電力變壓器保護(hù)資料PPT課件

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(hù)配置及保護(hù)區(qū)域的劃分原則，上述區(qū)域的按照繼電保護(hù)配置及保護(hù)區(qū)域的劃分原則，上述區(qū)域的故障屬于變壓器保護(hù)的保護(hù)范圍，所以歸入變壓器故障。故障屬于變壓器保護(hù)的保護(hù)范圍，所以歸入變壓器故障。1第1頁(yè)/共77頁(yè)（二）變壓器不正常

2、運(yùn)行方式（二）變壓器不正常運(yùn)行方式 外部短路引起的過(guò)電流外部短路引起的過(guò)電流 外部接地引起的過(guò)電流和中性點(diǎn)過(guò)電壓外部接地引起的過(guò)電流和中性點(diǎn)過(guò)電壓 過(guò)負(fù)荷、過(guò)勵(lì)磁、油面降低，冷卻系統(tǒng)故障過(guò)負(fù)荷、過(guò)勵(lì)磁、油面降低，冷卻系統(tǒng)故障2第2頁(yè)/共77頁(yè) 變壓器油箱內(nèi)部故障時(shí)，除了變壓器各側(cè)電流、電變壓器油箱內(nèi)部故障時(shí)，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(huì)發(fā)生變壓變化外，油箱內(nèi)的油、氣、溫度等非電量也會(huì)發(fā)生變化。因此，變壓器保護(hù)分為化。因此，變壓器保護(hù)分為電量保護(hù)電量保護(hù)和和非電量保護(hù)非電量保護(hù)兩種。兩種。3第3頁(yè)/共77頁(yè)（三）變壓器保護(hù)的分類(lèi)和配置（三）變壓器保護(hù)的分類(lèi)和配

3、置分類(lèi)分類(lèi) 非電量保護(hù)：瓦斯保護(hù)非電量保護(hù)：瓦斯保護(hù) 電量保護(hù)：（根據(jù)變壓器容量及電壓等級(jí)來(lái)配置）電量保護(hù)：（根據(jù)變壓器容量及電壓等級(jí)來(lái)配置）保護(hù)配置保護(hù)配置 主保護(hù)：差動(dòng)保護(hù)、電流速斷保護(hù)、瓦斯保護(hù)主保護(hù)：差動(dòng)保護(hù)、電流速斷保護(hù)、瓦斯保護(hù) 后備保護(hù)：過(guò)電流保護(hù)，零序過(guò)電流，零序過(guò)電壓等。后備保護(hù)：過(guò)電流保護(hù)，零序過(guò)電流，零序過(guò)電壓等。 4第4頁(yè)/共77頁(yè) 瓦斯保護(hù) 變壓器在運(yùn)行中，由于內(nèi)部故障，有時(shí)候我們無(wú)法及時(shí)辨別和采取措施，容易引起一些事故，采取瓦斯繼電器保護(hù)后，一定程度上避免了類(lèi)似事件的發(fā)生。5第5頁(yè)/共77頁(yè) 瓦斯保護(hù)是變壓器內(nèi)部故障的主保護(hù)，對(duì)變壓器匝間和層間短路、鐵芯故障、套管內(nèi)

4、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靈敏動(dòng)作。 當(dāng)油浸式變壓器的內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，由于電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(dòng)，其強(qiáng)烈程度隨故障的嚴(yán)重程度不同而不同，反應(yīng)這種氣流與油流而動(dòng)作的保護(hù)稱為瓦斯保護(hù)，也叫氣體保護(hù)。6第6頁(yè)/共77頁(yè)6.2.1變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理 電流縱差動(dòng)保護(hù)不但能夠正確區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障，而電流縱差動(dòng)保護(hù)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(wú)延時(shí)的切除區(qū)內(nèi)各種且不需要其他元件配合，就可以無(wú)延時(shí)的切除區(qū)內(nèi)各種故障，具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛地用作變壓器的主故障，具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛地用作變

5、壓器的主保護(hù)。保護(hù)。7第7頁(yè)/共77頁(yè)6.2.1變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理變壓器縱差動(dòng)保護(hù)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?yàn)槟妇€指向變壓器。121212KDrrsetIIIIIIIII、 為相應(yīng)電流互感器二次電流流入差動(dòng)繼電器的差動(dòng)電流為縱差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)為8第8頁(yè)/共77頁(yè)6.2.1變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理1221211211221,(1)TrTATATTATrTATATAUUIIInnn IInnIInnn設(shè)變壓器變壓比為 n則變形為9第9頁(yè)/共77頁(yè)6.2.1變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理121122121122(

