繼電保護(hù)第10章

1、第十章第十章 電力變壓器保護(hù)電力變壓器保護(hù) l第一節(jié)第一節(jié) 電力變壓器的故障、異常工作狀態(tài)電力變壓器的故障、異常工作狀態(tài) 及其保護(hù)方式及其保護(hù)方式 l第二節(jié)第二節(jié) 變壓器的差動保護(hù)變壓器的差動保護(hù) l第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的氣體保護(hù)變壓器的氣體保護(hù) l第四節(jié)第四節(jié) 變壓器的電流速斷保護(hù)變壓器的電流速斷保護(hù) l第五節(jié)第五節(jié) 變壓器相間短路的后備保護(hù)及過負(fù)變壓器相間短路的后備保護(hù)及過負(fù) 荷保護(hù)荷保護(hù) l第六節(jié)第六節(jié) 變壓器的零序保護(hù)變壓器的零序保護(hù) 對本章學(xué)習(xí)的要求是對本章學(xué)習(xí)的要求是: : （1 1）了解變壓器可能產(chǎn)生的故障類型和異常工作的狀態(tài)）了解變壓器可能產(chǎn)生的故障類型和異常工作的狀態(tài); ;

2、（2 2）掌握變壓器的保護(hù)方式）掌握變壓器的保護(hù)方式; ; （3 3）熟練掌握縱差動保護(hù)的工作原理及特點）熟練掌握縱差動保護(hù)的工作原理及特點; ; （4 4）了解不平衡電流可能產(chǎn)生的原因及特點）了解不平衡電流可能產(chǎn)生的原因及特點, ,減小措施減小措施; ; （5 5）了解勵磁涌流產(chǎn)生原因及特點）了解勵磁涌流產(chǎn)生原因及特點, ,以及變壓器差動保護(hù)中以及變壓器差動保護(hù)中 如何克服勵磁涌流的影響如何克服勵磁涌流的影響; ; （6 6）掌握變壓器差動保護(hù)整定計算原則）掌握變壓器差動保護(hù)整定計算原則; ; （7 7）掌握帶速飽和變流器的差動繼電器（）掌握帶速飽和變流器的差動繼電器（BCH-2BCH-2或

3、或BCH-1BCH-1） 的構(gòu)造和特性的構(gòu)造和特性; ; （8 8）了解電流、電壓保護(hù)在變壓器保護(hù)中的作用）了解電流、電壓保護(hù)在變壓器保護(hù)中的作用; ; （9 9）掌握瓦斯保護(hù)中的工作原理及接線。）掌握瓦斯保護(hù)中的工作原理及接線。 第一節(jié)第一節(jié) 電力變壓器的故障、異常工電力變壓器的故障、異常工 作狀態(tài)及其保護(hù)方式作狀態(tài)及其保護(hù)方式 變壓器的故障可分為油箱內(nèi)部故障和油箱外部故障。變壓器的故障可分為油箱內(nèi)部故障和油箱外部故障。 1 1、油箱內(nèi)部故障有、油箱內(nèi)部故障有, ,繞組的相間短路、繞組的匝間短路、直接繞組的相間短路、繞組的匝間短路、直接 接地系統(tǒng)側(cè)繞組的接地短路。接地系統(tǒng)側(cè)繞組的接地短路。

4、2 2、油箱外部故障主要有、油箱外部故障主要有, ,油箱外部絕緣套管、引出線上發(fā)生相油箱外部絕緣套管、引出線上發(fā)生相 間短路或一相碰接箱殼（或稱直接接地短路）。間短路或一相碰接箱殼（或稱直接接地短路）。 3 3、變壓器的異常工作狀態(tài)有過負(fù)荷、變壓器的異常工作狀態(tài)有過負(fù)荷; ;由外部短路引起的過電流由外部短路引起的過電流; ; 油箱漏油引起的油位下降油箱漏油引起的油位下降; ;外部接地短路引起中性點過電壓外部接地短路引起中性點過電壓; ; 繞組過電壓或頻率降低引起的過勵磁繞組過電壓或頻率降低引起的過勵磁; ;變壓器油溫升高和冷卻變壓器油溫升高和冷卻 系統(tǒng)故障等。系統(tǒng)故障等。 變壓器應(yīng)裝設(shè)如下保護(hù)

5、變壓器應(yīng)裝設(shè)如下保護(hù): : (1)(1)為反應(yīng)油箱內(nèi)部各種短路故障和油面降低為反應(yīng)油箱內(nèi)部各種短路故障和油面降低, ,對于對于0.8MVA0.8MVA及以及以 上的油浸式變壓器和戶內(nèi)上的油浸式變壓器和戶內(nèi)0.4MVA0.4MVA以上變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。以上變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。 (2)(2)為反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路為反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路, ,以及中性點直接接以及中性點直接接 地電網(wǎng)側(cè)繞組和引出線的接地短路及繞組匝間短路地電網(wǎng)側(cè)繞組和引出線的接地短路及繞組匝間短路, ,應(yīng)裝設(shè)縱應(yīng)裝設(shè)縱 差保護(hù)或電流速斷保護(hù)。差保護(hù)或電流速斷保護(hù)。 第一節(jié)第一節(jié) 電力變壓器的故障、異常工電

6、力變壓器的故障、異常工 作狀態(tài)及其保護(hù)方式作狀態(tài)及其保護(hù)方式 (3)(3)為反應(yīng)外部相間短路引起的過電流和作為瓦斯、縱差保為反應(yīng)外部相間短路引起的過電流和作為瓦斯、縱差保 護(hù)（或電流速斷保護(hù)）的后備保護(hù)護(hù)（或電流速斷保護(hù)）的后備保護(hù), ,應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)。應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)。 (4)(4)為反應(yīng)大接地電流系統(tǒng)外部接地短路為反應(yīng)大接地電流系統(tǒng)外部接地短路, ,應(yīng)裝設(shè)零序電流應(yīng)裝設(shè)零序電流 保護(hù)。保護(hù)。 (5)(5)對于對于0.4MVA0.4MVA以上的變壓器以上的變壓器, ,當(dāng)數(shù)臺并列運行或單獨運行當(dāng)數(shù)臺并列運行或單獨運行 并作為其他負(fù)荷的備用電源時并作為其他負(fù)荷的備用電源時, ,應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)

7、。過應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。過 負(fù)荷保護(hù)通常只裝在一相負(fù)荷保護(hù)通常只裝在一相, ,其動作時限較長其動作時限較長, ,延時動作于延時動作于 發(fā)信號。發(fā)信號。 (6)(6)高壓側(cè)電壓為高壓側(cè)電壓為500KV500KV及以上的變壓器及以上的變壓器, ,對頻率降低和電對頻率降低和電 壓升高而引起的變壓器勵磁電流升高壓升高而引起的變壓器勵磁電流升高, ,應(yīng)裝設(shè)變壓器過應(yīng)裝設(shè)變壓器過 勵磁保護(hù)。勵磁保護(hù)。 (7)(7)對變壓器溫度和油箱內(nèi)壓力升高對變壓器溫度和油箱內(nèi)壓力升高, ,以及冷卻系統(tǒng)故障以及冷卻系統(tǒng)故障, ,按按 變壓器現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求變壓器現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求, ,應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置。應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置。 第

