繼保課件 第六章 變壓器繼電保護(hù)

1、q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，它的故障將對(duì)供電的可靠性和系統(tǒng)的件，它的故障將對(duì)供電的可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的影響，同時(shí)大容量的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的影響，同時(shí)大容量的變壓器也是十分貴重的元件，因此需要根變壓器也是十分貴重的元件，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。 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、接地短路、匝間繞組的相間、接地短路、匝間短路、鐵心燒損等短路、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

2、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(xiǎn)，高溫（油箱內(nèi)部故障非常危險(xiǎn)，高溫電弧不僅會(huì)燒毀繞組和鐵芯，還會(huì)使變壓器油電弧不僅會(huì)燒毀繞組和鐵芯，還會(huì)使變壓器油絕緣分解產(chǎn)生大量氣體，引起變壓器油箱爆炸絕緣分解產(chǎn)生大量氣體，引起變壓器油箱爆炸的嚴(yán)重后果）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2.變壓器不正常運(yùn)行狀態(tài)主要包括：變壓器不正常運(yùn)行狀態(tài)主要包括： 1)1) 由于變壓器外部相間短路引起的過(guò)電流由于變壓器外部相間短路引起的過(guò)電流（相間（相間短路短路過(guò)電流）過(guò)電流） 2)2) 由于變壓器外部接地短路引起的過(guò)電流和中性點(diǎn)由于變壓器外部接地短路引

3、起的過(guò)電流和中性點(diǎn)過(guò)電壓過(guò)電壓（接地短路（接地短路過(guò)電流、中性點(diǎn)過(guò)電壓）過(guò)電流、中性點(diǎn)過(guò)電壓） 3)3) 由于負(fù)荷超過(guò)額定容量引起的過(guò)負(fù)荷由于負(fù)荷超過(guò)額定容量引起的過(guò)負(fù)荷（過(guò)負(fù)荷）（過(guò)負(fù)荷） 4)4) 由于漏油等原因而引起的油面降低由于漏油等原因而引起的油面降低（油面降低）（油面降低） 5)5) 在過(guò)電壓或低頻率等異常運(yùn)行方式下，發(fā)生變壓在過(guò)電壓或低頻率等異常運(yùn)行方式下，發(fā)生變壓器的過(guò)勵(lì)磁器的過(guò)勵(lì)磁（過(guò)勵(lì)磁）（過(guò)勵(lì)磁） 變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)會(huì)使繞組和鐵芯變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)會(huì)使繞組和鐵芯過(guò)熱。此外，對(duì)于中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的星過(guò)熱。此外，對(duì)于中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的星形接線方式變壓器，外部接地短路時(shí)

4、有可形接線方式變壓器，外部接地短路時(shí)有可能造成變壓器中性點(diǎn)過(guò)電壓，威脅變壓器能造成變壓器中性點(diǎn)過(guò)電壓，威脅變壓器的絕緣；大容量變壓器在過(guò)電壓或低頻率的絕緣；大容量變壓器在過(guò)電壓或低頻率等異常運(yùn)行方式下會(huì)發(fā)生變壓器的過(guò)勵(lì)磁，等異常運(yùn)行方式下會(huì)發(fā)生變壓器的過(guò)勵(lì)磁，引起鐵芯和其它金屬構(gòu)件的過(guò)熱。變壓器引起鐵芯和其它金屬構(gòu)件的過(guò)熱。變壓器不正常運(yùn)行時(shí)，繼電保護(hù)應(yīng)根據(jù)其嚴(yán)重程不正常運(yùn)行時(shí)，繼電保護(hù)應(yīng)根據(jù)其嚴(yán)重程度，發(fā)出告警信號(hào)，使運(yùn)行人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)度，發(fā)出告警信號(hào)，使運(yùn)行人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的措施，以確保變壓器的安全。并采取相應(yīng)的措施，以確保變壓器的安全。 3.保護(hù)方式保護(hù)方式 1)1)瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)

5、 q特點(diǎn)：特點(diǎn)：動(dòng)作迅速，靈敏性高，安裝接線簡(jiǎn)單。反動(dòng)作迅速，靈敏性高，安裝接線簡(jiǎn)單。反應(yīng)油箱內(nèi)的各種故障，不反應(yīng)油箱外部的故障。應(yīng)油箱內(nèi)的各種故障，不反應(yīng)油箱外部的故障。 q對(duì)變壓器油箱內(nèi)的各種故障、應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，對(duì)變壓器油箱內(nèi)的各種故障、應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動(dòng)作。其它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動(dòng)作。其中輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳開(kāi)中輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳開(kāi)變壓器各電源側(cè)的斷路器。變壓器各電源側(cè)的斷路器。 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

6、器。及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器。 2)2)縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù) q特點(diǎn)：特點(diǎn)：反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)外故障反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)外故障 對(duì)變壓器繞組、套管及引出線上的故障，應(yīng)裝設(shè)差對(duì)變壓器繞組、套管及引出線上的故障，應(yīng)裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)。動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)。 縱差動(dòng)保護(hù)范圍：縱差動(dòng)保護(hù)范圍：63006300kVAkVA以上并列運(yùn)行的變壓器；以上并列運(yùn)行的變壓器；1000010000kVAkVA以上單獨(dú)運(yùn)行的變壓器；容量為以上單獨(dú)運(yùn)行的變壓器；容量為63006300kVAkVA以以上的發(fā)電廠廠用變壓器和工業(yè)企業(yè)中的重要變壓器。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

7、。 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，且以下的變壓器，且其過(guò)電流保護(hù)的時(shí)限大于其過(guò)電流保護(hù)的時(shí)限大于0.50.5s s時(shí)。時(shí)。 縱差動(dòng)保護(hù)和電流速斷動(dòng)作后，均應(yīng)跳開(kāi)變壓器各縱差動(dòng)保護(hù)和電流速斷動(dòng)作后，均應(yīng)跳開(kāi)變壓器各電源側(cè)的斷路器。電源側(cè)的斷路器。 3)3)外部相間短路時(shí)，應(yīng)采用的保護(hù)外部相間短路時(shí)，應(yīng)采用的保護(hù) q對(duì)于外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流，對(duì)于外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流，應(yīng)采用下列保護(hù)：應(yīng)采用下列保護(hù)： a a、過(guò)電流保護(hù)：過(guò)電流保護(hù)：用于降壓變壓器，保護(hù)的整定值考用于降壓變壓器，保護(hù)的整定值考慮在事故狀態(tài)下可能出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷電

8、流慮在事故狀態(tài)下可能出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷電流 b b、復(fù)合電壓（負(fù)序電壓和線電壓）起動(dòng)的過(guò)電流保復(fù)合電壓（負(fù)序電壓和線電壓）起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)：護(hù)：用于升壓變壓器及過(guò)電流保護(hù)靈敏性不滿足要用于升壓變壓器及過(guò)電流保護(hù)靈敏性不滿足要求的降壓變壓器上求的降壓變壓器上 c c、負(fù)序電流及單相式低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)：負(fù)序電流及單相式低電壓起動(dòng)的過(guò)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(duì)升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器當(dāng)采對(duì)升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器當(dāng)采用用b b、c c的保護(hù)不能滿足靈敏性和選擇性要求時(shí)，采用的保護(hù)不能滿足靈敏性和選擇性要求時(shí)，

