變壓器的縱差動保護(hù)原理及整定方法

1、熱電廠主變壓器的縱差動保護(hù)原理及整定方法浙江旺能環(huán)保股份有限公司 作者：周玉彩一、構(gòu)成變壓器縱差動保護(hù)的基本原則我們以雙繞組變壓器為例來說明實現(xiàn)縱差動保護(hù)的原理，如圖1所示。由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不同，因此，為了保證縱差動保護(hù)的正確工作，就必須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比，使得在正常運(yùn)行和外部故障時，兩個二次電流相等，亦即在正常運(yùn)行和外部故障時，差動回路的電流等于零。例如在圖1中，應(yīng)使?2?2?1nBnl 1nl 2?1?2- ?2I- I 圖1 變壓器縱差動保護(hù)的原理接線 = 或= 式中：高壓側(cè)電流互感器的變比；低壓側(cè)電流互感器的變比；變壓器的變比（即高、低壓側(cè)額定電壓之比）。由

2、此可知，要實現(xiàn)變壓器的縱差動保護(hù)，就必須適當(dāng)?shù)剡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，這是與前述送電線路的縱差動保護(hù)不同的。這個區(qū)別是由于線路的縱差動保護(hù)可以直接比較兩側(cè)電流的幅值和相位，而變壓器的縱差動保護(hù)則必須考慮變壓器變比的影響。二、變壓器縱差動保護(hù)的特點 變壓器的縱差動保護(hù)同樣需要躲開流過差動回路中的不平衡電流，而且由于差動回路中不平衡電流對于變壓器縱差動保護(hù)的影響很大，因此我們應(yīng)該對其不平衡電流產(chǎn)生的原因和消除的方法進(jìn)行認(rèn)真的研究，現(xiàn)分別討論如下：1、由變壓器勵磁涌流所產(chǎn)生的不平衡電流 變壓器的勵磁電流僅流經(jīng)變壓器的某一側(cè)，因此，通過電流互感器反應(yīng)到差動回路中不能平衡，在

3、正常運(yùn)行和外部故障的情況下，勵磁電流較小，影響不是很大。但是當(dāng)變壓器空載投入和外部故障切除后電壓恢復(fù)時，由于電磁感應(yīng)的影響，可能出現(xiàn)數(shù)值很大的勵磁電流（又稱為勵磁涌流）。勵磁涌流有時可能達(dá)到額定電流的68倍，這就相當(dāng)于變壓器內(nèi)部故障時的短路電流。因此必須想辦法解決。為了消除勵磁涌流的影響，首先應(yīng)分析勵磁涌流有哪些特點。經(jīng)分析得出，勵磁涌流具有以下特點：（1） 包含有很大成分的非周期分量，往往使涌流偏向于時間軸的一側(cè) ；（2） 包含有大量的高次諧波，而以二次諧波為主；（3） 波形之間出現(xiàn)間斷，在一個周期中間斷角為。根據(jù)以上特點，在變壓器縱差動保護(hù)中，防止勵磁涌流影響的方法有：（1） 采用具有速飽

4、和鐵心的差動繼電器；（2） 利用二次諧波制動；（3） 鑒別短路電流和勵磁涌流波形的差別等。2、由變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生的不平衡電流由于變壓器常常采用Y/d11的接線方式，因此，其兩側(cè)電流的相位差30°，二次電流由于相位不同，也會有一個差電流流入繼電器。為了消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，而將變壓器三角形側(cè)的三個電流互感器接成星形，即用電流互感器的接線方式進(jìn)行補(bǔ)償。但需注意，當(dāng)電流互感器采用上述聯(lián)接方式以后，在互感器接成三角形側(cè)的差動一臂中，電流又增大了倍。此時為保證在正常運(yùn)行及外部故障情況下差動回路應(yīng)沒有電流，就必須將該側(cè)電流互感器的

