500kV變壓器保護裝置調(diào)試及維護

1、 變壓器保護原理及調(diào)試變壓器保護原理一 變壓器的故障及不正常運行方式 1變壓器的故障若以故障點的位置對故障分類，有油箱內(nèi)的故障和油箱外的故障。（1）油箱內(nèi)的故障變壓器油箱內(nèi)的故障， 主要有各側(cè)的相間短路， 大電流系統(tǒng)側(cè)的單相接地短路及同相部 分繞組之間的匝間短路。（2）油箱外的故障主要有相變壓器油箱外的故障，系指變壓器繞組引出端絕緣套管及引出短線上的故障。 間短路（兩相短路及三相短路）故障，大電流側(cè)的接地故障、低壓側(cè)的接地故障。 2變壓器的異常運行方式不接地運行變壓器中性點電位升高，變壓使變壓器嚴重過熱，甚至燒壞變壓器繞組 另外大型超高壓變壓器的不正常運行方式主要有：由于系統(tǒng)故障或其他原因引起

2、的過負荷， 由于系統(tǒng)電壓的升高或頻率的降低引起的過激磁， 器油箱油位異常，變壓器溫度過高及冷卻器全停等。 三變壓器保護的配置變壓器短路故障時， 將產(chǎn)生很大的短路電流，或鐵芯。特別是變壓器油箱內(nèi)的短路故障，伴隨電弧的短路電流可能引起變壓器著火。短路電流產(chǎn)生電動力，可能造成變壓器本體變形而損壞。變壓器的異常運行也會危及變壓器的安全，如果不能及時發(fā)現(xiàn)及處理，會造成變壓器故障及損壞變壓器。為確保變壓器的安全經(jīng)濟運行， 當(dāng)變壓器發(fā)生短路故障時， 應(yīng)盡快切除變壓器； 而當(dāng)變 壓器出現(xiàn)不正常運行方式時，應(yīng)盡快發(fā)出告警信號及進行相應(yīng)的處理。 為此，對變壓器配置 整套完善的保護裝置是必要的。1短路故障的主保護變

3、壓器短路故障的主保護，主要有縱差保護、重瓦斯保護、壓力釋放保護。另外，根據(jù) 變壓器的容量、電壓等級及結(jié)構(gòu)特點，可配置零差保護及分側(cè)差動保護。2短路故障的后備保護目前，電力變壓器上采用較多的短路故障后備保護種類主要有：復(fù)合電壓閉鎖過流保護；零序過電流或零序方向過電流保護； 負序過電流或負序方向過電流保護； 復(fù)合電壓閉鎖功率 方向保護；低阻抗保護等。3異常運行保護變壓器中性點間隙保護， 輕瓦變壓器異常運行保護主要有：過負荷保護，過激磁保護， 斯保護，溫度、油位保護及冷卻器全停保護等。變壓器縱差保護一 變壓器縱差保護的構(gòu)成原理及接線與發(fā)電機、電動機及母線差動保護（縱差保護）相同，變壓器縱差保護的構(gòu)成

4、原理也是 基于克希荷夫第一定律，即Z I =0(11-9 )式中：藝一變壓器各側(cè)電流的向量和。式（11 9）代表的物理意義是：變壓器正常運行或外部故障時，流入變壓器的電流等 于流出變壓器的電流。此時，縱差保護不應(yīng)動作。當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時， 若忽略負荷電流不計， 則只有流進變壓器的電流而沒有流出變壓 器的電流，其縱差保護動作，切除變壓器。11-12所示。在以前的模擬式保護中，變壓器縱差保護的原理接線如圖在圖11-12中：JA、JB、JC 分別為A、B、C三相的三個分相差動繼電器?？梢钥闯觯簣D11-12為接線組別為 YN,d11變壓器的分相差動保護的原理接線圖。該接線圖也適用于微機型變壓器差動保護

5、。圖中相對極性的標號*采用減極性標示法。實現(xiàn)變壓器縱差保護的技術(shù)難點實現(xiàn)發(fā)電機、電動機及母線的縱差保護比較容易。這是因為這些主設(shè)備在正常工況下或外部故障時其流進電流等于流出電流，能滿足Z I =0的條件。而變壓器卻不同。變壓器在其流入電流與流出電流正常運行、外部故障、變壓器空投及外部故障切除后的暫態(tài)過程中， 相差較大或很大。為此，要實現(xiàn)變壓器的縱差保護，需要解決幾個技術(shù)難點。1變壓器兩側(cè)電流的大小及相位不同變壓器正常運行時， 若不計傳輸損耗，則流入功率應(yīng)等于流出功率。但由于兩側(cè)的電壓不同，其兩側(cè)的電流不會相同。超高壓、大容量變壓器的接線方式，均采用YN,d方式。因此，流入變壓器電流與流出變壓器

6、電流的相位不可能相同。當(dāng)接線組別為YN,d 11 （或YN,d 1 ）時，變壓器兩側(cè)電流的相位相差300。Z I就不可能等于零或流入變壓器的電流大小和相位與流出電流大小和相位不同，則很小。2穩(wěn)態(tài)不平衡電流大與發(fā)電機、電動機及母線的縱差保護相比，即使不考慮正常運行時某種工況下變壓器兩側(cè)電流大小與相位的不同，變壓器縱差保護兩側(cè)的不平衡電流也大。其原因是：變壓器有激磁電流變壓器鐵芯中的主磁通是由激磁電流產(chǎn)生的，保護中將產(chǎn)生不平衡電流。激磁電流的大小和波形， 受磁路飽和的影響，并由變壓器鐵芯材料及鐵芯的幾何尺寸決 定，一般為變壓器額定電流的 3%- 8%大型變壓器的激磁電流相對較小。變壓器帶負荷調(diào)壓為

7、滿足電力系統(tǒng)及用戶對電壓質(zhì)量的要求，而激磁電流只流過電源側(cè)， 在實現(xiàn)的縱差在運行中，根據(jù)系統(tǒng)的運行方式及負荷工況， 要不斷改變變壓器的分接頭。 變壓器分接頭的改變， 相當(dāng)于變壓器兩側(cè)之間的變比發(fā)生了變 化，將使兩側(cè)之間電流的差值發(fā)生了變化，從而增大了其縱差保護中的不平衡電流。根據(jù)運行實際情況，變壓器帶負荷調(diào)壓范圍一般為 5%因此，由于帶負荷調(diào)壓，在縱 差保護產(chǎn)生的不平衡電流可達 5%勺變壓器額定電流。兩側(cè)差動TA的變比與計算變比不同變壓器兩側(cè)差動 TA的名牌變比，與實際計算值不同，將在縱差保護產(chǎn)生不平衡電流。另外，兩側(cè)TA的型號及變比不一， 也將使差動保護中的不平衡電流增大。由于兩側(cè)TA變比誤