9、采用阻抗保護(hù)。阻抗保護(hù)。 4)4)外部接地短路時(shí)，應(yīng)采用的保護(hù)外部接地短路時(shí)，應(yīng)采用的保護(hù) a、中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)內(nèi)，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)內(nèi)，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù) b、自耦變壓器和高、中壓側(cè)中性點(diǎn)都直接接地的三自耦變壓器和高、中壓側(cè)中性點(diǎn)都直接接地的三繞組變壓器，當(dāng)有選擇性要求時(shí)，應(yīng)增設(shè)零序方向元繞組變壓器，當(dāng)有選擇性要求時(shí)，應(yīng)增設(shè)零序方向元件件 。5)5)過(guò)負(fù)荷保護(hù)過(guò)負(fù)荷保護(hù) 對(duì)對(duì)400kVA以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單獨(dú)以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行并作為其它負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過(guò)運(yùn)行并作為其它負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過(guò)負(fù)荷的情況，裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。

10、負(fù)荷的情況，裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。 6)6)過(guò)勵(lì)磁保護(hù)過(guò)勵(lì)磁保護(hù) 高壓側(cè)電壓為高壓側(cè)電壓為500kV及以上的變壓器，對(duì)頻率降低和及以上的變壓器，對(duì)頻率降低和電壓升高而引起的變壓器勵(lì)磁電流的升高，應(yīng)裝設(shè)過(guò)電壓升高而引起的變壓器勵(lì)磁電流的升高，應(yīng)裝設(shè)過(guò)勵(lì)磁保護(hù)。勵(lì)磁保護(hù)。（在變壓器過(guò)勵(lì)磁允許的范圍內(nèi)，保護(hù)作（在變壓器過(guò)勵(lì)磁允許的范圍內(nèi)，保護(hù)作 用于信號(hào)，超過(guò)允許值，可動(dòng)作于跳閘）用于信號(hào)，超過(guò)允許值，可動(dòng)作于跳閘） 7)7)其它保護(hù)其它保護(hù) 對(duì)變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障，對(duì)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(hào)或動(dòng)作于跳閘的保護(hù)裝置。應(yīng)裝設(shè)可作用于信號(hào)或動(dòng)作于跳閘的保

11、護(hù)裝置。 對(duì)于容量較小的變壓器，可在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷對(duì)于容量較小的變壓器，可在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。電流速斷保護(hù)與瓦斯保護(hù)配合，以反映變壓器繞保護(hù)。電流速斷保護(hù)與瓦斯保護(hù)配合，以反映變壓器繞組及變壓器電源側(cè)的引出線套管上的各種故障。組及變壓器電源側(cè)的引出線套管上的各種故障。I跳跳跳跳2DL1DLd d2 2d d1 1max1dkdzII 當(dāng)變壓器的電源側(cè)為直接接地系統(tǒng)時(shí)，保護(hù)采用完全星形，若當(dāng)變壓器的電源側(cè)為直接接地系統(tǒng)時(shí)，保護(hù)采用完全星形，若為非直接接地系統(tǒng)時(shí)，則采用兩相不完全星形接線，保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)為非直接接地系統(tǒng)時(shí)，則采用兩相不完全星形接線，保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)兩側(cè)斷路器。兩側(cè)斷路器。 保護(hù)

12、的動(dòng)作電流按以下兩個(gè)條件計(jì)算，然后取其中較大者。保護(hù)的動(dòng)作電流按以下兩個(gè)條件計(jì)算，然后取其中較大者。 （1 1）按大于變壓器負(fù)荷側(cè)母線上）按大于變壓器負(fù)荷側(cè)母線上d d1 1短路時(shí)流過(guò)保護(hù)器的最大電短路時(shí)流過(guò)保護(hù)器的最大電流計(jì)算，即流計(jì)算，即 （2 2）按大于變壓器空載投入時(shí)的勵(lì)磁涌流計(jì)算，通常?。┌创笥谧儔浩骺蛰d投入時(shí)的勵(lì)磁涌流計(jì)算，通常取eBdzII）（53 保護(hù)的靈敏系數(shù)按保護(hù)的靈敏系數(shù)按d d2 2點(diǎn)最小兩相短路電流效驗(yàn)，即點(diǎn)最小兩相短路電流效驗(yàn)，即2)2(min2dzdlmII雙繞組變壓器雙繞組變壓器1. 構(gòu)成變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的基本原則構(gòu)成變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的基本原則 設(shè)變壓器的變比設(shè)

13、變壓器的變比為為: : 忽略變壓器的損忽略變壓器的損耗，正常運(yùn)行和耗，正常運(yùn)行和區(qū)外故障時(shí)有區(qū)外故障時(shí)有: : 12/BnU UBn 1I1I-高壓側(cè)高壓側(cè)低壓側(cè)低壓側(cè)1I 1I 2I 22II 2I 1n2nBnq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，為確?？v差動(dòng)保護(hù)的正常工作，必須適同，為確?？v差動(dòng)保護(hù)的正常工作，必須適當(dāng)選取電流互感器的變比，使得在正常運(yùn)行當(dāng)選取電流互感器的變比，使得在正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，兩個(gè)二次電流相等，即應(yīng)使：和外部故障時(shí)，兩個(gè)二次電流相等，即應(yīng)使： BnIInnnInIII 1112211122或或其中其中 ：高壓側(cè)電流互感器

14、變比高壓側(cè)電流互感器變比1n2nBn：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要實(shí)現(xiàn)變壓器的縱差保護(hù)，必要實(shí)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 BnBnnn 122.變壓器縱差保護(hù)的特點(diǎn)變壓器縱差保護(hù)的特點(diǎn) q變壓器的縱差保護(hù)同樣需要躲開(kāi)流過(guò)差動(dòng)回變壓器的縱差保護(hù)同樣需要躲開(kāi)流過(guò)差動(dòng)回路中的不平衡電流，產(chǎn)生不平衡電流的原因和路中的不平衡電流，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. 由變壓器勵(lì)磁涌流由變壓器勵(lì)磁涌流I ILYLY所產(chǎn)生的

15、不平衡電流所產(chǎn)生的不平衡電流 II.II. 由變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生的不平衡電流由變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生的不平衡電流 III.III.由計(jì)算變比與實(shí)際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流由計(jì)算變比與實(shí)際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流 IV.IV. 由兩側(cè)電流互感器型號(hào)不同而產(chǎn)生的不平衡電流由兩側(cè)電流互感器型號(hào)不同而產(chǎn)生的不平衡電流 V.V. 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 1)1)由變壓器勵(lì)磁涌流由變壓器勵(lì)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(lì)磁電流變壓器的勵(lì)磁電流IL僅流經(jīng)變壓器的僅流經(jīng)變壓器的某一側(cè)，故通

16、過(guò)電流互感器反應(yīng)到差動(dòng)某一側(cè)，故通過(guò)電流互感器反應(yīng)到差動(dòng)回路中不能被平衡掉，正常情況下此電回路中不能被平衡掉，正常情況下此電流 很 小 ， 一 般 不 超 過(guò) 額 定 電 流 的流 很 小 ， 一 般 不 超 過(guò) 額 定 電 流 的2%10%。在外部故障時(shí)，由于電壓降。在外部故障時(shí)，由于電壓降低，勵(lì)磁電流減小，影響就更小。低，勵(lì)磁電流減小，影響就更小。v勵(lì)磁電流的大小取決于勵(lì)磁電感勵(lì)磁電流的大小取決于勵(lì)磁電感L Lu u的數(shù)值，也就是取的數(shù)值，也就是取決于變壓器鐵芯是否飽和。正常運(yùn)行和外部故障時(shí)變壓決于變壓器鐵芯是否飽和。正常運(yùn)行和外部故障時(shí)變壓器不會(huì)飽和，勵(lì)磁電流一般不會(huì)超過(guò)額定電流的器不會(huì)