5、變比加大倍，以減少二次電流，使之與另一側(cè)的電流相等，故此時選擇變比的條件是 式中和為適應(yīng)Y，d接線的需要而采用的新變比。3、由計算變比與實際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流由于兩側(cè)的電流互感器都是根據(jù)產(chǎn)品目錄選取標(biāo)準(zhǔn)的變比，而變壓器的變比也是一定的，因此，三者的關(guān)系很難滿足的要求，此時差動回路中將有電流流過。當(dāng)采用具有速飽和鐵心的差動繼電器時，通常都是利用它的平衡線圈來消除此差電流的影響。4、由兩側(cè)電流互感器型號不同而產(chǎn)生的不平衡電流由于兩側(cè)電流互感器的型號不同，它們的飽和特性、勵磁電流也就不同，因此，在差動回路中所產(chǎn)生的不平衡電流也就較大。此時應(yīng)采用電流互感器的同型系數(shù)KCC=1。5、由變壓器帶負(fù)

6、荷調(diào)整分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流帶負(fù)荷調(diào)整變壓器的分接頭，是電力系統(tǒng)中采用帶負(fù)荷調(diào)壓的方法，實際上改變分接頭就是改變變壓器的變比。前面已經(jīng)說過，變壓器的差動保護(hù)與變壓器的變比有關(guān)，如果差動保護(hù)已經(jīng)按照某一變比調(diào)整好（如利用平衡線圈），則當(dāng)分接頭改換時，就會產(chǎn)生一個新的不平衡電流流入差動回路。此時不可能再用重新選擇平衡線圈匝數(shù)的方法來消除這個不平衡電流，這是因為變壓器的分接頭經(jīng)常在變，而差動保護(hù)的電流回路在帶電的情況下是不能進(jìn)行操作的。因此，對由此而產(chǎn)生的不平衡電流，應(yīng)在縱差動保護(hù)的整定值中予以考慮。 總括看來，上述5項原因中，1、2、3項是主要原因。此外，2、3項不平衡電流可用適當(dāng)?shù)剡x擇電流互感

7、器二次線圈的接法和變比、以及采用平衡線圈的方法，使其降到最小。但1、4、5各項不平衡電流，實際上是不可能消除的。因此，變壓器的縱差動保護(hù)必須躲開這些不平衡電流的影響。由于在滿足選擇性的同時，還要求保證內(nèi)部故障時有足夠的靈敏性，這就是構(gòu)成變壓器縱差動保護(hù)的主要困難。 根據(jù)上述分析，在穩(wěn)態(tài)情況下，為整定變壓器縱差動保護(hù)所采用的最大不平衡電流可由下式確定 式中 10%電流互感器容許的最大相對誤差； 電流互感器的同型系數(shù)，取為1；由帶負(fù)荷調(diào)壓所引起的相對誤差，如果電流互感器二次電流在相當(dāng)于被調(diào)節(jié)變壓器額定抽頭的情況下處于平衡時，則等于電壓調(diào)整范圍的一半；由于所采用的互感器變比或平衡線圈的匝數(shù)與計算值不

8、同時，所引起的相對誤差；保護(hù)范圍外部最大短路電流歸算到二次側(cè)的數(shù)值。三、變壓器縱差動保護(hù)的整定計算原則1 、變壓器縱差保護(hù) 縱差保護(hù)是變壓器內(nèi)部故障的主保護(hù)，主要反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部、套管和引出線的相間和接地短路故障，以及繞組的匝間短路故障。1.1、對220500kV變壓器縱差保護(hù)的技術(shù)要求 a)在變壓器空載投入或外部短路切除后產(chǎn)生勵磁涌流時，縱差保護(hù)不應(yīng)誤動作。 b)在變壓器過勵磁時，縱差保護(hù)不應(yīng)誤動作。 c)為提高保護(hù)的靈敏度，縱差保護(hù)應(yīng)具有比率制動或標(biāo)積制動特性。在短路電流小于起始制動電流時，保護(hù)裝置處于無制動狀態(tài)，其動作電流很小(小于額定電流)，保護(hù)具有較高的靈敏度。當(dāng)外部短路電流增大時