8、二節(jié)變壓器的差動保護(hù)第二節(jié)變壓器的差動保護(hù) 差動保護(hù)能正確區(qū)分差動保護(hù)能正確區(qū)分 被保護(hù)元件保護(hù)區(qū)內(nèi)、被保護(hù)元件保護(hù)區(qū)內(nèi)、 外故障外故障,并能瞬時切除并能瞬時切除 保護(hù)區(qū)內(nèi)的故障。變保護(hù)區(qū)內(nèi)的故障。變 壓器差動保護(hù)用來反壓器差動保護(hù)用來反 應(yīng)變壓器繞組、引出應(yīng)變壓器繞組、引出 線及套管上各種短路線及套管上各種短路 故障故障,是變壓器的主保是變壓器的主保 護(hù)。護(hù)。 10-1 變壓器差動保護(hù)原理接線圖變壓器差動保護(hù)原理接線圖 第二節(jié)變壓器的差動保護(hù)第二節(jié)變壓器的差動保護(hù) 一、不平衡電流產(chǎn)生的原因及減小一、不平衡電流產(chǎn)生的原因及減小 不平衡電流的方法不平衡電流的方法 （一）穩(wěn)態(tài)不平衡電流 1、變壓器

9、各側(cè)電流相位不同引起不平衡電流 在電力系統(tǒng)中大、中型變壓器采用Y,d11接線的 很多,變壓器一、二次側(cè)線電流相位差30,如果兩 側(cè)電流互感器采用相同接線方式,即使I I1 1和I2I2的數(shù) 值相等,其不平衡電流為I Iunb1unb1=2I=2I1 1sin15sin15=0.518I=0.518I1 1。 因此,必須補償由于兩側(cè)電流相位不同而引起的不 平衡電流。具體方法是將Y,d11接線的變壓器星形 接線側(cè)的電流互感器接成三角形接線,三角形接線 側(cè)電流互感器接成星形接線,這樣可以使兩側(cè)電流 互感器二次聯(lián)接臂上的電流相位一致。 1 1、變壓器各側(cè)電流相位不同、變壓器各側(cè)電流相位不同 引起不平衡

10、電流引起不平衡電流 2 2、由于電流互感器計算變比與選用的標(biāo)、由于電流互感器計算變比與選用的標(biāo) 準(zhǔn)變比不同而引起的不平衡電流準(zhǔn)變比不同而引起的不平衡電流 高壓側(cè)保護(hù)臂中電流比該側(cè)互感器二次側(cè)電流大倍高壓側(cè)保護(hù)臂中電流比該側(cè)互感器二次側(cè)電流大倍, ,為為 使正常負(fù)荷時兩側(cè)保護(hù)臂中電流接近相等使正常負(fù)荷時兩側(cè)保護(hù)臂中電流接近相等, ,故高壓側(cè)故高壓側(cè) 電流互感器變比應(yīng)增大倍考慮。電流互感器變比應(yīng)增大倍考慮。 變壓器星形接線側(cè)按三角形接線的電流互感器變比為變壓器星形接線側(cè)按三角形接線的電流互感器變比為 （10-110-1） 變壓器角形接線側(cè)按星形接線的電流互感器的變比為變壓器角形接線側(cè)按星形接線的電

11、流互感器的變比為 （10-210-2） 由于實際所選電流互感器的變比不同于計算值由于實際所選電流互感器的變比不同于計算值, ,勢必在勢必在 差動回路中出現(xiàn)不平衡電流值。差動回路中出現(xiàn)不平衡電流值。 3 5 . . YTN dTA I K 5 . . dTN yTA I K （1）用自耦變壓器）用自耦變壓器UT改變差動臂的電流改變差動臂的電流; （2）用中間變流器）用中間變流器UA進(jìn)行磁勢補償進(jìn)行磁勢補償; （3）用電抗變換器）用電抗變換器UX1和和UX2二次繞組串接差動輸出進(jìn)行磁勢補償。二次繞組串接差動輸出進(jìn)行磁勢補償。 3 3由變壓器調(diào)壓引起的不平衡電流由變壓器調(diào)壓引起的不平衡電流 當(dāng)系統(tǒng)運

12、行方式改變時當(dāng)系統(tǒng)運行方式改變時, ,需要調(diào)節(jié)變壓器調(diào)壓分接頭以需要調(diào)節(jié)變壓器調(diào)壓分接頭以 保證系統(tǒng)電壓水平。在當(dāng)調(diào)壓分接頭位置改變時保證系統(tǒng)電壓水平。在當(dāng)調(diào)壓分接頭位置改變時, ,在在 差動回路中引起很大不平衡電流。該不平衡電流的差動回路中引起很大不平衡電流。該不平衡電流的 大小與調(diào)壓范圍大小與調(diào)壓范圍U U及變壓器一次電流成正比及變壓器一次電流成正比, ,可由可由 下式計算下式計算 dTA y unb K I UI . )1( 3 在運行中不可能隨變壓器分接頭改變而重新調(diào)整差動繼在運行中不可能隨變壓器分接頭改變而重新調(diào)整差動繼 電器的參數(shù)電器的參數(shù), ,因此因此,U,U引起的不平衡電流要在

13、整定計算引起的不平衡電流要在整定計算 時考慮躲過。時考慮躲過。 4 4由于各則電流互感器誤差不同引由于各則電流互感器誤差不同引 起的不平衡電流起的不平衡電流 變壓器各側(cè)電壓等級和額定電流不同變壓器各側(cè)電壓等級和額定電流不同,因而采用的電因而采用的電 流互感器型號不同流互感器型號不同,它們的特性差別很大它們的特性差別很大,故引起故引起 較大的不平衡電（實際上是兩個電流互感器勵磁較大的不平衡電（實際上是兩個電流互感器勵磁 電流之差）電流之差） （10-6） Kerr電流互感器誤差電流互感器誤差,取取0.1; KSt電流互感器同型系數(shù)電流互感器同型系數(shù),對發(fā)電機線路縱差保對發(fā)電機線路縱差保 護(hù)取護(hù)取

14、0.5;對變壓器、母線差動保護(hù)取對變壓器、母線差動保護(hù)取1; max. . 3 k dTA sterr unb I K KK I （二）暫態(tài)過程中的不平衡電流（二）暫態(tài)過程中的不平衡電流 l 差動保護(hù)要躲過外部短路差動保護(hù)要躲過外部短路 時暫態(tài)過程中的不平衡電時暫態(tài)過程中的不平衡電 流流, ,其中含有很大非周期其中含有很大非周期 分量分量, ,偏于時間軸一側(cè)偏于時間軸一側(cè) 如如 圖圖10-410-4（a a） l 短路電流雖然在初瞬也具短路電流雖然在初瞬也具 有一定成分的非周期分量有一定成分的非周期分量, , 但衰減很快但衰減很快, ,只是短暫地只是短暫地 延遲了非周期分量的傳變。延遲了非周期