8、差在差動保護中產(chǎn)生的不平衡電流可取6%變壓器額定電流。3暫態(tài)不平衡電流大(1 )兩側(cè)差動TA型號、變比及二次負載不同與發(fā)電機縱差保護不同， 變壓器兩側(cè)差動TA的變比不同、型號不同；由各側(cè)TA端子箱 引至保護盤TA二次電纜的長度相差很大，即各側(cè)差動TA的二次負載相差較大。差動TA型號及變比不同， 其暫態(tài)特性就不同； 差動TA二次負載不同，二次回路的暫態(tài) 過程就不同。這樣，在外部故障或外部故障切除后的暫態(tài)過程中，由于兩側(cè)電流中的自由分量相差很大，可能使兩側(cè)差動 TA二次電流之間的相位發(fā)生變化，從而可能在縱差保護中產(chǎn) 生很大的不平衡電流。(2 )空投變壓器的勵磁涌流空投變壓器時產(chǎn)生的勵磁涌流的大小，

9、與變壓器結(jié)構(gòu)有關(guān)， 與合閘前變壓器鐵芯中剩磁的大小及方向有關(guān)，與合閘角有關(guān)；此外，尚與變壓器的容量、距大電源的距離(即變壓器 與電源之間的聯(lián)系阻抗)有關(guān)。26倍，最大可達 8倍多次測量表明：空投變壓器時的勵磁涌流通常為其額定電流的 以上。由于勵磁涌流只由充電側(cè)流入變壓器，對變壓器縱差保護而言是一很大的不平衡電流。(3)變壓器過激磁在運行中，由于電源電壓的升高或頻率的降低，可能使變壓器過激磁。 變壓器過激磁后，其勵磁電流大大增加。使變壓器縱差保護中的不平衡電流大大增加。(4 )大電流系統(tǒng)側(cè)接地故障時變壓器的零序電流當(dāng)變壓器高壓側(cè)(大電流系統(tǒng)側(cè))發(fā)生接地故障時，流入變壓器的零序電流因低壓側(cè)為 小電

10、流系統(tǒng)而不流出變壓器。 因此，對于變壓器縱差保護而言， 上述零序電流為一很大的不 平衡電流?？胀蹲儔浩鞯膭畲庞苛鲃畲庞苛鳟a(chǎn)生的機理以單相變壓器為例，說明其空投時勵磁涌流產(chǎn)生的機理。忽略變壓器及合閘回路電阻的影響，電源電壓的波形為正弦波。則空投瞬間變壓器鐵芯中的磁通與外加電壓的關(guān)系為W 空=UmSint +a）at式中：V變壓器空投側(cè)繞組的匝數(shù)；一鐵芯中的磁通；Um-電源電壓的幅值；a合閘角；3角速率，當(dāng)頻率為 50Hz, 3= 314。由式（11-10 ）可得11-10)d0=WWmsin（咄 +a）dt式（11-11 ）為一不定積分方程，求解得11-11 ) -cos創(chuàng) +a） +C 式（1

11、1-12 ）中：C積分常數(shù)，由初始條件確定。當(dāng)t = 0時，則11-12 )C hmcosags W時式中：s合閘前鐵芯中的剩磁通。將式（11-13 ）代入（11-12 ）,并考慮到電源回路及變壓器繞組的有效電阻及損耗ttcosa+ *LH2i lCl由圖11-16可以看出：正常工況下，從低壓側(cè)TA二次流入各差動元件的電流la、丨b、ic分別滯后變壓器高壓側(cè)一次同名相電流|A、Ib、IC 300 ；而從高壓側(cè)TA二次流入各相差動元件的電流la、lb、ic分別超前同名相電流Ib、Ic 150，故 la 與 I a、lb 與 ib、Ic 與 iC 相JAaaaaJb /wiaJC圖11-16YN,

12、d1變壓器及差動 TA原理接線圖11-15。在圖11-16中，各符號的物理意義同圖位相差1800。TA接線移相的實質(zhì)是：對于接線組別分別為 YN,d11、TA的接線應(yīng)分別為 D11，y、Di, y及Ds，y,從而由以上所述可知，改變變壓器高壓側(cè) YN,d 1及YN,d 5的變壓器，其縱差保護差動180。使正常工況下各相差動元件兩側(cè)電流的相位相差（2 ）接入輔助TA的移相方式TA接線方式對電流進行移相的方法實質(zhì)相用輔助TA的電流移相方式，與用改變差動 同。對于YN,d接線的變壓器，其差動TA的接線為Y，y，而在保護裝置中設(shè)置一組輔助TA,接成d形，接入變壓器高壓側(cè)差動 TA二次，對該側(cè)電流進行移

13、相，以達到正常工況下使各 相差動元件兩側(cè)電流相位相反的目的。當(dāng)然，對于不同接線組別的變壓器，輔助TA的連接方式不相同。（3）用軟件對高壓側(cè)電流移相運行實踐表明：通過改變變壓器高壓側(cè)差動TA接線方式對電流進行移相的方法，有許多優(yōu)點，但也有缺點。其主要缺點是：第一次投運的變壓器，若某相差動TA的極性接錯，分析及處理相對較麻煩。另外，實現(xiàn)差動元件的TA斷線閉鎖也比較困難。在微機型保護裝置中，通過計算軟件對變壓器縱差保護某側(cè)電流的移相方式已被廣泛采 用。對于Y, d接線的變壓器，當(dāng)用計算機軟件對某側(cè)電流移相時，差動TA的接線均采用 Y， y。用計算機軟件對變壓器高壓側(cè)差動TA二次電流的移相方式，是采用

14、計算差動TA 二次兩相電流差的方式。分析表明，這種移相方式與采用改變 的。這是因為取丫形接線TA二次兩相電流之差與將 出電流是等效的。應(yīng)當(dāng)注意的是：用軟件實現(xiàn)移相時，究竟取哪兩相 接線組別決定。當(dāng)變壓器的接線組別為 YN,dii時，在丫側(cè)流入TA接線進行移相的方式是完全等效 Y形接線TA改成形接線后取一相的輸TA二次電流之差？這應(yīng)由變壓器的A B、C三個差動元件的計算電流，應(yīng)分別取 I a I b、 I b I c、 I c I a ( I alb、 Ic差動TA二次三相電流）。當(dāng)變壓器的接線組別為YN,d 1lb- la及Ic- Ib ；當(dāng)變壓器接線組別為時，在 Y側(cè)三個差動元件的計算電流應(yīng)