17、飽和，勵(lì)磁電流一般不會(huì)超過(guò)額定電流的25，對(duì)縱差動(dòng)保護(hù)的影響常常略去不計(jì)。當(dāng)變壓器空載，對(duì)縱差動(dòng)保護(hù)的影響常常略去不計(jì)。當(dāng)變壓器空載投入或外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，變壓器電壓從零或投入或外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，變壓器電壓從零或很小的數(shù)值突然上升到運(yùn)行電壓。很小的數(shù)值突然上升到運(yùn)行電壓。v勵(lì)磁涌流的最大值可達(dá)額定電流的勵(lì)磁涌流的最大值可達(dá)額定電流的6 68 8倍。倍。 v在這個(gè)電壓上升的暫態(tài)過(guò)程中，變壓器可能會(huì)嚴(yán)在這個(gè)電壓上升的暫態(tài)過(guò)程中，變壓器可能會(huì)嚴(yán)重飽和，產(chǎn)生很大的暫態(tài)勵(lì)磁電流。這個(gè)暫態(tài)勵(lì)重飽和，產(chǎn)生很大的暫態(tài)勵(lì)磁電流。這個(gè)暫態(tài)勵(lì)磁電流稱為勵(lì)磁涌流。磁電流稱為勵(lì)磁涌流。q勵(lì)磁涌流的特點(diǎn)：

18、勵(lì)磁涌流的特點(diǎn)： 1)1)包含有很大成分的非周期分量，往往使涌流包含有很大成分的非周期分量，往往使涌流偏于時(shí)間軸的一側(cè)偏于時(shí)間軸的一側(cè) 2)2)包含有大量的直流及高次諧波，而以二次諧包含有大量的直流及高次諧波，而以二次諧波為主；波為主； 3)3)波形之間出現(xiàn)間斷，一個(gè)周期中間斷角為波形之間出現(xiàn)間斷，一個(gè)周期中間斷角為。 i iL Ltq防止勵(lì)磁涌流影響的方法：防止勵(lì)磁涌流影響的方法： 1)1)采用具有速飽和鐵芯的差動(dòng)繼電器采用具有速飽和鐵芯的差動(dòng)繼電器 2)2)鑒別短路電流和勵(lì)磁涌流波形的差別鑒別短路電流和勵(lì)磁涌流波形的差別 3)3)利用二次諧波制動(dòng)等（利用帶比率制動(dòng)利用二次諧波制動(dòng)等（利用帶

19、比率制動(dòng)的差動(dòng)繼電器）的差動(dòng)繼電器） q當(dāng)勵(lì)磁涌流進(jìn)入差動(dòng)回路時(shí)，其中有很當(dāng)勵(lì)磁涌流進(jìn)入差動(dòng)回路時(shí)，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，勵(lì)磁芯嚴(yán)重飽和，勵(lì)磁阻抗銳減，使得勵(lì)阻抗銳減，使得勵(lì)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(guò)，的一次繞組通過(guò)，傳變到二次回路的傳變到二次回路的電流很小電流很小 。Iq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

20、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，則二次電流由于相位不同，也會(huì)有一個(gè)差電流流入繼電器，為消位不同，也會(huì)有一個(gè)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型側(cè)的三個(gè)電流互感器接成三角形，而將變星型側(cè)的三個(gè)電流互感器接成三角形，而將變壓器三角形側(cè)的三個(gè)電流互感器接成星形，并壓器三角形側(cè)的三個(gè)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(guò)來(lái)。校正過(guò)來(lái)。 302)由變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生的由變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生的不平衡電流（副邊超前原邊電流不平衡電

21、流（副邊超前原邊電流30o ） -YAI1YBI1YCI1 1AI 1BI 1CI1n2n 2AIYBYAII22 變壓器星型側(cè)的三個(gè)電流互感器接成三角形變壓器星型側(cè)的三個(gè)電流互感器接成三角形變壓器三角形側(cè)的三個(gè)電流互感器接成星形變壓器三角形側(cè)的三個(gè)電流互感器接成星形YAI1YBI1YCI1星形側(cè)一次電流星形側(cè)一次電流 1AI 1BI 1CI30三角形側(cè)一次電流三角形側(cè)一次電流YAI2YBI2YCI2YBYAII22YCYBII22YAYCII22星形側(cè)二次電流星形側(cè)二次電流2AI2BI2CI三角形側(cè)二次電流三角形側(cè)二次電流JAIYBYAII222AIJBIYCYBII222BIJCIYAYC

22、II222CIY式中式中 、 、 是流入三個(gè)差動(dòng)繼電器的差電流。這樣就可以是流入三個(gè)差動(dòng)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。由于消除兩側(cè)電流相位不一致的影響。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了相當(dāng)于變壓器的變比增加了 倍，因此電流互感器變比的選擇應(yīng)倍，因此電流互感器變比的選擇應(yīng)該滿足該滿足JAIJBIJCI3YBYAII22=2AI要使要使A相的繼電器在正常運(yùn)行及外部故障使不動(dòng)作，需滿足相的繼電器在正常運(yùn)行及外部故障使不動(dòng)作，需滿足： 1AI/YAI1=Bn又：又：3YAI1/1n= 1AI/2n即：即：2AI= 1AI/2nYBYAII

23、22=3YAI2=3YAI1/1n而而所以所以2n1n=3Bn2n1n=3Bn3)由計(jì)算變比與實(shí)際變比不同由計(jì)算變比與實(shí)際變比不同 而產(chǎn)生的不平衡電流而產(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，而變壓器的變比也是一定的，取標(biāo)準(zhǔn)變比，而變壓器的變比也是一定的，因此，三者之間很難滿足因此，三者之間很難滿足: （或（或 ）的要求，此時(shí)差動(dòng)回路中將有電流流過(guò)。的要求，此時(shí)差動(dòng)回路中將有電流流過(guò)。Bnnn 12Bnnn 123采用具有速飽和鐵芯的差動(dòng)繼電器，利用它采用具有速飽和鐵芯的差動(dòng)繼電器，利用它的平衡線圈的平衡線圈WphWph來(lái)消除此差

24、電流的影響。來(lái)消除此差電流的影響。 4)由兩側(cè)電流互感器型號(hào)的不同由兩側(cè)電流互感器型號(hào)的不同 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(hào)不同，它們的飽由于兩側(cè)電流互感器的型號(hào)不同，它們的飽和特性，勵(lì)磁電流也不同，故在差動(dòng)回路中產(chǎn)和特性，勵(lì)磁電流也不同，故在差動(dòng)回路中產(chǎn)生的不平衡電流就很大。（根據(jù)第四章，電流生的不平衡電流就很大。（根據(jù)第四章，電流互 感 器 誤 差 不 會(huì) 超 過(guò)互 感 器 誤 差 不 會(huì) 超 過(guò) 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)Ktx（同型號(hào)取同型號(hào)取0.5，不同型號(hào)取不同型號(hào)取1，一般