6、1)TTATrTATATATATTATrTAn IInnIInnnnnnn IIIn若選擇變壓器的變比，滿足關(guān)系式則上式可變?yōu)?0第10頁(yè)/共77頁(yè)6.2.1變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理122TrTAn IIIn忽略變壓器的損耗，正常運(yùn)行和區(qū)外故障時(shí)一次電流的關(guān)系為：120Tn II正常運(yùn)行和變壓器外部故障時(shí)，差動(dòng)電流為零，保護(hù)不會(huì)動(dòng)作；11第11頁(yè)/共77頁(yè)6.2.1變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理122TrTAn IIIn忽略變壓器的損耗，正常運(yùn)行和區(qū)外故障時(shí)一次電流的關(guān)系為：120Tn II變壓器內(nèi)部故障時(shí)，變壓器內(nèi)部多了一個(gè)故障支路，流入差動(dòng)繼電器的

7、差動(dòng)電流等于故障點(diǎn)電流，只要故障點(diǎn)電流大于差動(dòng)繼電器動(dòng)作電路，差動(dòng)保護(hù)就能迅速動(dòng)作。12第12頁(yè)/共77頁(yè)6.2.1變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理實(shí)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(duì)應(yīng)。A,30dAdadbdAdaIIIII例如： 相正常運(yùn)行時(shí)，由于 超前13第13頁(yè)/共77頁(yè) 如果此時(shí)，仍采用上述對(duì)單相變壓器的差動(dòng)繼電器接線方式，將一、二次側(cè)電流直接引入差動(dòng)保護(hù)，則會(huì)在繼電器中產(chǎn)生很大的差動(dòng)電流。 可以通過(guò)改變縱差動(dòng)保護(hù)的接線方式消除這個(gè)電流，就是將引入差動(dòng)繼電器的星形側(cè)電流也采用兩相電流差即可。6.2.

8、1變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理14第14頁(yè)/共77頁(yè)6.2.1變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理.()()()A rYAYBdAB rYBYCdBC rYCYAdCIIIIIIIIIIIIA.C.rB rrIII、分別為流入三個(gè)差動(dòng)繼電器的差動(dòng)電流這樣，就可以消除兩側(cè)電流不對(duì)應(yīng)的問(wèn)題。15第15頁(yè)/共77頁(yè) 由于星形側(cè)采用了兩相電流差，該側(cè)流入差動(dòng)繼電器的電流增加了 倍，為了保證正常運(yùn)行及外部故障時(shí)差動(dòng)回路沒(méi)有電流，該側(cè)電流互感器的變比也要相應(yīng)地增大 倍，即兩側(cè)電流互感器變比應(yīng)滿足：6.2.1變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理33213TATTA

9、nnn16第16頁(yè)/共77頁(yè) 變壓器縱差動(dòng)保護(hù)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(dòng)繼電器，星形側(cè)將兩相電流差接入差動(dòng)繼電器內(nèi)。 對(duì)于模擬式的差動(dòng)保護(hù)一般采用上述接線方式，對(duì)于數(shù)字式的差動(dòng)保護(hù)，一般仍將星形側(cè)的三相電流直接接入保護(hù)裝置，計(jì)算機(jī)軟件完成差動(dòng)電流的計(jì)算，以簡(jiǎn)化接線。6.2.1變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理17第17頁(yè)/共77頁(yè) 電力系統(tǒng)中常常采用三繞組變壓器，其縱差動(dòng)保護(hù)原理和雙繞組變壓器是一樣的。6.2.1變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理變壓器縱差動(dòng)保護(hù)基本原理18三繞組變壓器縱差動(dòng)保護(hù)接線單相示意圖32323TATTAnnn31313TATT

10、Annn13123230TTnInII第18頁(yè)/共77頁(yè)1.1.電流互感器的計(jì)算變比與實(shí)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(lái)選擇的標(biāo)準(zhǔn)變比，很難滿足6.2.2變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流及解決措施克服措施：對(duì)不平衡電流進(jìn)行補(bǔ)償數(shù)字式保護(hù)電磁式保護(hù)中間變流器平衡線圈整定19第19頁(yè)/共77頁(yè)2.2.由變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭產(chǎn)生的不平衡電流3.3.兩側(cè)電流互感器傳變誤差產(chǎn)生的不平衡電流帶負(fù)荷調(diào)壓分接頭變壓器在運(yùn)行中常常需要改變分接頭來(lái)調(diào)電壓，這樣就改變了nT，出現(xiàn)不平衡差流?？朔胧? 整定時(shí)增大動(dòng)作電流門(mén)檻值。變壓器兩側(cè)電流互感器的型號(hào)不同，磁化特性差別較大?？朔胧? 盡