9、，保護(hù)的動作電流又自動提高，使其可靠不動作。 d)在最小運(yùn)行方式下，縱差保護(hù)區(qū)內(nèi)各側(cè)引出線上兩相金屬性短路時，保護(hù)的靈敏系數(shù)不應(yīng)小于2。 e)在縱差保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重短路故障時，為防止因電流互感器飽和而使縱差保護(hù)延遲動作，縱差保護(hù)應(yīng)設(shè)差電流速斷輔助保護(hù)，以快速切除上述故障。1.2 、 縱差保護(hù)整定計算內(nèi)容 a）與縱差保護(hù)有關(guān)的變壓器參數(shù)計算，包括變壓器的各側(cè)額定電流，電流互感器和中間電流互感器的變比選擇等。 b)短路電流計算。 c)縱差保護(hù)動作特性參數(shù)的整定。 d)縱差保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗。 e)其他輔助驗算和經(jīng)驗數(shù)據(jù)的推薦，包括諧波制動比(對諧波制動原理的差動保護(hù))和閉鎖角 (對間斷角原理的差動

10、保護(hù))的推薦。1.3、 縱差保護(hù)的整定計算1.3.1.變壓器參數(shù)計算 與縱差保護(hù)有關(guān)的變壓器參數(shù)計算，可按表1所列的公式和步驟進(jìn)行。在表1中作了如下假定：三繞組變壓器；額定容量SN；繞組接法為YN,YN,d11；如低壓側(cè)電流互感器的二次電流最小，則選低壓側(cè)為基本側(cè)；電流互感器二次額定電流為1A。表 1 變壓器參數(shù)計算表(舉例)序號名 稱各 側(cè) 參 數(shù)高壓側(cè)(H)中壓側(cè)(M)低壓側(cè)(L)1額定電壓UNUNhUNmUNL2額定電流IN3各側(cè)接線1)YNYNd114各側(cè)電流互感器二次接線ddY5電流互感器的計算變比nc6電流互感器實際變比nsnshnsmnsL7各側(cè)二次電流I8基本側(cè)的選擇2)

11、60;  9中間電流互感器的變比nm 1)對于通過軟件實現(xiàn)電流相位和幅值補(bǔ)償?shù)奈C(jī)型保護(hù)，各側(cè)電流互感器二次均可按Y接線。2)一般可選二次電流較小側(cè)為基本側(cè)。1.3.2.短路電流計算 一般情況下，為整定變壓器縱差保護(hù)，需作兩種運(yùn)行方式下的短路電流計算。一種是在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下變壓器外部短路時，計算通過變壓器縱差保護(hù)的最大穿越性短路電流(通常是三相短路電流)，其目的是為計算差動保護(hù)的最大不平衡電流和最大制動電流。另一種是在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，計算縱差保護(hù)區(qū)內(nèi)最小短路電流(兩相或單相短路電流)，其目的是為計算差動保護(hù)的最小靈敏系數(shù)。 計算短路電流所采用的系統(tǒng)最大和最

12、小運(yùn)行方式，對于運(yùn)行整定用的應(yīng)由系統(tǒng)調(diào)度部門提供；對于設(shè)計過程中用于保護(hù)選型計算的，應(yīng)由系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)提供。1.3.3.縱差保護(hù)動作特性參數(shù)的計算帶比率制動特性的縱差保護(hù)的動作特性，通常用直角坐標(biāo)系上的一條折線表示。該坐標(biāo)系縱軸為保護(hù)的動作電流Iop；橫軸為制動電流Ires，如圖2所示。折線ACD的左上方為保護(hù)的動作區(qū)，折線右下方為保護(hù)的制動區(qū)。圖 2 縱差保護(hù)動作特性曲線圖 這一動作特性曲線由縱坐標(biāo)OA，拐點的橫坐標(biāo)OB，折線CD的斜率S三個參數(shù)所確定。OA表示無制動狀態(tài)下的動作電流，即保護(hù)的最小動作電流Iop.min。OB表示起始制動電流Ires.0。 動作特性三個參數(shù)，目前在工程實用上有兩