15、分別為la - IcYN,d5時，則三個計算電流分別為Ib- la、lc- lb、（4）用軟件在低壓側(cè)移相方式就兩側(cè)差動TA的接線方式而言，用軟件在低壓側(cè)移相方式與用軟件在高壓側(cè)移相方式 相同，差動TA的接線均為Y，y。YNd5時，則應(yīng)分別將低壓側(cè)差動300; 300;TA二次三相電流向超前方向移動在變壓器低壓側(cè)，將差動 TA二次各相電流移相的角度，也由變壓器的接線組別決定。 當(dāng)變壓器接線組別為 YN,d 11時，則應(yīng)將低壓側(cè)差動TA二次三相電流以次向滯后方向移動 當(dāng)變壓器接線組別為 YN,d 1時，則將低壓側(cè)差動 TA二次三相電流分別向超前方向移動 而當(dāng)變壓器接線組別為1500。2消除零序電

16、流進入差動元件的措施對于YN,d接線的變壓器，當(dāng)高壓側(cè)線路上發(fā)生接地故障時，（對縱差保護而言是區(qū)外故障），有零序電流流過高壓側(cè)，而由于低壓側(cè)繞組為d聯(lián)接，在變壓器的低壓側(cè)無零序電流輸出。這樣，若不采取相應(yīng)的措施，在變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)中發(fā)生接地故障時，縱差保護可能誤動而切除變壓器。當(dāng)變壓器高壓側(cè)發(fā)生接地故障時，為使變壓器縱差保護不誤動，應(yīng)對裝置采取措施而使零序電流不進入差動元件。對于差動TA接成D, y及用軟件在高壓側(cè)移相的變壓器縱差保護，由于從高壓側(cè)通入各相差動元件的電流分別為兩相電流之差，已將零序電流濾去，故沒必要再采取其他濾去零序電流的措施。對于用軟件在低壓側(cè)進行移相的變壓器縱差保護，在高壓

17、側(cè)流入各相差動元件的電流應(yīng)分別為la -1(la +lb +lc)，lb-1(la +lb +lc)， Ic -ju a +lb+lc)因為（la+lb+lc）為零序電流，故在高壓側(cè)系統(tǒng)中發(fā)生接地故障時，不會有零序電流進 入各相差動元件。應(yīng)當(dāng)指出，對于接線為YN,y的變壓器（主要指發(fā)電廠的啟備變），在其縱差保護裝置中, 應(yīng)采取濾去高壓側(cè)零序電流的措施，以防高壓側(cè)系統(tǒng)中接地短路時差動保護誤動。3差動元件各側(cè)之間的平衡系數(shù)若變壓器兩側(cè)差動 TA二次電流不同，則從兩側(cè)流入各相差動元件的電流大小亦不相同， 從而無法滿足H =0。在實現(xiàn)變壓器縱差保護時，采用“作用等效”的概念。即使兩個不相等的電流產(chǎn)生作

18、用（對差動元件）的大小相同。在微機型變壓器保護裝置中， 引用了一個將兩個大小不等的電流折算成作用完全相同電 流的折算系數(shù)，將該系數(shù)稱作為平衡系數(shù)。TA的變比，可以計算出差動兩側(cè)根據(jù)變壓器的容量，接線組別、各側(cè)電壓及各側(cè)差動 之間的平衡系數(shù)。設(shè)變壓器的容量為 Se,接線組別為 YN,d11兩側(cè)的電壓分別為 UY及U，兩側(cè)差動TA的 變比分別為nY及，若以變壓器側(cè)為基準側(cè)，計算出差動元件兩側(cè)之間的平衡系數(shù)Ko（I ）差動TA接線為D , y （用改變差動TA接線方式移相）變壓器兩側(cè)差動 TA二次電流IY及 怯分別為SeUYny=73Se J3u Y “YU Yn y要使Kly =|也，則平衡系數(shù)(

19、11-15 )K 仏-F J3u 妣（II ）差動TA接線為Yn, y,由軟件在高壓側(cè)移相 差動兩側(cè)TA二次電流分別為SeIY 亠73uYIyJ3U n每相差動元件兩側(cè)的計算電流=仝咒73民j3UYnY高壓側(cè)：兩相電流之差lyU YnY低壓側(cè)：|上=廠足故平衡系數(shù)UYny(11-16)可以看出：式（11-15 ）與式（11-16 ）完全相同。由上所述，可以得出如下的結(jié)論：對于 YNd接線的變壓器，用改變 TA接線方式移相及 由軟件在高壓側(cè)移相， 差動元件兩側(cè)之間的平衡系數(shù)完全相同。此外，該平衡系數(shù)只與變壓器兩側(cè)的電壓及差動 TA的變比有關(guān)，而與變壓器的容量無關(guān)。（Ill ）差動TA接線為Y，y

20、、由軟件在低壓側(cè)移相平衡系數(shù)K =U(11-17 )項目名稱各側(cè)系數(shù)高壓側(cè)（H）中壓側(cè)（M低壓側(cè)（L）TA接線YYY表11-1為三卷變壓器縱差保護各側(cè)之間平衡系數(shù)計算表表11-1 Y, Y, d變壓器縱差保護各側(cè)之間的平衡系數(shù)（以低壓側(cè)為基準值）TA二次電流Se j3UhnhSemnmSe 廬U LnL各相差動元件的計算SeSeSe電流U hnhU mnmULnL對低壓側(cè)的平衡系數(shù)UhnhU mnm1j3Ul nL/3Ul nL說明：表中列出的平衡系數(shù)是用軟件在高壓側(cè)移相或用改變TA接線方式移相的條件下計算出來的。Se變壓器的額定容量；Uh、nh 分別為高壓側(cè)額定電壓及 TA的變比；Um、 n

21、m -分別為變壓器中壓側(cè)額定電壓及TA的變比；Ul、nL -分別為變壓器低壓側(cè)額定電壓及TA變比。4躲涌流措施在變壓器縱差保護中，是利用涌流的各種特征量（含有直流分量、波形間斷或波形不對 稱、含有二次諧波分量）作為制動量或進行制動，來躲過空投變壓器時的勵磁涌流。5躲不平衡電流（暫態(tài)不平衡電流及穩(wěn)態(tài)不平衡電流）大的措施運行實踐表明，對變壓器縱差保護進行合理地整定計算，適當(dāng)提高其動作門坎，可以使其有效地躲過不平衡電流大的影響。五微機變壓器縱差保護由分相差動元件、涌流閉鎖元件、差動速斷元件、過激 元件構(gòu)成。涌流閉鎖方式可采用分相閉鎖或采用“或11-17及圖11-18所示。1構(gòu)成及邏輯框圖大型超高壓變

22、壓器的縱差保護， 磁閉鎖元件及TA斷線信號（或閉鎖） 門”閉鎖方式。其邏輯框圖分別如圖信號出口IC相涌流判別IIIIIIII圖11-17“或門”閉鎖式變壓器縱差保護邏輯框圖信號出口圖11-18 “分相”閉鎖式變壓器縱差保護邏輯框圖涌流“分相”閉鎖方式，是指某相的涌流閉鎖元件只對本相的差動元件有閉鎖作用， 對其它相無閉鎖作用。而涌流“或門”閉鎖方式，是指：在三相涌流閉鎖元件中，只要有一 相滿足閉鎖條件，立即將三相差動元件全部閉鎖。由圖11-14可以看出，變壓器空投時，三相勵磁涌流是不相同的。 各相勵磁涌流的波形、 幅值及二次諧波的含量不相同。對某些變壓器空投錄波表明，在某些條件下，三相涌流之中的