15、分量的傳變。 速飽和變流器一次繞組中速飽和變流器一次繞組中 只有短路電流周期分量通只有短路電流周期分量通 過過, ,此時鐵芯中此時鐵芯中B B變化變化 很大很大, ,在在W2W2中感生很大電中感生很大電 勢勢, ,使差動繼電器可靠動使差動繼電器可靠動 作。如圖作。如圖10-1410-14（b b）。）。 B 0 Iunb i i i i ik B B 圖10-4（a ） 圖14-4（b） （二）暫態(tài)過程中的不平衡電流 max max 3 K unberrstnps TA d I IKK Kuf K 綜和考慮暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)的影響綜和考慮暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)的影響,總的不平總的不平 衡電流為衡電流為: （三）變

16、壓器的勵磁涌流（三）變壓器的勵磁涌流 u變壓器勵磁電流僅流經(jīng)變壓器的某一側(cè)變壓器勵磁電流僅流經(jīng)變壓器的某一側(cè),因此因此,通過電流互通過電流互 感器反應(yīng)到差動回路中不能被平衡感器反應(yīng)到差動回路中不能被平衡,在外部故障時在外部故障時,由于電由于電 壓降低壓降低,勵磁電流減小勵磁電流減小,它的影響就更小?？珊雎圆挥?。它的影響就更小?？珊雎圆挥?。 u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, ,則則 可能出現(xiàn)數(shù)值很大的勵磁電流可能出現(xiàn)數(shù)值很大的勵磁電流( (又稱為勵磁涌流又稱為勵磁涌流) )。 勵磁涌流的產(chǎn)生勵磁涌流的產(chǎn)生 圖圖10-5 10-5 勵

17、磁涌流的產(chǎn)生及電流變化曲線勵磁涌流的產(chǎn)生及電流變化曲線 （a a）穩(wěn)態(tài)時電壓與磁通關(guān)系）穩(wěn)態(tài)時電壓與磁通關(guān)系; ;（c c）變壓器鐵芯的磁化曲線瞬）變壓器鐵芯的磁化曲線瞬 間合閘時電壓與磁通關(guān)系間合閘時電壓與磁通關(guān)系 勵磁涌流的產(chǎn)生勵磁涌流的產(chǎn)生 m m np com p t m m I t 2 m exs I （b）t=0,u=0瞬間空載合閘時電壓與磁 通關(guān)系 （d）勵磁涌流波形 勵磁涌流具有以下特點勵磁涌流具有以下特點: 包含有很大成份的非周期分量包含有很大成份的非周期分量,約占基波的約占基波的60%,涌流偏向涌流偏向 時間軸的一側(cè)時間軸的一側(cè); 包含有大量的高次諧波包含有大量的高次諧波,

18、且以二次諧波為主且以二次諧波為主,約占基波約占基波30 40%以上以上; 波形之間出現(xiàn)間斷角波形之間出現(xiàn)間斷角a,可達(dá)可達(dá)80以上。以上。 iL t( ) 防止勵磁涌流的影響的措施防止勵磁涌流的影響的措施: 根據(jù)勵磁涌流的特點根據(jù)勵磁涌流的特點,可以采取下列措施防止勵磁涌流的影可以采取下列措施防止勵磁涌流的影 響響: 采用具有速飽合鐵芯的差動繼電器采用具有速飽合鐵芯的差動繼電器; 利用二次諧波制動而躲開勵磁涌流利用二次諧波制動而躲開勵磁涌流; 按比較波形間斷角來鑒別內(nèi)部故障和勵磁涌流的差動保按比較波形間斷角來鑒別內(nèi)部故障和勵磁涌流的差動保 護(hù)。護(hù)。 由于速飽和變流器躲過非周期分量性能不夠理想由

19、于速飽和變流器躲過非周期分量性能不夠理想,目前目前,中中 小型變壓器廣泛采用加強型速飽和變流器（小型變壓器廣泛采用加強型速飽和變流器（BCH-2型）型） 構(gòu)成的變壓器差動保護(hù)。構(gòu)成的變壓器差動保護(hù)。BCH-2型（型（DCD-2、DCD-2M 型）差動繼電器型）差動繼電器,是在速飽和變流器基礎(chǔ)上是在速飽和變流器基礎(chǔ)上,再加上短路再加上短路 繞組繞組,以改善躲過非周期分量的性能。以改善躲過非周期分量的性能。 二、采用二、采用BCH型差動繼電器構(gòu)成的差動型差動繼電器構(gòu)成的差動 保護(hù)保護(hù) （一）（一）BCH-2型差動繼電器構(gòu)成的差動保護(hù)型差動繼電器構(gòu)成的差動保護(hù) BCH-2型差動繼電器由帶短路繞組的三

20、柱式速飽和型差動繼電器由帶短路繞組的三柱式速飽和 變流器和變流器和DL-11/0.2型電流繼電器組合而成。鐵芯型電流繼電器組合而成。鐵芯 中間柱中間柱B的截面是邊緣柱截面的二倍的截面是邊緣柱截面的二倍,其上繞有一其上繞有一 個差動繞組個差動繞組Wd、兩個平衡繞組、兩個平衡繞組WbI、WbII以及短以及短 路繞組一部分路繞組一部分,短路繞組另一部分繞在左邊芯柱短路繞組另一部分繞在左邊芯柱A 上上,而且兩者通過端子呈同向串聯(lián)。在右邊芯柱而且兩者通過端子呈同向串聯(lián)。在右邊芯柱 C上繞有二次繞組上繞有二次繞組W2,它通過端子、與它通過端子、與 DL-11/0.2型電流繼電器相連接型電流繼電器相連接 。

21、圖。圖10-6為為BCH- 2型差動繼電器的結(jié)構(gòu)圖型差動繼電器的結(jié)構(gòu)圖 二、采用二、采用BCH型差動繼電器構(gòu)成的差動型差動繼電器構(gòu)成的差動 保護(hù)保護(hù) 1BA 1BC K I k W d W k W 1 K K KAC KBC KBA KAB bI W bII W 1BC KBC KAC 1CBCKBCKAC C柱中總磁通為柱中總磁通為: 二、采用二、采用BCH型差動繼電器構(gòu)成的差動型差動繼電器構(gòu)成的差動 保護(hù)保護(hù) C柱中總磁通為柱中總磁通為: KdKK I WI W 1CBCKBCKAC CB B CBA KK CA A BCA K K d C RR R RRR WI RR R RRR WIW