13、種整定計算方法，現(xiàn)分述如下。 a)第一種整定法：折線上任一點動作電流Iop與制動電流Ires之比Iop/IresKres稱為縱差保護(hù)的制動系數(shù)。由圖2中各參數(shù)之間的關(guān)系可導(dǎo)出， 制動系數(shù)Kres與折線斜率S之間的關(guān)系如下式所示 (1) (2)從圖2可見，對動作特性具有一個折點的縱差保護(hù)，折線的斜率S是一個常數(shù)， 而制動系數(shù)Kres則是隨制動電流Ires而變化的。在實際應(yīng)用中，是通過保護(hù)裝置的參數(shù)調(diào)節(jié)整定折線的斜率來滿足制動系數(shù)的要求。1)縱差保護(hù)最小動作電流的整定。最小動作電流應(yīng)大于變壓器額定負(fù)載時的不平衡電流，即I op.min=Krel（Ker+U+m）I b2n (3)式中：IN變壓器額

14、定電流；na電流互感器的變比；Krel可靠系數(shù)，取1.31.；Ker電流互感器的比誤差，10P型取0.03×2，5P型和TP型取0.01×2；U變壓器調(diào)壓引起的誤差，取調(diào)壓范圍中偏離額定值的最大值(百分值)；m由于電流互感器變比未完全匹配產(chǎn)生的誤差，初設(shè)時取0.05。 在工程實用整定計算中可選取IOP.min0.20.5I n一般工程宜采用不小于0.3IN/na的整定值。 根據(jù)實際情況(現(xiàn)場實測不平衡電流)確有必要時也可大于0.5IN/na。 2)起始制動電流Ires.0的整定。起始制動電流宜取Iree(0.81.0)IN/na。 （4） 3)動作特性折線斜率S的整定。縱差

15、保護(hù)的動作電流應(yīng)大于外部短路時流過差動回路的不平衡電流。變壓器種類不同，不平衡電流計算也有較大差別，下面給出普通雙繞組和三繞組變壓器差動保護(hù)回路最大不平衡電流Iunb.max計算公式。雙繞組變壓器 I unb.max=(Kap×Kcc×Ker+U+m) I k.max/n （5） 式中：Ker，U，m，na的含意同式(5)，但Ker0.1； Kcc電流互感器的同型系數(shù)，Kcc1.0；Ik.max外部短路時，最大穿越短路電流周期分量；Kap非周期分量系數(shù)，兩側(cè)同為TP級電流互感器取1.0；兩側(cè)同為P級電流互感器取1.52.0。三繞組變壓器(以低壓側(cè)外部短路為例說明之) Iun

16、b.maxKapKccKerIk.max/na+UhIk.h.max/na.h+UmIk.m.max/na.m+m1Ik.max/na.h+m1Ik.max/nam (6) 式中：Kap，Kcc,Ker含意同式(5)； Uh,Um變壓器高、中壓側(cè)調(diào)壓引起的相對誤差(對UN而言)取調(diào)壓范圍中偏離額定值的最大值； Ik.max低壓側(cè)外部短路時，流過靠近故障側(cè)電流互感器的最大短路電流周期分量；Ik.h.max,Ik.m.max在所計算的外部短路時，流過高、中壓側(cè)電流互感器電流的周期分量； Ik.max,Ik.max在所計算的外部短路時，相應(yīng)地流過非靠近故障點兩側(cè)電流互感器電流的周期分量； na、na