23、某一相可能不滿足閉鎖條件。此時，若采用“或門閉鎖的縱差保護，空投變壓器時不會誤動。而采用“分相”閉鎖方式的差動保護，空投變壓器時容易誤動。采用“分相”閉鎖方式的優(yōu)點是：如果空投變壓器時發(fā)生內(nèi)部故障，保護能迅速而可靠 動作并切除變壓器；而“或門”閉鎖方式的差動保護，則有可能拒動或延緩動作。2差動元件的作用原理目前，在廣泛應(yīng)用的變壓器縱差保護裝置中，為提高內(nèi)部故障時的動作靈敏度及可靠躲過外部故障的不平衡電流，均采用具有比率制動特性的差動元件。不同型號的縱差保護裝置，其差動元件的動作特性不相同。差動元件的動作特性曲線， 有I段折線式、II段折線式及三段折線式。采用較多的為二段折線式。(1 )動作方程

24、I段折線式、II段差動元件動作特性不同，其動作方程有差異。以下，介紹動作特性為折線式及III段折線式差動元件的動作方程。I段折線式差動元件國外生產(chǎn)的變壓器縱差保護中，有采用I段折線式動作特性的差動元件的。其動作方程可用下式表示(11-18)咕Io p.oS( I res I res.o) +Iop.oIr e Ar eo s.(11-19)在式（11-19 ）中：Ires.。一拐點電流，即開始出現(xiàn)制動作用的最小制動電流；其他符號的物理意義同式（11-18）。（III ）三段折線式差動元件根據(jù)用戶的要求，微機變壓器縱差保護的動作特性可作成三段折線式或多段折線式。 段折絲式差動元件的動作方程為fd

25、 m。p.o他谷(I res I res.o) T op.oiJd 二。p.o +S1(I r e-s r eo )s+S2(lr edr e1)s丨res乞丨res.oI res.1 蘭1resres.oI r es e1 s.(11-20)在式（11-20）中：Si -第二段折線的斜率；S2 第三段折線的斜率；I res.1 第二個拐點電流； 其他符號的物理意義同式（2）動作特性曲線根據(jù)式（11-18）、式（11-19）及式（11-20）,線式及三段折線式差動元件的動作特性曲線，分別如圖11-19)。繪制出動作特性分別I段折線式、II段折11-19、圖 11-20 及圖 11-21 所示。

26、圖11-20二段折線式差動元件的動作特性曲線圖11-19動作特性為I段折線式差動元件的動作特性曲線（3）對三種差動元件動作特性的比較由圖11-19、圖11-20及圖11-21可以看出，具有比率制動特性差動元件的動作特性, 由三個物理量來決定：即由啟動電流 lop.o,拐點電流Ires.o、lres.1及比率制動系數(shù)（特性曲線的斜率S,、S2 ）來決定。由于差動元件的動作靈敏度及躲區(qū)外故障的能力與其動作特性有 關(guān)，因此，與I op.o、I reso及S有關(guān)。lop.o、1 res.o 及 S?？蒊res.。越小，其動作區(qū)越小,11-19所示的差動元件的比較動作特性曲線不同幾個差動元件的動作靈敏度

27、，可比較它們的 以看出：當(dāng)啟動電流|op.。及比率制動系數(shù)相同的情況下， 拐點電流動作靈敏度就低。此時（各曲線的lop.o及S相同），動作特性如圖動作靈敏度，比其他兩個差動元件低，而躲區(qū)外故障的能力比其他兩個高。在比較幾個差動元件的動作靈敏度及躲區(qū)外故障的能力時， 只有將上述三個物理量中的 兩個固定之后才能進行，而當(dāng)三個物理量均為變量時是無法比較的。 在其他兩個量固定之后, 比率制動系數(shù)越小， 或拐點電流越大，或初始動作電流越小， 差動元件動作靈敏度越高，但 躲區(qū)外故障的能力越差。數(shù)十年的運行實踐表明，只要對啟動電流lop.。、，拐點電流|res.。及比率制動系數(shù)進行合完全能滿足動作靈敏度及工

28、作可靠性的要通常采用勵磁涌流的特征量之一作為閉鎖理的整定，具有二段折線式動作特性的差動元件， 求。3涌流閉鎖元件，設(shè)置速飽和變流，是根據(jù)涌流中有直流分量 是采用波形間斷原理或二次諧波制動 是采用二次諧波制動或間斷角原理或波形對稱原理目前，在廣泛應(yīng)用的變壓器縱差保護裝置中， 元件來實現(xiàn)躲過勵磁涌流。在電磁型差動繼電器中（BCH型繼電器） 原理躲涌流的。在晶體管保護和集成電路保護裝置中， 原理躲過涌流的。在微機型保護裝置中， 來區(qū)分故障電流與勵磁涌流的。（1）二次諧波制動原理區(qū)分二次諧波制動原理的實質(zhì)是： 利用差動元件差電流中的二次諧波分量作為制動量， 出差流是故障電流還是勵磁涌流，實現(xiàn)躲過勵磁涌

29、流。在具有二次諧波制動的差動保護中，采用一個重要的物理量， 即二次諧波制動比來衡量二次諧波電流的制動能力。所謂二次諧波制動比 K2好，是指：在差動元件的差電流中，含有基波分量和二次諧波 分量，其基波分量大于差動兀件的動作電流，而差動兀件處于臨界制動狀態(tài)，此時，二次諧波分量電流與基波分量電流的百分比，叫做二次諧波制動比。即.(11-21)S =/x100%式中：K2詩一二次諧波制動比；I唸基波電流；% 二次諧波電流。由二次諧波制動比定義的邊界條件及式（11-21 ）可以看出，二次諧波制動比越大，與基波電流相比，單位二次諧波電流產(chǎn)生的作用相對越??；而二次諧波制動比越小， 單位二次諧波電流產(chǎn)生的制動

30、作用相對越大。因此，在對具有二次諧波制動的差動保護進行定值整定時，二次諧波制動比整定值越大，該保護躲過勵磁涌流的能力越弱；反之，二次諧波制動比整定值越小，保護躲勵磁涌流的能力越強。（2）間斷角原理變壓器內(nèi)部故障時，故障電流波形無間斷；而變壓器空投時，勵磁涌流的波形是間斷的， 具有很大的間斷角（一般大于 150）。按間斷角原理構(gòu)成的差動保護，是根據(jù)差電流波形是 否有間斷及間斷角的大小來區(qū)分故障電流與勵磁涌流的。（I）關(guān)于間斷角11-22所示。說明間斷角原理的波形圖如圖圖11-22間斷角原理圖在圖11-22中：Ires -制動電流（直流），其中包括直流門坎值折算成的制動電流量; id 流過差動元件