25、取，一般取1，考慮大一點(diǎn)，考慮大一點(diǎn) ）。）。nIKIdtxbpmax%10 對(duì)于變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)，兩側(cè)電流互感器的變比對(duì)于變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)，兩側(cè)電流互感器的變比不一樣，互感器的型號(hào)肯定不同，故不一樣，互感器的型號(hào)肯定不同，故Ktx=1 。 等效電路等效電路1I2I1LI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(lì)磁上繞組勵(lì)磁上LlLJIInIInIII1 1 2111 2211區(qū)外故障時(shí)變壓器兩側(cè)的一次電流為區(qū)外故障時(shí)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，故由電流互感器傳變誤差引起的不平衡電流為平衡電流為 :2. 111/llnI

26、nI 22 22LLbpIIIII11121LIInI 1 12 21LIInI(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(shí)的磁滯回線，變化時(shí)的磁滯回線，曲線曲線1是鐵芯的是鐵芯的基本磁化曲線基本磁化曲線(通常簡(jiǎn)稱為磁化曲線通常簡(jiǎn)稱為磁化曲線)。由于。由于曲線曲線2的勵(lì)磁電流是對(duì)的勵(lì)磁電流是對(duì)稱變化的，磁滯回線回繞著磁化曲線形成回環(huán)，理論分析時(shí)通常稱變化的，磁滯回線回繞著磁化曲線形成回環(huán)，理論分析時(shí)通常用磁化曲線來(lái)替代磁滯回線。用磁化曲線來(lái)替代磁滯回線。 磁化曲線上的磁化曲線上的s點(diǎn)點(diǎn)稱為飽和點(diǎn)。由于線圈電壓與鐵芯磁通之間的關(guān)稱為飽和點(diǎn)。由于線圈電壓與鐵芯磁通之間的關(guān)系為系為 ，故

27、磁化曲線的斜率，故磁化曲線的斜率(嚴(yán)格講是各點(diǎn)切線的斜率嚴(yán)格講是各點(diǎn)切線的斜率)就是就是勵(lì)磁回路的電感勵(lì)磁回路的電感 。鐵芯未飽和時(shí)，。鐵芯未飽和時(shí)， 很大且基本上是常數(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。 duWdtLLL12S3LI11 電流互感器鐵芯的磁滯回線電流互感器鐵芯的磁滯回線 LI132(a)(b)b若勵(lì)磁電流中存在大量的非周期分量，飽和后的若勵(lì)磁電流中存在大量的非周期分量，飽和后的 還會(huì)進(jìn)一步還會(huì)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 I1L1L偏離時(shí)間軸的一側(cè)，磁通也偏離磁偏離時(shí)間軸的一側(cè)，

28、磁通也偏離磁化曲線并按照曲線化曲線并按照曲線3 3的局部磁滯回環(huán)變化。顯然，偏離磁化曲線的局部磁滯回環(huán)變化。顯然，偏離磁化曲線后后 會(huì)減小。減小的程度取決于曲線會(huì)減小。減小的程度取決于曲線3 3中中 的數(shù)值。鐵芯未飽的數(shù)值。鐵芯未飽和時(shí)和時(shí) 不大，不大， 仍然很大，可以認(rèn)為不會(huì)受非周期分量的影響；仍然很大，可以認(rèn)為不會(huì)受非周期分量的影響；鐵芯飽和時(shí)鐵芯飽和時(shí) 會(huì)相當(dāng)大，非周期分量的存在將會(huì)顯著地減小會(huì)相當(dāng)大，非周期分量的存在將會(huì)顯著地減小 。 LLbbLbL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，勵(lì)磁電流消失后，勵(lì)磁電流I1L也相應(yīng)地變?yōu)榱恪Ｒ蚕鄳?yīng)地變?yōu)榱?。由于磁滯回由于磁滯回線的

29、線的磁滯磁滯現(xiàn)象，鐵芯中將長(zhǎng)期存在殘留磁通，稱現(xiàn)象，鐵芯中將長(zhǎng)期存在殘留磁通，稱為剩磁。剩磁的大小和方向與一次電流消失時(shí)刻的勵(lì)磁電流為剩磁。剩磁的大小和方向與一次電流消失時(shí)刻的勵(lì)磁電流I1L有有關(guān)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(shí)，電流互比較小時(shí)，電流互感器不飽和。此時(shí)由于感器不飽和。此時(shí)由于 很大且基本不變，勵(lì)磁電流很大且基本不變，勵(lì)磁電流I1L很小并隨很小并隨著著I1增大也按比例地增大。當(dāng)勵(lì)磁電流增大也按比例地增大。當(dāng)勵(lì)磁電流I1L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點(diǎn)后，勵(lì)磁電感減小，勵(lì)磁回路的分流增大。而勵(lì)

30、磁點(diǎn)后，勵(lì)磁電感減小，勵(lì)磁回路的分流增大。而勵(lì)磁回路的分流增大又導(dǎo)則勵(lì)磁電感進(jìn)一步下降，其結(jié)果是勵(lì)磁電流回路的分流增大又導(dǎo)則勵(lì)磁電感進(jìn)一步下降，其結(jié)果是勵(lì)磁電流I1L迅速增大。鐵芯越飽和則勵(lì)磁電流也越大，并且隨一次電流迅速增大。鐵芯越飽和則勵(lì)磁電流也越大，并且隨一次電流的增加呈非線性的增加。的增加呈非線性的增加。L5)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，改變分接頭也就是改變了變壓器的變比方法，改變分接頭也就是改變了變壓器的變比nB，分接頭的改變，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新

31、的不平衡分接頭的改變，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)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。 （U=22.5% 最大不平衡電流最大不平衡電流 Ibp= U ）nId max q2、3項(xiàng)可通過(guò)選擇電流互感器二次線圈的接法項(xiàng)可通過(guò)選擇電流互感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，和變比，以及采用平衡線圈的方法使其降到最小，但但1、4、5項(xiàng)（項(xiàng)（Ily，Ktx，nB）實(shí)際上不可能消除，實(shí)際上不可能消除，縱差保護(hù)必須躲開(kāi)其影響，在滿足選擇性的同時(shí)，縱差保護(hù)必須躲開(kāi)其影響，在滿足選擇性的同時(shí)，要求保證內(nèi)部故障時(shí)有足夠的靈敏性，困難很大。要求保證內(nèi)部故障時(shí)

32、有足夠的靈敏性，困難很大。在穩(wěn)態(tài)情況下，為整定變壓器縱差動(dòng)保護(hù)所采用在穩(wěn)態(tài)情況下，為整定變壓器縱差動(dòng)保護(hù)所采用的最大不平衡電流的最大不平衡電流Ibp.max 可由下式確定：可由下式確定： nIfUKIdzatxbpmaxmax%10 10% 電流互感器容許的最大相對(duì)誤差電流互感器容許的最大相對(duì)誤差Ktx 電流互感器的同型系數(shù)，取為電流互感器的同型系數(shù)，取為1U 由帶負(fù)荷調(diào)壓引起的相對(duì)誤差，若電流由帶負(fù)荷調(diào)壓引起的相對(duì)誤差，若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(shí)，則頭的情況下處于平衡時(shí)，則 U等于電壓調(diào)整等于電壓調(diào)整范圍的一半。

