04發(fā)電廠電氣設(shè)備保護(hù)(Ch04變壓器保護(hù))YPPT

1、1第四章第四章 變壓器的繼電保護(hù)變壓器的繼電保護(hù)大型發(fā)電機(jī)變壓器組繼電保護(hù)概論大型發(fā)電機(jī)變壓器組繼電保護(hù)概論尹項(xiàng)根，尹項(xiàng)根， CEEE HUST，20062Chapter 4 變壓器的繼電保護(hù)變壓器的繼電保護(hù)4.1 變壓器的故障類型與保護(hù)配置變壓器的故障類型與保護(hù)配置4.2 變壓器內(nèi)部短路的差動(dòng)保護(hù)變壓器內(nèi)部短路的差動(dòng)保護(hù)（變壓器差動(dòng)保護(hù)的基本原理；變壓器差動(dòng)保護(hù)的特殊問題；微機(jī)型變（變壓器差動(dòng)保護(hù)的基本原理；變壓器差動(dòng)保護(hù)的特殊問題；微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)的構(gòu)成與邏輯）壓器差動(dòng)保護(hù)的構(gòu)成與邏輯）4.3 變壓器的零序電流保護(hù)變壓器的零序電流保護(hù) （變壓器零序保護(hù)的作用；變壓器零序保護(hù)的原理）（變

2、壓器零序保護(hù)的作用；變壓器零序保護(hù)的原理）4.4 變壓器的后備保護(hù)變壓器的后備保護(hù)（變壓器的后備電流保護(hù)；變壓器的后備阻抗保護(hù)）（變壓器的后備電流保護(hù)；變壓器的后備阻抗保護(hù)）34.5 變壓器的過激磁保護(hù)變壓器的過激磁保護(hù)（過激磁現(xiàn)象及危害；過激磁保護(hù)基本原理；反時(shí)限過激磁保護(hù)）（過激磁現(xiàn)象及危害；過激磁保護(hù)基本原理；反時(shí)限過激磁保護(hù)）4.6 變壓器的非電量保護(hù)變壓器的非電量保護(hù) （變壓器瓦斯保護(hù)（變壓器瓦斯保護(hù)重瓦斯及輕瓦斯保護(hù)；主變過溫保護(hù)；主變冷卻重瓦斯及輕瓦斯保護(hù)；主變過溫保護(hù)；主變冷卻器故障保護(hù)）器故障保護(hù)）44.1 變壓器的故障類型與保護(hù)配置變壓器的故障類型與保護(hù)配置n( (縱聯(lián)縱聯(lián)

3、) )電流差動(dòng)保護(hù)電流差動(dòng)保護(hù)n( (重、輕重、輕) )瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)n接地中性點(diǎn)零序電流保護(hù)、零序電壓保護(hù)以及放電間隙的接地中性點(diǎn)零序電流保護(hù)、零序電壓保護(hù)以及放電間隙的零序電流保護(hù)零序電流保護(hù)n過勵(lì)磁保護(hù)過勵(lì)磁保護(hù)n后備保護(hù)后備保護(hù)(低壓低壓/ /復(fù)合電壓復(fù)合電壓) )過電流保護(hù)或阻抗保護(hù)過電流保護(hù)或阻抗保護(hù)n過負(fù)荷保護(hù)過負(fù)荷保護(hù)n反應(yīng)變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障的相應(yīng)反應(yīng)變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障的相應(yīng)保護(hù)保護(hù)54.2 變壓器內(nèi)部短路的差動(dòng)保護(hù)變壓器內(nèi)部短路的差動(dòng)保護(hù)4.2.1 變壓器差動(dòng)保護(hù)的基本原理變壓器差動(dòng)保護(hù)的基本原理1.1.變壓器差動(dòng)保護(hù)的概念變壓器

4、差動(dòng)保護(hù)的概念變壓器差動(dòng)保護(hù)（如無特殊說明，特指縱聯(lián)變壓器差動(dòng)保護(hù)（如無特殊說明，特指縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)，下同）是變壓器最重要的保電流差動(dòng)保護(hù)，下同）是變壓器最重要的保護(hù)之一，如圖所示護(hù)之一，如圖所示( (注意假定正向規(guī)定注意假定正向規(guī)定) )。變壓器差動(dòng)保護(hù)的變壓器差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍為由不同地點(diǎn)引保護(hù)范圍為由不同地點(diǎn)引入差動(dòng)保護(hù)的各組電流互感器入差動(dòng)保護(hù)的各組電流互感器TA ( (同一地點(diǎn)同一地點(diǎn)的三相的三相TA為一組為一組) )所限定的區(qū)域，可以反應(yīng)所限定的區(qū)域，可以反應(yīng)在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的變壓器本體繞組的短路故障、在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的變壓器本體繞組的短路故障、引出線上的相間短路故障以及中性點(diǎn)接地側(cè)引出

5、線上的相間短路故障以及中性點(diǎn)接地側(cè)繞組和引出線上的接地短路故障。（繞組和引出線上的接地短路故障。（注意推注意推廣到多圈及多側(cè)變壓器差動(dòng)保護(hù)。）廣到多圈及多側(cè)變壓器差動(dòng)保護(hù)。）由于變壓器以及由于變壓器以及TA均依靠電磁傳變工作均依靠電磁傳變工作,它它們的電磁特性，尤其是暫態(tài)特性將對(duì)差動(dòng)保們的電磁特性，尤其是暫態(tài)特性將對(duì)差動(dòng)保護(hù)性能產(chǎn)生重要影響，因此護(hù)性能產(chǎn)生重要影響，因此變壓器差動(dòng)變壓器差動(dòng)保護(hù)保護(hù)實(shí)際動(dòng)作方程的構(gòu)成比較復(fù)雜，其主要目的實(shí)際動(dòng)作方程的構(gòu)成比較復(fù)雜，其主要目的就是克服這種影響。就是克服這種影響。圖圖4-2-0 4-2-0 變壓器縱差變壓器縱差保護(hù)原理示意圖保護(hù)原理示意圖 62.比率

6、制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)判據(jù)比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)判據(jù) 下面通過一個(gè)三側(cè)差動(dòng)保護(hù)來討論變壓器比率制動(dòng)式下面通過一個(gè)三側(cè)差動(dòng)保護(hù)來討論變壓器比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)（動(dòng)作方程）。差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)（動(dòng)作方程）。 設(shè)差動(dòng)電流記為設(shè)差動(dòng)電流記為 ，制動(dòng)電流記為，制動(dòng)電流記為 ，變壓器差動(dòng)保變壓器差動(dòng)保護(hù)護(hù)中通常采用中通常采用三段折線式比率制動(dòng)判據(jù)三段折線式比率制動(dòng)判據(jù)（以一相為例）：（以一相為例）： dIrI20121222101110,)()(,)(,rrdrrrrdrrrdrrdrrddIIIIIKIIKIIIIIIIKIIIII(4-2-1) 上述比率制動(dòng)判據(jù)的特性如圖上述比率制動(dòng)判據(jù)的特性如圖4-2-