31、的差流（將負半波反向之后）； 諭一間斷角。由圖可以看出，間斷角的物理意義是：在差流的半個周期內(nèi)，差動量小于制動量的角度。 （II ）差動元件的閉鎖角閉鎖角民，是按間斷角原理構(gòu)成的變壓器縱差保護的一個重要物理量，用它來判斷差 動元件中的差流是故障電流還是勵磁涌流引起的。當(dāng)測量出的間斷角諭，滿足時，則判斷差流為勵磁涌流，將保護閉鎖。此時，即是Id 1。pQ ,保護也不會動作。當(dāng)測量出的間斷角，滿足&間 V 3b 時，則認為差動元件中的差流為故障電流。當(dāng)故障電流W工。P.O時，差動保護動作，切除變壓器。（III ）保護工況分析變壓器正常運行時差流很小，圖11-22中的id很小，而Ires較大，I r

32、es直線將在id項點的上方。此時，間斷角 和止360，且ldloP.O，保護可靠不動作。11-23中的id所示。變壓器空投時，產(chǎn)生很大的勵磁涌流。設(shè)勵磁涌流的波形如圖圖11-23空投變壓器時的差流和制動電流波形由圖11-23可以看出：盡管差流id波型幅值很大（能滿足ldIop.o）,但由于間斷角6間很 大（大于閉鎖角 &），差動保護將被可靠閉鎖。11-24當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時，流入差動元件的差流很大且無間斷。設(shè)故障電流波形如圖 中的id所示。圖11-24變壓器內(nèi)部故障時差流和制動電流波形由圖11-24可以看出，諭很?。ㄖIv品）。又由于差流幅值很大，能滿足Id 1。P.O ,故差動保護動作，作用于

33、切除變壓器。（IV）晶定值的影響當(dāng)差動元件的啟動電流lOp.O為定值時，整定的閉鎖角6B越小，則要求在半個周期內(nèi)差流大于制動電流的角度越大，即交流制動系數(shù)越大?？胀蹲儔浩鲿r，差動元件越不容易誤動。 反之，閉鎖角民整定值越大，躲勵磁涌流的能力越小。（3）波形對稱原理在微機型變壓器縱差保護中，采用波形對稱算法，將勵磁涌流同變壓器故障電流區(qū)分開 來。其計算方法如下：首先將流入差動元件的差流進行微分，濾去電流中的直流分量， 使電流波形不偏移橫坐標軸（即時間軸）的一側(cè)，然后比較每個周期內(nèi)差電流的前半波與后半波的量值。 設(shè)Ij表示差流微分后波形上前半周某一點的值,I ；41800表示差流波形微分后波形上與

34、I j點相差180點的值，K為比率常數(shù)，則當(dāng)若滿足K(11-22)則認為波形是對稱的，否則認為波形不對稱。在式（11-22）中，K又稱不對稱系數(shù)，通常等于1/2。變壓器內(nèi)部故障時，If值與I州800值大小基本相等、相位基本相反，則I j 與 I jp800 大小相等方向相反，I；+I；800 M , If-Ij祖00止21：。此時，KZ。差動保護動作。勵磁涌流的波形具有很大的間斷角，Ij值與1：十800值相差很大，相位也不會相差0180，因此，Ij+lj也00可能較1卜1九800還大，K值將大于1/2。差動保護被閉鎖。（4）磁制動原理磁制動涌流閉鎖原理，是利用計算變壓器的磁通特性來區(qū)分勵磁涌流

35、與故障電流的。 忽略不計變壓器繞組電阻及鐵芯的有效損耗，帶電后變壓器的T型等值網(wǎng)路如圖11-25所示。在圖由圖11-25中：L1、L2-分別為變壓器原邊與付邊的漏感;M變壓器激磁電感；i1、i2 變壓器輸入及輸出電流；O、u2 變壓器輸入及輸出電壓；iM 變壓器的激磁電流，ilM = i1 i2。11-25可得到變壓器的電勢的簡化方程 di1 dimU1 W(11-23)由于L1是漏磁通產(chǎn)生的，其值很小，故可將式（11-23）簡化為dimU1 =M1 dt激磁電感M的大小與變壓器鐵芯激磁特性有關(guān)，當(dāng)變壓器工作磁密變化時線變化），M值也隨之變化。因此，M值能反映鐵芯中的磁密在磁化曲線上的部位。當(dāng)

36、工作 磁密在磁化曲線上的飽和位置時，M值大大降低，從而出現(xiàn)勵磁涌流。在微機型變壓器差動保護裝置中，可用檢測激磁電感M的變化來區(qū)分勵磁涌流和故障電流。(11-24)（沿磁化曲由式（11-24 ）可得 M =。再進一步簡化得 Un(11-25)M值。當(dāng)（11-26）Mn 上升沿第n個采樣點激磁電感；Mm 上升沿第n+m個采樣點的激磁電感; K 常數(shù)。當(dāng)由于某種原因造成過激磁時，可能導(dǎo)致縱差保護誤動。為防止過激磁運行時縱差保護誤動，設(shè)置過激磁閉鎖元件。當(dāng)M n im（n im（n）在式（11-25）中：Un n時刻的外加電壓值;im（n書（n+1）時刻的激磁電流;im（n J） （n-1）時刻的激磁

37、電流;Mn n時刻的激磁電感。在保護裝置中，結(jié)合對差流波形的計算，計算電流上升沿開始幾個點的MnMn知鄧時，判斷為勵磁涌流，否則判為故障電流。式（11-26）中：4過激磁閉鎖元件運行中的變壓器， 對于超高壓大型變壓器， 變壓器過激磁時，將縱差保護閉鎖。變壓器過激磁，激磁電流中的5次諧波分量大大增加。變壓器縱差保護的過激磁閉鎖元 件，實際上是采用5次諧波電流制動元件。 即當(dāng)差流中的5次諧波分量大于某一值時，將差動保護閉鎖。在變壓器縱差保護中，采用 5次諧波制動比這個物理量 k5停，來衡量5次諧波電流的 制動能力。所謂5次諧波制動比，是指：差流中有基波電流及 5次諧波電流，其中基波電流大于差 動元

