第6章 電力變壓器保護1

1、第六章第六章 電力變壓器保護電力變壓器保護 1（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，但按照繼電保護配置及保護區(qū)域的劃分原則，上述區(qū)域的按照繼電保護配置及保護區(qū)域的劃分原則，上述區(qū)域的故障屬于變壓器保護的保護范圍，所以歸入變壓器故障。故障屬于變壓器保護的保護范圍，所以歸入變

2、壓器故障。2（二）變壓器不正常運行方式（二）變壓器不正常運行方式 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過電壓外部接地引起的過電流和中性點過電壓 過負荷、過勵磁、油面降低，冷卻系統(tǒng)故障過負荷、過勵磁、油面降低，冷卻系統(tǒng)故障3 變壓器油箱內(nèi)部故障時，除了變壓器各側(cè)電流、電變壓器油箱內(nèi)部故障時，除了變壓器各側(cè)電流、電壓變化外，油箱內(nèi)的油、氣、溫度等非電量也會發(fā)生變壓變化外，油箱內(nèi)的油、氣、溫度等非電量也會發(fā)生變化。因此，變壓器保護分為化。因此，變壓器保護分為電量保護電量保護和和非電量保護非電量保護兩種。兩種。4（三）變壓器保護的分類和配置（三）變壓器保護的分類和配置

3、分類分類 非電量保護：瓦斯保護非電量保護：瓦斯保護 電量保護：（根據(jù)變壓器容量及電壓等級來配置）電量保護：（根據(jù)變壓器容量及電壓等級來配置）保護配置保護配置 主保護：差動保護、電流速斷保護、瓦斯保護主保護：差動保護、電流速斷保護、瓦斯保護 后備保護：過電流保護，零序過電流，零序過電壓等。后備保護：過電流保護，零序過電流，零序過電壓等。 5 瓦斯保護瓦斯保護 變壓器在運行中，由于內(nèi)部故障，有時候我變壓器在運行中，由于內(nèi)部故障，有時候我們無法及時辨別和采取措施，容易引起一些事故，們無法及時辨別和采取措施，容易引起一些事故，采取瓦斯繼電器保護后，一定程度上避免了類似采取瓦斯繼電器保護后，一定程度上避

4、免了類似事件的發(fā)生。事件的發(fā)生。6 瓦斯保護是變壓器內(nèi)部故障的主保護瓦斯保護是變壓器內(nèi)部故障的主保護，對變，對變壓器匝間和層間短路、鐵芯故障、套管內(nèi)部故障、壓器匝間和層間短路、鐵芯故障、套管內(nèi)部故障、繞組內(nèi)部斷線及絕緣劣化和油面下降等故障均能繞組內(nèi)部斷線及絕緣劣化和油面下降等故障均能靈敏動作。靈敏動作。 當油浸式變壓器的內(nèi)部發(fā)生故障時，由于電當油浸式變壓器的內(nèi)部發(fā)生故障時，由于電弧將使絕緣材料分解并產(chǎn)生大量的氣體，從油箱弧將使絕緣材料分解并產(chǎn)生大量的氣體，從油箱向油枕流動，其強烈程度隨故障的嚴重程度不同向油枕流動，其強烈程度隨故障的嚴重程度不同而不同，反應這種氣流與油流而動作的保護稱為而不同，

5、反應這種氣流與油流而動作的保護稱為瓦斯保護，也叫氣體保護瓦斯保護，也叫氣體保護。76.2.1變壓器縱差動保護基本原理變壓器縱差動保護基本原理 電流縱差動保護不但能夠正確區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障，而電流縱差動保護不但能夠正確區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障，而且不需要其他元件配合，就可以無延時的切除區(qū)內(nèi)各種且不需要其他元件配合，就可以無延時的切除區(qū)內(nèi)各種故障，具有獨特的優(yōu)點，因而被廣泛地用作變壓器的主故障，具有獨特的優(yōu)點，因而被廣泛地用作變壓器的主保護。保護。86.2.1變壓器縱差動保護基本原理變壓器縱差動保護基本原理 12I I、 分別為變壓器一次側(cè)和二次側(cè)電流，參考方向為母線指向變壓器。121212KDrrsetIII

