第6章 變壓器保護(hù)n

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理 西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院（一）變壓器內(nèi)部故障（一）變壓器內(nèi)部故障油箱內(nèi)故障：油箱內(nèi)故障：繞組相間、匝間短路、繞組接地（繞組和外殼短路）鐵繞組相間、匝間短路、繞組接地（繞組和外殼短路）鐵芯燒損。芯燒損。油箱外故障：油箱外故障：套管和引出線上發(fā)生相間和接地故障。套管和引出線上發(fā)生相間和接地故障。本質(zhì)上講，油箱外的故障已經(jīng)不是變壓器本身的故障，但本質(zhì)上講，油箱外的故障已經(jīng)不是變壓器本身的故障，但按照繼電保護(hù)配置及保護(hù)區(qū)域的劃分原則，上述區(qū)域的按照繼電保護(hù)配置及保護(hù)區(qū)域的劃分原則，上述區(qū)域的故障屬于變壓器保護(hù)的保護(hù)范圍，所以歸入變壓器故障。故障屬于變壓器保護(hù)的

2、保護(hù)范圍，所以歸入變壓器故障。（二）變壓器不正常運(yùn)行方式（二）變壓器不正常運(yùn)行方式 外部短路引起的過電流外部短路引起的過電流 外部接地引起的過電流和中性點(diǎn)過電壓外部接地引起的過電流和中性點(diǎn)過電壓 過負(fù)荷、過勵(lì)磁、油面降低，冷卻系統(tǒng)故障過負(fù)荷、過勵(lì)磁、油面降低，冷卻系統(tǒng)故障（三）變壓器保護(hù)的分類和配置（三）變壓器保護(hù)的分類和配置分類分類 非電量保護(hù)：瓦斯保護(hù)非電量保護(hù)：瓦斯保護(hù) 電量保護(hù)：（根據(jù)變壓器容量及電壓等級(jí)來配置）電量保護(hù)：（根據(jù)變壓器容量及電壓等級(jí)來配置）保護(hù)配置保護(hù)配置 主保護(hù)：差動(dòng)保護(hù)、電流速斷保護(hù)、瓦斯保護(hù)主保護(hù)：差動(dòng)保護(hù)、電流速斷保護(hù)、瓦斯保護(hù) 后備保護(hù)：過電流保護(hù)，零序過電流

3、，零序過電壓等。后備保護(hù)：過電流保護(hù)，零序過電流，零序過電壓等。 6.2.1變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理 假設(shè)變壓器為理想變壓器假設(shè)變壓器為理想變壓器 （一）正常運(yùn)行差動(dòng)電流分析（一）正常運(yùn)行差動(dòng)電流分析1HLTIIn 二次差動(dòng)回路電流為二次差動(dòng)回路電流為二次選擇合適的電流互感器變比二次選擇合適的電流互感器變比10TCTHCTLn nnCTLTCTHnnn即即則有則有CTHHCTLCTHTCTLLHTdiffnInnnnIInI)1 ( 0diffI6.2.1變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理假設(shè)變壓器為理想變壓器假設(shè)變壓器為理想變壓器（二）區(qū)內(nèi)故障（二）區(qū)內(nèi)

4、故障CTHHCTLCTHTCTLLHTdiffnInnnnIInI)1 ( 其中，對于前面所選擇的變比，后一項(xiàng)其中，對于前面所選擇的變比，后一項(xiàng)為零；前一項(xiàng)和故障點(diǎn)電流成正比為零；前一項(xiàng)和故障點(diǎn)電流成正比（三）保護(hù)判據(jù)（三）保護(hù)判據(jù)setdiffII6.2.2變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流分析及措施變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流分析及措施（一）變壓器接線組別導(dǎo)致的相移引起的不平衡電流（一）變壓器接線組別導(dǎo)致的相移引起的不平衡電流產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：電力變壓器為了抑制三次諧波，改善波形，一般采用電力變壓器為了抑制三次諧波，改善波形，一般采用Y,d-11接線或接線或Y,d-11 接線。導(dǎo)致高壓側(cè)和低壓