38、件的動作電流，而差動元件處于臨界制動狀態(tài)。此時，5次諧波電流與基波電流的百分比(11-27)5=悴幻00%叫5次諧波制動比。式（11-27）中：15豹5次諧波電流；h時基波電流。與二次諧波制動比類似，5次諧波制動比越大，單位5次諧波電流產(chǎn)生的制動作用越小， 差動保護躲過激磁的能力越差；反之，5次諧波制動比越小，單位 5次諧波電流產(chǎn)生的制動作用越大，差動保護躲變壓器過激磁的能力越強。5差動速斷元件差動速斷元件，實際上是縱差保護的高定值差動元件。前已述及，對變壓器縱差保護設(shè)置的涌流閉鎖元件，主要是根據(jù)勵磁涌流的特征量之一：“波形畸變”或“諧波分量大”實現(xiàn)的。當(dāng)變壓器內(nèi)部嚴重故障 TA飽和時，TA二

39、次電流的波形將發(fā)生嚴重畸變，其中含有大 量的諧波分量，從而使涌流判別元件誤判斷成勵磁涌流， 致使差動保護拒動或延緩動作， 重損壞變壓器。 為克服縱差保護的上述缺點，設(shè)置差動速斷元件。差動速斷元件反映的也是差流。與差動元件不同的是： 它反映差流的有效值。 不管差流的波形如何及含有諧波分量的大小，只要差流的有效值超過了整定值，它將迅速動作而切除變壓器。第四節(jié)其他差動保護根據(jù)變壓器的類型、容量、電壓等級及其他特點，除應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)變壓器內(nèi)部故障的縱差 保護之外，還可裝只反映某一側(cè)故障的分側(cè)差動保護及反應(yīng)大電流系統(tǒng)側(cè)內(nèi)部故障的零序差 動保護。一 分側(cè)差動保護1構(gòu)成接線及特點分側(cè)差動保護是將變壓器的各側(cè)繞組

40、分別作為被保護對象，在各側(cè)繞組的兩端設(shè)置電流互感器而實現(xiàn)差動保護。實際上，分側(cè)差動保護多用于超高壓大型變壓器的高壓側(cè)，其原理11-26所示。接線如圖ABCLHLh2 fr *jA/vwvJb圖11-26變壓器高壓側(cè)分側(cè)差動原理接線圖11-26 中：LH1、LH2差動兩側(cè) TA ;JA、JB、JC 差動繼電器。11-26可以看出：分側(cè)差動保護的原理接線圖與發(fā)電機縱差保護的原理接線圖完全在圖由圖相同。該保護的優(yōu)點是：它不受變壓器激磁電流、勵磁涌流、帶負荷調(diào)壓及過激磁的影響。差 動兩側(cè)的TA可取同型號及同變比的。因此，其動作電流可以適當(dāng)降低。與變壓器縱差保護 相比，其動作靈敏度高、構(gòu)成簡單（不需要涌

41、流閉鎖元件及差動速斷元件）。另外，在保護的構(gòu)成上，由于不需要濾去零序電流，故反映內(nèi)部靠近中性點繞組接地故障的靈敏度比縱差保護要高。其缺點是，由于只差接變壓一側(cè)的繞組，故對變壓器同相繞組的匝間短路無保護作用。 另外，保護范圍比縱差小。在三卷自耦變壓器上， 可實現(xiàn)將高壓側(cè)、中壓側(cè)繞組作為保護對象的高、 中壓側(cè)分相差 動保護。此時，分別在高壓輸出端、中壓輸出端及中性點側(cè)設(shè)置TA。以一相差動為例，其原理接線如圖11-27所示。三卷自耦變壓器高、中壓側(cè)差動保護的優(yōu)缺點與高壓側(cè)差動保護相同。BCLHLH2cJc/vwv圖11-27 三卷自耦變壓器高、中壓側(cè)差動保護原理接線圖（以2邏輯框圖以圖C相差動為例）

42、在圖11-26所示的分側(cè)差動保護為例，其構(gòu)成邏輯框圖如圖圖11-28變壓器分側(cè)差動保護邏輯框圖11-28所示。11-28中：IA、IB、IC 分別為變壓器輸出端差動TA二次A、B、C三相電流;IAn、I Bn、Icn 分別為變壓器中性點差動TA二次a、b、C三相電流。11-28可以看出，它與發(fā)電機縱差保護的邏輯框圖相似。但是，裝于大電流系統(tǒng)側(cè) 的分側(cè)差動保護，不能采用循環(huán)閉鎖。在三相差動元件中，只要有一相動作，便立即作用于 切除變壓器。3差動元件的動作方程及動作特性變壓器分側(cè)差動元件的動作特性與縱差元件的動作特性相似。特性為二段折線式的差動元件為例，其動作方程為由圖不同的是整定值。以動作I G

43、.oI re I res.oId 卸。p.o + S( I res I res.o) I res ) res.o(11-31)在式（11-31）中:Id差流， 5 =卩 A(B,C) +1 A(B,C)n| ；Ire 制動電流，IresIA(B,C)TA(B,C)：lop.o 啟動電流;I A(B,C)n 1；lr eo -拐點電流;Ia（b,c）出線側(cè)TA二次A相（或B相或C相）電流;max 取最大值;lA（B,C）n 中線點側(cè)TA二次A相（或B相或C相）電流。11-29所示。根據(jù)式（11-31）繪制出的差動元件的動作特性如圖圖11-29分側(cè)差動元件的動作特性曲線 在圖11-29中：各符號的

44、物理意義同式（11-31）。第五節(jié) 差動保護的TA斷線閉鎖為確保差動保護的動作靈敏度，具有比率制動特性的差動元件的啟動電流均很小。這樣,當(dāng)差動元件某側(cè)TA二次的一相或多相斷線時，差動保護必將誤動。目前，國內(nèi)生產(chǎn)的微機型變壓器差動保護中，均設(shè)置有TA斷線閉鎖元件。在變壓器運行時，一旦出現(xiàn)差動 TA二次回路斷線，立即發(fā)出信號并將差動保護閉鎖。 一 TA斷線閉鎖元件的作用原理在理想情況下，若不考慮差動保護區(qū)內(nèi)、外不同兩點接地短路，則 和應(yīng)等于零，即TA二次三相電流之la +lb +lc =若TA二次回路中一相斷線時，則la+lb+lc K根據(jù)以上原理及變壓器接線組別、變壓器中性點是否接地運行，提出以

45、下 斷線閉鎖判據(jù)：廣la +lb +lc +31。隔i - ”31 ?2TA二次回路.（11-42）式中:Si、2 -門檻值，可根據(jù)不平衡差流的大小確定;3l 零序電流，TA二次值;la、lb、Ic 分別為TA二次a、b、c三相電流。 該判別TA斷線的方法有一很大的缺點，3I0應(yīng)由其他TA供給。 目前，在微機型保護裝置中， 多采用根據(jù)電流變化情況、 變化趨勢及電流量值大小來判 斷TA斷線的。當(dāng)測量出只有變壓器一側(cè)的電流發(fā)生了變化，且變化趨勢是電流由大向小變 化、而電流值小于額定電流時，被判為電流變化側(cè)的TA斷線。當(dāng)變壓器各側(cè)電流均發(fā)生變化，且電流變化趨勢是由小向大變化、而變化后電流的幅值又大于

