變壓器保護(hù)講稿

變壓器保護(hù)講稿2007年7月2變壓器保護(hù)配置原則

變壓器（及其它元件設(shè)備如發(fā)動機(jī)、電動機(jī)等，有別于架空線路）造價昂貴，檢修困難，檢修成本高，停電的經(jīng)濟(jì)影響大，在考慮保護(hù)配置時，應(yīng)最大限度地保證設(shè)備安全。切除變壓器對系統(tǒng)擾動大，在考慮保護(hù)配置時，應(yīng)最大限度地縮小故障影響范圍，防止誤動與拒動。加強(qiáng)主保護(hù)，簡化后備保護(hù)：可實現(xiàn)快速主保護(hù)雙重化；后備除零序保護(hù)與線路保護(hù)配合外，相間保護(hù)只保證對各側(cè)母線短路有靈敏度，不必作相鄰出線故障的后備。2007年7月3變壓器保護(hù)配置原則非電量保護(hù)：主要有瓦斯保護(hù)、壓力保護(hù)、溫度保護(hù)、油位保護(hù)和冷卻器故障保護(hù)。

800KVA及以上油浸式變和400KVA及以上車間內(nèi)油浸式變，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。

輕瓦斯發(fā)信號，重瓦斯跳各側(cè)斷路器。2007年7月4變壓器保護(hù)配置原則引出線、套管和內(nèi)部短路故障保護(hù)：

(1)

6.3MVA以下廠用工作變，10MVA以下廠用備用變和單獨運(yùn)行變，當(dāng)后備保護(hù)時限大于0.5s時，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。

(2)

6.3MVA以上廠用工作變或并列運(yùn)行變，10MVA以上廠用備用變和單獨運(yùn)行變，當(dāng)電流速斷保護(hù)靈敏度不滿足時，應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)。

(3)高壓側(cè)電壓為330KV及以上時，可裝設(shè)雙重縱差保護(hù)。2007年7月5變壓器保護(hù)配置原則引出線、套管和內(nèi)部短路故障保護(hù)：

(4)對發(fā)變組，當(dāng)發(fā)電機(jī)和變壓器之間沒有斷路器時，100MVA及以下的機(jī)組，可只裝發(fā)變大差；100MVA以上的機(jī)組，還要裝單獨的發(fā)電機(jī)差動保護(hù)；200MVA以上的機(jī)組，還要再裝單獨的變壓器差動保護(hù)，由此構(gòu)成完全的雙重化快速主保護(hù)。

(5)當(dāng)變壓器縱差保護(hù)對單相接地靈敏度不足時，可增設(shè)零序差動保護(hù)。2007年7月6變壓器保護(hù)配置原則外部相間短路故障保護(hù)：

(1)過流保護(hù)宜用于降壓變；

(2)復(fù)壓過流保護(hù)宜用于升壓變、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變、過流保護(hù)靈敏度不足的降壓變；

(3)對升壓變和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變，當(dāng)以上保護(hù)靈敏度不足時，可裝設(shè)阻抗保護(hù)。

(4)以上保護(hù)既作為主保護(hù)的后備，也作為相鄰母線和線路保護(hù)的后備。2007年7月7變壓器保護(hù)配置原則中性點直接接地系統(tǒng)中外部單相接地短路故障保護(hù)：

(1)對中性點直接接地運(yùn)行的變壓器，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)；其中，110KV和220KV變，保護(hù)分為2段，每段兩時限；330KV和500KV變，保護(hù)分為2段，每段一時限。2007年7月8變壓器保護(hù)配置原則中性點直接接地系統(tǒng)中外部單相接地短路故障保護(hù)：