6、IIIIII、 為相應電流互感器二次電流流入差動繼電器的差動電流為縱差動保護的動作判據(jù)為96.2.1變壓器縱差動保護基本原理變壓器縱差動保護基本原理1221211211221,(1)TrTATATTATrTATATAUUIIInnn IInnIInnn設變壓器變壓比為 n則變形為106.2.1變壓器縱差動保護基本原理變壓器縱差動保護基本原理121122121122(1)TTATrTATATATATTATrTAn IInnIInnnnnnn IIIn若選擇變壓器的變比，滿足關系式則上式可變?yōu)?16.2.1變壓器縱差動保護基本原理變壓器縱差動保護基本原理122TrTAn IIIn忽略變壓器的損耗，

7、正常運行和區(qū)外故障時一次電流的關系為：120Tn II正常運行和變壓器外部故障時，差動電流為零，保護不會動作；126.2.1變壓器縱差動保護基本原理變壓器縱差動保護基本原理122TrTAn IIIn忽略變壓器的損耗，正常運行和區(qū)外故障時一次電流的關系為：120Tn II變壓器內(nèi)部故障時，變壓器內(nèi)部多了一個故障支路，流入差動繼電器的差動電流等于故障點電流，只要故障點電流大于差動繼電器動作電路，差動保護就能迅速動作。136.2.1變壓器縱差動保護基本原理變壓器縱差動保護基本原理實際電力系統(tǒng)都是三相變壓器，并且通常采用Yd11的接線方式，這樣的接線方式造成了變壓器一、二次側(cè)電流的不對應。A,30dA

8、dadbdAdaIIIII例如： 相正常運行時，由于 超前14 如果此時，仍采用上述對單相變壓器的差動繼電器接如果此時，仍采用上述對單相變壓器的差動繼電器接線方式，將一、二次側(cè)電流直接引入差動保護，則會在繼線方式，將一、二次側(cè)電流直接引入差動保護，則會在繼電器中產(chǎn)生很大的差動電流。電器中產(chǎn)生很大的差動電流。 可以通過改變縱差動保護的接線方式消除這個電流可以通過改變縱差動保護的接線方式消除這個電流，就是將引入差動繼電器的星形側(cè)電流也采用兩相電流差即就是將引入差動繼電器的星形側(cè)電流也采用兩相電流差即可。可。6.2.1變壓器縱差動保護基本原理變壓器縱差動保護基本原理156.2.1變壓器縱差動保護基本

9、原理變壓器縱差動保護基本原理.()()()A rYAYBdAB rYBYCdBC rYCYAdCIIIIIIIIIIIIA.C.rB rrIII、分別為流入三個差動繼電器的差動電流這樣，就可以消除兩側(cè)電流不對應的問題。16 由于星形側(cè)采用了兩相電流差，該側(cè)流入差動繼電器由于星形側(cè)采用了兩相電流差，該側(cè)流入差動繼電器的電流增加了的電流增加了 倍，為了保證正常運行及外部故障時差倍，為了保證正常運行及外部故障時差動回路沒有電流，該側(cè)電流互感器的變比也要相應地增大動回路沒有電流，該側(cè)電流互感器的變比也要相應地增大 倍，即兩側(cè)電流互感器變比應滿足：倍，即兩側(cè)電流互感器變比應滿足：6.2.1變壓器縱差動保

10、護基本原理變壓器縱差動保護基本原理33213TATTAnnn17 變壓器縱差動保護中，變壓器兩側(cè)采用不同的接線方變壓器縱差動保護中，變壓器兩側(cè)采用不同的接線方式：三角形側(cè)直接將各相電流接入差動繼電器，星形側(cè)將式：三角形側(cè)直接將各相電流接入差動繼電器，星形側(cè)將兩相電流差接入差動繼電器內(nèi)。兩相電流差接入差動繼電器內(nèi)。 對于對于模擬式的差動保護模擬式的差動保護一般采用上述接線方式，對于一般采用上述接線方式，對于數(shù)字式的差動保護數(shù)字式的差動保護，一般仍將星形側(cè)的三相電流直接接入，一般仍將星形側(cè)的三相電流直接接入保護裝置，計算機軟件完成差動電流的計算，以簡化接線。保護裝置，計算機軟件完成差動電流的計算，