5、側(cè)電流存在相位接線。導(dǎo)致高壓側(cè)和低壓側(cè)電流存在相位差。差。若采用常規(guī)差動(dòng)接線方式，則由于兩側(cè)電流存在相位差，若采用常規(guī)差動(dòng)接線方式，則由于兩側(cè)電流存在相位差，正常運(yùn)行時(shí)必然會(huì)出現(xiàn)差動(dòng)不平衡電流。正常運(yùn)行時(shí)必然會(huì)出現(xiàn)差動(dòng)不平衡電流。6.2.2變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流分析及措施變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流分析及措施（一）變壓器接線組別導(dǎo)致的相移引起的不平衡電流（一）變壓器接線組別導(dǎo)致的相移引起的不平衡電流消除方法消除方法模擬式：模擬式：利用利用CT二次接線的變化對相位進(jìn)行校正。二次接線的變化對相位進(jìn)行校正。具體方法是具體方法是Y側(cè)側(cè)CT接成三角形，三角形側(cè)接成接成三角形，三角形側(cè)接成Y形。形。

6、此時(shí)，正常運(yùn)行時(shí)的差動(dòng)電流為此時(shí)，正常運(yùn)行時(shí)的差動(dòng)電流為)3(33030CTCTYTCTYjYCTCTYjYdiffnnnneInIneII從而，兩側(cè)從而，兩側(cè)CT變比要滿足變比要滿足03CTCTYTnnn3CTTCTYnnn即即6.2.2變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流分析及措施變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流分析及措施（一）變壓器接線組別導(dǎo)致的相移引起的不平衡電流（一）變壓器接線組別導(dǎo)致的相移引起的不平衡電流消除方法消除方法數(shù)字式：數(shù)字式：CT全部接成星形接線。在內(nèi)部靠軟件計(jì)算實(shí)現(xiàn)移相aYaYbYbYbYcYcYcYaYiiiiiiiii ccYdiffcbbYdiffbaaYdiffaKiiiK

7、iiiKiii移相差電流計(jì)算其中其中K為平衡系數(shù)，由關(guān)系式為平衡系數(shù)，由關(guān)系式 可以推導(dǎo)出來可以推導(dǎo)出來3CTTCTYnnn6.2.2變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流分析及措施變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流分析及措施（二）（二）CT計(jì)算變比和實(shí)際變比不一致引起的不平衡電流計(jì)算變比和實(shí)際變比不一致引起的不平衡電流產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因： 要想消除兩側(cè)變比不一致引起的不平衡電流，則兩側(cè)變要想消除兩側(cè)變比不一致引起的不平衡電流，則兩側(cè)變比必須滿足比必須滿足 CT的生產(chǎn)制造是按標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的，其變比為標(biāo)準(zhǔn)變比。的生產(chǎn)制造是按標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的，其變比為標(biāo)準(zhǔn)變比。不可能正好滿足上述關(guān)系，一般是在滿足容量要求前提不可能正好

8、滿足上述關(guān)系，一般是在滿足容量要求前提下，配置變比最接近的下，配置變比最接近的CT1. 不平衡電流估計(jì)不平衡電流估計(jì)3CTTCTYnnn121TATzaTAnnfnmaxmaxunbzakIf I6.2.2變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流分析及措施變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流分析及措施（二）（二）CT計(jì)算變比和實(shí)際變比不一致引起的不平衡電流計(jì)算變比和實(shí)際變比不一致引起的不平衡電流解決措施：解決措施：模擬方法模擬方法采用平衡繞組采用平衡繞組（不可能完全消除）（不可能完全消除）數(shù)字方法：平衡計(jì)算數(shù)字方法：平衡計(jì)算ccYdiffcbbYdiffbaaYdiffaKiiiKiiiKiii6.2.2變壓器縱

9、差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流分析及措施變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流分析及措施（三）變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭產(chǎn)生的不平衡電流（三）變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭產(chǎn)生的不平衡電流產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因： 要想消除兩側(cè)變比不一致引起的不平衡電流，則兩側(cè)變要想消除兩側(cè)變比不一致引起的不平衡電流，則兩側(cè)變比必須滿足比必須滿足 變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭，其本質(zhì)是調(diào)節(jié)變壓器的變比變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭，其本質(zhì)是調(diào)節(jié)變壓器的變比 不平衡電流估計(jì)不平衡電流估計(jì)3CTTCTYnnn.max.maxunbkIUI 6.2.2變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流分析及措施變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流分析及措施（四）電流互感器傳變誤差引起的不平衡電流