33、范圍的一半。fza由所采用的互感器的變比或平衡線圈的匝由所采用的互感器的變比或平衡線圈的匝數(shù)與計(jì)算值不同時(shí)，所引起的相對(duì)誤差（百分?jǐn)?shù)與計(jì)算值不同時(shí)，所引起的相對(duì)誤差（百分?jǐn)?shù)）數(shù)）I d.max/nl 保護(hù)范圍外部最大短路電流歸算到保護(hù)范圍外部最大短路電流歸算到 二次側(cè)的數(shù)值二次側(cè)的數(shù)值 三三繞組變壓器繞組變壓器1I 1I 2I 2I 1I 2I 2 22IIIIJ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(dòng)保護(hù)原理與雙繞組變壓器是一樣的。縱差動(dòng)保護(hù)原理與雙繞組變壓器是一樣的。 接入縱差動(dòng)繼電器的差電流為接入縱差動(dòng)繼電器的差電流為:設(shè)變壓器的

34、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(yùn)行和區(qū)外故障時(shí)變壓器各側(cè)電流滿足考慮到正常運(yùn)行和區(qū)外故障時(shí)變壓器各側(cè)電流滿足: : 13Bn23Bn1I 13Bn+1I 23Bn+1I =0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:3n1n=313Bn3n2n=323Bn222IIIIJ 注意注意TA的極性的極性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1)起動(dòng)起動(dòng)的整定原則的整定原則 i.i. 在正常運(yùn)行情況下，為防止電流互感器二次在正常運(yùn)行情況下，為防止電流互感器二次回路斷線時(shí)引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作，起動(dòng)電流回路斷線時(shí)引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作

35、，起動(dòng)電流應(yīng)大于變壓器的最大負(fù)荷電流應(yīng)大于變壓器的最大負(fù)荷電流I If.maxf.max，當(dāng)負(fù)荷當(dāng)負(fù)荷電流不能確定時(shí)，可采用變壓器的額定電流電流不能確定時(shí)，可采用變壓器的額定電流I Ie.Be.B, ,并引入可靠系數(shù)并引入可靠系數(shù)k k( (一般取一般取1.3)1.3)，則保，則保護(hù)裝置的起動(dòng)電流護(hù)裝置的起動(dòng)電流BekfkdzIKIKI maxii.ii.躲開(kāi)保護(hù)范圍外部短路時(shí)流過(guò)繼電器的躲開(kāi)保護(hù)范圍外部短路時(shí)流過(guò)繼電器的 最大不平衡電流，最大不平衡電流，此時(shí)繼電器的起動(dòng)電此時(shí)繼電器的起動(dòng)電流應(yīng)為流應(yīng)為 I Idz.Jdz.J= =K Kk kI Ibp.maxbp.max （二次側(cè)）二次側(cè)）

36、其其中中Kk:可靠系數(shù)采用可靠系數(shù)采用1.3I bp.max 保護(hù)外部短路時(shí)流過(guò)繼電器的最大保護(hù)外部短路時(shí)流過(guò)繼電器的最大 不平衡電流不平衡電流I bp.max=(Ktx.10%+U+ fza)I d.max/nl互感器變比和平衡線圈匝數(shù)與計(jì)算值不同引起的互感器變比和平衡線圈匝數(shù)與計(jì)算值不同引起的q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(dòng)的原理構(gòu)成時(shí)，本身就具有躲開(kāi)勵(lì)磁涌流制動(dòng)的原理構(gòu)成時(shí)，本身就具有躲開(kāi)勵(lì)磁涌流的特性，無(wú)需再作考慮。而當(dāng)采用具有速飽和的特性，無(wú)需再作考慮。而當(dāng)采用具有速飽和鐵芯的差動(dòng)繼電器時(shí)，雖可利用勵(lì)磁涌流的非鐵芯的差動(dòng)繼電器時(shí)，雖可

37、利用勵(lì)磁涌流的非周期分量使鐵芯飽和，來(lái)避開(kāi)勵(lì)磁涌流的影響，周期分量使鐵芯飽和，來(lái)避開(kāi)勵(lì)磁涌流的影響，但起動(dòng)電流仍需整定為但起動(dòng)電流仍需整定為I dz.J1.3I e.B/nl，才能才能躲開(kāi)勵(lì)磁涌流的影響。躲開(kāi)勵(lì)磁涌流的影響。iii.iii.躲開(kāi)變壓器勵(lì)磁涌流的影響躲開(kāi)變壓器勵(lì)磁涌流的影響q靈敏系數(shù)可按下式校驗(yàn)：靈敏系數(shù)可按下式校驗(yàn)：2minJdzJdlmIIK其中其中I d.min.J采用保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)，流過(guò)繼電器采用保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)，流過(guò)繼電器的最小短路電流，即采用在單側(cè)電源供電時(shí)，系統(tǒng)在的最小短路電流，即采用在單側(cè)電源供電時(shí)，系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下，變壓器發(fā)生短路的最小短路電流。最小運(yùn)

38、行方式下，變壓器發(fā)生短路的最小短路電流。q按照要求，靈敏系數(shù)一般應(yīng)大于，當(dāng)不滿按照要求，靈敏系數(shù)一般應(yīng)大于，當(dāng)不滿足時(shí)，則需采用具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器。足時(shí)，則需采用具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器。差動(dòng)保護(hù)的整定值越大，則對(duì)變壓器內(nèi)部差動(dòng)保護(hù)的整定值越大，則對(duì)變壓器內(nèi)部 故障的反應(yīng)能力就越低。故障的反應(yīng)能力就越低。四、具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器四、具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器 1差動(dòng)繼電器的制動(dòng)特性差動(dòng)繼電器的制動(dòng)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感器的二次側(cè)，則區(qū)外故障時(shí)變壓器兩側(cè)電流器的二次側(cè)，則區(qū)外故障時(shí)變壓器兩側(cè)電流相等，即：相等，即： I I稱為區(qū)

39、外故障時(shí)變壓器的穿越電流。稱為區(qū)外故障時(shí)變壓器的穿越電流。 22III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)為在正常運(yùn)行和區(qū)外故障時(shí)，同一電流流過(guò)變壓器兩側(cè)，故稱為穿越電在正常運(yùn)行和區(qū)外故障時(shí)，同一電流流過(guò)變壓器兩側(cè)，故稱為穿越電流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(dòng)繼電器的不平衡電流與變壓流入差動(dòng)繼電器的不平衡電流與變壓器外部故障時(shí)的穿越電流有關(guān)。穿越電流越大，不平器外部故障時(shí)的穿越電流有關(guān)。穿越電流越大，不平衡電流也越

40、大。衡電流也越大。具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器正是利用這個(gè)特點(diǎn)，在差具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器正是利用這個(gè)特點(diǎn)，在差動(dòng)繼電器中引入一個(gè)能夠反應(yīng)變壓器穿越電流大小的動(dòng)繼電器中引入一個(gè)能夠反應(yīng)變壓器穿越電流大小的制動(dòng)電流，繼電器的動(dòng)作電流不再是按躲過(guò)最大穿越制動(dòng)電流，繼電器的動(dòng)作電流不再是按躲過(guò)最大穿越電流整定，而是根據(jù)制動(dòng)電流自動(dòng)調(diào)整。對(duì)于雙繞組電流整定，而是根據(jù)制動(dòng)電流自動(dòng)調(diào)整。對(duì)于雙繞組變壓器，變壓器，外部故障時(shí)由于外部故障時(shí)由于 (折算到二次側(cè)折算到二次側(cè))，制動(dòng)電流制動(dòng)電流I Ir r可取可取: : I Ir r=I=I2 2或或I Ir r=I=I2 2 22III故變壓器外部故障時(shí)的不平衡