11、以簡化接線。6.2.1變壓器縱差動保護基本原理變壓器縱差動保護基本原理18 電力系統(tǒng)中常常采用三繞組變壓器，其縱差動保護原電力系統(tǒng)中常常采用三繞組變壓器，其縱差動保護原理和雙繞組變壓器是一樣的。理和雙繞組變壓器是一樣的。6.2.1變壓器縱差動保護基本原理變壓器縱差動保護基本原理19三繞組變壓器縱差動保護接線單相示意圖32323TATTAnnn31313TATTAnnn13123230TTnInII1.1.電流互感器的計算變比與實際變比不同電流互感器的計算變比與實際變比不同 變壓器的變比、電流互感器的變比都是根據(jù)產(chǎn)品目錄來選變壓器的變比、電流互感器的變比都是根據(jù)產(chǎn)品目錄來選擇的標準變比，很難滿足

12、擇的標準變比，很難滿足6.2.2變壓器差動保護的不平衡電流及解決措施克服措施：對不平衡電流進行補償數(shù)字式保護電磁式保護中間變流器平衡線圈整定202.2.由變壓器帶負荷調(diào)整分接頭產(chǎn)生的不平衡電流由變壓器帶負荷調(diào)整分接頭產(chǎn)生的不平衡電流3.3.兩側(cè)兩側(cè)電流互感器傳變誤差產(chǎn)生的不平衡電流電流互感器傳變誤差產(chǎn)生的不平衡電流帶負荷調(diào)壓分接頭變壓器在運行中常常需要改變分接頭來帶負荷調(diào)壓分接頭變壓器在運行中常常需要改變分接頭來調(diào)電壓，這樣就改變了調(diào)電壓，這樣就改變了nT，出現(xiàn)不平衡差流。，出現(xiàn)不平衡差流?？朔胧? 整定時增大動作電流門檻值。變壓器兩側(cè)電流互感器的型號不同，磁化特性差別較大。變壓器兩側(cè)電流互

13、感器的型號不同，磁化特性差別較大。克服措施: 盡量選擇特性相同的互感器，并滿足10誤差曲線， 整定時增大動作電流門檻值； 增大電流互感器變比； 減小互感器二次負載， 1 1）穩(wěn)態(tài)不平衡電流）穩(wěn)態(tài)不平衡電流21外部故障時，短路電流中還含有非周期暫態(tài)分量，外部故障時，短路電流中還含有非周期暫態(tài)分量，導致不平衡電流的瞬時值較短路穩(wěn)態(tài)情況下大。導致不平衡電流的瞬時值較短路穩(wěn)態(tài)情況下大。克服措施: 速飽和中間變流器。 2 2）暫態(tài)不平衡電流）暫態(tài)不平衡電流外部短路時：暫態(tài)過程中BLH二次側(cè)感應出的電流很小,保護不易動作。內(nèi)部短路時：暫態(tài)過程中保護也不易動作。只有等暫態(tài)非周期分量消失后，保護才能正常動作。

14、延長了故障切除時間。應用：只宜于在中小容量的主設備上使用。應用：只宜于在中小容量的主設備上使用。224.4.變壓器勵磁涌流產(chǎn)生的不平衡電流變壓器勵磁涌流產(chǎn)生的不平衡電流勵磁涌流：當變壓器空載投入或外部故障切除后電壓恢復勵磁涌流：當變壓器空載投入或外部故障切除后電壓恢復時，可能出現(xiàn)很大的勵磁電流（數(shù)值可達額定電流的時，可能出現(xiàn)很大的勵磁電流（數(shù)值可達額定電流的6 68 8倍）倍）, ,造成的不平衡電流很大。造成的不平衡電流很大。保護可能誤動保護可能誤動。產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因: : 鐵芯中的磁通不能突變。鐵芯中的磁通不能突變。 231 1、數(shù)值很大，含有很大的非周期分量。數(shù)值很大，含有很大的非周期分量