7、14-2-1所示，并且它建所示，并且它建立在下述假設(shè)條件基礎(chǔ)上。立在下述假設(shè)條件基礎(chǔ)上。 7設(shè)供差動(dòng)保護(hù)使用的各側(cè)電流基波相量（以一相為例）分設(shè)供差動(dòng)保護(hù)使用的各側(cè)電流基波相量（以一相為例）分別記為別記為 、 、 ；規(guī)定變壓器各側(cè)電流假定正向均由外部指向變壓器內(nèi)部；規(guī)定變壓器各側(cè)電流假定正向均由外部指向變壓器內(nèi)部；假定已通過合理選擇變壓器各側(cè)的假定已通過合理選擇變壓器各側(cè)的TATA變比和二次接線使得變比和二次接線使得變壓器正常狀態(tài)時(shí)各側(cè)同名相二次電流基波相量的相量和變壓器正常狀態(tài)時(shí)各側(cè)同名相二次電流基波相量的相量和為零。為零。0dIdI122k1krI1rI2rI圖圖4-2-1 4-2-1 三

8、段折線式比率制動(dòng)特性三段折線式比率制動(dòng)特性 IIIIIIIII8 上述判據(jù)中定義差動(dòng)電流：上述判據(jù)中定義差動(dòng)電流： 而制動(dòng)電流有多種構(gòu)成形式，常見的有以下兩種：而制動(dòng)電流有多種構(gòu)成形式，常見的有以下兩種：注意：注意：(1)(1)采用不同的制動(dòng)形式，制動(dòng)效果不同，制動(dòng)系采用不同的制動(dòng)形式，制動(dòng)效果不同，制動(dòng)系數(shù)也不同；數(shù)也不同；(2)(2)對(duì)于雙圈變，常用差動(dòng)和制動(dòng)量為對(duì)于雙圈變，常用差動(dòng)和制動(dòng)量為( (注意，注意，它也可以推廣到多圈變壓器的差動(dòng)保護(hù)它也可以推廣到多圈變壓器的差動(dòng)保護(hù)) )： IIIIIIIIIId（4-2-2） ),MAX(IIIIIIIIIIr2/ )(IIIIIIIIIIr

9、（4-2-3） （4-2-4） 2/IIIIIIIIIIIIrd94.2.2 變壓器差動(dòng)保護(hù)的特殊問題變壓器差動(dòng)保護(hù)的特殊問題 1. 差動(dòng)保護(hù)中影響不平衡差流的因素及對(duì)策差動(dòng)保護(hù)中影響不平衡差流的因素及對(duì)策 (1)(1)由三相變壓器連接組產(chǎn)生的不平衡差流由三相變壓器連接組產(chǎn)生的不平衡差流 原因：原因：以雙圈變壓器為例，除非變壓器高、低壓側(cè)三相繞以雙圈變壓器為例，除非變壓器高、低壓側(cè)三相繞組的連接方式相同（譬如組的連接方式相同（譬如Y, y12連接組），一般情況下，連接組），一般情況下，變壓器高、低壓側(cè)三相繞組的連接方式可能不同（譬如變壓器高、低壓側(cè)三相繞組的連接方式可能不同（譬如Y, d11或

10、或Y0, d11連接組），使其兩側(cè)對(duì)外引出線同名相一次連接組），使其兩側(cè)對(duì)外引出線同名相一次電流之間存在較大相位差，這種相位差會(huì)在差動(dòng)電流中出電流之間存在較大相位差，這種相位差會(huì)在差動(dòng)電流中出現(xiàn)很大的不平衡電流?，F(xiàn)很大的不平衡電流。 對(duì)策：對(duì)策：為消除此相位差以避免在差流中出現(xiàn)很大的不平衡為消除此相位差以避免在差流中出現(xiàn)很大的不平衡電流，因此需要在電流，因此需要在TA的二次側(cè)進(jìn)行相位調(diào)整或補(bǔ)償。的二次側(cè)進(jìn)行相位調(diào)整或補(bǔ)償。 傳統(tǒng)做法是在變壓器不同側(cè)對(duì)傳統(tǒng)做法是在變壓器不同側(cè)對(duì)TA二次側(cè)采用不同接二次側(cè)采用不同接線方式來實(shí)現(xiàn)消除相位差的相位調(diào)整線方式來實(shí)現(xiàn)消除相位差的相位調(diào)整( (補(bǔ)充補(bǔ)充TAT

11、A連接圖連接圖) )；而；而在微機(jī)差動(dòng)保護(hù)中則改用計(jì)算的方式在微機(jī)差動(dòng)保護(hù)中則改用計(jì)算的方式( (補(bǔ)充說明采用兩相補(bǔ)充說明采用兩相電流差問題，引出由電流差問題，引出由Y Y或或d d側(cè)變換問題及其特點(diǎn)的討論側(cè)變換問題及其特點(diǎn)的討論) )。 10(2)(2)變壓器各側(cè)電流互感器變比不匹配產(chǎn)生的不平衡差流變壓器各側(cè)電流互感器變比不匹配產(chǎn)生的不平衡差流 原因：原因：因?yàn)殡娏骰ジ衅髯儽劝礃?biāo)準(zhǔn)變比設(shè)計(jì)，難于恰好與因?yàn)殡娏骰ジ衅髯儽劝礃?biāo)準(zhǔn)變比設(shè)計(jì)，難于恰好與變壓器變比相匹配，因而有可能產(chǎn)生不平衡電流。變壓器變比相匹配，因而有可能產(chǎn)生不平衡電流。 對(duì)策：對(duì)策：在集成電路保護(hù)中，通常是在變換部分通過調(diào)整負(fù)在集

12、成電路保護(hù)中，通常是在變換部分通過調(diào)整負(fù)載電阻來實(shí)現(xiàn)，可以做到較精細(xì)的調(diào)節(jié)，基本上能夠消除載電阻來實(shí)現(xiàn)，可以做到較精細(xì)的調(diào)節(jié)，基本上能夠消除此種不平衡電流影響。而在微機(jī)數(shù)字式保護(hù)中，可以由軟此種不平衡電流影響。而在微機(jī)數(shù)字式保護(hù)中，可以由軟件通過計(jì)算來實(shí)現(xiàn)此種電流平衡的精確自動(dòng)調(diào)整。件通過計(jì)算來實(shí)現(xiàn)此種電流平衡的精確自動(dòng)調(diào)整。 譬如，譬如，就主變差動(dòng)保護(hù)而言，我們可以取機(jī)端側(cè)就主變差動(dòng)保護(hù)而言，我們可以取機(jī)端側(cè)( (低壓側(cè)低壓側(cè)) )為基準(zhǔn)側(cè)為基準(zhǔn)側(cè),其其二次電流額定值二次電流額定值作為基準(zhǔn)電流作為基準(zhǔn)電流,記為記為 ；而；而將差動(dòng)保護(hù)的其它各側(cè)作為待折算側(cè)，并設(shè)其二次電流額將差動(dòng)保護(hù)的其它各

13、側(cè)作為待折算側(cè)，并設(shè)其二次電流額定值為定值為 ，那么待折算側(cè)電流平衡系數(shù)為，那么待折算側(cè)電流平衡系數(shù)為 求出各側(cè)電流平衡系數(shù)后，將各側(cè)電流與其對(duì)應(yīng)的平衡系求出各側(cè)電流平衡系數(shù)后，將各側(cè)電流與其對(duì)應(yīng)的平衡系數(shù)相乘即可實(shí)現(xiàn)電流平衡的自動(dòng)調(diào)整。數(shù)相乘即可實(shí)現(xiàn)電流平衡的自動(dòng)調(diào)整。 BNI2NI2NBNIIK22bal/11(3)(3)帶負(fù)荷調(diào)壓而產(chǎn)生的不平衡差流帶負(fù)荷調(diào)壓而產(chǎn)生的不平衡差流 原因：原因：在改變帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器的分接頭位置時(shí)，使變壓在改變帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器的分接頭位置時(shí)，使變壓器變比發(fā)生改變，從而產(chǎn)生不平衡電流。不平衡電流與調(diào)器變比發(fā)生改變，從而產(chǎn)生不平衡電流。不平衡電流與調(diào)壓范圍有關(guān)，即