22、I / / 1 ACCBBA BK K ACCBBA AK K K RRRRRR RWI RRRRRR RWIWI / 1)( mAACCBBA RRRRRRRR/ )( / 1Kk dKKB c mmA I WIWI WR RRR 令式 則 將將IK折算到折算到Wd側(cè)，并以側(cè)，并以 表示，即表示，即 于是式（于是式（10-9）可改寫為）可改寫為 K I 1 () dKdKdKB C mmmKA IWI WI WW R RRRW R 1 () dKdKdKB C mmmKA IWI WI WW R RRRW R 在一般情況下在一般情況下, ,選取與相同標(biāo)號抽頭選取與相同標(biāo)號抽頭, ,維持維持

23、, ,且且 因因B B柱截面為柱截面為A A柱截面兩倍柱截面兩倍, ,故磁阻故磁阻R RA A=2R=2RB B。即。即 中后兩項去磁中后兩項去磁 與增磁相等與增磁相等, ,這說明在保護(hù)區(qū)內(nèi)部故障時這說明在保護(hù)區(qū)內(nèi)部故障時, ,短路繞組的存在不短路繞組的存在不 影響差動繞組中交變電流向二次繞組影響差動繞組中交變電流向二次繞組W2W2的傳遞的傳遞, ,不會改變繼電不會改變繼電 器的動作安匝數(shù)和保護(hù)的靈敏性。只要流過它的電流產(chǎn)生的器的動作安匝數(shù)和保護(hù)的靈敏性。只要流過它的電流產(chǎn)生的 磁勢達(dá)到磁勢達(dá)到60604 4安匝時安匝時, ,就可以保證接于就可以保證接于W2W2上的電流繼電器能上的電流繼電器能

24、 可靠動作?？煽縿幼?。 2W W c C柱中總磁通為柱中總磁通為: （10-10） 消除了勵磁涌流的影響消除了勵磁涌流的影響 在變壓器空載投入或外部短路切除后在變壓器空載投入或外部短路切除后, ,電壓突然恢復(fù)時電壓突然恢復(fù)時, ,勵勵 磁涌流將以不平衡電流形式流入差動繞組磁涌流將以不平衡電流形式流入差動繞組WdWd, ,由于其中含由于其中含 有很大成份非周期分量有很大成份非周期分量, ,使鐵芯迅速飽和使鐵芯迅速飽和, ,磁阻增大磁阻增大, ,RmRm將將 更加增大更加增大, ,式式10-1010-10會使大大減小會使大大減小. . 而且鐵芯飽和后磁路磁阻增大而且鐵芯飽和后磁路磁阻增大, ,由由

25、A A柱到柱到C C柱磁路長、漏磁柱磁路長、漏磁 增大增大, ,從而使從而使A A柱到柱到C C柱的助磁磁通顯著減小柱的助磁磁通顯著減小, ,而而B B柱到柱到C C柱磁柱磁 路短路短, ,漏磁相對較小漏磁相對較小, ,故由故由B B柱到柱到C C柱的去磁磁通減少并不顯柱的去磁磁通減少并不顯 著著, ,但仍有較大去磁作用但仍有較大去磁作用, ,因而使因而使C C柱貫穿于柱貫穿于W2W2的總磁通減的總磁通減 少的更加顯著少的更加顯著, ,使使DL-11/0.2DL-11/0.2型電流繼電器不易動作型電流繼電器不易動作, ,這說這說 明短路繞組的存在加強了躲過非周期分量的影響明短路繞組的存在加強了

26、躲過非周期分量的影響, ,即可靠即可靠 地消除了勵磁涌流的影響。地消除了勵磁涌流的影響。 BCH-2型繼電器直流助磁 特性曲線 IDC直流分量電流；直流分量電流；Iac交流動作電流電流交流動作電流電流 IacDC有直流分量的動作電流有直流分量的動作電流 K=IDC/IacDC-通入繼電器直流電流占有直流分量的通入繼電器直流電流占有直流分量的 動作電流的比例動作電流的比例 =IacDC/Iac-有直流分量的動作電流比無直流電流有直流分量的動作電流比無直流電流 時交流動作電流提高的倍數(shù)。時交流動作電流提高的倍數(shù)。 1201008060動作安匝 16/28=0.576/8=0.7516/16=12

27、B2-D1A2-B1B2-C1A2-A1，B2-B1 C2-C1，D2-D1 短路繞組整定板上 的插孔位置 表10-3 短路繞組接入不同匝數(shù)比所對應(yīng)的動作安匝 K值越大，動作電流倍數(shù)越大，躲過勵磁涌流值越大，動作電流倍數(shù)越大，躲過勵磁涌流 性能越好。性能越好。 A2-A1 B2-B1 C2-C1 D2-D1 K 0 , , / ww BCH-2型繼電器 BCH-2型繼電器 例題例題10-2用用BCH-2 差動繼電器構(gòu)成差動繼電器構(gòu)成 變壓器差動保護(hù)原理接線圖變壓器差動保護(hù)原理接線圖 差動線圈接于變壓器差動保護(hù)的差回路差動線圈接于變壓器差動保護(hù)的差回路,當(dāng)安匝磁勢當(dāng)安匝磁勢 達(dá)到一定值時達(dá)到一定

28、值時,二次線圈感應(yīng)的某一電勢值使電流繼電器起二次線圈感應(yīng)的某一電勢值使電流繼電器起 動。動。 平衡線圈的作用是消除變壓器兩側(cè)電流互感器的計算平衡線圈的作用是消除變壓器兩側(cè)電流互感器的計算 變比與實際變比不一致所產(chǎn)生的不平衡安匝磁勢。變比與實際變比不一致所產(chǎn)生的不平衡安匝磁勢。 短路線圈的作用是提高差動繼電器躲過勵磁涌流的能短路線圈的作用是提高差動繼電器躲過勵磁涌流的能 力。力。 (二二)由由BCH-2型繼電器組成變壓器差型繼電器組成變壓器差 動保護(hù)的整定計算動保護(hù)的整定計算 (二)由BCH-2型繼電器組成變壓 器差動保護(hù)的整定計算 l 應(yīng)用應(yīng)用BCH-2BCH-2型差動繼電器構(gòu)成雙繞組變壓器差

29、動保型差動繼電器構(gòu)成雙繞組變壓器差動保 護(hù)的三相交流側(cè)的接線如教材圖護(hù)的三相交流側(cè)的接線如教材圖10-1010-10所示?，F(xiàn)結(jié)所示?，F(xiàn)結(jié) 合一個實例來說明其整定計算。合一個實例來說明其整定計算。 l 例題例題10-2 10-2 某工廠總降壓變電所由無限大容量系統(tǒng)某工廠總降壓變電所由無限大容量系統(tǒng) 供電供電, ,其中變壓器的參數(shù)為其中變壓器的參數(shù)為SFL1SFL110000/6010000/60 型型, ,60/10.5kv60/10.5kv, ,Y Y, ,d11d11接線接線, ,U Uk k%=9%=9。已知。已知10.5kv10.5kv母母 線上三相短路電流在最大運行方式下線上三相短路電

