使非周期分量傳遞到二次側(cè)大為減少。次側(cè)大為減少。當(dāng)差電流中只流過周期分量時當(dāng)差電流中只流過周期分量時, ,磁通沿著磁通沿著磁滯回線磁滯回線3 3變化變化, ,變化量很大變化量很大, ,很容易傳變很容易傳變到二次側(cè)。因此速飽和中間變流器能夠到二次側(cè)。因此速飽和中間變流器能夠大大減小電流互感器的暫態(tài)不平衡電流。大大減小電流互感器的暫態(tài)不平衡電流。對于實際保護(hù)裝置，通常在中間變流器對于實際保護(hù)裝置，通常在中間變流器中還要采取其它增加鐵芯飽和的輔助措中還要采取其它增加鐵芯飽和的輔助措施，如帶加強型速飽和中間變流器差動施，如帶加強型速飽和中間變流器差動

45、保護(hù)保護(hù)(BCH-2)(BCH-2)，以進(jìn)一步減少暫態(tài)不平衡，以進(jìn)一步減少暫態(tài)不平衡電流。電流。12S31I11I32b速飽和中間變流器的鐵芯很容易飽速飽和中間變流器的鐵芯很容易飽和和, ,當(dāng)差動電流中含有較大的非周期當(dāng)差動電流中含有較大的非周期分量時分量時, ,鐵芯迅速飽和鐵芯迅速飽和, ,磁通沿著局磁通沿著局部磁滯回線部磁滯回線33變化變化, ,一個周波內(nèi)變一個周波內(nèi)變化量為很小。由于電流互感器的感化量為很小。由于電流互感器的感應(yīng)電勢應(yīng)電勢( (即等效回路中勵磁電感上的即等效回路中勵磁電感上的電壓電壓) )與磁通的變化率成正比，所以與磁通的變化率成正比，所以非周期分量不易傳變到變流器的二非

46、周期分量不易傳變到變流器的二次側(cè)。次側(cè)。2021/3/1744.躲開保護(hù)范圍外部短路時流過繼電器的躲開保護(hù)范圍外部短路時流過繼電器的 最大不平衡電流最大不平衡電流, ,此時繼電器的起動電流此時繼電器的起動電流應(yīng)為應(yīng)為: I: Isetset=K=KrelrelI Iunb.max unb.max （二次側(cè)）二次側(cè)）其其中中I I unb.max unb.max 保護(hù)外部短路時流過繼電器的最大不平衡電流保護(hù)外部短路時流過繼電器的最大不平衡電流3. 變壓器縱差動保護(hù)的整定計算原則變壓器縱差動保護(hù)的整定計算原則.max.max(0.1)unbzanpatkIfUK KI 外部短路故障時最大短路電流；

47、外部短路故障時最大短路電流； .maxkI由于電流互感器計算變比和實際變比由于電流互感器計算變比和實際變比 不一致引起的相對誤差。不一致引起的相對誤差。 zaf單相變壓器單相變壓器: : 121TATzaTAnnfnbzadWfnW/11Y 接線三相變壓器接線三相變壓器: : 1213/zaTATTAfnnn當(dāng)采用中間變流器進(jìn)行補償時當(dāng)采用中間變流器進(jìn)行補償時, ,取補償后剩余的相對誤取補償后剩余的相對誤差。差。 由變壓器分接頭改變引起的相對誤差，一般由變壓器分接頭改變引起的相對誤差，一般可取調(diào)整范圍的一半；可取調(diào)整范圍的一半； U0.10.1電流互感器容許的最大穩(wěn)態(tài)相對誤差電流互感器容許的最

48、大穩(wěn)態(tài)相對誤差; ; K Katat電流互感器同型系數(shù)電流互感器同型系數(shù), ,取為取為1 1; ; K Knpnp非周期分量系數(shù)非周期分量系數(shù), ,取取1.5-21.5-2。當(dāng)采用速飽和變。當(dāng)采用速飽和變流器時流器時, ,由于有躲非周期分量的性能由于有躲非周期分量的性能, ,取為取為1 1。12(1)TATTAnnnn 2021/3/1746q當(dāng)變壓器縱差保護(hù)采用波形鑒別或二次諧波當(dāng)變壓器縱差保護(hù)采用波形鑒別或二次諧波制動的原理構(gòu)成時制動的原理構(gòu)成時, ,本身就具有躲開勵磁涌流本身就具有躲開勵磁涌流的特性的特性, ,無需再作考慮。而當(dāng)采用具有速飽和無需再作考慮。而當(dāng)采用具有速飽和鐵芯的差動繼電

49、器時鐵芯的差動繼電器時, ,雖可利用勵磁涌流的非雖可利用勵磁涌流的非周期分量使鐵芯飽和，來避開勵磁涌流的影響，周期分量使鐵芯飽和，來避開勵磁涌流的影響，但起動電流仍需整定為但起動電流仍需整定為: :.躲開變壓器勵磁涌流的影響躲開變壓器勵磁涌流的影響才能躲開勵磁涌流的影響。才能躲開勵磁涌流的影響。setrelNIKK IsetrelNIKK IK Krelrel可靠系數(shù)可靠系數(shù), ,取取1.31.31.51.5; ; I IN N變壓器的額定電流變壓器的額定電流; ; K K勵磁涌流的倍數(shù)勵磁涌流的倍數(shù)( (即勵磁涌流與變壓器額定電流的比值即勵磁涌流與變壓器額定電流的比值) ), ,取取4-84