14、（調(diào)壓分接頭位于壓范圍有關(guān)，即（調(diào)壓分接頭位于Y側(cè)）側(cè)） 在由帶負(fù)荷調(diào)壓引起不平衡電流中，當(dāng)在由帶負(fù)荷調(diào)壓引起不平衡電流中，當(dāng) 取額定電流時(shí)，取額定電流時(shí)， 為正常運(yùn)行工況下的最大不平衡電流；當(dāng)為正常運(yùn)行工況下的最大不平衡電流；當(dāng) 取為取為主變星形側(cè)最大短路電流時(shí)，則主變星形側(cè)最大短路電流時(shí)，則 為所有工況下最為所有工況下最大不平衡電流。大不平衡電流。 對(duì)策：對(duì)策：采用適當(dāng)提高差動(dòng)保護(hù)門檻的方法來躲開帶負(fù)荷調(diào)采用適當(dāng)提高差動(dòng)保護(hù)門檻的方法來躲開帶負(fù)荷調(diào)壓引起的不平衡電流。壓引起的不平衡電流。InUITATunb3maxYImaxTunbIYImaxTunbI（4-2-5） 12(4)(4)變壓

15、器各側(cè)電流互感器特性不一致而產(chǎn)生的不平衡差流變壓器各側(cè)電流互感器特性不一致而產(chǎn)生的不平衡差流 原因：原因：構(gòu)成差動(dòng)電流的各側(cè)電流互感器因特性不一致而造構(gòu)成差動(dòng)電流的各側(cè)電流互感器因特性不一致而造成傳變誤差不同，從而引起附加的不平衡電流，尤其當(dāng)外成傳變誤差不同，從而引起附加的不平衡電流，尤其當(dāng)外部短路故障時(shí)，因電流暫態(tài)分量（主要是非周期分量）及部短路故障時(shí)，因電流暫態(tài)分量（主要是非周期分量）及TATA飽和等原因，有可能造成很大的不平衡電流。飽和等原因，有可能造成很大的不平衡電流。 對(duì)策：對(duì)策：首先是二次回路上的措施，包括盡量選擇同型同特首先是二次回路上的措施，包括盡量選擇同型同特性的差動(dòng)保護(hù)專用

16、電流互感器，盡量減小電流互感器二次性的差動(dòng)保護(hù)專用電流互感器，盡量減小電流互感器二次負(fù)荷等；負(fù)荷等； 另一方面是在差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性上的措施。譬如：廣另一方面是在差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性上的措施。譬如：廣泛使用的具有比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)原理，利用穿越電泛使用的具有比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)原理，利用穿越電流的大小自動(dòng)改善制動(dòng)特性，具有良好的對(duì)付流的大小自動(dòng)改善制動(dòng)特性，具有良好的對(duì)付TATA暫態(tài)特性暫態(tài)特性不一致（如飽和）的影響；在有可能引起不一致（如飽和）的影響；在有可能引起TATA嚴(yán)重飽和的場(chǎng)嚴(yán)重飽和的場(chǎng)合，還需要專門判據(jù)來予以對(duì)付。合，還需要專門判據(jù)來予以對(duì)付。 13(5)(5)變壓器過勵(lì)磁運(yùn)行工況

17、引起的穩(wěn)態(tài)不平衡差流變壓器過勵(lì)磁運(yùn)行工況引起的穩(wěn)態(tài)不平衡差流 原因：原因：對(duì)于差動(dòng)保護(hù)而言，勵(lì)磁電流相當(dāng)于變壓器內(nèi)部故對(duì)于差動(dòng)保護(hù)而言，勵(lì)磁電流相當(dāng)于變壓器內(nèi)部故障電流，從而形成不平衡差流，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起差動(dòng)保護(hù)的障電流，從而形成不平衡差流，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)作。平時(shí)勵(lì)磁電流很小，僅為額定電流的誤動(dòng)作。平時(shí)勵(lì)磁電流很小，僅為額定電流的1%-3%1%-3%；但；但當(dāng)運(yùn)行電壓升高或系統(tǒng)頻率降低時(shí)，由于磁通密度大增而當(dāng)運(yùn)行電壓升高或系統(tǒng)頻率降低時(shí)，由于磁通密度大增而引起鐵心飽和（尤其大型變壓器為提高材料利用率而設(shè)計(jì)引起鐵心飽和（尤其大型變壓器為提高材料利用率而設(shè)計(jì)磁密工作點(diǎn)非常靠近膝點(diǎn)，極易飽

18、和），勵(lì)磁阻抗降低，磁密工作點(diǎn)非?？拷c(diǎn)，極易飽和），勵(lì)磁阻抗降低，會(huì)引起很大的勵(lì)磁電流。會(huì)引起很大的勵(lì)磁電流。這時(shí)一種穩(wěn)態(tài)飽和勵(lì)磁電流。這時(shí)一種穩(wěn)態(tài)飽和勵(lì)磁電流。 對(duì)策：對(duì)策：監(jiān)測(cè)不平衡差流中的某些代表過勵(lì)磁狀態(tài)的電流諧監(jiān)測(cè)不平衡差流中的某些代表過勵(lì)磁狀態(tài)的電流諧波特征量（如波特征量（如5 5次諧波次諧波）來識(shí)別變壓器過勵(lì)磁狀態(tài)，當(dāng)特）來識(shí)別變壓器過勵(lì)磁狀態(tài)，當(dāng)特征諧波出現(xiàn)并超過基波差流某一百分比時(shí)，即判為發(fā)生過征諧波出現(xiàn)并超過基波差流某一百分比時(shí)，即判為發(fā)生過勵(lì)磁，暫時(shí)閉鎖差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作。勵(lì)磁，暫時(shí)閉鎖差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作。 14(6)(6)變壓器勵(lì)磁涌流引起的暫態(tài)不平衡差流變壓器勵(lì)磁涌流引起

19、的暫態(tài)不平衡差流 原因：原因：當(dāng)變壓器空載投人或者外部故障切除后電壓恢復(fù)過程中，因電當(dāng)變壓器空載投人或者外部故障切除后電壓恢復(fù)過程中，因電壓突然升高，勵(lì)磁電流將突然大大增加，這種由電壓突升引起的巨大壓突然升高，勵(lì)磁電流將突然大大增加，這種由電壓突升引起的巨大的暫態(tài)勵(lì)磁電流稱為勵(lì)磁涌流。由于勵(lì)磁涌流是單側(cè)注入性電流，其的暫態(tài)勵(lì)磁電流稱為勵(lì)磁涌流。由于勵(lì)磁涌流是單側(cè)注入性電流，其幅值又很大，因此會(huì)造成比率制動(dòng)判據(jù)誤判而引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。幅值又很大，因此會(huì)造成比率制動(dòng)判據(jù)誤判而引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。 對(duì)策：對(duì)策：傳統(tǒng)電磁式差動(dòng)繼電器依靠增大差流門檻和自動(dòng)延時(shí)（通過繼傳統(tǒng)電磁式差動(dòng)繼電器依靠增大差流門