46、額定電流，則說明電流的變化是由故障引起的。關(guān)于TA斷線閉鎖元件的作用眾所周知，TA二次回路不能開路。如果 TA二次回路開路，將在開路點的兩側(cè)產(chǎn)生很 高的電壓，危及人身及二次設(shè)備的安全。另外，在開路點可能產(chǎn)生電弧，進而引起火災(zāi)。變壓器的容量越大及 TA變比越大，TA二次回路開路的危害越嚴重。運行實踐已充分 證明。因此，當(dāng)差動保護TA二次開路時，差動保護動作切除變壓器，是防止人身傷害及損壞 設(shè)備的有效辦法。對于大容量的主設(shè)備，由于 TA的變比很大，TA斷線閉鎖元件只應(yīng)發(fā)信號而不要閉鎖 差動保護。第六節(jié) 短路故障的后備保護大、中型變壓器短路故障后備保護的類型，通常有復(fù)合電壓過電流保護、零序電流及零序

47、方向電流保護、負序電流及負序方向電流保護、低阻抗保護及復(fù)合電壓方向過流保護。一 復(fù)合電壓過電流保護復(fù)合電壓過電流保護，實質(zhì)上是復(fù)合電壓啟動的過電流保護。它適用于升壓變壓器、統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器及過電流保護不能滿足靈敏度要求的降壓變壓器。1動作方程及邏輯框圖復(fù)合電壓過流保護，由復(fù)合電壓元件、過電流元件及時間元件構(gòu)成， 作為被保護設(shè)備及 相鄰設(shè)備相間短路故障的后備保護。保護的接入電流為變壓器某側(cè)TA二次三相電流，接入電壓為變壓器該側(cè)或其他側(cè) TV二次三相電壓。為提高保護的動作靈敏度， 三相電流一般取 自電源側(cè)，而電壓一般取自負荷側(cè)。保護的動作方程為.(11-43).(11-44)U ac 切 opIa(b

48、,c|opU 2 3U 2opla(b,c) 3lop式中：Uac TV 二次 a、c兩相之間電壓;la（b,c） TA二次a相或b相或c相電流;U2 負序電壓（TV二次值）；lop 過電流元件動作電流整定值;Uop 低電壓元件動作電壓整定值;U2o廠負序電壓元件的動作電壓整定值。復(fù)合電壓過電流保護動作邏輯框圖如圖11-32所示。圖11-32 復(fù)合電壓過電流保護邏輯框圖在圖中：Uac 負序過電壓元件； la、lb、Ic分別為a、b、c相過電流元件。由圖可以看出：當(dāng)變壓器電壓降低，或負序電壓大于整定值及 a相或b相或c相過電流時，保護動作，經(jīng)延時 t作用于切除變壓器。2整定原則及定值建議過電流元

49、件過電流元件的動作電流，按躲過變壓器運行時的最大負荷電流來整定，即.(11-45)lop InKr式中：lop 動作電流整定值;Kr e可靠系數(shù)，取1.151.2 ；Kr 返回系數(shù)，取 0.95-0.98;IN 變壓器額定電流，TA二次值。代入式(11-45)可得I op =( 1.17-1.2) IN 。低電壓元件低電壓元件的動作電壓按躲過無故障運行時保護安裝處出現(xiàn)的最低電壓來整定。I I _ U min UopKrel Kr(11-46)式中：Uop 動作電壓整定值;Um i正常運行時出現(xiàn)的最低電壓值；Kr 返回系數(shù)，取1.05；Kr e可靠系數(shù)，取1.2。發(fā)電廠廠高變復(fù)合電壓過電流保護低

50、電壓元件的引入電壓，通常取自變壓器低壓側(cè)各段廠用母線。其低電壓元件的動作電壓,應(yīng)按躲過電動機自啟動的條件整定。對于發(fā)電廠升壓變壓器，當(dāng)?shù)碗妷涸碾妷喝∽詸C端TV二次時，還應(yīng)考慮躲過發(fā)電機失磁運行出現(xiàn)的低電壓。Uop =（ 0.60.7） Un式中：Un 額定電壓（TV二次值）。（3）負序電壓元件此外，還應(yīng)滿足相鄰線路末端兩相按躲過正常運行時系統(tǒng)中出現(xiàn)的最大負序電壓整定。 短路時負序電壓元件有足夠的動作靈敏度。通常U20 P =10%Un式中：Un 額定電壓（TV二次值）。（4 ）動作延時應(yīng)按與相鄰線路相間短路后備保護相配合整定。即t =tmax 檔式中：t 復(fù)合電壓過流保護的動作延時；tm

51、a相鄰線路相間短路后備保護的最長延時; 過時間級差，一般取 0.30.5秒。零序電流及零序方向電流保護電壓為110KV及以上的變壓器，在大電流系統(tǒng)側(cè)應(yīng)設(shè)置反映接地故障的零序電流保護。有兩側(cè)接大電流系統(tǒng)的三卷變壓器及三卷自耦變壓器，其零序電流保護應(yīng)帶方向， 組成零序方向電流保護 。兩卷或三卷變壓器的零序電流保護的零序電流，可取自中性點 TA二次三相零線上的電流，或由本側(cè)TA二次，也可取自本側(cè) TA二次三相電流自產(chǎn)。零序功率方向元件的接入零TV二次三相電壓自序電壓，可以取自本側(cè) TV三次（即開口三角形）電壓，也可以由本側(cè) 產(chǎn)。在微機型保護裝置中， 動作方向的正確性。1動作方程及邏輯框圖對于大型三卷

52、變壓器， 帶方向兼作總后備作用。零序電流及零序電壓大多是自產(chǎn),因為有利于確定功率方向元件I段及II段帶方向，第III段不零序電流保護可采用三段，其中每段一般由兩級延時，以較短的延時縮小故障影響的范圍或跳本側(cè)斷路器，以較長的延時切除變壓器。以三卷變壓器為例，其零序電流保護的動作方程為零序零序I段3I oop1Po0II段.（11-47）零序J3lo 次p2 iPooIII段.（11-48）3I0 自0p3.（11-49）在上述三式中：Po 零序功率元件的測量功率；31。一零序電流元件的測量電流;I op1、 I op2、Iop3分別為零序I段、II段、III段動作電流的整定值。零序方向電流保護的

53、邏輯框圖一般如圖11-33所示。 P）3lo 3lo p131 o 列 op231o 二1。p3&Al _出口(縮小故障范圍)&Al出口 (切除變壓器)圖11-33 三卷變壓器零序方向電流保護邏輯框圖在圖 11-33 中：3lo、Po、Iopi、Iop2、Iop3 的物理意義同式(11-47) ( 11-49)。由圖11-33可以看出：零序方向電流保護的I段或II段動作后，分別經(jīng)延時t1或t3作用于縮小故障影響范圍， 而經(jīng)t2或t4切除變壓器。零序III段不帶方向，只作用于切除變壓器。 1 整定原則及定值建議(1)功率方向元件的動作方向零序功率方向元件動作方向的整定，應(yīng)根據(jù)變壓器的作用、保護安