17、.h、na.m各側(cè)電流互感器的變比； m、m由于電流互感器(包括中間互流器) 的變比未完全匹配而產(chǎn)生的誤差。差動保護(hù)的動作電流Iop.maxKrelIunb.max (7)最大制動系數(shù)Sres.max= (8)式(8)中最大制動電流Ires.max的選取，因差動保護(hù)制動原理的不同以及制動線圈的接線方式不同而會有很大差別，在實際工程計算時應(yīng)根據(jù)差動保護(hù)的工作原理和制動回路的接線方式而定。制動線圈的接線原則是使外部故障時制動電流最大，而內(nèi)部故障時制動電流最小。當(dāng)制動線圈數(shù)比變壓器繞組少，不可能將每側(cè)電流分別接入制動線圈時，可以將幾個無源側(cè)電流合并后接入制動線圈，但不應(yīng)將幾個有源側(cè)電流合并接入制動線

18、圈。根據(jù)Iop.min、Ires.0、Ires.max、Kres.max按式(1)可計算出差動保護(hù)動作特性曲線中折線的斜率S，當(dāng)Ires.maxIk.max時有S= (9)b)第二種整定法：此法不考慮負(fù)荷狀態(tài)和外部短路時電流互感器誤差Ker的不同，使不平衡電流完全與穿越性電流成正比變化，如圖3所示，比率制動特性CD通過原點，從而制動系數(shù)Kres為常數(shù)；當(dāng)Kres和Ires.0確定后，Iop.min隨之確定，不必另作計算。此法計算簡單，安全可靠，但偏于保守。圖 3 第一種整定法縱差保護(hù)動作特性曲線圖1)按下式計算制動系數(shù)Kres，即KresKrel(KapKccKer+U+m)S式中：Krel、

19、Kap、Kcc、Ker、U、m的含意及取值同式(3)但Ker0.10。 2)畫一條通過坐標(biāo)原點斜率為Kres的直線OD(見圖3)，在橫坐標(biāo)上取OB(0.81.0)IN/na，此即起始制動電流Ires.0。 3)在直線OD上對應(yīng)Ires.0的C點縱坐標(biāo)值OA為最小動作電流Iop.min。 折線ACD即為差動保護(hù)的動作特性曲線。 上述兩種整定方法中，如果Iop.min和折線(CD)斜率S的整定不是連續(xù)調(diào)節(jié)的，則Iop.min和S的整定值應(yīng)取繼電器能整定的，并略大于計算值的數(shù)值。1.3.4. 靈敏系數(shù)的計算 縱差保護(hù)的靈敏系數(shù)應(yīng)按最小運(yùn)行方式下差動保護(hù)區(qū)內(nèi)變壓器引出線上兩相金屬性短路計算。圖4為縱差

20、保護(hù)靈敏系數(shù)計算說明圖。根據(jù)計算最小短路電流Ik.min和相應(yīng)的制動電流Ires，在動作特性曲線上查得對應(yīng)的動作電流Iop，則靈敏系數(shù)為 Ksen= I (2)d.mn/ I OP (10) 要求Ksen2。圖 4 縱差保護(hù)靈敏系數(shù)計算說明圖1.3.5.縱差保護(hù)的其他輔助整定計算及經(jīng)驗數(shù)據(jù)的推薦a)差電流速斷的整定。對220500kV變壓器，差電流速斷是縱差保護(hù)中的一個輔助保護(hù)。當(dāng)內(nèi)部故障電流很大時，防止由于電流互感器飽和引起縱差保護(hù)延遲動作。差電流速斷的整定值應(yīng)按躲過變壓器初始勵磁涌流或外部短路最大不平衡電流整定，一般取I OP=6I b2n式中： Iop差電流速斷的動作電流； I b2n變

21、壓器的額定電流；K倍數(shù)，視變壓器容量和系統(tǒng)電抗大小，K推薦值如下： 6300kVA及以下 712； 630031500kVA 4.57.0； 40000120000kVA 3.06.0； 120000kVA及以上 2.05.0； 容量越大，系統(tǒng)電抗越大，K取值越小。 按正常運(yùn)行方式保護(hù)安裝處二相短路計算靈敏系數(shù)，Ksen1.2。 Iunb.max見式(5)和式(6)。 b)二次諧波制動比的整定。在利用二次諧波制動來防止勵磁涌流誤動的縱差保護(hù)中，諧波制動回路可以單獨(dú)整定。整定值可用差電流中的二次諧波分量與基波分量的比值表示，通常稱這一比值為二次諧波制動比。根據(jù)經(jīng)驗，二次諧波制動比可整定為15%2