10、（四）電流互感器傳變誤差引起的不平衡電流產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：1. CT等值電路 暫態(tài)非周期分量的影響6.2.2變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流分析及措施變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流分析及措施（四）電流互感器傳變誤差引起的不平衡電流（四）電流互感器傳變誤差引起的不平衡電流產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：1. 不平衡電流大小的估計(jì)maxmax0.1unbstkIK I解決措施：解決措施： 抬高動(dòng)作門檻 采用速飽和變流器1. 延時(shí)確認(rèn)6.2.2變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流分析及措施變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流分析及措施（五）變壓器勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的不平衡電流（五）變壓器勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的不平衡電流產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：1.

11、變壓器等值電路 勵(lì)磁電流與變壓器鐵芯特性有關(guān)，正常運(yùn)行時(shí)，變壓器工作在其鐵磁特性線性段，勵(lì)磁阻抗很大，可近似認(rèn)為勵(lì)磁電流為0 空載合閘或故障后電壓恢復(fù)時(shí)，由于剩磁的影響，可能時(shí)變壓器進(jìn)入飽和區(qū)，從而產(chǎn)生很大的勵(lì)磁電流6.2.2變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流分析及措施變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流分析及措施（五）變壓器勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的不平衡電流（五）變壓器勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的不平衡電流解決措施：解決措施： 差動(dòng)原理是由基爾霍夫電流定律導(dǎo)出的，變壓器本身不滿足其前提，因此從原理上無法消除勵(lì)磁涌流的影響 尋找判別涌流和故障的特征（研究熱點(diǎn)） 提高動(dòng)作門檻1. 延時(shí)6.2.3變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算原則變壓器縱

12、差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算原則 原則之一：原則之一：按躲過外部短路故障時(shí)的最大不平衡電流整定 .maxsetrelunbIKI可靠系數(shù)取1.3最大不平衡電路的計(jì)算.max.max(0.1)unbzanpstkIfUK KI 為外部短路的最大短路電流maxkI6.2.3變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算原則變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算原則 原則之二：原則之二：按躲過變壓器最大勵(lì)磁涌流整定可靠系數(shù)取1.3-1.5； 取值為4-8若保護(hù)具有勵(lì)磁涌流識(shí)別比索差動(dòng)保護(hù)功能，則不必考慮這一整定原則NrelsetIKKIK6.2.3變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算原則變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算原則 原則之三：原則之三：按躲過電流互

13、感器二次回路短線引起的差電流可靠系數(shù)取1.3； 變壓器最大負(fù)荷電流max.LrelsetIKImax.LI6.2.3變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算原則變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算原則 靈敏度校驗(yàn)靈敏度校驗(yàn)minkRsensetIKI 為各種運(yùn)行方式下變壓器保護(hù)區(qū)引出端故障時(shí)，流經(jīng)差動(dòng)繼電器的最小差動(dòng)電流 minkRI靈敏系數(shù)一般不應(yīng)低于2 動(dòng)作時(shí)間：動(dòng)作時(shí)間：由于差動(dòng)保護(hù)不存在于其他保護(hù)的配合問題，可以獨(dú)立判別區(qū)內(nèi)和區(qū)外故障，故而動(dòng)作時(shí)間為0 （一）變壓器外部故障時(shí)不平衡電流和故障電流的關(guān)系（一）變壓器外部故障時(shí)不平衡電流和故障電流的關(guān)系理論分析結(jié)果（不考慮涌流影響）實(shí)測的不平衡電流.max.max

14、(0.1)unbzanpstkIfUK KI （一）變壓器外部故障時(shí)不平衡電流和故障電流的關(guān)系（一）變壓器外部故障時(shí)不平衡電流和故障電流的關(guān)系 如果按照躲過最大不平衡電流整定，則動(dòng)作定值要高于圖中a點(diǎn)的不平衡電流，造成差動(dòng)保護(hù)對區(qū)內(nèi)故障的靈敏度大大降低。 如果根據(jù)故障電流大小調(diào)整動(dòng)作門檻，只需要?jiǎng)幼髑€位于不平衡電流曲線上方即可。 （二）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器（二）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器min.min,(),setresres gset Rresres gsetresres gIIIIK IIIII （二）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器整定（二）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器整定min.min,(),