41、電流與故變壓器外部故障時(shí)的不平衡電流與I Ir r有關(guān)，有關(guān)，可表示為：可表示為： rbpIfI 則具有制動(dòng)特性差動(dòng)繼電器的動(dòng)作方程為則具有制動(dòng)特性差動(dòng)繼電器的動(dòng)作方程為 ：()JkrIK f IK Kk k是可靠系數(shù)是可靠系數(shù) nIfUKIdzatxbpmaxmax%10 由影響變壓器差動(dòng)保護(hù)的因素可知：由影響變壓器差動(dòng)保護(hù)的因素可知：而：而：2 2nIIIdrI Id d變壓器外部故障時(shí)的短路電流變壓器外部故障時(shí)的短路電流rIJI0agmax. rImax.dzI0 .dzIgdI)(rkIfKJdzI.將差電流與制動(dòng)電流的關(guān)系在一個(gè)平面坐標(biāo)上將差電流與制動(dòng)電流的關(guān)系在一個(gè)平面坐標(biāo)上表示，

42、顯然只有差電流處于曲線的上方時(shí)差動(dòng)表示，顯然只有差電流處于曲線的上方時(shí)差動(dòng)繼電器才能并且肯定動(dòng)作。稱為差動(dòng)繼電器的繼電器才能并且肯定動(dòng)作。稱為差動(dòng)繼電器的制動(dòng)特性，而處于制動(dòng)特性上方的區(qū)域稱為差制動(dòng)特性，而處于制動(dòng)特性上方的區(qū)域稱為差動(dòng)繼電器的動(dòng)作區(qū)，另一個(gè)區(qū)域相應(yīng)地稱為制動(dòng)繼電器的動(dòng)作區(qū)，另一個(gè)區(qū)域相應(yīng)地稱為制動(dòng)區(qū)。動(dòng)區(qū)。 rIJI0agmax. rImax.dzI0 .dzIgdI)(rkIfKJdzI. 是一個(gè)關(guān)于是一個(gè)關(guān)于I Ir r的單調(diào)上升函數(shù)。在的單調(diào)上升函數(shù)。在I Ir r比較小時(shí)，電流互比較小時(shí)，電流互感器不飽和，感器不飽和， 是線性上升的（是線性上升的（I Ir r I I

43、gdgd) )； I Ir r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， 的變化率增加，并不的變化率增加，并不再是線性的再是線性的( (I Igdgd I Ir.maxr.max) )。 的線性部分可以表示為的線性部分可以表示為: : )(rkIfK)(rkIfK)(rkIfK)(rkIfK()()krkzaLHrK f IKfUKIK KLHLH為電流互感器未飽和時(shí)存在的線性誤差，由互感器型號(hào)決定，為電流互感器未飽和時(shí)存在的線性誤差，由互感器型號(hào)決定，一般小于一般小于2。 rIJI0agmax. rImax.dzI0 .dzIgdI)(rkIfKJdzI.設(shè)變壓器穿越電流等于最

44、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 Id.maxd.max時(shí)，時(shí)，差動(dòng)繼電器動(dòng)作電流和制差動(dòng)繼電器動(dòng)作電流和制動(dòng)電流分別為動(dòng)電流分別為I Idz.maxdz.max和和I Ir.maxr.max ，如圖的，如圖的a點(diǎn)所示。點(diǎn)所示。顯然，此時(shí)差動(dòng)繼電器的顯然，此時(shí)差動(dòng)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.maxdzKbpIK I理論上理論上I Ir.maxr.max = = I Id.maxd.max ，但制動(dòng)電流也要經(jīng)過(guò)電流互感器測(cè)量，但制動(dòng)電流也要經(jīng)過(guò)電流互感器測(cè)量，互感器飽和會(huì)使測(cè)量到的制動(dòng)電流減小，故互感器飽和會(huì)使測(cè)量

45、到的制動(dòng)電流減小，故 :.max.max.maxrdbpIII令令 .max.max.maxdzrrIKIK Kr.maxr.max稱為制動(dòng)特性的最大制動(dòng)比。稱為制動(dòng)特性的最大制動(dòng)比。 rIJI0agmax. rImax.dzI0 .dzIgdI)(rkIfKJdzI.由于電流互感器的飽和與許多因素有關(guān)，制動(dòng)特性中由于電流互感器的飽和與許多因素有關(guān)，制動(dòng)特性中非線性部分的具體數(shù)值是不易確定的。實(shí)用的制動(dòng)特非線性部分的具體數(shù)值是不易確定的。實(shí)用的制動(dòng)特性要進(jìn)行簡(jiǎn)化，在數(shù)字式縱差動(dòng)保護(hù)中，常常采用一性要進(jìn)行簡(jiǎn)化，在數(shù)字式縱差動(dòng)保護(hù)中，常常采用一段與坐標(biāo)橫軸平行的直線和一段斜線構(gòu)成的所謂段與坐標(biāo)橫軸

46、平行的直線和一段斜線構(gòu)成的所謂兩兩折線折線特性特性(以以I Idz.Jdz.J表示表示)， I Idz.Jdz.J的斜線穿過(guò)的斜線穿過(guò)a點(diǎn)，并點(diǎn)，并與直線及與直線及 K Kk kf(If(Ir r) ) 相交于相交于g點(diǎn)。點(diǎn)。g點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的動(dòng)作電流稱為最小動(dòng)作電流點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的動(dòng)作電流稱為最小動(dòng)作電流I Idz.0dz.0，而對(duì)應(yīng)，而對(duì)應(yīng)的制動(dòng)電流稱為拐點(diǎn)電流。由于在的制動(dòng)電流稱為拐點(diǎn)電流。由于在I Ir r I Ir.maxr.max時(shí)，時(shí)， I Idz.Jdz.J始終在始終在 K Kk kf(If(Ir r) ) 的上方，所以外部故障時(shí)差動(dòng)繼電器的上方，所以外部故障時(shí)差動(dòng)繼電器不會(huì)誤動(dòng)，但內(nèi)部故

47、障時(shí)靈敏度有所下降。不會(huì)誤動(dòng)，但內(nèi)部故障時(shí)靈敏度有所下降。 rIJI0agmax. rImax.dzI0 .dzIgdI)(rkIfKJdzI.I Idz.Jdz.J不再經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)。因?yàn)榇嬖谝恍┡c制動(dòng)電流無(wú)關(guān)的不平不再經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)。因?yàn)榇嬖谝恍┡c制動(dòng)電流無(wú)關(guān)的不平衡電流如變壓器的勵(lì)磁電流、測(cè)量回路的雜散噪聲等，動(dòng)作電衡電流如變壓器的勵(lì)磁電流、測(cè)量回路的雜散噪聲等，動(dòng)作電流過(guò)低容易造成繼電器的誤動(dòng)。制動(dòng)特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式為流過(guò)低容易造成繼電器的誤動(dòng)。制動(dòng)特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式為: : .0.0,(),dzrgdzd JrgddzrgdIIIIK IIIII式中式中K K為制動(dòng)特性的斜率為制動(dòng)特性的斜率