22、0%。四、許繼：WBH-821變壓器保護(hù)邏輯框圖1、比率差動保護(hù)邏輯框圖如圖5 所示： 圖5 比率差動保護(hù)邏輯框圖2、差動速斷保護(hù)邏輯框圖6所示：當(dāng)任一相差動電流大于差動速斷整定值時瞬時動作于出口，速斷動作時間：不大于20ms (1.5倍動作電流下)。圖6 差動速斷保護(hù)邏輯框圖3、差流越限告警邏輯框圖7所示：正常情況下監(jiān)視各相差流，如果任一相差流大于差流越限定值 (一般設(shè)為最小動作電流的1/2)，經(jīng)延時起動告警繼電器。邏輯框圖如圖7所示： 圖7 差流越限告警邏輯框圖五、某熱電廠主變壓器比率差動微機(jī)保護(hù)整定實例1、發(fā)電機(jī)參數(shù)表2（#1、2發(fā)電機(jī)）廠、站名稱*熱電機(jī)號#1、#2發(fā)電機(jī)額定容量158

23、.8MVA型式QF-138-2-13.80.9(滯后)額定功率135MW功率因數(shù)0.85額定電流6645A額定電壓13.8KV次暫態(tài)電抗xd”17.64%暫態(tài)電抗xd22.4%同步電抗xd 170.64%負(fù)序電抗x219.69%零序電抗x07.53%2、主變壓器參數(shù)表3（#1、2主變）廠名*熱電投產(chǎn)日期容量160MVA相數(shù)3相電壓比242KV±2*2.5%/13.8KV接線YN d11電流382/6694 A調(diào)壓方式銅線無激磁調(diào)壓型式SFP10160000/220制造廠*變壓器有限責(zé)任公司阻抗電壓13.8%備注Sn=160MVA Sb=100MVA3、短路電流計算3.1.短路電流計算

24、網(wǎng)絡(luò)等效阻抗如圖，電網(wǎng)對本電廠系統(tǒng)阻抗為歸算至某電廠220KV母線上的阻抗,為一點等值：a.等值方式：不含本電廠220KV2發(fā)變機(jī)組.b.系統(tǒng)正常運(yùn)行大方式(不包括變壓器):ZP1=0.0165；ZP0=0.0269c.系統(tǒng)正常運(yùn)行小方式(不包括變壓器):ZP1=0.0271；ZP0=0.0453d.以Se=100MVA、Ue=230KV為基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值.e.數(shù)據(jù)格式：正序/零序.f.網(wǎng)絡(luò)等效阻抗圖升壓變壓器電抗:X*1B =10Ud%*Sj/Sn=13.31×103/160000=0.0832；發(fā)電機(jī)電抗:X*U =(X,d%/100)×(Sj×COSø

25、;/Pe)=17.64%×100×0.85/135=0.1111高廠變電抗:X*2B =10Ud%*Sj/Se=10.19×103/20000=0.5095廠變低壓側(cè)至出線斷路器之間有4根3×240mm2長度為105米的銅芯電纜；其參數(shù)為：電纜線路電抗: X*L =X×L×Sj/U2p=0.08×0.105×100/4×6.32=0.0053X0*=0.35×X*L =0.001855 圖8、大方式下正序網(wǎng)絡(luò)等效阻抗圖 圖9、小方式下正序網(wǎng)絡(luò)等效阻抗圖由于封閉母線尺寸較短,截面大,阻抗值太小,本