30、流在最大運行方式下, ,在最小運行在最小運行 方式下為方式下為, ,歸算到歸算到60kv60kv分別為分別為691A691A與與560A560A, ,10kv10kv側(cè)側(cè) 最大負(fù)荷電流為最大負(fù)荷電流為I IL.maxL.max=450A=450A。歸算到。歸算到60kv60kv側(cè)為側(cè)為 78.75A78.75A。擬采用。擬采用BCH-2BCH-2型差動繼電器構(gòu)成變壓器差型差動繼電器構(gòu)成變壓器差 動保護(hù)動保護(hù), ,試進(jìn)行整定計算。試進(jìn)行整定計算。 解解:（1）計算變壓器一次側(cè)、二次側(cè)額定電流）計算變壓器一次側(cè)、二次側(cè)額定電流,選出電流互感選出電流互感 器的變比器的變比,計算電流互感器二次聯(lián)接臂中

31、的電流計算電流互感器二次聯(lián)接臂中的電流,其計其計 算結(jié)果算結(jié)果 列于表列于表10-4中。中。 d d U .e e .e 3 S I gTA n 3 5 I g. e 5 I . e d g g g I n I .TA . e dTA n d d d I n I .TA . e g g U . e e . e 3 S I 2 .96 603 10000 3 1 N TN yTN U S I 10000 550 3 10.5 TN d IA . 96.23166.6 3 555 TN y TA d I K 550 55 TN d TAY I K 200 5 TA d K 600 5 TAY K

32、A K I TAd NTY 165. 4 5/200 32 .96 3 A583. 4 5/600 550 表10-4 例題中變壓器各側(cè)有關(guān)計算數(shù)據(jù) I1=I2= 從上表可以看出從上表可以看出,I,I2 2I I1 1, ,所以選較大者所以選較大者10.5kv10.5kv側(cè)為基本側(cè)。平衡繞組側(cè)為基本側(cè)。平衡繞組WbIWbI接于接于 10.5kv10.5kv的基本側(cè)的基本側(cè), ,平衡繞組平衡繞組WbIIWbII接于接于60kv60kv側(cè)。側(cè)。 （2 2）計算差動保護(hù)基本側(cè)的動作電流）計算差動保護(hù)基本側(cè)的動作電流, ,在決定一次動作電流時應(yīng)滿足下列三在決定一次動作電流時應(yīng)滿足下列三 個條件個條件

33、1 1）躲過變壓器勵磁涌流的條件）躲過變壓器勵磁涌流的條件 2 2）躲過電流互感器二次斷線不應(yīng)誤動作的條件）躲過電流互感器二次斷線不應(yīng)誤動作的條件 3 3）躲過外部穿越性短路最大不平衡電流的條件）躲過外部穿越性短路最大不平衡電流的條件 I Iop1op1=1.3(1=1.3(10.1+0.05+0.05)0.1+0.05+0.05)3950=1027A3950=1027A 式中式中 可靠系數(shù)與電流互感器的同型系數(shù)可靠系數(shù)與電流互感器的同型系數(shù), ,取取1.31.3, ,取取1 1 。 變壓器于基本側(cè)的額定電流與最大負(fù)荷電流變壓器于基本側(cè)的額定電流與最大負(fù)荷電流; ; UU、ffS S 改變變壓

34、器分接頭調(diào)壓引起的相對誤差與整定匝數(shù)不同于計改變變壓器分接頭調(diào)壓引起的相對誤差與整定匝數(shù)不同于計 算匝數(shù)引起的相對誤差算匝數(shù)引起的相對誤差; ;UU取取0.10.1, ,變比誤差變比誤差ffS S取初步取初步0.050.05進(jìn)行試算。進(jìn)行試算。 例題10-2 AIKI NdTrelop 7155503 . 1 .1 . AIKI Lrelop 5854503 . 1 max.1 . )3/( max. 2max.1 . )( KSerrstreunbrelop IfUKKKIKI , relst KK .max , TN dL II 例題10-2 在最大運行方式下在最大運行方式下,變壓器二次母

35、線上短路變壓器二次母線上短路,歸算于基本側(cè)歸算于基本側(cè) 的三相短路電流次暫態(tài)值。的三相短路電流次暫態(tài)值。 選取上述條件計算值中最大的作為基本側(cè)的一次動作電流選取上述條件計算值中最大的作為基本側(cè)的一次動作電流,即即IOP.1取取 1027A。 差動繼電器基本側(cè)的動作電流為差動繼電器基本側(cè)的動作電流為 )3/( max.K I A K KI I yTA conop rop 56. 8 5/600 11027 . 1 . . 式中式中 基本側(cè)的電流互感器變比與其接線系數(shù)基本側(cè)的電流互感器變比與其接線系數(shù) . , TA yCON KK （3）確定確定BCH-2型差動繼電器各繞組的匝數(shù)。該繼電器在保持型

36、差動繼電器各繞組的匝數(shù)。該繼電器在保持 時其動作安匝數(shù)為時其動作安匝數(shù)為 為了平衡得更精確。使不平衡電流影響更小為了平衡得更精確。使不平衡電流影響更小,可將接于基本側(cè)平衡繞組可將接于基本側(cè)平衡繞組WbI作作 為基本側(cè)動作匝數(shù)的一部分為基本側(cè)動作匝數(shù)的一部分,選取差動繞組選取差動繞組Wd與平衡繞組與平衡繞組WbI的整定匝數(shù)的整定匝數(shù) Wd.set=6匝匝,WbIset=1匝匝,即即 匝。匝。 2 KK WW . 604 7 8.56 op op r AN W I 匝 716 . setbIsetdsetop WWW 例題例題10-2 確定非基本側(cè)平衡繞組確定非基本側(cè)平衡繞組WbII的匝數(shù)的匝數(shù)

37、)()( . . 2.1setd setI bsetdbII WWIWWI 7 . 16)61 ( 165. 4 583. 4 )( . . 1 2 setdsetd set bIbII WWW I I W 選整定匝數(shù)匝選整定匝數(shù)匝, ,其相其相 對誤差為對誤差為 0395. 0 67 . 1 27 . 1 . . sendbII senbIIbII S WW WW f 要求相對誤差的絕對值不超過要求相對誤差的絕對值不超過0.050.05。顯然。顯然 不平衡電流不能完全消除不平衡電流不能完全消除, ,還會剩下一部還會剩下一部 分分 Y WbII WbI TA2 TA1 I1 I2 W2 bII

38、 set 匝 因因 0.050.05, ,故不必重新計算動作電流值。故不必重新計算動作電流值。 S f 例題例題10-2 確定短路繞組匝數(shù)確定短路繞組匝數(shù),即確定短路繞組的插頭的插孔。它有四組插孔即確定短路繞組的插頭的插孔。它有四組插孔, 見圖見圖10-7所示。從圖所示。從圖10-8直流助磁特性曲線可知直流助磁特性曲線可知,短路繞組匝數(shù)越短路繞組匝數(shù)越 多多,躲過勵磁涌流的性能越好躲過勵磁涌流的性能越好,但當(dāng)內(nèi)部故障電流中有較大非周期分但當(dāng)內(nèi)部故障電流中有較大非周期分 量時量時,BHC-2型繼電器動作時間要延長。因此型繼電器動作時間要延長。因此,對勵磁涌流倍數(shù)大的對勵磁涌流倍數(shù)大的 中小容量變