11、量選擇特性相同的互感器，并滿足10誤差曲線， 整定時(shí)增大動(dòng)作電流門(mén)檻值； 增大電流互感器變比； 減小互感器二次負(fù)載， 1 1）穩(wěn)態(tài)不平衡電流20第20頁(yè)/共77頁(yè)外部故障時(shí)，短路電流中還含有非周期暫態(tài)分量，導(dǎo)致不平衡電流的瞬時(shí)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)不平衡電流外部短路時(shí)：暫態(tài)過(guò)程中BLH二次側(cè)感應(yīng)出的電流很小,保護(hù)不易動(dòng)作。內(nèi)部短路時(shí)：暫態(tài)過(guò)程中保護(hù)也不易動(dòng)作。只有等暫態(tài)非周期分量消失后，保護(hù)才能正常動(dòng)作。延長(zhǎng)了故障切除時(shí)間。應(yīng)用：只宜于在中小容量的主設(shè)備上使用。21第21頁(yè)/共77頁(yè)4.4.變壓器勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的不平衡電流勵(lì)磁涌流：當(dāng)變壓器空載投入或外

12、部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，可能出現(xiàn)很大的勵(lì)磁電流（數(shù)值可達(dá)額定電流的6 68 8倍）, ,造成的不平衡電流很大。保護(hù)可能誤動(dòng)。產(chǎn)生原因: : 鐵芯中的磁通不能突變。 22第22頁(yè)/共77頁(yè)1 1、數(shù)值很大，含有很大的非周期分量。2 2、含有很大的二次諧波分量，一般大于基波分量的20%。3 3、勵(lì)磁涌流的波形中有間斷，間斷角度 一般大于60。勵(lì)磁涌流閉鎖。勵(lì)磁涌流的特征：克服措施: 1） 采用具有速飽和中間變流器2） 二次諧波制動(dòng)3）間斷角鑒別23第23頁(yè)/共77頁(yè)6.2.3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 原則之一：原則之一：按躲過(guò)外部短路故障時(shí)的最大不平衡電流整定

13、.maxsetrelunbIKI可靠系數(shù)取1.3最大不平衡電路的計(jì)算.max.max(0.1)unbzanpstkIfUK KI 24第24頁(yè)/共77頁(yè)6.2.3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 原則之一：原則之一：按躲過(guò)外部短路故障時(shí)的最大不平衡電流整定 .max.max.max(0.1)1.52unbzanpstkkzastnpIfUKKIIfUKK 外部短時(shí)故障的最大短路電流；由于電流互感器計(jì)算變化和實(shí)際變比不一致引起的相對(duì)誤差；由變壓器分接頭改變引起的相對(duì)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25第25頁(yè)/共77頁(yè)6.2.3變

14、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 原則之二：原則之二：按躲過(guò)變壓器最大勵(lì)磁涌流整定可靠系數(shù)取1.3-1.5； 若保護(hù)具有勵(lì)磁涌流識(shí)別閉鎖差動(dòng)保護(hù)功能，則不必考慮這一整定原則NrelsetIKKI4-8NKI勵(lì)磁涌流的最大倍數(shù)，一般??；變壓器額定電流；26第26頁(yè)/共77頁(yè)6.2.3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 原則之三：原則之三：按躲過(guò)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(fù)荷電流，在最大負(fù)荷電流不確定時(shí)，可取變壓器的額定電流。max.LrelsetIKImax.LI27變壓器某側(cè)電流互感器二次側(cè)回路斷線時(shí)，另

15、一側(cè)電流互感器二次側(cè)電流全部流入差動(dòng)繼電器中，要引起保護(hù)的誤動(dòng)。第27頁(yè)/共77頁(yè)6.2.3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 靈敏度校驗(yàn)靈敏度校驗(yàn)minkRsensetIKI 為各種運(yùn)行方式下變壓器保護(hù)區(qū)內(nèi)部故障時(shí)，流經(jīng)差動(dòng)繼電器的最小差動(dòng)電流 minkRI靈敏系數(shù)一般不應(yīng)低于2 動(dòng)作時(shí)間：由于差動(dòng)保護(hù)不存在于其他保護(hù)的配合問(wèn)題，可以獨(dú)立判別區(qū)內(nèi)和區(qū)外故障，故而動(dòng)作時(shí)間為028第28頁(yè)/共77頁(yè) 思考1：變壓器可能發(fā)生哪些故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)？它們與線路相比有何異同？ 29第29頁(yè)/共77頁(yè) 思考1：變壓器可能發(fā)生哪些故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)？它們與線路相比有何異同？