48、 :.max.0.maxdzdzrgdIIKII拐點(diǎn)電流拐點(diǎn)電流I Igdgd選取的范圍為選取的范圍為 :(0.6 1.1)gdeII式中式中I Ie e為變壓器的額定電流為變壓器的額定電流 I Idz.0dz.0可按下式選取可按下式選取 :. .0(0.2 0.5)dz JeII2差動(dòng)繼電器在內(nèi)部故障時(shí)的動(dòng)作行為差動(dòng)繼電器在內(nèi)部故障時(shí)的動(dòng)作行為 rIJI0max.dzI0 .dzIgdIbcc122內(nèi)部故障時(shí)，繼電器的動(dòng)內(nèi)部故障時(shí)，繼電器的動(dòng)作電流作電流 直線直線1: 雙側(cè)電源供電時(shí)，若兩側(cè)電雙側(cè)電源供電時(shí)，若兩側(cè)電源的電勢(shì)和等效阻抗都相同，源的電勢(shì)和等效阻抗都相同，則則: : IJ= I2

49、+ I2=2 Ir直線直線2: 單側(cè)電源供電時(shí)，若單側(cè)電源供電時(shí)，若I1是負(fù)是負(fù)荷側(cè)，內(nèi)部故障時(shí)有：荷側(cè)，內(nèi)部故障時(shí)有： Ir= I2=0直線直線2: 單側(cè)電源供電時(shí)，若單側(cè)電源供電時(shí)，若I1是電源是電源側(cè)，內(nèi)部故障時(shí)有：側(cè)，內(nèi)部故障時(shí)有： Ir= I2= IJ在各種運(yùn)行方式下的變壓器內(nèi)部故障時(shí)，帶有在各種運(yùn)行方式下的變壓器內(nèi)部故障時(shí)，帶有制動(dòng)特性差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流均為最小工作制動(dòng)特性差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流均為最小工作電流電流I Idz.0dz.0。不帶制動(dòng)的差動(dòng)繼電器也可以看作不帶制動(dòng)的差動(dòng)繼電器也可以看作是制動(dòng)特性差動(dòng)保護(hù)的一個(gè)特殊情況。其制動(dòng)是制動(dòng)特性差動(dòng)保護(hù)的一個(gè)特殊情況。其制動(dòng)特性是

50、平行于坐標(biāo)橫軸的直線，動(dòng)作電流為固特性是平行于坐標(biāo)橫軸的直線，動(dòng)作電流為固定的定的I Idz.maxdz.max。繼電器采用制動(dòng)特性后，變壓器。繼電器采用制動(dòng)特性后，變壓器內(nèi)部故障時(shí)將動(dòng)作電流從原來(lái)的內(nèi)部故障時(shí)將動(dòng)作電流從原來(lái)的I Idz.maxdz.max下降到下降到I Idz.0dz.0 ，故差動(dòng)繼電器的靈敏系數(shù)大為提高。，故差動(dòng)繼電器的靈敏系數(shù)大為提高。 制動(dòng)電流的選取方式對(duì)保護(hù)的靈敏度是有影響的。制動(dòng)電流的制動(dòng)電流的選取方式對(duì)保護(hù)的靈敏度是有影響的。制動(dòng)電流的選取不是唯一的，例如也可以選擇選取不是唯一的，例如也可以選擇I Ir r= = I2作為制動(dòng)電流。作為制動(dòng)電流。在外在外部故障時(shí)

51、，和部故障時(shí)，和I Ir r= = I2的制動(dòng)作用是一樣的；內(nèi)部故障時(shí)兩者的的制動(dòng)作用是一樣的；內(nèi)部故障時(shí)兩者的靈敏度不一樣，顯然選取故障電流小的一側(cè)作為制動(dòng)電流時(shí)靈靈敏度不一樣，顯然選取故障電流小的一側(cè)作為制動(dòng)電流時(shí)靈敏度較高。敏度較高。電磁式保護(hù)通常按照這一原則來(lái)選取制動(dòng)電流。對(duì)電磁式保護(hù)通常按照這一原則來(lái)選取制動(dòng)電流。對(duì)于數(shù)字式保護(hù)，制動(dòng)電流通常由各側(cè)電流綜合而成，以簡(jiǎn)化整于數(shù)字式保護(hù)，制動(dòng)電流通常由各側(cè)電流綜合而成，以簡(jiǎn)化整定計(jì)算和調(diào)試，例如定計(jì)算和調(diào)試，例如(雙繞組變壓器雙繞組變壓器) （1 1）平均電流制動(dòng)：）平均電流制動(dòng)： 2 22IIIr（2 2）復(fù)式制動(dòng)：）復(fù)式制動(dòng)： 2 2

52、2IIIr當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， ； 否則否則 。 其中其中 為為 和和 的夾角。的夾角。 （3 3）標(biāo)積制動(dòng)：）標(biāo)積制動(dòng)： cos00rI 1I2Icos 22IIIr外部故障時(shí)由于外部故障時(shí)由于 ，三種制動(dòng)電，三種制動(dòng)電流都等于變壓器的穿越電流；內(nèi)部故流都等于變壓器的穿越電流；內(nèi)部故障時(shí)，制動(dòng)電流的大小是不一樣的，障時(shí)，制動(dòng)電流的大小是不一樣的，在不考慮負(fù)荷電流影響時(shí)，后兩種方在不考慮負(fù)荷電流影響時(shí)，后兩種方法的制動(dòng)電流比較小。法的制動(dòng)電流比較小。但應(yīng)該指出，在故障電流很大，負(fù)荷但應(yīng)該指出，在故障電流很大，負(fù)荷電流影響可以忽略的情況下，各種方電流影響可以忽略的情況下，各種方法都有很高的靈敏度；只有

53、在故障電法都有很高的靈敏度；只有在故障電流與負(fù)荷電流差不多甚至更小時(shí)，分流與負(fù)荷電流差不多甚至更小時(shí)，分析各種制動(dòng)電流的相對(duì)大小才是有意析各種制動(dòng)電流的相對(duì)大小才是有意義的。義的。 22IIq為反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組為反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過(guò)電流，以及在變壓器內(nèi)部故障時(shí)作為差動(dòng)保過(guò)電流，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（就是變壓器主保護(hù)的后護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備（就是變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)，不是相鄰母線或線路的后備保護(hù)），備保護(hù)，不是相鄰母線或線路的后備保護(hù)），變壓器應(yīng)裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)，根據(jù)變壓器容量和變壓器應(yīng)裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)，根據(jù)變壓器容量和系統(tǒng)短路電流

54、水平不同，實(shí)現(xiàn)保護(hù)的方式有：系統(tǒng)短路電流水平不同，實(shí)現(xiàn)保護(hù)的方式有：過(guò)電流保護(hù)，低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)，復(fù)合過(guò)電流保護(hù)，低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)，復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)及負(fù)序過(guò)電流保護(hù)。電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)及負(fù)序過(guò)電流保護(hù)。1.變壓器的過(guò)電流保護(hù)變壓器的過(guò)電流保護(hù)It跳跳跳跳變壓器過(guò)電流保護(hù)的單相原理接線圖變壓器過(guò)電流保護(hù)的單相原理接線圖q變壓器過(guò)電流保護(hù)與線路保護(hù)中定時(shí)限過(guò)變壓器過(guò)電流保護(hù)與線路保護(hù)中定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)原理相同，保護(hù)動(dòng)作后應(yīng)跳開(kāi)變壓電流保護(hù)原理相同，保護(hù)動(dòng)作后應(yīng)跳開(kāi)變壓器兩側(cè)的斷路器。器兩側(cè)的斷路器。q保護(hù)裝置的起動(dòng)電流應(yīng)按照躲開(kāi)變壓器可能出保護(hù)裝置的起動(dòng)電流應(yīng)按照躲開(kāi)變壓器可