15、setresres gset Rresres gsetresres gIIIIK IIIII(0.6 1.1)res gNIImin(0.2 0.5)setNII制動(dòng)系數(shù)K取0.4-1 （三）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器區(qū)內(nèi)故障動(dòng)作行為分析（三）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器區(qū)內(nèi)故障動(dòng)作行為分析情形之一：兩端電源情況，假設(shè)取一側(cè)故障電流作為制動(dòng)情形之一：兩端電源情況，假設(shè)取一側(cè)故障電流作為制動(dòng)電流電流假設(shè)兩端提供的故障電流相同假設(shè)兩端提供的故障電流相同122RresIIII對應(yīng)圖中曲線1，實(shí)際啟動(dòng)電流為minsetI （三）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器區(qū)內(nèi)故障動(dòng)作行為分析（三）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器區(qū)內(nèi)故

16、障動(dòng)作行為分析情形之二：一端電源情況，假設(shè)取負(fù)荷側(cè)電流作為制動(dòng)電流情形之二：一端電源情況，假設(shè)取負(fù)荷側(cè)電流作為制動(dòng)電流無制動(dòng)，實(shí)際啟動(dòng)電流為minsetI0resI （三）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器區(qū)內(nèi)故障動(dòng)作行為分析（三）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器區(qū)內(nèi)故障動(dòng)作行為分析情形之三：一端電源情況，假設(shè)取電源側(cè)電流作為制動(dòng)電流情形之三：一端電源情況，假設(shè)取電源側(cè)電流作為制動(dòng)電流差動(dòng)電流和故障電流關(guān)系對應(yīng)圖中曲線2，實(shí)際啟動(dòng)電流為minsetIdiffresII （三）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器區(qū)內(nèi)故障動(dòng)作行為分析（三）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器區(qū)內(nèi)故障動(dòng)作行為分析情形之四：重負(fù)荷情況下內(nèi)部弱故障，假設(shè)取電源

17、側(cè)電流作情形之四：重負(fù)荷情況下內(nèi)部弱故障，假設(shè)取電源側(cè)電流作為制動(dòng)電流為制動(dòng)電流差動(dòng)電流不變，負(fù)荷電流的存在使得制動(dòng)電流有所增大，動(dòng)作特性對應(yīng)圖中曲線2，實(shí)際啟動(dòng)電流率大于minsetI （三）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器區(qū)內(nèi)故障動(dòng)作行為分析（三）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器區(qū)內(nèi)故障動(dòng)作行為分析小結(jié)：小結(jié)： 采用制動(dòng)特性后差動(dòng)保護(hù)內(nèi)部故障的實(shí)際啟動(dòng)電流近似采用制動(dòng)特性后差動(dòng)保護(hù)內(nèi)部故障的實(shí)際啟動(dòng)電流近似為為 ， 遠(yuǎn)小于最大不平衡電流，所以制動(dòng)特性大大遠(yuǎn)小于最大不平衡電流，所以制動(dòng)特性大大提高了差動(dòng)保護(hù)隊(duì)內(nèi)部故障的靈敏度提高了差動(dòng)保護(hù)隊(duì)內(nèi)部故障的靈敏度 制動(dòng)電流應(yīng)采用負(fù)荷側(cè)或弱電源側(cè)的電流制動(dòng)電流應(yīng)采用

18、負(fù)荷側(cè)或弱電源側(cè)的電流minsetI （四）制動(dòng)電流的選取（四）制動(dòng)電流的選取選取原則：選取原則： 外部故障時(shí)制動(dòng)電流應(yīng)近似等于穿越的故障電流外部故障時(shí)制動(dòng)電流應(yīng)近似等于穿越的故障電流 內(nèi)部故障時(shí)制動(dòng)電流應(yīng)盡可能的小，有利于提高內(nèi)部故內(nèi)部故障時(shí)制動(dòng)電流應(yīng)盡可能的小，有利于提高內(nèi)部故障的靈敏度障的靈敏度minsetI （四）制動(dòng)電流的選取（四）制動(dòng)電流的選取工程上常用的制動(dòng)電流選取方法工程上常用的制動(dòng)電流選取方法 平均電流制動(dòng)平均電流制動(dòng) 復(fù)式制動(dòng)復(fù)式制動(dòng) 標(biāo)積制動(dòng)標(biāo)積制動(dòng)122resIII122resIIIcos(180)0cos(180)cos(180)00mnmnmnresmnIII （四