50、-8, ,可以根據(jù)變壓器的額定容量按勵磁涌流的上限來選擇?？梢愿鶕?jù)變壓器的額定容量按勵磁涌流的上限來選擇。由于勵磁涌流很大由于勵磁涌流很大, ,實際的縱差動保護(hù)通常采用其它措施來減少實際的縱差動保護(hù)通常采用其它措施來減少它的影響它的影響: :一種是通過鑒別勵磁涌流和故障電流的波形差別一種是通過鑒別勵磁涌流和故障電流的波形差別, ,在勵磁涌流時在勵磁涌流時將差動保護(hù)閉鎖將差動保護(hù)閉鎖, ,這時在整定值中不必考慮勵磁涌流的影響，即這時在整定值中不必考慮勵磁涌流的影響，即取取K K=0=0; ;另一種是采用速飽和變流器減少勵磁涌流產(chǎn)生的不平衡電流，采另一種是采用速飽和變流器減少勵磁涌流產(chǎn)生的不平衡電

51、流，采用加強型速飽和變流器的差動保護(hù)用加強型速飽和變流器的差動保護(hù)(BCH2(BCH2型型) )時，取時，取K K=1=1 。.在正常運行情況下在正常運行情況下, ,為防止電流互感器二次回為防止電流互感器二次回路斷線時引起差動保護(hù)誤動作路斷線時引起差動保護(hù)誤動作, ,起動電流應(yīng)大起動電流應(yīng)大于變壓器的最大負(fù)荷電流于變壓器的最大負(fù)荷電流I IL.maxL.max, ,當(dāng)負(fù)荷電流不當(dāng)負(fù)荷電流不能確定時，可采用變壓器的額定電流能確定時，可采用變壓器的額定電流I IN.TN.T, ,并并引入可靠系數(shù)引入可靠系數(shù)relrel( (一般取一般取1.3)1.3)，則保護(hù)裝置，則保護(hù)裝置的動作電流整定值為的動

52、作電流整定值為: :maxsetrelLrelNTIKIKI按上面三個條件計算縱差動保護(hù)的動作電流按上面三個條件計算縱差動保護(hù)的動作電流, ,并選取最大者并選取最大者 所有電流都是折算到電流互感器二次側(cè)的數(shù)值。對于所有電流都是折算到電流互感器二次側(cè)的數(shù)值。對于Y/Y/-11 -11 接線三相變壓器接線三相變壓器, ,在計算故障電流和負(fù)荷電流時在計算故障電流和負(fù)荷電流時, ,要注意要注意Y Y側(cè)電側(cè)電流互感器接線方式流互感器接線方式, ,通常在通常在側(cè)計算比較方便。側(cè)計算比較方便。 2021/3/1749q靈敏系數(shù)可按下式校驗靈敏系數(shù)可按下式校驗:min2krsensetIKI其中其中I I k

53、.min.rk.min.r采用保護(hù)范圍內(nèi)部故障時采用保護(hù)范圍內(nèi)部故障時, ,流過繼電器流過繼電器的最小差動電流。的最小差動電流。q按照要求按照要求,靈敏系數(shù)一般應(yīng)大于靈敏系數(shù)一般應(yīng)大于,當(dāng)不滿足當(dāng)不滿足時時,則需采用具有制動特性的差動繼電器。則需采用具有制動特性的差動繼電器。差動保護(hù)的整定值越大差動保護(hù)的整定值越大, ,則對變壓器則對變壓器 內(nèi)部故障的反應(yīng)能力就越低。內(nèi)部故障的反應(yīng)能力就越低。2021/3/17504 4、具有制動特性的差動繼電器、具有制動特性的差動繼電器 1 1差動繼電器的制動特性差動繼電器的制動特性 如果將變壓器兩側(cè)的電流都折算到電流互感如果將變壓器兩側(cè)的電流都折算到電流互

54、感器的二次側(cè)，則區(qū)外故障時變壓器兩側(cè)電流器的二次側(cè)，則區(qū)外故障時變壓器兩側(cè)電流相等，即：相等，即： I I稱為區(qū)外故障時變壓器的穿越電流。稱為區(qū)外故障時變壓器的穿越電流。 12III 如果將變壓器兩側(cè)的電流都折算到電流互感器的二次側(cè)如果將變壓器兩側(cè)的電流都折算到電流互感器的二次側(cè), ,則可以認(rèn)為在則可以認(rèn)為在正常運行和區(qū)外故障時正常運行和區(qū)外故障時, ,同一電流流過變壓器兩側(cè)同一電流流過變壓器兩側(cè), ,故稱為穿越電流故稱為穿越電流由互感器變比不一致和互感器傳變誤差產(chǎn)生的不平衡由互感器變比不一致和互感器傳變誤差產(chǎn)生的不平衡電流的討論知電流的討論知: :流入差動繼電器的不平衡電流與變壓流入差動繼電