20、檻和自動(dòng)延時(shí)（通過繼電器鐵心速飽和）來躲過勵(lì)磁涌流，這將嚴(yán)重降低差動(dòng)保護(hù)在變壓器電器鐵心速飽和）來躲過勵(lì)磁涌流，這將嚴(yán)重降低差動(dòng)保護(hù)在變壓器內(nèi)部故障時(shí)的動(dòng)作速度和靈敏度，不能滿足大電網(wǎng)和大型變壓器的安內(nèi)部故障時(shí)的動(dòng)作速度和靈敏度，不能滿足大電網(wǎng)和大型變壓器的安全要求。全要求。 現(xiàn)代大型變壓器差動(dòng)保護(hù)需要解決的突出問題就是既能可靠地躲過現(xiàn)代大型變壓器差動(dòng)保護(hù)需要解決的突出問題就是既能可靠地躲過勵(lì)磁涌流，又能靈敏、快速和正確地反應(yīng)內(nèi)部故障。下面專門討論。勵(lì)磁涌流，又能靈敏、快速和正確地反應(yīng)內(nèi)部故障。下面專門討論。(7)TA(7)TA嚴(yán)重飽和引起的暫態(tài)不平衡差流嚴(yán)重飽和引起的暫態(tài)不平衡差流152.2

21、.勵(lì)磁涌流及其制動(dòng)措施勵(lì)磁涌流及其制動(dòng)措施 某種理想情況下，三相電力變壓器空投涌流波形如下。某種理想情況下，三相電力變壓器空投涌流波形如下。圖圖4-2-2 4-2-2 理想情況下三相電力變壓器空投勵(lì)磁涌流的波形理想情況下三相電力變壓器空投勵(lì)磁涌流的波形(a)(a)各繞組勵(lì)磁涌流波形；各繞組勵(lì)磁涌流波形；(b)(b)、(c)(c)、(d)(d)兩兩繞組勵(lì)磁涌流之差的波形兩兩繞組勵(lì)磁涌流之差的波形 16 分析總結(jié)：分析總結(jié)：對(duì)于由三個(gè)單相變壓器構(gòu)成的或三相五柱式大對(duì)于由三個(gè)單相變壓器構(gòu)成的或三相五柱式大型三相電力變壓器，其勵(lì)磁涌流有下述特點(diǎn)：型三相電力變壓器，其勵(lì)磁涌流有下述特點(diǎn)： (1)(1)變

22、壓器每相繞組勵(lì)磁涌流中含有較大的二次諧波分量，變壓器每相繞組勵(lì)磁涌流中含有較大的二次諧波分量，其含量大小與鐵心飽和磁通、剩磁大小及電壓突變初相角其含量大小與鐵心飽和磁通、剩磁大小及電壓突變初相角等因素直接相關(guān)，一般二次諧波分量占基波分量的比例不等因素直接相關(guān)，一般二次諧波分量占基波分量的比例不小于小于2020。 (2)(2)理論上，就變壓器一次電流而言，每相繞組勵(lì)磁涌流以理論上，就變壓器一次電流而言，每相繞組勵(lì)磁涌流以及每相合成涌流（即三組二相繞組的涌流之差）均會(huì)出現(xiàn)及每相合成涌流（即三組二相繞組的涌流之差）均會(huì)出現(xiàn)波形間斷，形成所謂間斷角波形間斷，形成所謂間斷角 。 (3)(3)在變壓器內(nèi)、

23、外部短路故障時(shí)，差動(dòng)電流中二次諧波分在變壓器內(nèi)、外部短路故障時(shí)，差動(dòng)電流中二次諧波分量所占比例較小，低于量所占比例較小，低于1515，一般不會(huì)出現(xiàn)波形間斷，波，一般不會(huì)出現(xiàn)波形間斷，波寬不小于寬不小于 。 問題與概念：合應(yīng)涌流（并聯(lián)與串連變壓器），合動(dòng)涌流？問題與概念：合應(yīng)涌流（并聯(lián)與串連變壓器），合動(dòng)涌流？ d18017主要的勵(lì)磁涌流制動(dòng)措施：主要的勵(lì)磁涌流制動(dòng)措施：n利用差流特點(diǎn)利用差流特點(diǎn)(1)(1)可以構(gòu)成基于二次諧波電流的勵(lì)磁涌流可以構(gòu)成基于二次諧波電流的勵(lì)磁涌流制動(dòng)判據(jù)，簡(jiǎn)稱為二次諧波制動(dòng)。制動(dòng)判據(jù)，簡(jiǎn)稱為二次諧波制動(dòng)。注意：對(duì)稱涌流及制動(dòng)方式。注意：對(duì)稱涌流及制動(dòng)方式。n利用差流

24、特點(diǎn)利用差流特點(diǎn)(2)(2)可以構(gòu)成基于間斷角原理的勵(lì)磁涌流制可以構(gòu)成基于間斷角原理的勵(lì)磁涌流制動(dòng)判據(jù)，簡(jiǎn)稱為間斷角制動(dòng)。動(dòng)判據(jù)，簡(jiǎn)稱為間斷角制動(dòng)。注意：注意：TATA影響和實(shí)用方法！影響和實(shí)用方法！ （4-4-104-4-10） 式中式中 間斷角；間斷角； 波寬。波寬。n利用差流的虛擬三次諧波。利用差流的虛擬三次諧波。n利用差流波形的對(duì)稱性。利用差流波形的對(duì)稱性。n利用磁通原理。利用磁通原理。 )140()65(00wddw2112/KIIdd183.3.變壓器差動(dòng)保護(hù)接線方式變壓器差動(dòng)保護(hù)接線方式(1)(1)常規(guī)差動(dòng)保護(hù)接線常規(guī)差動(dòng)保護(hù)接線 圖圖4-2-1 4-2-1 常規(guī)差動(dòng)保護(hù)接線（常

25、規(guī)差動(dòng)保護(hù)接線（Y,d11Y,d11） 圖中變壓器星形圖中變壓器星形側(cè)的電流互感器副方側(cè)的電流互感器副方采用三角形接線，而采用三角形接線，而變壓器三角形側(cè)的電變壓器三角形側(cè)的電流互感器副方采用星流互感器副方采用星形接線，這樣變壓器形接線，這樣變壓器兩側(cè)電流互感器二次兩側(cè)電流互感器二次回路同名相電流回路同名相電流分別分別與的相位一致，實(shí)現(xiàn)與的相位一致，實(shí)現(xiàn)了相位校正。了相位校正。19(2)(2)微機(jī)型差動(dòng)保護(hù)接線方式微機(jī)型差動(dòng)保護(hù)接線方式引進(jìn)微機(jī)差動(dòng)保護(hù)裝置A AB BC CTATA1 1TATA2 2a ab bc cNyNyNdNdT T( (Y Y/ /d d1111) )AIBICIYa

26、IYbIYcIdaIdbIdcIaIbIcIIII圖圖4-2-2 4-2-2 微機(jī)差動(dòng)保護(hù)接線（微機(jī)差動(dòng)保護(hù)接線（Y,d11Y,d11）Y側(cè)校正后電流可寫為：側(cè)校正后電流可寫為： ）（ba31YYIII）（cb31YYIII）（ac31YYIII（4-2-7）（4-2-8）（4-2-9）實(shí)際差流實(shí)際差流可可寫為：寫為： ）（IIIad）（IIIbd）（IIIcd（4-2-10）（4-2-11）（4-2-12）在正常負(fù)荷狀態(tài)和外部故障時(shí)，在正常負(fù)荷狀態(tài)和外部故障時(shí)，Y Y側(cè)校側(cè)校正后電流與正后電流與d d 側(cè)電流反相位，達(dá)到了相側(cè)電流反相位，達(dá)到了相位校正的目的。位校正的目的。 204.2.3