19、）制動(dòng)電流的選取（四）制動(dòng)電流的選取對于三卷變壓器，工程上常用的制動(dòng)電流選取方法對于三卷變壓器，工程上常用的制動(dòng)電流選取方法 最大側(cè)電流制動(dòng)最大側(cè)電流制動(dòng) 復(fù)式制動(dòng)復(fù)式制動(dòng),max321IIIIres2,2,2max213312321IIIIIIIIIIres6.3.1變壓器的勵(lì)磁涌流變壓器的勵(lì)磁涌流以單相變壓器為例以單相變壓器為例變壓器繞組感應(yīng)電壓和磁通之間關(guān)系式為變壓器繞組感應(yīng)電壓和磁通之間關(guān)系式為空載合閘時(shí)，加在變壓器的電壓為空載合閘時(shí)，加在變壓器的電壓為解得鐵芯中磁通的表達(dá)式為解得鐵芯中磁通的表達(dá)式為dudtsin()muUt(0)cos()mt 6.3.1變壓器的勵(lì)磁涌流變壓器的勵(lì)磁

20、涌流 由于鐵芯中的磁通不能突變，所以考慮到變壓器的剩磁由于鐵芯中的磁通不能突變，所以考慮到變壓器的剩磁作用時(shí)，有作用時(shí)，有 由此可得由此可得 其中其中 為合閘時(shí)刻鐵芯中的剩磁，其大小與變壓器原為合閘時(shí)刻鐵芯中的剩磁，其大小與變壓器原先切除時(shí)刻有關(guān)。先切除時(shí)刻有關(guān)。 rm)0(cos)0(cos)0(mrr6.3.1變壓器的勵(lì)磁涌流變壓器的勵(lì)磁涌流 據(jù)此可以畫出空載合閘時(shí)鐵芯中磁通的變化曲線據(jù)此可以畫出空載合閘時(shí)鐵芯中磁通的變化曲線 空載合閘時(shí)鐵芯磁通變化曲線的直流分量與合閘時(shí)刻及剩磁大小和方向有關(guān) 合閘初相角為零時(shí)，直流分量最大，此時(shí)鐵芯中磁通的峰值可達(dá)到 2mr 6.3.1變壓器的勵(lì)磁涌流變

21、壓器的勵(lì)磁涌流 變壓器鐵芯磁化曲線如下變壓器鐵芯磁化曲線如下 變壓器設(shè)計(jì)時(shí)，其工作磁通接近于其飽和磁通，正常工作時(shí)，變壓器工作與線性區(qū)，勵(lì)磁電流很小 空載合閘時(shí)的鐵心磁通將遠(yuǎn)大于其飽和磁通，從而使得勵(lì)磁電流很大6.3.1變壓器的勵(lì)磁涌流變壓器的勵(lì)磁涌流 變壓器勵(lì)磁涌流時(shí)電流波形如下變壓器勵(lì)磁涌流時(shí)電流波形如下 在變壓器空載合閘時(shí)，涌流是否產(chǎn)生以及涌流的大小與合閘角有關(guān)，合閘角為0和時(shí)勵(lì)磁涌流最大。 波形完全偏離時(shí)間軸的一側(cè)，并且出現(xiàn)間斷。涌流越大，間斷角越小。 含有很大成分的非周期分量，間斷角越小，非周期分量越大。 含有大量的高次諧波分量，而以二次諧波為主。間斷角越小，二次諧波也越小。6.3.

22、2 三相變壓器的勵(lì)磁涌流特點(diǎn)三相變壓器的勵(lì)磁涌流特點(diǎn) 由于三相電壓之間有120 的相位差，因而三相勵(lì)磁涌流不會(huì)相同，任何情況下空載投入變壓器，至少在兩相至少在兩相中要出現(xiàn)不同程度的勵(lì)磁涌流。中要出現(xiàn)不同程度的勵(lì)磁涌流。 某相勵(lì)磁涌流可能不再偏離時(shí)間軸的一側(cè)，變成了對稱對稱性涌流。性涌流。其它兩相仍為偏離時(shí)間軸一側(cè)的非對稱性涌流。對稱性涌流的數(shù)值比較小。非對稱性涌流仍含有大量的非周期分量，但對稱性涌流中無非周期分量。 三相勵(lì)磁涌流中有一相或兩相二次諧波含量比較小，但至少有一相比較大。 勵(lì)磁涌流的波形仍然是間斷的勵(lì)磁涌流的波形仍然是間斷的，但間斷角顯著減小，其中又以對稱性涌流的間斷角最小。但對稱性