16、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(yùn)行狀態(tài)主要有變壓器外部短路引起的過(guò)電流、負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)額定容量引起的過(guò)負(fù)荷、風(fēng)扇故障或漏油等原因引起的冷卻能力下降等。此外，對(duì)于中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的星形接線變壓器，外部接地短路時(shí)有可能造成變壓器中性點(diǎn)過(guò)電壓，威脅變壓的絕緣；大容量變壓器在過(guò)電壓或低頻率等異常工況下會(huì)使變壓器過(guò)勵(lì)磁，引起鐵芯和其他金屬構(gòu)件的過(guò)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

17、時(shí)也都會(huì)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(fù)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(diǎn)也較為復(fù)雜。30第30頁(yè)/共77頁(yè) 思考2：變壓器差動(dòng)保護(hù)中的不平衡電流和差動(dòng)電流在概念上有何區(qū)別和聯(lián)系？ 31第31頁(yè)/共77頁(yè) 思考2：變壓器差動(dòng)保護(hù)中的不平衡電流和差動(dòng)電流在概念上有何區(qū)別和聯(lián)系？ 差動(dòng)電流指被保護(hù)設(shè)備內(nèi)部故障時(shí)，構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)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(hù)設(shè)備時(shí)）。不平衡電流指在正常及外部故障情況下，由于測(cè)量誤差或者變壓器結(jié)構(gòu)、參數(shù)引起的流過(guò)差動(dòng)回路電流。32第32頁(yè)/共77頁(yè) （一）變壓器外部故障時(shí)

18、不平衡電流和故障電流的關(guān)系（一）變壓器外部故障時(shí)不平衡電流和故障電流的關(guān)系理論分析結(jié)果（不考慮涌流影響）實(shí)測(cè)的不平衡電流.max.max(0.1)unbzanpstkIfUK KI 33第33頁(yè)/共77頁(yè) （一）變壓器外部故障時(shí)不平衡電流和故障電流的關(guān)系（一）變壓器外部故障時(shí)不平衡電流和故障電流的關(guān)系 如果按照躲過(guò)最大不平衡電流整定，則動(dòng)作定值要高于圖中a點(diǎn)的不平衡電流，造成差動(dòng)保護(hù)對(duì)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(dòng)作門(mén)檻，只需要?jiǎng)幼髑€位于不平衡電流曲線上方即可。34第34頁(yè)/共77頁(yè) （二）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器（二）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器min.min,(),s

19、etresres gset Rresres gsetresres gIIIIK IIIII35第35頁(yè)/共77頁(yè) （二）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器整定（二）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器整定min.min,(),setresres gset Rresres gsetresres gIIIIK IIIII(0.6 1.1)res gNIImin(0.2 0.5)setNII制動(dòng)系數(shù)K取0.4-136第36頁(yè)/共77頁(yè) （三）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器區(qū)內(nèi)故障動(dòng)作行為分析（三）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器區(qū)內(nèi)故障動(dòng)作行為分析情形之一：兩端電源情況，假設(shè)取一側(cè)故障電流作為制動(dòng)情形之一：兩端電源情況，假設(shè)取一側(cè)故障

20、電流作為制動(dòng)電流電流假設(shè)兩端提供的故障電流相同假設(shè)兩端提供的故障電流相同122RresIIII對(duì)應(yīng)圖中曲線1，實(shí)際啟動(dòng)電流為minsetI37第37頁(yè)/共77頁(yè) （三）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器區(qū)內(nèi)故障動(dòng)作行為分析（三）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器區(qū)內(nèi)故障動(dòng)作行為分析情形之二：一端電源情況，假設(shè)取負(fù)荷側(cè)電流作為制動(dòng)電流情形之二：一端電源情況，假設(shè)取負(fù)荷側(cè)電流作為制動(dòng)電流無(wú)制動(dòng)，實(shí)際啟動(dòng)電流為minsetI0resI38第38頁(yè)/共77頁(yè) （三）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器區(qū)內(nèi)故障動(dòng)作行為分析（三）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器區(qū)內(nèi)故障動(dòng)作行為分析情形之三：一端電源情況，假設(shè)取電源側(cè)電流作為制動(dòng)電流情形之三：一