39、壓器中小容量變壓器,當(dāng)內(nèi)部故障時短路電流非周期分量衰減較快當(dāng)內(nèi)部故障時短路電流非周期分量衰減較快,對保對保 護(hù)動作時間要求較低。故多選用插孔護(hù)動作時間要求較低。故多選用插孔C2C1或或D2D1。另外應(yīng)。另外應(yīng) 考慮電流互感器的型式考慮電流互感器的型式,勵磁阻抗小的電流互感器勵磁阻抗小的電流互感器,如套管式如套管式,吸收吸收 非周期分量較多非周期分量較多,短路繞組應(yīng)選用較多匝數(shù)的插孔。所選插孔是否短路繞組應(yīng)選用較多匝數(shù)的插孔。所選插孔是否 合適。應(yīng)通過變壓器空載投入試驗確定。本題宜采用合適。應(yīng)通過變壓器空載投入試驗確定。本題宜采用C2C1插孔插孔 擰入螺絲擰入螺絲,接通短路繞組。接通短路繞組。

40、例題例題10-2 （4）靈敏系數(shù)校驗 本列題為單電源應(yīng)以最小運行方式下本列題為單電源應(yīng)以最小運行方式下10kV側(cè)兩相短路反應(yīng)到電源側(cè)進(jìn)行側(cè)兩相短路反應(yīng)到電源側(cè)進(jìn)行 校驗校驗,10.5kv側(cè)母線兩相短路歸算到側(cè)母線兩相短路歸算到60kV側(cè)流入繼電器的電流為側(cè)流入繼電器的電流為 60kv電源側(cè)電源側(cè)BCH-2型繼電器的動作電流為型繼電器的動作電流為 則差動保護(hù)裝置的最小靈敏度為則差動保護(hù)裝置的最小靈敏度為 A k I I dTA k rk 21 5/200 5605 . 1 ) 3 ( 2 3 . )3/( min. 2)2( . 2 A WW AN I setbIIsetd rop 5 . 7

41、26 60 . . (2) (2) 2. .min . 21 2.82 7.5 kr s op r I K I 可見可見,滿足靈敏系數(shù)要求滿足靈敏系數(shù)要求 ,各繞組整定匝數(shù)如教材圖各繞組整定匝數(shù)如教材圖10-7中插孔涂黒表中插孔涂黒表 示。本題解題完畢。示。本題解題完畢。 三、采用帶制動特性的差動繼電器構(gòu)成 的差動保護(hù) 1.BCH 1.BCH一一1 1型差動繼電器型差動繼電器 三柱式鐵芯三柱式鐵芯 電磁型電流繼電器電磁型電流繼電器 差動線圈差動線圈Wd, 兩個平衡線圈兩個平衡線圈WbI、 WbII 制動線圈制動線圈Wres 工作線圈工作線圈W2。 組成組成: WbI WbII Wd Ires

42、1 res res W res W BCH-1BCH-1型繼電器結(jié)構(gòu)原理圖型繼電器結(jié)構(gòu)原理圖 d W bII W res1 W bI W res2 W res 1 res I 差動線圈差動線圈:通以電流產(chǎn)生磁通通以電流產(chǎn)生磁通1,在兩個二次工作繞組上在兩個二次工作繞組上 感感 應(yīng)的電勢相串聯(lián)應(yīng)的電勢相串聯(lián),能使電流繼電器動作。能使電流繼電器動作。 制動線圈制動線圈:通以電流產(chǎn)生的磁通通以電流產(chǎn)生的磁通res在兩邊柱形成環(huán)路在兩邊柱形成環(huán)路,在兩在兩 個二次工作繞組上感應(yīng)的電勢反向串聯(lián)個二次工作繞組上感應(yīng)的電勢反向串聯(lián),合成電勢為零合成電勢為零,不會不會 使電流繼電器動作。它的作用是使兩個邊柱的

43、鐵芯飽和使電流繼電器動作。它的作用是使兩個邊柱的鐵芯飽和,加加 大繼電器的動作安匝。大繼電器的動作安匝。 各部分作用各部分作用: 鐵芯鐵芯:兩邊柱截面小兩邊柱截面小,易于飽和易于飽和,它的作用相當(dāng)于一級速飽和變它的作用相當(dāng)于一級速飽和變 流器。流器。 安匝制動曲線安匝制動曲線:繼電器的動作安匝與制動安匝的關(guān)系曲線。當(dāng)繼電器的動作安匝與制動安匝的關(guān)系曲線。當(dāng) 制動安匝磁勢較小時制動安匝磁勢較小時,兩邊柱鐵芯沒有飽和兩邊柱鐵芯沒有飽和,繼電器的動作安匝繼電器的動作安匝 不變不變,仍為仍為60安匝。安匝。 當(dāng)制動安匝加大當(dāng)制動安匝加大,鐵芯鐵芯 開始飽和開始飽和,動作安匝開始加動作安匝開始加 大。隨

44、著制動安匝磁勢的大。隨著制動安匝磁勢的 加大加大,鐵芯飽和程度變大鐵芯飽和程度變大, 繼電器動作安匝加大繼電器動作安匝加大,如圖如圖 曲線曲線1或或2。 帶有制動線圈的變壓器差動帶有制動線圈的變壓器差動 保護(hù)保護(hù),以變壓器的電源側(cè)為基本側(cè)以變壓器的電源側(cè)為基本側(cè), 負(fù)荷側(cè)為非基本側(cè)。非基本側(cè)接負(fù)荷側(cè)為非基本側(cè)。非基本側(cè)接 有平衡線圈、制動線圈。當(dāng)保護(hù)有平衡線圈、制動線圈。當(dāng)保護(hù) 范圍外部故障時范圍外部故障時,在制動線圈中流在制動線圈中流 有短路電流有短路電流,使鐵芯飽和使鐵芯飽和,增大了增大了 繼電器的動作安匝。外部故障時繼電器的動作安匝。外部故障時 繼電器不動。內(nèi)部故障時繼電器不動。內(nèi)部故障

45、時,若若A側(cè)側(cè) 無電源無電源,制動線圈中沒有短路電流制動線圈中沒有短路電流, 不起制動作用不起制動作用 。 KA 2W 2W res W res W A B d W bI W bII W 1QF 2QF 1、BCH-1型繼電器工作特性型繼電器工作特性 曲線曲線1 1為不平衡電流與外部短路電流的關(guān)系為不平衡電流與外部短路電流的關(guān)系; ; 曲線曲線2 2為無制動繼電器的動作電流為無制動繼電器的動作電流; ; 曲線曲線3 3為制動特性曲線為制動特性曲線, ,位于直線位于直線1 1之上之上, ,交與水平線與交與水平線與 a a點。點。 從圖中可以看出從圖中可以看出, ,在任何短路故障時在任何短路故障時