27、微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)的構(gòu)成與邏輯微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)的構(gòu)成與邏輯 完整的變壓器差動(dòng)保護(hù)主要由差動(dòng)速斷保護(hù)元件、比率完整的變壓器差動(dòng)保護(hù)主要由差動(dòng)速斷保護(hù)元件、比率差動(dòng)元件、勵(lì)磁涌流制動(dòng)元件以及其它輔助元件等多個(gè)部差動(dòng)元件、勵(lì)磁涌流制動(dòng)元件以及其它輔助元件等多個(gè)部分構(gòu)成。分構(gòu)成。 1.差動(dòng)速斷元件差動(dòng)速斷元件1.setddII（4-2-13）圖圖4-2-4 4-2-4 差動(dòng)速斷元件邏輯框圖差動(dòng)速斷元件邏輯框圖212. 比率差動(dòng)元件比率差動(dòng)元件 動(dòng)作判據(jù)前面已說明，邏輯框圖如圖動(dòng)作判據(jù)前面已說明，邏輯框圖如圖4-2-6所示。所示。 下面是需要考慮的一些特殊問題：下面是需要考慮的一些特殊問題： (1

28、) (1) 防止在變壓器勵(lì)磁涌流時(shí)誤動(dòng)的措施。防止在變壓器勵(lì)磁涌流時(shí)誤動(dòng)的措施。 (2) (2) 防止在變壓器過勵(lì)磁時(shí)誤動(dòng)的措施防止在變壓器過勵(lì)磁時(shí)誤動(dòng)的措施。 (3) (3) 防止電流互感器嚴(yán)重飽和的措施（特殊情況下）。防止電流互感器嚴(yán)重飽和的措施（特殊情況下）。 (4) (4) 電流互感器斷線閉鎖。電流互感器斷線閉鎖。 根據(jù)前面分析，需進(jìn)一步討論這些問題。根據(jù)前面分析，需進(jìn)一步討論這些問題。22圖4-2-6 比率差動(dòng)保護(hù)邏輯框圖233.3.勵(lì)磁涌流制動(dòng)元件勵(lì)磁涌流制動(dòng)元件 以二次諧波制動(dòng)為例，其判據(jù)以二次諧波制動(dòng)為例，其判據(jù) ： 制動(dòng)方式問題：根據(jù)對(duì)稱涌流特征，利用二次諧波不宜制動(dòng)方式問題

29、：根據(jù)對(duì)稱涌流特征，利用二次諧波不宜采用分相制動(dòng)方式（間斷角制動(dòng)方法例外），故利用二次采用分相制動(dòng)方式（間斷角制動(dòng)方法例外），故利用二次諧波進(jìn)行涌流閉鎖時(shí)采用諧波進(jìn)行涌流閉鎖時(shí)采用“或或”邏輯，可以可靠的防止誤邏輯，可以可靠的防止誤動(dòng)，但是當(dāng)空投故障變壓器時(shí)，差動(dòng)保護(hù)因非故障相的勵(lì)動(dòng)，但是當(dāng)空投故障變壓器時(shí)，差動(dòng)保護(hù)因非故障相的勵(lì)磁涌流而閉鎖，造成動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)，特別是大型變壓器涌流磁涌流而閉鎖，造成動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)，特別是大型變壓器涌流衰減很慢，將會(huì)造成變壓器的嚴(yán)重?zé)龘p。衰減很慢，將會(huì)造成變壓器的嚴(yán)重?zé)龘p。 為此，還可以采用為此，還可以采用“涌流制動(dòng)混合邏輯涌流制動(dòng)混合邏輯”。1212ddIKI（4-

30、2-224-2-22） 244. 變壓器差動(dòng)保護(hù)的輔助元件變壓器差動(dòng)保護(hù)的輔助元件(1) (1) 過激磁閉鎖元件過激磁閉鎖元件( (利用利用5 5次諧波比次諧波比) )(2) TA(2) TA飽和閉鎖元件飽和閉鎖元件( (抗抗TATA飽和原理有多種，這里介紹一種飽和原理有多種，這里介紹一種) ) 在區(qū)內(nèi)故障時(shí)會(huì)有在區(qū)內(nèi)故障時(shí)會(huì)有 在區(qū)外故障（或區(qū)外故障且在區(qū)外故障（或區(qū)外故障且TATA飽和時(shí)）上式都不成立。飽和時(shí)）上式都不成立。 利用計(jì)時(shí)器：利用計(jì)時(shí)器： niiniiII111515ddIKI（4-2-22） 計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)DsetniiniSsetiTIITII11 若兩計(jì)數(shù)器相等，說明是區(qū)內(nèi)故障

31、，則開放，若不相等則閉若兩計(jì)數(shù)器相等，說明是區(qū)內(nèi)故障，則開放，若不相等則閉鎖保護(hù)。因?yàn)槿舨盍魇怯捎阪i保護(hù)。因?yàn)槿舨盍魇怯捎赥A飽和產(chǎn)生，差流將在飽和產(chǎn)生，差流將在TA飽和后一段飽和后一段時(shí)間產(chǎn)生。所以判據(jù)可為，若時(shí)差時(shí)間產(chǎn)生。所以判據(jù)可為，若時(shí)差 大于大于10毫秒，則閉毫秒，則閉鎖比率差動(dòng)保護(hù)，若鎖比率差動(dòng)保護(hù)，若T小于小于5毫秒時(shí)則開放保護(hù)。毫秒時(shí)則開放保護(hù)。 SDTTT25 (3)TA(3)TA斷線瞬時(shí)閉鎖元件斷線瞬時(shí)閉鎖元件 設(shè)置設(shè)置TATA斷線瞬時(shí)閉鎖元件，防止差動(dòng)保護(hù)在斷線瞬時(shí)閉鎖元件，防止差動(dòng)保護(hù)在TATA斷線時(shí)誤動(dòng)作斷線時(shí)誤動(dòng)作 。 以下條件同時(shí)滿足判為以下條件同時(shí)滿足判為TAT

32、A斷線，瞬時(shí)閉鎖差動(dòng)保護(hù)（說明：通過控?cái)嗑€，瞬時(shí)閉鎖差動(dòng)保護(hù)（說明：通過控制字選擇也可不閉鎖差動(dòng)保護(hù)）。制字選擇也可不閉鎖差動(dòng)保護(hù)）。 1) 1) 且且 2) 2) 且且 3)3) 式中式中 為相電流突變量；為相電流突變量； 為為A,B,CA,B,C三相差流值；三相差流值； 為比率差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作門檻值；為比率差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作門檻值； 為額定電流；為額定電流； 為前一次測(cè)量電流；為前一次測(cè)量電流； 為當(dāng)前測(cè)量電流；為當(dāng)前測(cè)量電流； 為無流相的差動(dòng)電流；為無流相的差動(dòng)電流； 為無電流門檻，取為無電流門檻，取0.040.04倍的倍的TATA額定電流額定電流nII1 . 0|QHIIWIIIWIDII033

33、. 0),max(ddcdbdaIIIIIdcdbdaIII,0dInIQIHIDIWII26(4) (4) 差流越限監(jiān)視元件差流越限監(jiān)視元件itddIIlim.（4-2-224-2-22） 圖圖4-2-7 4-2-7 差流越限監(jiān)視邏輯框圖差流越限監(jiān)視邏輯框圖274.3 變壓器的零序電流保護(hù)變壓器的零序電流保護(hù)4.3.1 變壓器零序保護(hù)的作用和要求變壓器零序保護(hù)的作用和要求n單相接地故障幾率最高，而接地故障要求較高的保護(hù)靈敏度，通常單相接地故障幾率最高，而接地故障要求較高的保護(hù)靈敏度，通常采用零序保護(hù)作為專用的接地保護(hù)；采用零序保護(hù)作為專用的接地保護(hù)；n零序保護(hù)用作變壓器及相鄰元件接地故障的后