21、端電源情況，假設(shè)取電源側(cè)電流作為制動(dòng)電流差動(dòng)電流和故障電流關(guān)系對(duì)應(yīng)圖中曲線2，實(shí)際啟動(dòng)電流為minsetI1rresIII39第39頁(yè)/共77頁(yè) （三）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器區(qū)內(nèi)故障動(dòng)作行為分析（三）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器區(qū)內(nèi)故障動(dòng)作行為分析情形之四：重負(fù)荷情況下內(nèi)部弱故障，假設(shè)取電源側(cè)電流作情形之四：重負(fù)荷情況下內(nèi)部弱故障，假設(shè)取電源側(cè)電流作為制動(dòng)電流為制動(dòng)電流差動(dòng)電流不變，負(fù)荷電流的存在使得制動(dòng)電流有所增大，動(dòng)作特性對(duì)應(yīng)圖中曲線2，實(shí)際啟動(dòng)電流率大于minsetI40第40頁(yè)/共77頁(yè) （三）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器區(qū)內(nèi)故障動(dòng)作行為分析（三）具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器區(qū)內(nèi)故障動(dòng)作行為分析

22、小結(jié)：小結(jié)：1. 采用制動(dòng)特性后差動(dòng)保護(hù)內(nèi)部故障的實(shí)際啟動(dòng)電流近似采用制動(dòng)特性后差動(dòng)保護(hù)內(nèi)部故障的實(shí)際啟動(dòng)電流近似為為 ， 遠(yuǎn)小于最大不平衡電流，所以制動(dòng)特性大大遠(yuǎn)小于最大不平衡電流，所以制動(dòng)特性大大提高了差動(dòng)保護(hù)內(nèi)部故障的靈敏度提高了差動(dòng)保護(hù)內(nèi)部故障的靈敏度2. 制動(dòng)電流應(yīng)采用負(fù)荷側(cè)或弱電源側(cè)的電流制動(dòng)電流應(yīng)采用負(fù)荷側(cè)或弱電源側(cè)的電流41minsetI第41頁(yè)/共77頁(yè) （四）制動(dòng)電流的選?。ㄋ模┲苿?dòng)電流的選取選取原則：選取原則：1. 外部故障時(shí)制動(dòng)電流應(yīng)近似等于穿越的故障電流外部故障時(shí)制動(dòng)電流應(yīng)近似等于穿越的故障電流2. 內(nèi)部故障時(shí)制動(dòng)電流應(yīng)盡可能的小，有利于提高內(nèi)部故內(nèi)部故障時(shí)制動(dòng)電流應(yīng)

23、盡可能的小，有利于提高內(nèi)部故障的靈敏度障的靈敏度42第42頁(yè)/共77頁(yè) （四）制動(dòng)電流的選?。ㄋ模┲苿?dòng)電流的選取工程上常用的制動(dòng)電流選取方法工程上常用的制動(dòng)電流選取方法 平均電流制動(dòng)平均電流制動(dòng) 復(fù)式制動(dòng)復(fù)式制動(dòng) 標(biāo)積制動(dòng)標(biāo)積制動(dòng)122resIII122resIIIcos(180)0cos(180)cos(180)00mnmnmnresmnIII43第43頁(yè)/共77頁(yè) （四）制動(dòng)電流的選取（四）制動(dòng)電流的選取對(duì)于繞組變壓器，工程上常用的制動(dòng)電流選取方法對(duì)于繞組變壓器，工程上常用的制動(dòng)電流選取方法 最大側(cè)電流制動(dòng)最大側(cè)電流制動(dòng) 復(fù)式制動(dòng)復(fù)式制動(dòng),max321IIIIres2,2,2max2133

24、12321IIIIIIIIIIres44第44頁(yè)/共77頁(yè)6.3.1變壓器的勵(lì)磁涌流變壓器的勵(lì)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(yīng)電壓和磁通之間關(guān)系式為變壓器繞組感應(yīng)電壓和磁通之間關(guān)系式為空載合閘時(shí)，加在變壓器的電壓為空載合閘時(shí)，加在變壓器的電壓為解得鐵芯中磁通的表達(dá)式為解得鐵芯中磁通的表達(dá)式為dudtsin()muUt(0)cos()mt 45cos()mmmUt（0）其中，為穩(wěn)態(tài)分量，為自由分量第45頁(yè)/共77頁(yè)6.3.1變壓器的勵(lì)磁涌流變壓器的勵(lì)磁涌流 由于鐵芯中的磁通不能突變，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(shí)，有作用時(shí)，有 由