46、, ,繼電器動作電流繼電器動作電流 都大于不平衡電流。都大于不平衡電流。 圖圖10-15BCH-110-15BCH-1繼電器工作特性繼電器工作特性 1 1、當(dāng)內(nèi)部故障時、當(dāng)內(nèi)部故障時, ,A A側(cè)無電源側(cè)無電源, ,制動繞組制動繞組WresWres中無電流通過中無電流通過I Iresres=0=0, ,其動作電流為其動作電流為 Iop.r.0,Iop.r.0,差動繞組由差動繞組由A A側(cè)提供短路電流側(cè)提供短路電流, ,這種情況下保護(hù)最靈敏。這種情況下保護(hù)最靈敏。 2 2、內(nèi)部故障時、內(nèi)部故障時,A,A、B B電源提供短路電流相等電源提供短路電流相等,I,Iresres=1/2I=1/2IK K

47、可可, ,即制動繞組中電流為差即制動繞組中電流為差 動繞組中電流一半。如圖動繞組中電流一半。如圖10-1510-15曲線曲線5 5所示。直線所示。直線5 5與制動曲線與制動曲線3 3交于交于b b點點, ,在在b b點右側(cè)點右側(cè) 直線直線5 5在曲線在曲線3 3之上之上, ,所以繼電器動作。所以繼電器動作。 3 3、在區(qū)內(nèi)故障時、在區(qū)內(nèi)故障時,B,B側(cè)無電源側(cè)無電源, ,制動繞組與差動繞組中電流相等制動繞組與差動繞組中電流相等,I,Iresres=I=IK K, ,如圖直線如圖直線4,4, 它與制動曲線它與制動曲線3 3交于交于C C點點, ,繼電器動作電流為繼電器動作電流為Iopr.2 ,I

48、opr.2 ,直線直線4 4始終在制動曲線始終在制動曲線3 3之上之上, , 故繼電器能動作。故繼電器能動作。 res I Ires OP r I 1 3 5 4 2 Iopr0 b c 0 Iunb.max A B Wres1 Wres2 WbII WbI Wd 對應(yīng)圖對應(yīng)圖10-14BCH-1 型繼電器接于雙型繼電器接于雙 繞組變壓器差動保護(hù)單相原理接線圖繞組變壓器差動保護(hù)單相原理接線圖 BCH-1 型繼電器接于雙繞組變型繼電器接于雙繞組變 壓器差動保護(hù)單相原理接線圖壓器差動保護(hù)單相原理接線圖 制動線圈的安裝位置如下制動線圈的安裝位置如下: (1) 對單側(cè)電源的雙繞組變壓器對單側(cè)電源的雙繞

49、組變壓器,制動線圈應(yīng)接于負(fù)荷側(cè)制動線圈應(yīng)接于負(fù)荷側(cè),外部外部 故障有制動作用故障有制動作用,內(nèi)部故障沒有制動作用。內(nèi)部故障沒有制動作用。 (2) 對于單側(cè)電源的三繞組變壓器對于單側(cè)電源的三繞組變壓器,制動線圈應(yīng)接于流過變壓制動線圈應(yīng)接于流過變壓 器最小穿越性短路電流的負(fù)荷側(cè)。器最小穿越性短路電流的負(fù)荷側(cè)。 (3) 對于雙側(cè)電源的三繞組變壓器對于雙側(cè)電源的三繞組變壓器,制動線圈一般接于無電源側(cè)。制動線圈一般接于無電源側(cè)。 (4) 對于雙側(cè)電源的雙繞組變壓器對于雙側(cè)電源的雙繞組變壓器,制動線圈應(yīng)接于小電源側(cè)。制動線圈應(yīng)接于小電源側(cè)。 當(dāng)僅有小電源供電時當(dāng)僅有小電源供電時,能保證保護(hù)裝置的靈敏度。能

50、保證保護(hù)裝置的靈敏度。 2.BCH2.BCH一一1 1型差動保護(hù)的整定計算型差動保護(hù)的整定計算 (1)確定變壓器的基本側(cè)。確定變壓器的基本側(cè)。與與BCH一一2型差動繼電器相同。型差動繼電器相同。 (2)計算差動保護(hù)的動作電流計算差動保護(hù)的動作電流 躲開變壓器空載投入時的勵滋涌流躲開變壓器空載投入時的勵滋涌流: 躲開電流互感器二次斷線產(chǎn)生的不平衡電流躲開電流互感器二次斷線產(chǎn)生的不平衡電流: 躲開未裝制動線圈側(cè)外部短路時的不平衡電流躲開未裝制動線圈側(cè)外部短路時的不平衡電流Iunb: 取以上三條件計算結(jié)果中的最大值作為變壓器差動保護(hù)取以上三條件計算結(jié)果中的最大值作為變壓器差動保護(hù) 一次動作電流。一次

51、動作電流。 TNrelbop IKI max Lrelop IKI unbrelbop IKI (3)計算差動線圈匝數(shù)計算差動線圈匝數(shù) 與與BCH一一2型繼電器相同。型繼電器相同。 (4)計算平衡線圈匝數(shù)計算平衡線圈匝數(shù) 與與BCH一一2型繼電器相同。型繼電器相同。 (5)校驗平衡線圈圓整誤差校驗平衡線圈圓整誤差 與與BCH一一2型繼電器相同。型繼電器相同。 2.BCH一一1型差動保護(hù)的整定計算型差動保護(hù)的整定計算 (6)計算制動線圈匝數(shù)計算制動線圈匝數(shù)Wres: 外部短路差回路通以最大不平衡安匝數(shù)時外部短路差回路通以最大不平衡安匝數(shù)時,以保證繼電器以保證繼電器 不動來確定制動線圈的匝數(shù)。不動

52、來確定制動線圈的匝數(shù)。 對于雙繞組變壓器對于雙繞組變壓器,制動線圈計算匝數(shù)為制動線圈計算匝數(shù)為 制動線圈要保證外部短路時可靠制動制動線圈要保證外部短路時可靠制動,其實際匝數(shù)應(yīng)向上整其實際匝數(shù)應(yīng)向上整 定。定。 unb maxmax reld setc1 TATA II KKWKWtg K conconres KK cd 1 TArel W tg )fU(KK s cres W setdsetdc W0.29W 0.9 0.050.050.11.3 W res （7）靈敏度校驗）靈敏度校驗 首先求出保護(hù)范圍內(nèi)校驗點短路時流過制動線圈的電流首先求出保護(hù)范圍內(nèi)校驗點短路時流過制動線圈的電流 及制動安