34、備保護(hù)。零序保護(hù)用作變壓器及相鄰元件接地故障的后備保護(hù)。n變電站中兩臺(tái)主變的中性點(diǎn)通常一個(gè)接地，一個(gè)不接地運(yùn)行，零序變電站中兩臺(tái)主變的中性點(diǎn)通常一個(gè)接地，一個(gè)不接地運(yùn)行，零序保護(hù)必須有相應(yīng)保護(hù)功能。保護(hù)必須有相應(yīng)保護(hù)功能。n超高壓變壓器采用分級(jí)絕緣，中性點(diǎn)絕緣水平較低，較易于發(fā)生接超高壓變壓器采用分級(jí)絕緣，中性點(diǎn)絕緣水平較低，較易于發(fā)生接地故障，地故障，500kV變壓器通常直接接地。變壓器通常直接接地。4.3.2 變壓器零序保護(hù)的原理變壓器零序保護(hù)的原理 典型的變壓器零序保護(hù)配置原理圖如典型的變壓器零序保護(hù)配置原理圖如圖圖4-4-94-4-9所示。所示。n主變中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行時(shí)的零序保護(hù)主變

35、中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行時(shí)的零序保護(hù) 電流元件接到變壓器中性點(diǎn)電流互感器的二次側(cè)。為提高可靠性和滿電流元件接到變壓器中性點(diǎn)電流互感器的二次側(cè)。為提高可靠性和滿足選擇性，變壓器中性點(diǎn)均配置兩段式零序電流保護(hù)（足選擇性，變壓器中性點(diǎn)均配置兩段式零序電流保護(hù)（1 1段與相鄰元段與相鄰元件零序保護(hù)件零序保護(hù)1 1段配合，段配合，2 2段與相鄰段與相鄰2 2段配合）；每段均設(shè)置兩個(gè)延時(shí)段配合）；每段均設(shè)置兩個(gè)延時(shí)（短延時(shí)作用于跳母聯(lián)，長(zhǎng)延時(shí)作用于跳變壓器）。（短延時(shí)作用于跳母聯(lián)，長(zhǎng)延時(shí)作用于跳變壓器）。 28圖圖4-4-9 4-4-9 變壓器零序保護(hù)配置原理圖變壓器零序保護(hù)配置原理圖n主變中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)的

36、零序保護(hù)。主變中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)的零序保護(hù)。 由變壓器中性點(diǎn)放電間隙零序過電流保護(hù)和取自于由變壓器中性點(diǎn)放電間隙零序過電流保護(hù)和取自于 TV TV 開口三角形的開口三角形的零序過電壓保護(hù)構(gòu)成零序過電壓保護(hù)構(gòu)成。它經(jīng)延時(shí)直接作用于變壓器跳閘。變壓器過電。它經(jīng)延時(shí)直接作用于變壓器跳閘。變壓器過電壓可由放電間隙保護(hù)，上述專門的零序電流電壓保護(hù)，其任務(wù)是及時(shí)壓可由放電間隙保護(hù)，上述專門的零序電流電壓保護(hù)，其任務(wù)是及時(shí)切除變壓器，防止間隙長(zhǎng)時(shí)間放電，并作為放電間隙拒動(dòng)的后備。切除變壓器，防止間隙長(zhǎng)時(shí)間放電，并作為放電間隙拒動(dòng)的后備。294.4 變壓器的后備保護(hù)變壓器的后備保護(hù) 為反映變壓器外部短路而引起

37、的變壓器繞組過電流，并作為外部相為反映變壓器外部短路而引起的變壓器繞組過電流，并作為外部相鄰元件保護(hù)的后備；以及在變壓器內(nèi)部故障時(shí)，作為差動(dòng)保護(hù)和瓦斯鄰元件保護(hù)的后備；以及在變壓器內(nèi)部故障時(shí)，作為差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備，變壓器應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)內(nèi)外部短路故障的后備保護(hù)。保護(hù)的后備，變壓器應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)內(nèi)外部短路故障的后備保護(hù)。 4.4.1 變壓器的后備電流保護(hù)變壓器的后備電流保護(hù) 模擬式繼電器組成的復(fù)合電壓過流保護(hù)典型原理接線圖，如圖模擬式繼電器組成的復(fù)合電壓過流保護(hù)典型原理接線圖，如圖4-4-4-4-1111所示。它由過流元件所示。它由過流元件( )( )、負(fù)序過電壓元件、負(fù)序過電壓元件( )( )、

38、低電壓（線、低電壓（線電壓）元件電壓）元件( )( )及時(shí)間元件構(gòu)成。負(fù)序過電壓元件與低電壓元件共及時(shí)間元件構(gòu)成。負(fù)序過電壓元件與低電壓元件共同構(gòu)成復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)元件。同構(gòu)成復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)元件。 I II2UU圖圖4-4-11 4-4-11 復(fù)合電壓過流保護(hù)電原理圖復(fù)合電壓過流保護(hù)電原理圖NrerelactIKKINactUU06. 02rerelwactKKUUmin304.4.2變壓器的后備阻抗保護(hù)變壓器的后備阻抗保護(hù) 變壓器后備阻抗保護(hù)通常裝于變壓器高壓出線處，變壓器后備阻抗保護(hù)通常裝于變壓器高壓出線處， 采用一段動(dòng)作采用一段動(dòng)作區(qū)和兩段延時(shí)。阻抗繼電器動(dòng)作特性為一偏移圓，如圖區(qū)和兩段延時(shí)。

39、阻抗繼電器動(dòng)作特性為一偏移圓，如圖4-4-124-4-12所示。所示。在平面上，動(dòng)作區(qū)位于在平面上，動(dòng)作區(qū)位于R-X軸以下部分，若作為發(fā)變組的后備時(shí)應(yīng)包軸以下部分，若作為發(fā)變組的后備時(shí)應(yīng)包括發(fā)電機(jī)與變壓器總的等值阻抗；而軸以上部分，應(yīng)包括變壓器到斷括發(fā)電機(jī)與變壓器總的等值阻抗；而軸以上部分，應(yīng)包括變壓器到斷路器引線、母線及部分出線的等值阻抗，以保證對(duì)發(fā)變組、母線及相路器引線、母線及部分出線的等值阻抗，以保證對(duì)發(fā)變組、母線及相應(yīng)引出線提供后備保護(hù)。這樣以來后備阻抗保護(hù)的動(dòng)作區(qū)會(huì)向前延伸應(yīng)引出線提供后備保護(hù)。這樣以來后備阻抗保護(hù)的動(dòng)作區(qū)會(huì)向前延伸得較遠(yuǎn)，為保證選擇性，把保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間分為兩段：第得

40、較遠(yuǎn)，為保證選擇性，把保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間分為兩段：第段時(shí)延與段時(shí)延與出線相間后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間相配合，動(dòng)作于母線解列，以縮小故障影出線相間后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間相配合，動(dòng)作于母線解列，以縮小故障影響范圍；第響范圍；第段時(shí)延動(dòng)作時(shí)間再增加一個(gè)時(shí)段，動(dòng)作于變壓器跳閘。段時(shí)延動(dòng)作時(shí)間再增加一個(gè)時(shí)段，動(dòng)作于變壓器跳閘。 圖圖4-4-12 4-4-12 偏移阻抗繼電器動(dòng)作特性偏移阻抗繼電器動(dòng)作特性 0090arg270BAZZZZ0090arg270BAZIUZIU314.5 變壓器的過激磁保護(hù)變壓器的過激磁保護(hù)4.5.1 過激磁現(xiàn)象及危害過激磁現(xiàn)象及危害 1.1.現(xiàn)象：現(xiàn)象：變壓器鐵心因磁通密度超過飽和限制而使鐵