23、涌流有另外一個(gè)特點(diǎn)：勵(lì)磁涌流的正向最大值與反向最大值之間的相位相差120，這個(gè)相位差稱為波寬，顯然穩(wěn)態(tài)故障電流的波寬為1806.3.3防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方法防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方法 速飽和變流器速飽和變流器 二次諧波制動(dòng)二次諧波制動(dòng) 間斷角鑒別間斷角鑒別 變壓器后備保護(hù)的作用變壓器后備保護(hù)的作用 防止外部故障引起的變壓器過電流防止外部故障引起的變壓器過電流 作為相鄰元件（母線和線路）的后備保護(hù)作為相鄰元件（母線和線路）的后備保護(hù) 作為變壓器內(nèi)部故障的時(shí)差動(dòng)保護(hù)等主保護(hù)的后備作為變壓器內(nèi)部故障的時(shí)差動(dòng)保護(hù)等主保護(hù)的后備 6.4.1 相間短路的后備保護(hù)相間短路的后備保護(hù)過電流保護(hù)過電流保護(hù)低

24、電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)低電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)復(fù)合電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)復(fù)合電壓啟動(dòng)過電流保護(hù) 6.4.1 相間短路的后備保護(hù)相間短路的后備保護(hù)（一）過電流保護(hù)（一）過電流保護(hù)整定原則：整定原則：躲開變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流躲開變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流.maxrelsetLoadreKIIKrelK可靠系數(shù)取可靠系數(shù)取1.2-1.3reK返回系數(shù)取返回系數(shù)取0.85-0.95 6.4.1 相間短路的后備保護(hù)相間短路的后備保護(hù)（一）過電流保護(hù)（一）過電流保護(hù)最大負(fù)荷電流最大負(fù)荷電流 的確定考慮以下因素的確定考慮以下因素max.LoadIn 對并列運(yùn)行的變壓器，應(yīng)考慮切除一臺(tái)變壓器后，其對并列運(yùn)行的變

25、壓器，應(yīng)考慮切除一臺(tái)變壓器后，其他變壓器由于負(fù)荷轉(zhuǎn)移出現(xiàn)的過負(fù)荷他變壓器由于負(fù)荷轉(zhuǎn)移出現(xiàn)的過負(fù)荷 .max1LoadnnIInn 對降壓變壓器，還應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)的最大電流對降壓變壓器，還應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)的最大電流.max.maxLoadss LoadIK I動(dòng)作時(shí)間和靈敏度的校驗(yàn)同線路過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和靈敏度的校驗(yàn)同線路過電流保護(hù) 6.4.1 相間短路的后備保護(hù)相間短路的后備保護(hù)（二）低電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)（二）低電壓啟動(dòng)過電流保護(hù) 按躲過最大負(fù)荷電流原則整定的過電流保護(hù)啟動(dòng)電流較按躲過最大負(fù)荷電流原則整定的過電流保護(hù)啟動(dòng)電流較大，靈敏度低。為提高其靈敏度，可以采用低電壓啟動(dòng)大，靈敏

26、度低。為提高其靈敏度，可以采用低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)。的過電流保護(hù)。 6.4.1 相間短路的后備保護(hù)相間短路的后備保護(hù)（二）低電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)（二）低電壓啟動(dòng)過電流保護(hù) 過電流元件整定：只需躲過正常負(fù)荷電流即可過電流元件整定：只需躲過正常負(fù)荷電流即可relsetNreKIIK 低電壓元件整定：低電壓元件整定： 按躲過正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的最低工作電壓整定按躲過正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的最低工作電壓整定 按躲過電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)的電壓整定按躲過電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)的電壓整定 一般工程上采用一般工程上采用0.7setNUU 6.4.1 相間短路的后備保護(hù)相間短路的后備保護(hù)（二）低電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)（二）低電壓啟動(dòng)