54、裝位置(電氣位置) 及電力系統(tǒng)的具體情況確定。發(fā)電廠的三卷升壓變壓器發(fā)電廠的三卷升壓變壓器， 其低壓側(cè)一般接有大容量的發(fā)電機。發(fā)電機設(shè)置有完善的后備保護，可兼作變壓器內(nèi)部各種短路故障的后備保護。另外，大型超高壓變壓器的主保護已雙重化。此時，變壓器高壓側(cè)及中壓側(cè)的零序電流保護，應(yīng)分別作為相鄰母線及線路故障的后備保護，因此，保護的動作方向應(yīng)分別指向各側(cè)的母線。大型變電站的降壓變壓器為了經(jīng)濟運行及系統(tǒng)中各保護之間的配合，降壓變電站的主電源在高壓側(cè)，其低壓側(cè)或作為變壓器及中壓側(cè)線路接地故障應(yīng)指向中壓側(cè)母線， 作為母線及相鄰中壓側(cè)一般無電源及開環(huán)運行，高壓側(cè)環(huán)網(wǎng)運行。高壓側(cè)零序方向電流保護的動作方向應(yīng)指

55、向變壓器， 的后備保護。中壓側(cè)的零序方向電流保護的動作方向， 線路接地故障的后備保護。(2 )各段零序電流元件的動作電流(I)中壓側(cè)零序電流元件.（11-50）中壓側(cè)零序電流I段的動作電流，應(yīng)與相鄰線路零序電流的I段或線路快速主保護配合， 即lop KrelKbro1Io p1L式中：Iop1中壓側(cè)零序電流I段的動作電流;Kb 1 I段零序分支系數(shù)，其值等于線路零序電流I段保護區(qū)末端接地故障時，流過本保護安裝處的零序電流與流過線路零序電流之比，取各種運行方式的最大值；Kr er 可靠系數(shù)，取1.1 ；Iop1L 相鄰線路零序電流I段的動作電流。 (11-51)零序電流II段的動作電流，與相鄰線

56、路零序電流II段相配合。1 op2 =Kre| Kbro?1。p2L式中：IoP2 II段零序電流保護的動作電流;Kr eT 可靠系數(shù)，取1.1;Kbro2 - II段零序分支系數(shù)，其值為線路零序電流II段保護區(qū)末端接地故障時，流過本保護安裝處的零序電流與流過線路的零序電流之比，取各種運行方式下的最大值；lop2L 相鄰線路零序電流II段的動作電流。（II ）高壓側(cè)零序電流元件當(dāng)零序方向電流保護的動作方向指向高壓側(cè)母線時，其各段動作電流的整定原則及計算公式同中壓側(cè)。當(dāng)零離方向電流保護的動作方向指向變壓器時，整定原則如下：零序電流I段保護的動作電流，應(yīng)保證在中壓側(cè)母線上發(fā)生接地故障時有靈敏度，且

57、10卩1高=Krel I op1 中.(11-52)式中：Iop1高一高壓側(cè)零序電流I段保護的動作電流;Io 1中一中壓側(cè)零序電流I段保護的動作電流;Kr e-可靠系數(shù)，取1.15。零序電流II段保護的動作電流，應(yīng)與中壓側(cè)零序電流II段保護的動作電流相配合，即1 opll 高 =K rel |opll 中.(11-53)式中：IoPII高一高壓側(cè)零序電流II段保護的動作電流;Io P中I -中壓側(cè)零序電流II段保護的動作電流;Kr e可靠系數(shù)，取 1.15。（3 ）動作延時的整定當(dāng)各側(cè)零序方向電流保護的動作方向指向各側(cè)母線時，其電流I段保護的短延時（即圖11-33中的t1 ）應(yīng)與相鄰線路零序電

58、流 I段保護的動作時間相配合。-也段保護的短延時；I段保護的動作時間；0.30.5 秒。11-33中的t2），應(yīng)比零序電流式中：t1變壓器零序電流It1L 相鄰線路零序電流 心一時間級差，通常取I段的短延時長一個時間級零序電流I段的長延時（即圖差（0.30.5 秒）。II段的動作延時相配合,變壓器各側(cè)零序電流II段的動作短延時應(yīng)與相鄰線路零序電流 而長延時比短延時長一時間級差。其I段及II段的動作延時,當(dāng)變壓器高壓側(cè)零序方向電流保護的動作方向指向變壓器時， 應(yīng)分別與中壓側(cè)零序電流 I段、II段保護的動作延時相配合，前者比后者（即高壓側(cè)保護比中壓側(cè)保護）長一個時間級差。需要著重指出：為有效保護變

59、壓器，零序電流I段保護的最長動作時間不應(yīng)超過2秒。第七節(jié)變壓器過激磁保護變壓器過激磁運行時，鐵芯飽和，勵磁電流急劇增加，勵磁電流波形發(fā)生畸變，產(chǎn)生高 次諧波，從而使內(nèi)部損耗增大、鐵芯溫度升高。另外，鐵芯飽和之后，漏磁通增大，使在導(dǎo) 線、油箱壁及其他構(gòu)件中產(chǎn)生渦流，引起局部過熱。嚴重時造成鐵芯變形及損傷介質(zhì)絕緣。為確保大型、超高壓變壓器的安全運行，設(shè)置變壓器過激磁保護非常必要。過激磁保護的作用原理 變壓器運行時，其輸入端的電壓.(11-63).(11-64)U =4.44 fwSB 式中：U 電源電壓；W一次繞組的匝數(shù)；S-變壓器鐵芯的有效截面；f電源頻率；B 鐵芯中的磁密。由于繞組匝數(shù) W，鐵

60、芯截面S均為定數(shù)，故將式（11-63）簡化成U = KfB則 b=k式中：K 常數(shù)，K 4.44WS。由式（11-64 ）可以看出，變壓器鐵芯中的磁密，與電源電壓成正比，與電源的頻率成 反比。即電源電壓的升高或頻率的降低，均會造成鐵芯中的磁密增大，進而產(chǎn)生過激磁。變壓器及發(fā)電機的過激磁保護就是根據(jù)上述原理構(gòu)成的。采用一個重要的物理量，稱之為過激磁倍數(shù)。設(shè)過激磁倍數(shù)為B與額定工作磁密 BN之比，即在變壓器過激磁保護中， n它等于鐵芯中的實際磁密.(11-65)UBnflN11-63)。式中：U N 變壓器的額定電壓； fN 電源的額定頻率； n 過激磁倍數(shù)； Bn -變壓器鐵芯的額定磁密； 其他