15、。2 2、含有很大的二次諧波分量，一般大于基波分量的含有很大的二次諧波分量，一般大于基波分量的20%。3 3、勵磁涌流的波形中有間斷，間斷角度勵磁涌流的波形中有間斷，間斷角度 一般大于一般大于60。勵磁涌流閉鎖。勵磁涌流的特征：勵磁涌流的特征：克服措施: 1） 采用具有速飽和中間變流器采用具有速飽和中間變流器2） 二次諧波制動二次諧波制動3）間斷角鑒別）間斷角鑒別246.2.3變壓器縱差動保護的整定計算原則變壓器縱差動保護的整定計算原則 原則之一：原則之一：按躲過外部短路故障時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算.max.max(0.1)u

16、nbzanpstkIfUK KI 256.2.3變壓器縱差動保護的整定計算原則變壓器縱差動保護的整定計算原則 原則之一：原則之一：按躲過外部短路故障時的最大不平衡電流整定 .max.max.max(0.1)1.52unbzanpstkkzastnpIfUKKIIfUKK 外部短時故障的最大短路電流；由于電流互感器計算變化和實際變比不一致引起的相對誤差；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；電流互感器同型系數(shù)，取1；非周期分量，取266.2.3變壓器縱差動保護的整定計算原則變壓器縱差動保護的整定計算原則 原則之二：原則之二：按躲過變壓器最大勵磁涌流整定可靠系數(shù)取1.3-1.5

17、； 若保護具有勵磁涌流識別閉鎖差動保護功能，則不必考慮這一整定原則NrelsetIKKI4-8NKI勵磁涌流的最大倍數(shù)，一般?。蛔儔浩黝~定電流；276.2.3變壓器縱差動保護的整定計算原則變壓器縱差動保護的整定計算原則 原則之三：原則之三：按躲過電流互感器二次回路斷線引起的差電流可靠系數(shù)取1.3； 變壓器最大負荷電流，在最大負荷電流不確定時，可取變壓器的額定電流。max.LrelsetIKImax.LI28變壓器某側(cè)電流互感器二次側(cè)回路斷線時，另一側(cè)電流互感器二次側(cè)電流全部流入差動繼電器中，要引起保護的誤動。6.2.3變壓器縱差動保護的整定計算原則變壓器縱差動保護的整定計算原則 靈敏度校驗靈敏

18、度校驗minkRsensetIKI 為各種運行方式下變壓器保護區(qū)內(nèi)部故障時，流經(jīng)差動繼電器的最小差動電流 minkRI靈敏系數(shù)一般不應低于2 動作時間：動作時間：由于差動保護不存在于其他保護的配合問題，可以獨立判別區(qū)內(nèi)和區(qū)外故障，故而動作時間為029思考1：變壓器可能發(fā)生哪些故障和不正常運行狀態(tài)？它們與線路相比有何異同？ 30思考1：變壓器可能發(fā)生哪些故障和不正常運行狀態(tài)？它們與線路相比有何異同？ 變壓器故障可以分為油箱外和油箱內(nèi)兩種故障，油箱外得故障主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路和接地短路。油箱內(nèi)的故障包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵芯的燒損等。 變壓器的不正常運行狀態(tài)主要有變

19、壓器外部短路引起的過電流、負荷長時間超過額定容量引起的過負荷、風扇故障或漏油等原因引起的冷卻能力下降等。此外，對于中性點不接地運行的星形接線變壓器，外部接地短路時有可能造成變壓器中性點過電壓，威脅變壓的絕緣；大容量變壓器在過電壓或低頻率等異常工況下會使變壓器過勵磁，引起鐵芯和其他金屬構件的過熱。 油箱外故障與線路的故障基本相同，都包括單相接地故障、兩相接地故障、兩相不接地故障和三相故障幾種形式，故障時也都會出現(xiàn)電壓降低、電流增大等現(xiàn)象。油箱內(nèi)故障要比線路故障復雜，除了包括相間故障和接地故障外，還包括匝間故障、鐵芯故障等，電氣量變化的特點也較為復雜。31 思考2：變壓器差動保護中的不平衡電流和差