53、匝。依據(jù)及制動安匝。依據(jù)BCH一一1型差動繼電器最大安匝制動曲線型差動繼電器最大安匝制動曲線2 求出繼電器的動作安匝求出繼電器的動作安匝, 當(dāng)計算出的動作安匝小于當(dāng)計算出的動作安匝小于60安匝時安匝時,取取60安匝。差動保護(hù)安匝。差動保護(hù) 的靈敏度為的靈敏度為 2 (AW) WI K setdminrd sen op 四、二次諧波制動的差動保護(hù)四、二次諧波制動的差動保護(hù) 四、二次諧波制動的差動保護(hù)四、二次諧波制動的差動保護(hù) 圖圖10-1610-16所示為由所示為由LCD-15LCD-15型差動繼電器構(gòu)成變壓器差動保護(hù)原理接線圖。型差動繼電器構(gòu)成變壓器差動保護(hù)原理接線圖。 該保護(hù)由比率制動部分、

54、差動部分、二次諧波制動部分、差動電流速斷部分及極該保護(hù)由比率制動部分、差動部分、二次諧波制動部分、差動電流速斷部分及極 化繼電器所組成化繼電器所組成. . ( (一一) )比率制動回路比率制動回路 圖圖10-16中比率制動回路如圖中比率制動回路如圖10-17所示所示,實際上是一比率制動式差動繼電實際上是一比率制動式差動繼電 器。它由電抗變換器器。它由電抗變換器1UX、4UX,整流橋整流橋U1、U4,穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管VS,電容電容C1、C4和極和極 化繼電器化繼電器KP所組成。所組成。 電容電容C1和和1UX的二次繞組組成工頻串聯(lián)諧振電路的二次繞組組成工頻串聯(lián)諧振電路,當(dāng)差動回路通過基波電當(dāng)差動回路

55、通過基波電 流時流時,C1輸出高電壓。輸出高電壓。C4為濾波電容。為濾波電容。1UX和和2UX的二次繞組匝數(shù)相的二次繞組匝數(shù)相 同同,1UX一次繞組一次繞組Wd稱為差動繞組稱為差動繞組;4UX有兩個相同匝數(shù)的一次繞組有兩個相同匝數(shù)的一次繞組Wres.1 和和Wres.2稱為制動繞組稱為制動繞組,兩繞組極性如圖兩繞組極性如圖10-17所示。差動繞組是制動繞組所示。差動繞組是制動繞組 匝數(shù)的兩倍匝數(shù)的兩倍,即即Wd=2Wres.1=2Wres.2。差動繞組接在差動回路中。差動繞組接在差動回路中,而兩個制而兩個制 動繞組接在兩個差動臂中。動繞組接在兩個差動臂中。 四、二次諧波制動的差動保護(hù)四、二次諧

56、波制動的差動保護(hù) 正常運行以及外部短路時正常運行以及外部短路時,流過流過Wd的電流為的電流為Id=I1-I2,是不平衡電流是不平衡電流,數(shù)值很數(shù)值很 小。流過制動繞組小。流過制動繞組Wres的電流即的電流即IdIres,故繼電器不動作。當(dāng)發(fā)生內(nèi)部故障時故繼電器不動作。當(dāng)發(fā)生內(nèi)部故障時, 差動繞組電流為短路點的總的短路電流差動繞組電流為短路點的總的短路電流,數(shù)值較大數(shù)值較大,而制動繞組電流比較小而制動繞組電流比較小,即即Id Ires,繼電器靈敏動作。繼電器靈敏動作。 1UX一次側(cè)流過一次側(cè)流過Id,4UX一一 次側(cè)流過次側(cè)流過Ires,則在電抗變則在電抗變 換器二次側(cè)產(chǎn)生兩個相應(yīng)換器二次側(cè)產(chǎn)生

57、兩個相應(yīng) 交流電壓交流電壓,并分別經(jīng)過兩并分別經(jīng)過兩 個全波整流橋個全波整流橋U1和和U4整整 流后流后,輸出直流電壓輸出直流電壓U1和和 U2,分別稱為工作電壓和分別稱為工作電壓和 制動電壓。制動電壓。U1和和U2分別分別 與與Id和和Ires成正比成正比,即即 U1=K1Id,U2=K2Ires。 U2 U1 1、當(dāng)不考慮穩(wěn)壓管當(dāng)不考慮穩(wěn)壓管VSVS作用時的制動特性作用時的制動特性 當(dāng)差動繞組電流當(dāng)差動繞組電流I Id d滿足上式時滿足上式時, ,繼電器剛好動作繼電器剛好動作, ,此時的差動電流此時的差動電流I Id d稱為動作電稱為動作電 流流Iop.rIop.r。上式在直角坐標(biāo)系中為一

58、直線。上式在直角坐標(biāo)系中為一直線, ,如圖如圖10-1810-18中虛線中虛線1,1,這時的制動特性為這時的制動特性為 通過原點的直線通過原點的直線, ,斜率斜率m,m,改變改變R R1 1、R R2 2、K K1 1、K K2 2可改變制動特性的斜率。繼電器的可改變制動特性的斜率。繼電器的 動作電流動作電流I Iop.rop.r與制動電流與制動電流I Iresres之比稱為制動系數(shù)之比稱為制動系數(shù), ,即即 當(dāng)工作電壓當(dāng)工作電壓U1和制動電壓和制動電壓U2加到極化繼電器上加到極化繼電器上,分別產(chǎn)生電流分別產(chǎn)生電流I1和和I2為為 I1=U1/R1=K1Id/R1,I2=U2/R2=K2Ire

59、s/R2。如不考慮極化繼電器動作所消耗的功率時。如不考慮極化繼電器動作所消耗的功率時, 在理想條件下在理想條件下,繼電器動作條件為繼電器動作條件為I1I2=0。由此可得出。由此可得出 resresdrop I KR KR mIII 12 21 . m I I K res rop res . （10-12） （10-11） A B NK Ires Id 2 C 1 3 0 圖圖10-1810-18制動特性制動特性 1、當(dāng)不考慮穩(wěn)壓管、當(dāng)不考慮穩(wěn)壓管VS作用時的制動特性作用時的制動特性 若考慮極化繼電器的功率損失時若考慮極化繼電器的功率損失時, ,則繼電器動作邊界條件則繼電器動作邊界條件 為為I

60、I1 1I I2 2=I=I0 0, ,式中式中I I0 0是為克服極化繼電器功率損耗所必需是為克服極化繼電器功率損耗所必需 的。的。I I0 0通過差動繞組產(chǎn)生動作電流通過差動繞組產(chǎn)生動作電流I Iop.r0op.r0, I, Iop.r0op.r0是無制動電是無制動電 流時的動作電流。流時的動作電流。I Iop.r0op.r0在在1UX1UX二次側(cè)產(chǎn)生動作電壓二次側(cè)產(chǎn)生動作電壓U Uop.r0op.r0, , 所以所以I I0 0可表示為可表示為: : 1 0.1 1 0. 0 R IK R U I roprop 此時動作方程為此時動作方程為: resropd ropresd mIII I