55、器的不平衡電流與變壓器外部故障時的穿越電流有關(guān)。器外部故障時的穿越電流有關(guān)。12III 具有制動特性的差動繼電器正是利用這個特點，在差動具有制動特性的差動繼電器正是利用這個特點，在差動繼電器中引入一個繼電器中引入一個能夠反應(yīng)變壓器穿越電流大小的制動能夠反應(yīng)變壓器穿越電流大小的制動電流電流，繼電器的動作電流不再是按躲過最大穿越電流整，繼電器的動作電流不再是按躲過最大穿越電流整定，而是根據(jù)制動電流自動調(diào)整。對于雙繞組變壓器，定，而是根據(jù)制動電流自動調(diào)整。對于雙繞組變壓器，外部故障時由于外部故障時由于 ( (折算到二次側(cè)折算到二次側(cè)) )，制動電流制動電流I Iresres可取可取: : I Ire

56、sres=I=I1 1或或I Iresres=I=I2 2最大穿越電流最大穿越電流.max.max(0.1)unbzanpatkIfUK KI (0.1)unbzanpatIfUK KI 為分析方便為分析方便, ,均去掉下標(biāo)均去掉下標(biāo)! !故變壓器外部故障時的不平衡電流與故變壓器外部故障時的不平衡電流與I Iresres有關(guān)有關(guān), ,可可表示為表示為: : unbresIf I則具有制動特性差動繼電器的動作方程為則具有制動特性差動繼電器的動作方程為 : :()rrelresIKf IK Krelrel是可靠系數(shù)是可靠系數(shù) 由影響變壓器差動保護(hù)的因素可知由影響變壓器差動保護(hù)的因素可知: :而而:

57、 :1reskIIII Ik k變壓器外部故障時的短路電流變壓器外部故障時的短路電流流過變壓器的穿越電流不同流過變壓器的穿越電流不同, ,差動繼電器的動作電流也不同差動繼電器的動作電流也不同.max.max(0.1)unbzanpatkIfUK KI 差動電流大于不平衡電流時差動電流大于不平衡電流時, ,差動保護(hù)動作差動保護(hù)動作0將差電流與制動電流的關(guān)系在一個平面坐標(biāo)上將差電流與制動電流的關(guān)系在一個平面坐標(biāo)上表示表示, ,顯然只有差電流處于曲線的上方時差動顯然只有差電流處于曲線的上方時差動繼電器才能并且肯定動作。稱為差動繼電器的繼電器才能并且肯定動作。稱為差動繼電器的制動特性制動特性, ,而處

58、于制動特性上方的區(qū)域稱為差而處于制動特性上方的區(qū)域稱為差動繼電器的動作區(qū)動繼電器的動作區(qū), ,另一個區(qū)域相應(yīng)地稱為制另一個區(qū)域相應(yīng)地稱為制動區(qū)。動區(qū)。 ()relresKf IresIrI()rrelresIKf I0ag()relresKf I.maxsetI.res gI.maxresIresIrI 是一個關(guān)于是一個關(guān)于I Iresres的單調(diào)上升函數(shù)。在的單調(diào)上升函數(shù)。在I Iresres比較小比較小時，電流互感器不飽和，時，電流互感器不飽和， 是線性上升的是線性上升的（I IresresIIres.gres.g) )；()relresKf I()relresKf I()relresKf

59、 II Iresres比較大導(dǎo)致電流互感器飽和后，比較大導(dǎo)致電流互感器飽和后， 的變化率的變化率增加，并不再是線性的增加，并不再是線性的( (I Ires.gres.g-I-Ires.maxres.max) )。 K KTATA為電流互感器未飽和時存在的線性誤差為電流互感器未飽和時存在的線性誤差, ,由互由互感器型號決定感器型號決定, ,一般小于一般小于2。 0ag()relresKf I.maxsetI.res gI.maxresIresIrI 的線性部分可以表示為的線性部分可以表示為: :()relresKf I()()relresrelzaTAresKf IKfUKI設(shè)變壓器穿越電流等于

60、最設(shè)變壓器穿越電流等于最大外部故障電流大外部故障電流I Ik.maxk.max時時, ,差動繼電器動作電流和制差動繼電器動作電流和制動電流分別為動電流分別為I Iset.maxset.max和和I Ires.maxres.max , ,如圖的如圖的a a點所示。點所示。顯然顯然, ,此時差動繼電器的此時差動繼電器的不平衡電流就是最大不平不平衡電流就是最大不平衡電流，故衡電流，故: : .max.maxsetrelunbIKI理論上理論上I Ires.maxres.max = = I Ik.maxk.max , ,但制動電流也要經(jīng)過電流互感器測量但制動電流也要經(jīng)過電流互感器測量, ,互感器飽和會