55、能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流現(xiàn)的最大負(fù)荷電流I f.max來(lái)整定：來(lái)整定：max fhkdzIKKImax fdzII2DL1DL1)對(duì)并列運(yùn)行的變壓器應(yīng)考慮因故障突對(duì)并列運(yùn)行的變壓器應(yīng)考慮因故障突然切除一臺(tái)所出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷，當(dāng)各臺(tái)然切除一臺(tái)所出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷，當(dāng)各臺(tái)變壓器容量相同時(shí)，可按：變壓器容量相同時(shí)，可按：BefInnI1max其中：其中：n并列運(yùn)行變壓器的最小臺(tái)數(shù)并列運(yùn)行變壓器的最小臺(tái)數(shù)I e.B每臺(tái)變壓器的額定電流每臺(tái)變壓器的額定電流此時(shí)保護(hù)裝置的起動(dòng)電流應(yīng)整定為：此時(shí)保護(hù)裝置的起動(dòng)電流應(yīng)整定為：BehkdzInnKKI1Kk=1.21.3 Kh=0.85I If.maxf.max可按以下情況考

56、慮，并取最大值：可按以下情況考慮，并取最大值： 2)對(duì)降壓變壓器，考慮低壓側(cè)負(fù)荷電動(dòng)對(duì)降壓變壓器，考慮低壓側(cè)負(fù)荷電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)的最大電流機(jī)自起動(dòng)時(shí)的最大電流KzqI e.B,起動(dòng)電起動(dòng)電流應(yīng)整定為：流應(yīng)整定為：BehzqkdzIKKKI Kzq自起動(dòng)系數(shù)。其值與負(fù)荷性質(zhì)及用戶與電源自起動(dòng)系數(shù)。其值與負(fù)荷性質(zhì)及用戶與電源間的電氣距離有關(guān)間的電氣距離有關(guān)110kV降壓變電站的降壓變電站的6110kV側(cè)側(cè):取取Kzq=1.52.5;110kV降壓變電站的降壓變電站的35kV側(cè)側(cè):取取Kzq=1.52.03)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)比相鄰元件保護(hù)的保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)比相鄰元件保護(hù)的最大動(dòng)作時(shí)限大最大動(dòng)作時(shí)限大t

57、q按上述條件選擇的起動(dòng)電流，其值一按上述條件選擇的起動(dòng)電流，其值一般較大，往往不能滿足作為相鄰元件后般較大，往往不能滿足作為相鄰元件后備保護(hù)的要求，需采用以下幾種提高靈備保護(hù)的要求，需采用以下幾種提高靈敏性的措施。敏性的措施。2.低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)低電壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù)的原理接線圖低電壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù)的原理接線圖1Iabc2I3IUU2過(guò)濾器過(guò)濾器I456電壓回路電壓回路跳閘回路跳閘回路分析分析 正常時(shí)，無(wú)負(fù)序電壓，觸點(diǎn)閉合，觸點(diǎn)斷開(kāi)，正常時(shí)，無(wú)負(fù)序電壓，觸點(diǎn)閉合，觸點(diǎn)斷開(kāi)，線圈中無(wú)電流，觸頭斷開(kāi)，無(wú)跳閘信號(hào)線圈中無(wú)電流，觸頭斷開(kāi)，無(wú)跳閘信號(hào) 當(dāng)發(fā)生各種不對(duì)稱短路時(shí)，由

58、于出現(xiàn)負(fù)序電壓，因當(dāng)發(fā)生各種不對(duì)稱短路時(shí)，由于出現(xiàn)負(fù)序電壓，因此繼電器動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)打開(kāi)，于是加于低電壓繼電此繼電器動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)打開(kāi)，于是加于低電壓繼電器上的電壓被迫變成零，則動(dòng)作，觸點(diǎn)閉合。這時(shí)電器上的電壓被迫變成零，則動(dòng)作，觸點(diǎn)閉合。這時(shí)電流繼電器中至少應(yīng)有兩個(gè)動(dòng)作，于是就可以起動(dòng)時(shí)流繼電器中至少應(yīng)有兩個(gè)動(dòng)作，于是就可以起動(dòng)時(shí)間繼電器，經(jīng)過(guò)預(yù)定的時(shí)限動(dòng)作于跳閘。間繼電器，經(jīng)過(guò)預(yù)定的時(shí)限動(dòng)作于跳閘。當(dāng)發(fā)生三相短路時(shí)，由于在短路開(kāi)始瞬間一般會(huì)當(dāng)發(fā)生三相短路時(shí)，由于在短路開(kāi)始瞬間一般會(huì)短時(shí)出現(xiàn)一個(gè)負(fù)序電壓，使繼電器短時(shí)出現(xiàn)一個(gè)負(fù)序電壓，使繼電器4 4動(dòng)作，因此，低動(dòng)作，因此，低電壓繼電器電

59、壓繼電器5 5不動(dòng)作不動(dòng)作 ，5 5觸點(diǎn)閉合，待負(fù)序電壓消失觸點(diǎn)閉合，待負(fù)序電壓消失后，繼電器后，繼電器4 4返回，觸點(diǎn)閉合，則繼電器返回，觸點(diǎn)閉合，則繼電器5 5又接于線又接于線電壓電壓UcaUca上，由于三相短路時(shí)，三相電壓均降低，故上，由于三相短路時(shí)，三相電壓均降低，故繼電器繼電器5 5仍將處于動(dòng)作狀態(tài)，這時(shí)保護(hù)裝置的工作情仍將處于動(dòng)作狀態(tài)，這時(shí)保護(hù)裝置的工作情況就相當(dāng)于一個(gè)低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)。況就相當(dāng)于一個(gè)低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)。負(fù)序電壓元件的起動(dòng)電壓按躲開(kāi)正常運(yùn)行方式下負(fù)序電壓元件的起動(dòng)電壓按躲開(kāi)正常運(yùn)行方式下負(fù)序過(guò)濾器出現(xiàn)的最大不平衡電壓來(lái)整定。根據(jù)運(yùn)負(fù)序過(guò)濾器出現(xiàn)的最大不平衡

60、電壓來(lái)整定。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，起動(dòng)電壓行經(jīng)驗(yàn)，起動(dòng)電壓U U2.dz2.dz可取為：可取為： U 2.dz=(0.060.12)U e.B1) 由于負(fù)序電壓繼電器的整定值小，故在不對(duì)稱短由于負(fù)序電壓繼電器的整定值小，故在不對(duì)稱短路時(shí)，電壓元件的靈敏系數(shù)高。路時(shí)，電壓元件的靈敏系數(shù)高。2) 由于保護(hù)反應(yīng)負(fù)序電壓，因此對(duì)于變壓器的不對(duì)由于保護(hù)反應(yīng)負(fù)序電壓，因此對(duì)于變壓器的不對(duì)稱短路，與變壓器的接線方式無(wú)關(guān)。稱短路，與變壓器的接線方式無(wú)關(guān)。3) 在三相短路時(shí)，如果由于瞬間出現(xiàn)負(fù)序電壓，使在三相短路時(shí)，如果由于瞬間出現(xiàn)負(fù)序電壓，使繼電器繼電器4和和5動(dòng)作，則在負(fù)序電壓消失后，動(dòng)作，則在負(fù)序電壓消失后，5又