27、過電流保護(hù) 電流元件靈敏度校驗(yàn)同線路過電流保護(hù)電流元件靈敏度校驗(yàn)同線路過電流保護(hù) 電壓元件靈敏度校驗(yàn)按下式計(jì)算電壓元件靈敏度校驗(yàn)按下式計(jì)算.min1.25setsenkUKU其中：其中： 靈敏度校驗(yàn)點(diǎn)發(fā)生三相金屬性短路時(shí)，保靈敏度校驗(yàn)點(diǎn)發(fā)生三相金屬性短路時(shí)，保護(hù)安裝處感受到的最大殘壓。護(hù)安裝處感受到的最大殘壓。動(dòng)作時(shí)間的整定同輸電線路過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定同輸電線路過電流保護(hù) .minkU 6.4.1 相間短路的后備保護(hù)相間短路的后備保護(hù)（二）復(fù)合電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)（二）復(fù)合電壓啟動(dòng)過電流保護(hù) 為提高不對稱故障時(shí)，過電流保護(hù)靈敏度，系統(tǒng)中通常為提高不對稱故障時(shí)，過電流保護(hù)靈敏度，系統(tǒng)中通常采

28、用復(fù)合電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)采用復(fù)合電壓啟動(dòng)過電流保護(hù) 6.4.1 相間短路的后備保護(hù)相間短路的后備保護(hù)（二）復(fù)合電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)（二）復(fù)合電壓啟動(dòng)過電流保護(hù) 負(fù)序電壓整定：按躲過最大不平衡電壓輸出整定2(0.06 0.12)setNUU 6.4.2 三繞組變壓器相間短路后備保護(hù)的特點(diǎn)三繞組變壓器相間短路后備保護(hù)的特點(diǎn) 從選擇性原則出發(fā)，三繞組變壓器的相間后備保護(hù)在作為相鄰元件的后備時(shí)，應(yīng)該有選擇性地只跳開近故障點(diǎn)一側(cè)的斷路器，保證另外兩側(cè)繼續(xù)運(yùn)行，盡可能的縮小故障影響范圍；而作為變壓器內(nèi)部故障的后備時(shí)，應(yīng)該跳開三側(cè)斷路器，使變壓器退出運(yùn)行。 6.4.2 三繞組變壓器相間短路后備保護(hù)的特點(diǎn)三繞組

29、變壓器相間短路后備保護(hù)的特點(diǎn) （一）單側(cè)電源的三繞組變壓器裝設(shè)兩套過電流保護(hù)。 一套裝在電源側(cè)，另一套裝在負(fù)荷側(cè)(如圖中的III側(cè)) 負(fù)荷側(cè)的保護(hù)只作為母線III保護(hù)的后備，動(dòng)作后只跳開斷路器QF3 電源側(cè)的過電流保護(hù)作為變壓器主保護(hù)和母線II保護(hù)的后備。設(shè)兩個(gè)時(shí)間元件。 6.4.2 三繞組變壓器相間短路后備保護(hù)的特點(diǎn)三繞組變壓器相間短路后備保護(hù)的特點(diǎn) （二）多側(cè)電源的三繞組變壓器三側(cè)分別裝設(shè)過電流保護(hù)。主電源側(cè)的過電流保護(hù)兼作為變壓器主保護(hù)的后備，其它各側(cè)過電流保護(hù)僅作為本側(cè)母線保護(hù)的后備。負(fù)荷側(cè)或弱電源側(cè)，裝設(shè)一段過電流保護(hù)，與相應(yīng)母線保護(hù)配合。動(dòng)作時(shí)間快的一側(cè)再加裝方向元件，方向指向本側(cè)

30、母線主電源側(cè)裝設(shè)兩段過電流保護(hù)，第一段與本側(cè)母線保護(hù)配合，方向指向本側(cè)母線，跳本側(cè)開關(guān)；第二段不加方向元件，動(dòng)作時(shí)間與另兩側(cè)后備配合，跳三側(cè)開關(guān) 6.4.3 變壓器接地故障的后備保護(hù)變壓器接地故障的后備保護(hù) （一）單臺(tái)變壓器的零序電流保護(hù)中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行的變壓器，通常采用兩段式零序電流保護(hù) 零序電流I段與相鄰元件零序電流I段相配合作為變壓器保護(hù)的后備； 零序電流II段與相鄰元件零序電流后備段相配合，作為相鄰元件接地故障的后備。 6.4.3 變壓器接地故障的后備保護(hù)變壓器接地故障的后備保護(hù) （一）單臺(tái)變壓器的零序電流保護(hù)中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行的變壓器，通常采用兩段式零序電流保護(hù) 零序電流I段與相鄰