20、動電流在概念上有何區(qū)別和聯(lián)系？ 32 思考2：變壓器差動保護中的不平衡電流和差動電流在概念上有何區(qū)別和聯(lián)系？ 差動電流指被保護設備內(nèi)部故障時，構成差動保護的各電流互感器的二次電流之和（各電流互感器的參考方向均指向被保護設備時）。不平衡電流指在正常及外部故障情況下，由于測量誤差或者變壓器結構、參數(shù)引起的流過差動回路電流。33 （一）變壓器外部故障時不平衡電流和故障電流的關系（一）變壓器外部故障時不平衡電流和故障電流的關系理論分析結果（不考慮涌流影響）實測的不平衡電流.max.max(0.1)unbzanpstkIfUK KI 34 （一）變壓器外部故障時不平衡電流和故障電流的關系（一）變壓器外部

21、故障時不平衡電流和故障電流的關系 如果按照躲過最大不平衡電流整定，則動作定值要高于圖中a點的不平衡電流，造成差動保護對區(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)整動作門檻，只需要動作曲線位于不平衡電流曲線上方即可。35 （二）具有制動特性的差動繼電器（二）具有制動特性的差動繼電器min.min,(),setresres gset Rresres gsetresres gIIIIK IIIII36 （二）具有制動特性的差動繼電器整定（二）具有制動特性的差動繼電器整定min.min,(),setresres gset Rresres gsetresres gIIIIK IIIII(0.6

22、1.1)res gNIImin(0.2 0.5)setNII制動系數(shù)K取0.4-137 （三）具有制動特性的差動繼電器區(qū)內(nèi)故障動作行為分析（三）具有制動特性的差動繼電器區(qū)內(nèi)故障動作行為分析情形之一：兩端電源情況，假設取一側(cè)故障電流作為制動情形之一：兩端電源情況，假設取一側(cè)故障電流作為制動電流電流假設兩端提供的故障電流相同假設兩端提供的故障電流相同122RresIIII對應圖中曲線1，實際啟動電流為minsetI38 （三）具有制動特性的差動繼電器區(qū)內(nèi)故障動作行為分析（三）具有制動特性的差動繼電器區(qū)內(nèi)故障動作行為分析情形之二：一端電源情況，假設取負荷側(cè)電流作為制動電流情形之二：一端電源情況，假設

23、取負荷側(cè)電流作為制動電流無制動，實際啟動電流為minsetI0resI39 （三）具有制動特性的差動繼電器區(qū)內(nèi)故障動作行為分析（三）具有制動特性的差動繼電器區(qū)內(nèi)故障動作行為分析情形之三：一端電源情況，假設取電源側(cè)電流作為制動電流情形之三：一端電源情況，假設取電源側(cè)電流作為制動電流差動電流和故障電流關系對應圖中曲線2，實際啟動電流為minsetI1rresIII40 （三）具有制動特性的差動繼電器區(qū)內(nèi)故障動作行為分析（三）具有制動特性的差動繼電器區(qū)內(nèi)故障動作行為分析情形之四：重負荷情況下內(nèi)部弱故障，假設取電源側(cè)電流作情形之四：重負荷情況下內(nèi)部弱故障，假設取電源側(cè)電流作為制動電流為制動電流差動電流

24、不變，負荷電流的存在使得制動電流有所增大，動作特性對應圖中曲線2，實際啟動電流率大于minsetI41 （三）具有制動特性的差動繼電器區(qū)內(nèi)故障動作行為分析（三）具有制動特性的差動繼電器區(qū)內(nèi)故障動作行為分析小結：小結： 采用制動特性后差動保護內(nèi)部故障的實際啟動電流近似采用制動特性后差動保護內(nèi)部故障的實際啟動電流近似為為 ， 遠小于最大不平衡電流，所以制動特性大大遠小于最大不平衡電流，所以制動特性大大提高了差動保護內(nèi)部故障的靈敏度提高了差動保護內(nèi)部故障的靈敏度 制動電流應采用負荷側(cè)或弱電源側(cè)的電流制動電流應采用負荷側(cè)或弱電源側(cè)的電流42minsetI （四）制動電流的選取（四）制動電流的選取選取原

25、則：選取原則： 外部故障時制動電流應近似等于穿越的故障電流外部故障時制動電流應近似等于穿越的故障電流 內(nèi)部故障時制動電流應盡可能的小，有利于提高內(nèi)部故內(nèi)部故障時制動電流應盡可能的小，有利于提高內(nèi)部故障的靈敏度障的靈敏度43 （四）制動電流的選取（四）制動電流的選取工程上常用的制動電流選取方法工程上常用的制動電流選取方法 平均電流制動平均電流制動 復式制動復式制動 標積制動標積制動122resIII122resIIIcos(180)0cos(180)cos(180)00mnmnmnresmnIII44 （四）制動電流的選?。ㄋ模┲苿与娏鞯倪x取對于繞組變壓器，工程上常用的制動電流選取方法對于繞組變