25、此可得由此可得 其中其中 為合閘時(shí)刻鐵芯中的剩磁，其大小與變壓器原為合閘時(shí)刻鐵芯中的剩磁，其大小與變壓器原先切除時(shí)刻有關(guān)。先切除時(shí)刻有關(guān)。 rm)0(coscos)0(mrr46第46頁(yè)/共77頁(yè)6.3.1變壓器的勵(lì)磁涌流變壓器的勵(lì)磁涌流空載合閘時(shí)鐵芯中磁通的變化曲線空載合閘時(shí)鐵芯中磁通的變化曲線47(0)satcos()cos()cos( ),0=2,=1.151.4mmmrmrttt 當(dāng)時(shí)， 最大造成變壓器嚴(yán)重飽和，波形圖如上圖所示其中，為變壓器的飽和磁通第47頁(yè)/共77頁(yè)6.3.1變壓器的勵(lì)磁涌流變壓器的勵(lì)磁涌流 空載合閘時(shí)鐵芯中磁通的變化曲線1. 空載合閘時(shí)鐵芯磁通變化曲線的直流分量與

26、合閘時(shí)刻及剩磁大小和方向有關(guān)2. 合閘初相角為零時(shí)，直流分量最大，此時(shí)鐵芯中磁通的峰值可達(dá)到 2mr 48第48頁(yè)/共77頁(yè)6.3.1變壓器的勵(lì)磁涌流變壓器的勵(lì)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1. 變壓器設(shè)計(jì)時(shí)，其工作磁通接近于其飽和磁通，正常工作時(shí)，變壓器工作于線性區(qū)，勵(lì)磁電流很小2. 空載合閘時(shí)的鐵心磁通將遠(yuǎn)大于其飽和磁通，從而使得勵(lì)磁電流很大49第49頁(yè)/共77頁(yè)6.3.1變壓器的勵(lì)磁涌流變壓器的勵(lì)磁涌流 變壓器勵(lì)磁涌流時(shí)電流波形如下變壓器勵(lì)磁涌流時(shí)電流波形如下1. 在變壓器空載合閘時(shí)，涌流是否產(chǎn)生以及涌流的大小與合閘角有關(guān)，合閘角為0和時(shí)勵(lì)磁涌流最大。2. 波形完全

27、偏離時(shí)間軸的一側(cè)，并且出現(xiàn)間斷。涌流越大，間斷角越小。3. 含有很大成分的非周期分量，間斷角越小，非周期分量越大。4. 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。50第50頁(yè)/共77頁(yè)6.3.2 三相變壓器的勵(lì)磁涌流特點(diǎn)三相變壓器的勵(lì)磁涌流特點(diǎn) 51第51頁(yè)/共77頁(yè)6.3.2 三相變壓器的勵(lì)磁涌流特點(diǎn)三相變壓器的勵(lì)磁涌流特點(diǎn) 1. 由于三相電壓之間有120 的相位差，因而三相勵(lì)磁涌流不會(huì)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(lì)磁涌流。要出現(xiàn)不同程度的勵(lì)磁涌流。2. 某相勵(lì)磁涌流可能不再偏離時(shí)間軸的一側(cè)，變成了對(duì)稱對(duì)稱性涌流。性涌流

28、。其它兩相仍為偏離時(shí)間軸一側(cè)的非對(duì)稱性涌流。對(duì)稱性涌流的數(shù)值比較小。非對(duì)稱性涌流仍含有大量的非周期分量，但對(duì)稱性涌流中無(wú)非周期分量。3. 三相勵(lì)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。4. 勵(lì)磁涌流的波形仍然是間斷的勵(lì)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(duì)稱性涌流的間斷角最小。但對(duì)稱性涌流有另外一個(gè)特點(diǎn)：勵(lì)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(gè)相位差稱為波寬，顯然穩(wěn)態(tài)故障電流的波寬為18052第52頁(yè)/共77頁(yè)6.3.3防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方法1. 采用速飽和中間變流器（逐漸淘汰）2. 二次諧波制動(dòng)的方法3. 間斷角鑒別的方法 53第53