31、元件零序電流I段相配合作為變壓器保護(hù)的后備； 零序電流II段與相鄰元件零序電流后備段相配合，作為相鄰元件接地故障的后備。 6.4.3 變壓器接地故障的后備保護(hù)變壓器接地故障的后備保護(hù) （一）單臺(tái)變壓器的零序電流保護(hù) 6.4.3 變壓器接地故障的后備保護(hù)變壓器接地故障的后備保護(hù) （一）單臺(tái)變壓器的零序電流保護(hù)（一）單臺(tái)變壓器的零序電流保護(hù)整定方法整定方法零序零序段段IIsetrelbrlx setIKK IrelKbrKIlx setI可靠系數(shù)，取可靠系數(shù)，取1.2；零序電流分支系數(shù)；零序電流分支系數(shù)；10.5 1ts零序電流零序電流I段的短時(shí)限取段的短時(shí)限?。婚L延時(shí)；長延時(shí)tt1相鄰元件零序電

32、流相鄰元件零序電流I段的動(dòng)作電流段的動(dòng)作電流 6.4.3 變壓器接地故障的后備保護(hù)變壓器接地故障的后備保護(hù) （一）單臺(tái)變壓器的零序電流保護(hù)（一）單臺(tái)變壓器的零序電流保護(hù)整定方法整定方法零序零序段段IIIsetrelbrlx setIKK IrelKbrKIIlx setI可靠系數(shù)，取可靠系數(shù)，取1.2；零序電流分支系數(shù)；零序電流分支系數(shù)；零序電流零序電流段的短時(shí)限取段的短時(shí)限??；長延時(shí)；長延時(shí)tt2ttthbxl.2相鄰元件零序電流后備段的動(dòng)作電流相鄰元件零序電流后備段的動(dòng)作電流 6.4.3 變壓器接地故障的后備保護(hù)變壓器接地故障的后備保護(hù) （一）單臺(tái)變壓器的零序電流保護(hù)（一）單臺(tái)變壓器的零序

33、電流保護(hù)整定方法整定方法靈敏度校驗(yàn)：靈敏度校驗(yàn)： 零序電流零序電流I段的靈敏系數(shù)按變壓器母線處故障校驗(yàn)；段的靈敏系數(shù)按變壓器母線處故障校驗(yàn)； II段按相鄰元件末端故障校驗(yàn)。校驗(yàn)方法與線路零序電流保段按相鄰元件末端故障校驗(yàn)。校驗(yàn)方法與線路零序電流保護(hù)相同。護(hù)相同。 校驗(yàn)方法同線路零序電流保護(hù)校驗(yàn)方法同線路零序電流保護(hù) 6.4.3 變壓器接地故障的后備保護(hù)變壓器接地故障的后備保護(hù) （二）多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的零序電流保護(hù)（二）多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的零序電流保護(hù) 多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的中性點(diǎn)接線方式多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的中性點(diǎn)接線方式 6.4.3 變壓器接地故障的后備保護(hù)變壓器接地故障的后備保護(hù) （二）多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的零序電流保護(hù)（二）多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的零序電流保護(hù) 保護(hù)配置：保護(hù)配置： 全絕緣變壓器的保護(hù)配置全絕緣變壓器的保護(hù)配置 接地運(yùn)行變壓器：零序電流保護(hù)接地運(yùn)行變壓器：零序電流保護(hù) 非接地運(yùn)行變壓器：零序電壓保護(hù)非接地運(yùn)行變壓器：零序電壓保護(hù) 6.4.3 變壓器接地故障的后備保護(hù)變壓器接地故障的后備保護(hù) （二）多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的零序電流保護(hù)（二）多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的零序電流保護(hù) 保護(hù)配置：保護(hù)配置： 分級(jí)絕緣變壓器的保護(hù)配置分級(jí)絕緣變壓器的保護(hù)配置 接地運(yùn)行變壓器：零序電流保護(hù)接地運(yùn)行變壓器：零序電流保護(hù) 非接地運(yùn)行變壓器：間隙