41、心嚴(yán)重過熱，同時(shí)變壓器鐵心因磁通密度超過飽和限制而使鐵心嚴(yán)重過熱，同時(shí)引起勵(lì)磁電流猛增并嚴(yán)重畸變，引起進(jìn)一步附加發(fā)熱。引起勵(lì)磁電流猛增并嚴(yán)重畸變，引起進(jìn)一步附加發(fā)熱。 2.2.原因：原因： (1)(1)發(fā)變組并列之前，因操作錯(cuò)誤，誤加大勵(lì)磁電流引起過激磁。發(fā)變組并列之前，因操作錯(cuò)誤，誤加大勵(lì)磁電流引起過激磁。 (2)(2)發(fā)電機(jī)啟動(dòng)過程中，轉(zhuǎn)子在低速下預(yù)熱時(shí)，發(fā)電機(jī)啟動(dòng)過程中，轉(zhuǎn)子在低速下預(yù)熱時(shí)， 若誤將電壓升至額定若誤將電壓升至額定值，則因發(fā)電機(jī)和變壓器低頻運(yùn)行造成過激磁。值，則因發(fā)電機(jī)和變壓器低頻運(yùn)行造成過激磁。 (3)(3)發(fā)電機(jī)解列減速時(shí)，若滅磁開關(guān)拒動(dòng)，發(fā)變組低頻引起過激磁。發(fā)電機(jī)解

42、列減速時(shí)，若滅磁開關(guān)拒動(dòng)，發(fā)變組低頻引起過激磁。 (4)(4)發(fā)變組斷路器跳閘，若勵(lì)磁調(diào)節(jié)器失靈，電壓與頻率均會(huì)升高，但發(fā)變組斷路器跳閘，若勵(lì)磁調(diào)節(jié)器失靈，電壓與頻率均會(huì)升高，但因頻率升高較慢而引起發(fā)變組過激磁。因頻率升高較慢而引起發(fā)變組過激磁。 (5)(5)運(yùn)行中，當(dāng)系統(tǒng)過電壓及頻率降低時(shí)也會(huì)發(fā)生過激磁。運(yùn)行中，當(dāng)系統(tǒng)過電壓及頻率降低時(shí)也會(huì)發(fā)生過激磁。 3.3.危害：危害：過激磁將使發(fā)電機(jī)、變壓器的溫度升高，若過激磁倍數(shù)高，持過激磁將使發(fā)電機(jī)、變壓器的溫度升高，若過激磁倍數(shù)高，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，可能使發(fā)電機(jī)、變壓器因過熱而遭受破壞。續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，可能使發(fā)電機(jī)、變壓器因過熱而遭受破壞。 (1)(1)現(xiàn)代

43、大型變壓器額定工作磁密現(xiàn)代大型變壓器額定工作磁密(1.7(1.71.8)T1.8)T，飽和磁密僅為，飽和磁密僅為(1.9(1.92.0)T2.0)T，兩者很接近；，兩者很接近；(2)(2)冷軋硅鋼片，它的磁化特性曲線很冷軋硅鋼片，它的磁化特性曲線很“硬硬” 。 324.5.2 過激磁保護(hù)基本原理過激磁保護(hù)基本原理 變壓器的端電壓與磁通密度的關(guān)系可表為變壓器的端電壓與磁通密度的關(guān)系可表為 (4-4-44)(4-4-44) 這里繞組匝數(shù)和鐵心截面都是常數(shù)，因此變壓器工作磁密可表為這里繞組匝數(shù)和鐵心截面都是常數(shù)，因此變壓器工作磁密可表為 ，磁密系數(shù)，磁密系數(shù) (4-4-45)(4-4-45) 通常用

44、相對(duì)于額定狀態(tài)的過激磁倍數(shù)來反映過激磁狀況，即通常用相對(duì)于額定狀態(tài)的過激磁倍數(shù)來反映過激磁狀況，即 (4-4-46)(4-4-46) 在發(fā)生過激磁后，發(fā)電機(jī)、變壓器并不會(huì)立即損壞，有一個(gè)熱積累過在發(fā)生過激磁后，發(fā)電機(jī)、變壓器并不會(huì)立即損壞，有一個(gè)熱積累過程。對(duì)于某一過激磁倍數(shù)，均有對(duì)應(yīng)的允許運(yùn)行時(shí)間。研究表明，過激程。對(duì)于某一過激磁倍數(shù)，均有對(duì)應(yīng)的允許運(yùn)行時(shí)間。研究表明，過激磁倍數(shù)與允許運(yùn)行時(shí)間之間的關(guān)系為一條反時(shí)限特性曲線。磁倍數(shù)與允許運(yùn)行時(shí)間之間的關(guān)系為一條反時(shí)限特性曲線。4.5.3 微機(jī)過激磁保護(hù)構(gòu)成微機(jī)過激磁保護(hù)構(gòu)成 1.1.定時(shí)限過激磁保護(hù)定時(shí)限過激磁保護(hù) 定時(shí)限過激磁保護(hù)通常設(shè)有一

45、個(gè)告警信號(hào)段和兩個(gè)跳閘段。定時(shí)限過激磁保護(hù)通常設(shè)有一個(gè)告警信號(hào)段和兩個(gè)跳閘段。 fWBSU44. 4)/(fUKB )44. 4/(1WSK */fUTUUTfUfUBBMNNNNN33 在式（在式（4-4-464-4-46）中，因）中，因 為常數(shù)，故只需測(cè)量并計(jì)為常數(shù)，故只需測(cè)量并計(jì)算算 就很容易確定過激磁倍數(shù)。注意到對(duì)于穩(wěn)態(tài)輕微過激就很容易確定過激磁倍數(shù)。注意到對(duì)于穩(wěn)態(tài)輕微過激磁其電壓基本為正弦波形，故可采用簡(jiǎn)單的半周絕對(duì)值積分算法。另磁其電壓基本為正弦波形，故可采用簡(jiǎn)單的半周絕對(duì)值積分算法。另外，目前穩(wěn)態(tài)頻率的測(cè)量往往通過檢測(cè)整周波兩次過零點(diǎn)的時(shí)間（周外，目前穩(wěn)態(tài)頻率的測(cè)量往往通過檢測(cè)整

46、周波兩次過零點(diǎn)的時(shí)間（周期）來實(shí)現(xiàn)，故可直接得到當(dāng)前信號(hào)周期。因此對(duì)于時(shí)刻期）來實(shí)現(xiàn)，故可直接得到當(dāng)前信號(hào)周期。因此對(duì)于時(shí)刻 k k的過激磁的過激磁倍數(shù)的算法可表為倍數(shù)的算法可表為 (4-4-47)(4-4-47) 定時(shí)限過激磁保護(hù)比較簡(jiǎn)單，但定時(shí)限過激磁保護(hù)比較簡(jiǎn)單，但 不能很好反映設(shè)備過激磁狀態(tài)。不能很好反映設(shè)備過激磁狀態(tài)。 2. 反時(shí)限過激磁保護(hù)反時(shí)限過激磁保護(hù) 完整的反時(shí)限過激磁保護(hù)動(dòng)作完整的反時(shí)限過激磁保護(hù)動(dòng)作 特性見圖特性見圖4-4-144-4-14。其中反時(shí)限過。其中反時(shí)限過 激磁特性是指激磁特性是指a點(diǎn)和點(diǎn)和b點(diǎn)之間的非點(diǎn)之間的非 線性曲線，特性上方為動(dòng)作區(qū)。線性曲線，特性上方