26、壓器，工程上常用的制動電流選取方法 最大側(cè)電流制動最大側(cè)電流制動 復式制動復式制動,max321IIIIres2,2,2max213312321IIIIIIIIIIres456.3.1變壓器的勵磁涌流變壓器的勵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電壓和磁通之間關系式為變壓器繞組感應電壓和磁通之間關系式為空載合閘時，加在變壓器的電壓為空載合閘時，加在變壓器的電壓為解得鐵芯中磁通的表達式為解得鐵芯中磁通的表達式為dudtsin()muUt(0)cos()mt 46cos()mmmUt（0）其中，為穩(wěn)態(tài)分量，為自由分量6.3.1變壓器的勵磁涌流變壓器的勵磁涌流 由于鐵芯中的磁通不能突

27、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，有作用時，有 由此可得由此可得 其中其中 為合閘時刻鐵芯中的剩磁，其大小與變壓器原為合閘時刻鐵芯中的剩磁，其大小與變壓器原先切除時刻有關。先切除時刻有關。 rm)0(coscos)0(mrr476.3.1變壓器的勵磁涌流變壓器的勵磁涌流空載合閘時鐵芯中磁通的變化曲線空載合閘時鐵芯中磁通的變化曲線48(0)satcos()cos()cos( ),0=2,=1.151.4mmmrmrttt 當時， 最大造成變壓器嚴重飽和，波形圖如上圖所示其中，為變壓器的飽和磁通6.3.1變壓器的勵磁涌流變壓器的勵磁涌流 空載合閘時鐵

28、芯中磁通的變化曲線 空載合閘時鐵芯磁通變化曲線的直流分量與合閘時刻及剩磁大小和方向有關 合閘初相角為零時，直流分量最大，此時鐵芯中磁通的峰值可達到 2mr 496.3.1變壓器的勵磁涌流變壓器的勵磁涌流 變壓器鐵芯磁化曲線如下變壓器鐵芯磁化曲線如下 變壓器設計時，其工作磁通接近于其飽和磁通，正常工作時，變壓器工作于線性區(qū)，勵磁電流很小 空載合閘時的鐵心磁通將遠大于其飽和磁通，從而使得勵磁電流很大506.3.1變壓器的勵磁涌流變壓器的勵磁涌流 變壓器勵磁涌流時電流波形如下變壓器勵磁涌流時電流波形如下 在變壓器空載合閘時，涌流是否產(chǎn)生以及涌流的大小與合閘角有關，合閘角為0和時勵磁涌流最大。 波形完

29、全偏離時間軸的一側(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。516.3.2 三相變壓器的勵磁涌流特點三相變壓器的勵磁涌流特點 526.3.2 三相變壓器的勵磁涌流特點三相變壓器的勵磁涌流特點 由于三相電壓之間有120 的相位差，因而三相勵磁涌流不會相同，任何情況下空載投入變壓器，至少在兩相中至少在兩相中要出現(xiàn)不同程度的勵磁涌流。要出現(xiàn)不同程度的勵磁涌流。 某相勵磁涌流可能不再偏離時間軸的一側(cè)，變成了對稱對稱性涌流。性涌流。其它兩相仍為偏離時間軸一側(cè)的非對稱性涌流。對稱性涌

30、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。 勵磁涌流的波形仍然是間斷的勵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。但對稱性涌流有另外一個特點：勵磁涌流的正向最大值與反向最大值之間的相位相差120，這個相位差稱為波寬，顯然穩(wěn)態(tài)故障電流的波寬為180536.3.3防止勵磁涌流引起誤動的方法防止勵磁涌流引起誤動的方法 采用速飽和中間變流器（逐漸淘汰）采用速飽和中間變流器（逐漸淘汰） 二次諧波制動的方法二次諧波制動的方法 間斷角鑒別的方法間斷角鑒別的方法 546.