26、工程忽略不計.對6KV出線段，本阻抗圖只列出其中一回。3.2.運(yùn)行小方式下,d1發(fā)生三相金屬性短路電流：a.發(fā)電機(jī)1G供給短路電流：X*=0.1111+0.0832=0.1943；X*js=X*×Sn/Sj=0.1943×158.8/100=0.308由X*js=0.308在短路電流運(yùn)算曲線查得I*=3.4；發(fā)電機(jī)額定電流(基準(zhǔn)電壓為230KV)：I*j=Sn/3×Uf ,n=158.8/3×230=0.399KAI (3)d1=I*j×I*d=3.4×0.399=1.35KAb.220KV系統(tǒng)供給的短路電流：X*L =0.0271I

27、j=Sj/3Up=100/3×230=0.251I (3)d.min= I j/ X*=0.251/0.0271=9.26KA3.3.運(yùn)行小方式下,d2發(fā)生三相金屬性短路短路電流：a.發(fā)電機(jī)1G供給短路電流：X*js= X*×Sn/Sj=0.1111×158.8/100=0.1764由Xjs=0.1764在短路電流運(yùn)算曲線查得I*=6.2；I*j=Sn/3×Uf ,n=158.8/3×13.8=6.644KAI (3)d1=6.2×6.64=41.2KAb.220KV系統(tǒng)供給的短路電流：X*=0.0271+0.0832=0.1103I

28、j=Sj/3Up=100/3×13.8=4.18 I (3)d.min=I j/ X*=4.18/0.1103=37.89KA3.4.運(yùn)行小方式下,d3發(fā)生三相金屬性短路短路電流：X*=(0.0271+0.0832)/0.1111+0.5095+0.0053=0.0553+0.5095+0.0053 =0.0553+0.5148=0.5701Ij=Sj/3Up=100/3×6.3=9.16I (3)d.min=Ij/ X*=9.16/0.5701=16.06KA3.5.運(yùn)行大方式下,d1發(fā)生三相金屬性短路電流：X*=(0.0165)/（0.1111+0.0832）=0.01

29、52I (3)d.min= I j/ X*=0.251/0.0152=16.51KA3.6.運(yùn)行大方式下,d2發(fā)生三相金屬性短路電流：X*=(0.0165+0.0832)/0.1111=0.05255I (3)d.mn=j/ X*=4.18/0.05255=79.5KA3.7.運(yùn)行大方式下,d3發(fā)生三相金屬性短路電流：X*=(0.0165+0.0832)/0.1111+0.5095+0.0053 =0.05255+0.5095+0.0053=0.56735I (3)d.mn=j/ X*=9.16/0.56735=16.15KA4、整定計算4.1.變壓器基本計算主變高壓側(cè)TA變比600/5；高廠

30、變高壓側(cè)TA變比1500/5,主變低壓側(cè)(發(fā)電機(jī)機(jī)端)TA變比8000/5。a.變壓器各側(cè)一次額定電流： 高壓側(cè)：I bln=Sn/(3×Ubln)=160000/(3·242)=381.7A式中：Ub1n為變壓器高壓側(cè)額定電壓;Sn為變壓器額定容量。低壓側(cè)：I bln=Sn/(3×Ubln)=160000/(3×13.8)=6694A式中:Ub1n為變壓器低壓側(cè)額定電壓；Sn為變壓器額定容量。b.變壓器各側(cè)二次額定電流： 高壓側(cè)：I b2n= I bln/nbln=381.7/120=3.18A；nblh為主變高壓側(cè)TA變比600/5；低壓側(cè):I b2

31、n= I bln/nbln=6694/1600=4.18A；nblh為主變低壓側(cè)TA變比8000/5；c.差動各側(cè)平衡系數(shù)計算高壓側(cè)：平衡系數(shù):Kph=I b2n-b/I b2n=4.18/3.18=1.314低壓側(cè)：平衡系數(shù)Kph=I b2n-b/I b2n=4.18/4.18=1式中b2b為變壓器計算側(cè)二次額定電流; b2b-b為變壓器基準(zhǔn)側(cè)二次額定電流值；對發(fā)變組差動、主變差動,基準(zhǔn)側(cè)為主變低壓側(cè)(發(fā)電機(jī)側(cè))。d.差動各側(cè)電流相位差與平衡補(bǔ)償變壓器各側(cè)電流互感器二次均采用星形接線。變壓器各側(cè)TA 二次電流相位由軟件自調(diào)，裝置采用Y->變化調(diào)整差流平衡4.2.差動電流起動定值I op