47、為動(dòng)作區(qū)。圖圖4-4-14 4-4-14 反時(shí)限過激磁保護(hù)的動(dòng)作特性反時(shí)限過激磁保護(hù)的動(dòng)作特性 NNNNNTUfUB/UTfUB/NNNikTUNkiuTM)/()(2/134 由圖可見，當(dāng)過激磁倍數(shù)小于啟動(dòng)值由圖可見，當(dāng)過激磁倍數(shù)小于啟動(dòng)值 時(shí)時(shí), ,反時(shí)限元件不啟動(dòng)；反時(shí)限元件不啟動(dòng)；當(dāng)大于當(dāng)大于 時(shí)，按反時(shí)限曲線動(dòng)作。實(shí)際的反時(shí)限元件均有一個(gè)最小時(shí)，按反時(shí)限曲線動(dòng)作。實(shí)際的反時(shí)限元件均有一個(gè)最小動(dòng)作時(shí)間（由最短有效計(jì)算時(shí)間確定），記為動(dòng)作時(shí)間（由最短有效計(jì)算時(shí)間確定），記為 ，它與反時(shí)限曲線的，它與反時(shí)限曲線的交點(diǎn)記為交點(diǎn)記為b，對(duì)應(yīng)的過激磁倍數(shù)為，對(duì)應(yīng)的過激磁倍數(shù)為 。當(dāng)過激磁倍數(shù)大于

48、時(shí)。當(dāng)過激磁倍數(shù)大于時(shí) ， 無無論多大，其動(dòng)作時(shí)間均為論多大，其動(dòng)作時(shí)間均為 。請(qǐng)注意，當(dāng)激磁倍數(shù)很接近于。請(qǐng)注意，當(dāng)激磁倍數(shù)很接近于 時(shí)，時(shí)，按反時(shí)限曲線得到的動(dòng)作時(shí)間很長(zhǎng)，會(huì)引起較大的計(jì)時(shí)誤差，同時(shí)也按反時(shí)限曲線得到的動(dòng)作時(shí)間很長(zhǎng)，會(huì)引起較大的計(jì)時(shí)誤差，同時(shí)也沒有實(shí)際意義，因此，在設(shè)計(jì)反時(shí)限元件時(shí)往往也事先給定一個(gè)最長(zhǎng)沒有實(shí)際意義，因此，在設(shè)計(jì)反時(shí)限元件時(shí)往往也事先給定一個(gè)最長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)間限制，記為動(dòng)作時(shí)間限制，記為 ，它與反時(shí)限曲線的交點(diǎn)記為，它與反時(shí)限曲線的交點(diǎn)記為a， 對(duì)應(yīng)的過激對(duì)應(yīng)的過激磁倍數(shù)為磁倍數(shù)為 。當(dāng)過激磁倍數(shù)在。當(dāng)過激磁倍數(shù)在 與與 之間時(shí)，動(dòng)作時(shí)間均為之間時(shí)，動(dòng)作時(shí)間均為

49、。故真正反時(shí)限電流特性僅為故真正反時(shí)限電流特性僅為a點(diǎn)和點(diǎn)和b點(diǎn)之間的曲線。點(diǎn)之間的曲線。 反時(shí)限過激磁定值須根據(jù)變壓器制造廠提供的過激磁曲線確定。反時(shí)限過激磁定值須根據(jù)變壓器制造廠提供的過激磁曲線確定。 過激磁倍數(shù)的整定值范圍一般為過激磁倍數(shù)的整定值范圍一般為1.01.01.61.6，延時(shí)最大可到，延時(shí)最大可到3000s3000s。 實(shí)際使用中，實(shí)際使用中，反時(shí)限動(dòng)作曲線通常由若干個(gè)給定的離散點(diǎn)的坐標(biāo)給反時(shí)限動(dòng)作曲線通常由若干個(gè)給定的離散點(diǎn)的坐標(biāo)給定，并作為整定值存放；因此，定，并作為整定值存放；因此，對(duì)由有限個(gè)點(diǎn)描述的反時(shí)限過激磁特對(duì)由有限個(gè)點(diǎn)描述的反時(shí)限過激磁特性曲線需要進(jìn)行補(bǔ)足處理，即

50、在計(jì)算得到過激磁倍數(shù)后，采用分段線性曲線需要進(jìn)行補(bǔ)足處理，即在計(jì)算得到過激磁倍數(shù)后，采用分段線性插值求出對(duì)應(yīng)的動(dòng)作時(shí)間，實(shí)現(xiàn)完整的反時(shí)限特性。性插值求出對(duì)應(yīng)的動(dòng)作時(shí)間，實(shí)現(xiàn)完整的反時(shí)限特性。 過激磁保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間可能較長(zhǎng)，這期間過激磁倍數(shù)會(huì)發(fā)生變化，過激磁保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間可能較長(zhǎng)，這期間過激磁倍數(shù)會(huì)發(fā)生變化，引起對(duì)應(yīng)的總延時(shí)也隨之變化，這是一個(gè)變化的熱積累過程，因此需引起對(duì)應(yīng)的總延時(shí)也隨之變化，這是一個(gè)變化的熱積累過程，因此需要考慮相應(yīng)對(duì)策來構(gòu)造算法，以保證正確延時(shí)。要考慮相應(yīng)對(duì)策來構(gòu)造算法，以保證正確延時(shí)。 actMactMbtbMbMbtactMataMaMactMat35 對(duì)策之一：對(duì)策之

51、一：采用基于發(fā)熱效應(yīng)的所謂等效過激磁倍數(shù)的方法，即根采用基于發(fā)熱效應(yīng)的所謂等效過激磁倍數(shù)的方法，即根據(jù)所謂據(jù)所謂等效過激磁倍數(shù)等效過激磁倍數(shù)在反時(shí)限特性曲線上查找延時(shí)，然后扣除已經(jīng)在反時(shí)限特性曲線上查找延時(shí)，然后扣除已經(jīng)歷的延時(shí)便可確定余下的延時(shí)，或者說不斷按計(jì)算間隔累積延時(shí)，但歷的延時(shí)便可確定余下的延時(shí)，或者說不斷按計(jì)算間隔累積延時(shí)，但總是使用當(dāng)前等效過激磁倍數(shù)在反時(shí)限過激磁曲線上所對(duì)應(yīng)的延時(shí)作總是使用當(dāng)前等效過激磁倍數(shù)在反時(shí)限過激磁曲線上所對(duì)應(yīng)的延時(shí)作為動(dòng)作總延時(shí)。下面介紹一種等效過激磁倍數(shù)為動(dòng)作總延時(shí)。下面介紹一種等效過激磁倍數(shù) 的計(jì)算方法。的計(jì)算方法。 (4-4-49)(4-4-49)式中式中 為發(fā)生過激磁開始為發(fā)生過激磁開始( (啟動(dòng)元件動(dòng)作啟動(dòng)元件動(dòng)作) )到當(dāng)前計(jì)算時(shí)刻的時(shí)間；到當(dāng)前計(jì)算時(shí)刻的時(shí)間； 為當(dāng)前計(jì)算時(shí)刻的過激磁測(cè)量倍數(shù)，為隨時(shí)間變化的函數(shù)。為當(dāng)前