31、3.3防止勵磁涌流引起誤動的方法防止勵磁涌流引起誤動的方法 二次諧波制動的方法二次諧波制動的方法 二次諧波制動方法是根據(jù)勵磁涌流中含有大量二次諧二次諧波制動方法是根據(jù)勵磁涌流中含有大量二次諧波分量的特點，當檢測到差點流中二次諧波含量大于整定波分量的特點，當檢測到差點流中二次諧波含量大于整定值時就將差動繼電器鎖閉，以防止勵磁涌流引起誤動。采值時就將差動繼電器鎖閉，以防止勵磁涌流引起誤動。采用這種方法的保護稱為用這種方法的保護稱為二次諧波制動的差動保護。二次諧波制動的差動保護。動作判據(jù)：動作判據(jù)： 5522 1122215% 20%IK IIIKK、 分別為差動電流中的基波分量和二次諧波分量為二次

32、諧波制動比，按躲過各種勵磁涌流下最小的二次諧波整定范圍為 6.3.3防止勵磁涌流引起誤動的方法防止勵磁涌流引起誤動的方法 通過前述分析，三相勵磁涌流中至少一相勵磁涌流二次諧通過前述分析，三相勵磁涌流中至少一相勵磁涌流二次諧波含量較高，近年來廣泛采用的是波含量較高，近年來廣泛采用的是“三相或門制動三相或門制動”方案，方案，即三相差動電流中只要有一相的二次諧波含量超過制動比即三相差動電流中只要有一相的二次諧波含量超過制動比K2，就將三相差動繼電器全部閉鎖。，就將三相差動繼電器全部閉鎖。 562215%20%KK 仍然按照整定6.3.3防止勵磁涌流引起誤動的方法防止勵磁涌流引起誤動的方法 但是，變壓

33、器內(nèi)部故障時，測量電流中的暫態(tài)分量也但是，變壓器內(nèi)部故障時，測量電流中的暫態(tài)分量也可能存在二次諧波，若二次諧波含量超過可能存在二次諧波，若二次諧波含量超過K2，差動保護，差動保護也將被閉鎖，一直等到暫態(tài)分量衰減后才能動作。也將被閉鎖，一直等到暫態(tài)分量衰減后才能動作。 為加快內(nèi)部嚴重故障時縱差動保護的動作速度，往往為加快內(nèi)部嚴重故障時縱差動保護的動作速度，往往再增加一組不帶二次諧波制動的差動繼電器，稱為差動電再增加一組不帶二次諧波制動的差動繼電器，稱為差動電流速斷保護。差動電流速斷保護按照躲過最大勵磁涌流整流速斷保護。差動電流速斷保護按照躲過最大勵磁涌流整定。定。 57可靠系數(shù)取1.3-1.5；

34、 NrelsetIKKI4-8NKI勵磁涌流的最大倍數(shù)，一般??；變壓器額定電流；6.3.3防止勵磁涌流引起誤動的方法防止勵磁涌流引起誤動的方法 58 二次諧波制動差動保護總體邏輯框圖6.3.3防止勵磁涌流引起誤動的方法防止勵磁涌流引起誤動的方法 間斷角鑒別方法間斷角鑒別方法 由前述對勵磁涌流分析可知，勵磁涌流的波形中會出由前述對勵磁涌流分析可知，勵磁涌流的波形中會出現(xiàn)間斷角，而變壓器內(nèi)部故障時流入差動繼電器的穩(wěn)態(tài)差現(xiàn)間斷角，而變壓器內(nèi)部故障時流入差動繼電器的穩(wěn)態(tài)差點流是正弦波，不會出現(xiàn)間斷角。間斷角鑒別方法就是利點流是正弦波，不會出現(xiàn)間斷角。間斷角鑒別方法就是利用這個特征鑒別勵磁涌流和故障電流

35、，即通過檢測差動電用這個特征鑒別勵磁涌流和故障電流，即通過檢測差動電流是否存在間斷角，流是否存在間斷角，當間斷角大于整定值時將差動保護閉當間斷角大于整定值時將差動保護閉鎖。鎖。59 變壓器后備保護的作用變壓器后備保護的作用 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）的后備保護作為相鄰元件（母線和線路）的后備保護 作為變壓器內(nèi)部故障的時差動保護等主保護的后備作為變壓器內(nèi)部故障的時差動保護等主保護的后備60 常用的后備保護方式：常用的后備保護方式： 過電流保護過電流保護 低電壓啟動的過電流保護低電壓啟動的過電流保護 復合電壓啟動過電流保護復合電壓啟動過