32、.min的整定I op.min為差動保護(hù)最小動作電流值；應(yīng)按躲過正常變壓器額定負(fù)載時的最大不平衡電流整定；即：I op.min=Krel（Ker+U+m）I b2n=1.4×(0.01×2+0.05+0.05)×4.18=0.7A(歸算到低壓側(cè))依整定計算導(dǎo)則:在工程實用計算中可取0.20.5I n。 對應(yīng)于勵磁變變壓器，由于工作時，強(qiáng)勵持續(xù)時間較長，兩側(cè)TA 特性差異大，差流不平衡值較大，差動啟動定值應(yīng)大于0.5I n。本工程取0.5I n， 故?。篒 op.min=0.5I n=0.5×4.18=2.09A。式中: U為變壓器調(diào)壓引起誤差,為2

33、15;2.5%； m為本由于電流互感器變比未完全匹配產(chǎn)生誤差可取0.05;Krel為可靠系數(shù)1.4; Ker為電流互感器變比誤差0.01×2。4.3.比率制動最小電流的整定 I res.min=(0.81.0)In/na =0.8×4.18=3.35A4.4.比率制動系數(shù)的整定變斜率比率差動起始斜率:Kbl1=Ker=0.1式中Ker為電流互感器比誤差系數(shù)最大取0.1， Kbl1一般取0.1070.20；(參照廠家技術(shù)使用說明書)變斜率比率差動最大斜率：S=( I unb.max*- I cdqd*-3Kbll)/( I k.max*-3)=(13.66÷4.18

34、)-(2.09÷4.18)-(3×0.1)/79500÷(1600×4.18)-3=0.278根據(jù)工程經(jīng)驗建議取0.6，故取0.6。式中:不平衡電流的計算，對于兩繞組變壓器：I unb.max=(Kap×Kcc×Ker+U+m) I k.max/n=(1.75×1×0.1+0.05+0.05)×79500/1600=13.66A式中: U為變壓器調(diào)壓引起誤差，為2×2.5%； m為本由于電流互感器變比未完全匹配產(chǎn)生誤差可取0.05；I unb.max為最大不平衡電流；I unb.max*、cdq

35、d*、I k.max*為標(biāo)么值；Ker電流互感器的比誤差,最大取0.1；Kcc為電流互感器的同型系數(shù)(取1.0)；I k.max為外部短路時最大穿越短路電流周期分量(二次值，靠近故障側(cè)電流互感器變比為8000/5)； Kap為非周期分量系數(shù)，1.52,本工程取1.75.4.5.比率差動保護(hù)靈敏系數(shù)的計算靈敏系數(shù)應(yīng)按發(fā)電機(jī)-變壓器不并網(wǎng)、最小運(yùn)行方式下差動保護(hù)區(qū)內(nèi)變壓器引出線上(d1點)兩相金屬性短路計算,根據(jù)計算最小短路電流I k.mn和相應(yīng)的制動電流r,在動作特性曲線上查得對應(yīng)的動作電流d,則靈敏系數(shù)為：Ksen= I (2)d.mn/I OP=(3×1350/2)×(5

36、/8000)×242×2/13.8×5.33=1169×242×2/1600×13.8×5.33=4.8>2式中:I (2)d.mn= I (3)d.mn×3/2=1350×3/2=1169AI r- I ne=1169×242×2/( 8000/5)·13.8×0.5-6×4.18 =12.8-25.08=-12.28由上式可知I r< I ne，故為變斜率,所以：I d=kbl×I r+ I op.min=0.253×1169/( 8000/5)×242×2×0.5/13.8+2.09=3.24+2.09=5.33其中:kblr=(kbl2-kbl1)/2·n=(0.7-0.