29、頁(yè)/共77頁(yè)6.3.3防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方法 二次諧波制動(dòng)的方法 二次諧波制動(dòng)方法是根據(jù)勵(lì)磁涌流中含有大量二次諧波分量的特點(diǎn)，當(dāng)檢測(cè)到差點(diǎn)流中二次諧波含量大于整定值時(shí)就將差動(dòng)繼電器鎖閉，以防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)。采用這種方法的保護(hù)稱為二次諧波制動(dòng)的差動(dòng)保護(hù)。動(dòng)作判據(jù)： 5422 1122215% 20%IK IIIKK、 分別為差動(dòng)電流中的基波分量和二次諧波分量為二次諧波制動(dòng)比，按躲過(guò)各種勵(lì)磁涌流下最小的二次諧波整定范圍為 第54頁(yè)/共77頁(yè)6.3.3防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方法 通過(guò)前述分析，三相勵(lì)磁涌流中至少一相勵(lì)磁涌流二次諧波含量較高，近年來(lái)廣泛采用的是“三相或門(mén)制動(dòng)”方案，即三相差動(dòng)電

30、流中只要有一相的二次諧波含量超過(guò)制動(dòng)比K2，就將三相差動(dòng)繼電器全部閉鎖。 552215%20%KK 仍然按照整定第55頁(yè)/共77頁(yè)6.3.3防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方法 但是，變壓器內(nèi)部故障時(shí)，測(cè)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(guò)K2，差動(dòng)保護(hù)也將被閉鎖，一直等到暫態(tài)分量衰減后才能動(dòng)作。 為加快內(nèi)部嚴(yán)重故障時(shí)縱差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作速度，往往再增加一組不帶二次諧波制動(dòng)的差動(dòng)繼電器，稱為差動(dòng)電流速斷保護(hù)。差動(dòng)電流速斷保護(hù)按照躲過(guò)最大勵(lì)磁涌流整定。 56可靠系數(shù)取1.3-1.5； NrelsetIKKI4-8NKI勵(lì)磁涌流的最大倍數(shù)，一般??；變壓器額定電流；第56頁(yè)/共77頁(yè)6.3.3

31、防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方法防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方法 57 二次諧波制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)總體邏輯框圖第57頁(yè)/共77頁(yè)6.3.3防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方法防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方法 間斷角鑒別方法間斷角鑒別方法 由前述對(duì)勵(lì)磁涌流分析可知，勵(lì)磁涌流的波形中會(huì)出由前述對(duì)勵(lì)磁涌流分析可知，勵(lì)磁涌流的波形中會(huì)出現(xiàn)間斷角，而變壓器內(nèi)部故障時(shí)流入差動(dòng)繼電器的穩(wěn)態(tài)差現(xiàn)間斷角，而變壓器內(nèi)部故障時(shí)流入差動(dòng)繼電器的穩(wěn)態(tài)差點(diǎn)流是正弦波，不會(huì)出現(xiàn)間斷角。間斷角鑒別方法就是利點(diǎn)流是正弦波，不會(huì)出現(xiàn)間斷角。間斷角鑒別方法就是利用這個(gè)特征鑒別勵(lì)磁涌流和故障電流，即通過(guò)檢測(cè)差動(dòng)電用這個(gè)特征鑒別勵(lì)磁涌流和故障電流，即通過(guò)檢測(cè)差動(dòng)電流是

32、否存在間斷角，流是否存在間斷角，當(dāng)間斷角大于整定值時(shí)將差動(dòng)保護(hù)閉當(dāng)間斷角大于整定值時(shí)將差動(dòng)保護(hù)閉鎖。鎖。58第58頁(yè)/共77頁(yè) 變壓器后備保護(hù)的作用變壓器后備保護(hù)的作用 防止外部故障引起的變壓器過(guò)電流防止外部故障引起的變壓器過(guò)電流 作為相鄰元件（母線和線路）的后備保護(hù)作為相鄰元件（母線和線路）的后備保護(hù) 作為變壓器內(nèi)部故障的時(shí)差動(dòng)保護(hù)等主保護(hù)的后備作為變壓器內(nèi)部故障的時(shí)差動(dòng)保護(hù)等主保護(hù)的后備59 第59頁(yè)/共77頁(yè) 常用的后備保護(hù)方式：1. 過(guò)電流保護(hù)2. 低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)3. 復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)負(fù)序過(guò)電流保護(hù)、阻抗保護(hù)60第60頁(yè)/共77頁(yè)6.4.1 過(guò)電流保護(hù)過(guò)電流保護(hù) 變壓器過(guò)