36、電流保護負序過電流保護、阻抗保護負序過電流保護、阻抗保護616.4.1 過電流保護過電流保護 變壓器過電流保護原理與線路定時限過電流保護相同。變壓器過電流保護原理與線路定時限過電流保護相同。保護動作后，跳開變壓器兩側(cè)的斷路器。保護動作后，跳開變壓器兩側(cè)的斷路器。62 6.4.1 過電流保護過電流保護整定原則：整定原則：躲開變壓器可能出現(xiàn)的最大負荷電流躲開變壓器可能出現(xiàn)的最大負荷電流.maxrelsetLreKIIKrelK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0.85-0.9563.maxLI變壓器可能出現(xiàn)的最大負荷電流變壓器可能出現(xiàn)的最大負荷電流 6.4.1 過電流保護

37、過電流保護最大負荷電流最大負荷電流 的確定考慮以下因素的確定考慮以下因素.maxLIn 對并列運行的變壓器，應考慮切除一臺變壓器后，其對并列運行的變壓器，應考慮切除一臺變壓器后，其他變壓器由于負荷轉(zhuǎn)移出現(xiàn)的過負荷他變壓器由于負荷轉(zhuǎn)移出現(xiàn)的過負荷 .max1LnnIInn 對降壓變壓器，還應考慮電動機自啟動時的最大電流對降壓變壓器，還應考慮電動機自啟動時的最大電流.max.maxLss LIK I動作時間和靈敏度的校驗同線路過電流保護動作時間和靈敏度的校驗同線路過電流保護 64 6.4.2 低電壓啟動過電流保護低電壓啟動過電流保護 按躲過最大負荷電流原則整定的過電流保護啟動電流按躲過最大負荷電流

38、原則整定的過電流保護啟動電流較大，靈敏度低。為提高其靈敏度，可以采用低電壓啟較大，靈敏度低。為提高其靈敏度，可以采用低電壓啟動的過電流保護。動的過電流保護。65 6.4.2低電壓啟動過電流保護低電壓啟動過電流保護66電流元件和電壓元件同時動作后，啟動時電流元件和電壓元件同時動作后，啟動時間繼電器，經(jīng)過預定時間后跳閘。間繼電器，經(jīng)過預定時間后跳閘。低電壓啟動的過電流保護原理接線圖 6.4.2 低電壓啟動過電流保護低電壓啟動過電流保護 過電流元件整定：只需躲過正常負荷電流即可過電流元件整定：只需躲過正常負荷電流即可relsetNreKIIK67 6.4.2 低電壓啟動過電流保護低電壓啟動過電流保護

39、 低電壓元件整定：低電壓元件整定： 按躲過正常運行時可能出現(xiàn)的最低工作電壓整定按躲過正常運行時可能出現(xiàn)的最低工作電壓整定 按躲過電動機自啟動時的電壓整定按躲過電動機自啟動時的電壓整定 低壓側(cè)互感器供電低壓側(cè)互感器供電 高壓側(cè)互感器供電高壓側(cè)互感器供電 (0.50.6)setNUU68.minLsetrelreUUK K0.7setNUU 6.4.2 低電壓啟動過電流保護低電壓啟動過電流保護 電流元件靈敏度校驗同線路過電流保護電流元件靈敏度校驗同線路過電流保護 電壓元件靈敏度校驗按下式計算電壓元件靈敏度校驗按下式計算.min1.25setsenkUKU其中：其中： 靈敏度校驗點發(fā)生三相金屬性短路時，靈敏度校驗點發(fā)生三相金屬性短路時，保護安裝處感受到的最大殘壓。保護安裝處感受到的最大殘壓。動作時間的整定同輸電線路過電流保護動作時間的整定同輸電線路過電流保護 .minkU69 6.4.3復合電壓啟動過電流保護復合電壓啟動過電流保護 為提高不對稱故障時，過電流保護靈敏度，系統(tǒng)中通常為提高不對稱故障時