33、電流保護(hù)原理與線路定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)相同。變壓器過(guò)電流保護(hù)原理與線路定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)相同。保護(hù)動(dòng)作后，跳開(kāi)變壓器兩側(cè)的斷路器。保護(hù)動(dòng)作后，跳開(kāi)變壓器兩側(cè)的斷路器。61 第61頁(yè)/共77頁(yè)6.4.1 過(guò)電流保護(hù)過(guò)電流保護(hù)整定原則：整定原則：躲開(kāi)變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流躲開(kāi)變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流.maxrelsetLreKIIKrelK可靠系數(shù)取1.2-1.3reK返回系數(shù)取0.85-0.9562.maxLI變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流 第62頁(yè)/共77頁(yè)6.4.1 過(guò)電流保護(hù)過(guò)電流保護(hù)最大負(fù)荷電流最大負(fù)荷電流 的確定考慮以下因素的確定考慮以下因素.maxLIn 對(duì)并列運(yùn)行的變壓器，應(yīng)考慮

34、切除一臺(tái)變壓器后，其他變壓器由于負(fù)荷轉(zhuǎn)移出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷 .max1LnnIInn 對(duì)降壓變壓器，還應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)的最大電流.max.maxLss LIK I動(dòng)作時(shí)間和靈敏度的校驗(yàn)同線路過(guò)電流保護(hù) 63 第63頁(yè)/共77頁(yè) 6.4.2 低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù) 按躲過(guò)最大負(fù)荷電流原則整定的過(guò)電流保護(hù)啟動(dòng)電流按躲過(guò)最大負(fù)荷電流原則整定的過(guò)電流保護(hù)啟動(dòng)電流較大，靈敏度低。為提高其靈敏度，可以采用低電壓?jiǎn)⑤^大，靈敏度低。為提高其靈敏度，可以采用低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)。動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)。64第64頁(yè)/共77頁(yè) 6.4.2低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)65電流元件和電壓元件同時(shí)

35、動(dòng)作后，啟動(dòng)時(shí)間繼電器，經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間后跳閘。低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)原理接線圖第65頁(yè)/共77頁(yè) 6.4.2 低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù) 過(guò)電流元件整定：只需躲過(guò)正常負(fù)荷電流即可過(guò)電流元件整定：只需躲過(guò)正常負(fù)荷電流即可relsetNreKIIK66第66頁(yè)/共77頁(yè) 6.4.2 低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù) 低電壓元件整定：低電壓元件整定：1. 按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的最低工作電壓整定按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的最低工作電壓整定2. 按躲過(guò)電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)的電壓整定按躲過(guò)電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)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 (0.5

36、0.6)setNUU67.minLsetrelreUUK K0.7setNUU第67頁(yè)/共77頁(yè) 6.4.2 低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù) 電流元件靈敏度校驗(yàn)同線路過(guò)電流保護(hù)電流元件靈敏度校驗(yàn)同線路過(guò)電流保護(hù) 電壓元件靈敏度校驗(yàn)按下式計(jì)算電壓元件靈敏度校驗(yàn)按下式計(jì)算.min1.25setsenkUKU其中： 靈敏度校驗(yàn)點(diǎn)發(fā)生三相金屬性短路時(shí)，保護(hù)安裝處感受到的最大殘壓。動(dòng)作時(shí)間的整定同輸電線路過(guò)電流保護(hù) .minkU68第68頁(yè)/共77頁(yè) 6.4.3復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù) 為提高不對(duì)稱故障時(shí)，過(guò)電流保護(hù)靈敏度，系統(tǒng)中通常為提高不對(duì)稱故障時(shí)，過(guò)電流保護(hù)靈敏度，系統(tǒng)中通常采用復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)。采用復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)。 它將原來(lái)的三個(gè)低電壓繼電器改由一個(gè)負(fù)序過(guò)電壓繼電器它將原來(lái)的三個(gè)低電壓繼電器改由一個(gè)負(fù)序過(guò)電壓繼電器KV2和一個(gè)接于線電壓上的低電壓繼電器和一個(gè)接于線電壓上的低電壓繼電器KV1組成。組成。 發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，產(chǎn)生負(fù)序電壓，故負(fù)序過(guò)電壓繼電發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，產(chǎn)生負(fù)序電壓，故負(fù)序過(guò)電壓繼電器器KV