(2)對中性點可能接地也可能不運(yùn)行接地的變壓器，應(yīng)裝設(shè)兩種接地保護(hù)，其中一種用于接地運(yùn)行狀態(tài)，另一種用于對因失去接地中性點而引起電壓升高的保護(hù)，分3種情況：中性點全絕緣變，裝設(shè)零序電壓保護(hù)，只在單相接地且失去接地中性點時動作；分級絕緣且中性點裝有放電間隙變，裝設(shè)零序電壓保護(hù)和間隙零序電流保護(hù)；分級絕緣但中性點不裝放電間隙變，裝設(shè)零序電壓保護(hù)。2007年7月9變壓器保護(hù)配置原則中性點直接接地系統(tǒng)中外部單相接地短路故障保護(hù)：

(3)自耦變壓器，高、中壓側(cè)共有接地點并直接接地（或經(jīng)小電抗接地），應(yīng)在高、中壓側(cè)分別裝設(shè)零序方向電流保護(hù)。2007年7月10變壓器保護(hù)配置原則異常運(yùn)行保護(hù)：

(1)過負(fù)荷保護(hù)。

(2)過激磁保護(hù)。2007年7月11變壓器保護(hù)配置原則保護(hù)配置總結(jié)：短路故障主保護(hù)：重瓦斯、壓力、縱差保護(hù)，零差保護(hù)；短路故障后備保護(hù)：復(fù)壓（方向）過流、零序（方向）過流、低阻抗保護(hù)；異常運(yùn)行保護(hù)：過負(fù)荷、過激磁保護(hù)，以及輕瓦斯、溫度、油位、冷卻器故障等保護(hù)。2007年7月12變壓器縱差動保護(hù)一般差動保護(hù)的基本原理：差動保護(hù)的理論基礎(chǔ)：基爾霍夫定理

被保護(hù)對象（網(wǎng)絡(luò)或接點）注：為方便公式錄入，電流符號均代表瞬時值或相量。2007年7月13一般差動保護(hù)的基本原理：差動保護(hù)的理論基礎(chǔ)：基爾霍夫定理

被保護(hù)對象（網(wǎng)絡(luò)或接點）變壓器縱差動保護(hù)2007年7月14變壓器縱差動保護(hù)比較理想的差動回路：發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動電動機(jī)縱聯(lián)差動電抗器縱聯(lián)差動短線路縱聯(lián)差動一般各側(cè)CT變比相同，造成不平衡的因素很少，靈敏度高。2007年7月15實際上存在測量誤差，造成正常工況下有不平衡電流：變壓器縱差動保護(hù)差動保護(hù)的理想動作特性：2007年7月16變壓器縱差動保護(hù)變壓器差動保護(hù)與理想差動保護(hù)的重要差別：由于包含磁路聯(lián)系，只近似滿足基爾霍夫定律；變壓器各側(cè)CT一般不同型，變比差別大，在外部短路時不平衡電流偏大，靈敏度相對較低；有載調(diào)壓使不平衡電流增大；發(fā)電機(jī)差動對橫向故障（匝間）無效，變壓器差動保護(hù)對匝間有作用。2007年7月17變壓器縱差動保護(hù)單相變壓器差動保護(hù)原理推導(dǎo)：變壓器各側(cè)電流以流入變壓器為正方向設(shè)選第1側(cè)為參考側(cè)（一般選主電源側(cè)），可將勵磁磁勢折合到參考側(cè)，則：2007年7月18變壓器縱差動保護(hù)單相變壓器差動保護(hù)原理推導(dǎo)：近似滿足基爾霍夫定律。如考慮勵磁電流，也可認(rèn)為完全滿足基爾霍夫定律。2007年7月19變壓器縱差動保護(hù)單相變壓器差動保護(hù)原理推導(dǎo)：設(shè)選第1側(cè)為參考側(cè)（一般選主電源側(cè)），將各側(cè)1次電流換算到該側(cè)的2次電流，沿用一次電流符號，則：或2007年7月20變壓器縱差動保護(hù)平衡系數(shù)：相當(dāng)于把各側(cè)電流折合到參考側(cè)2次特例2007年7月21變壓器縱差動保護(hù)設(shè)若由3個單相變壓器構(gòu)成3相變壓器，則第j側(cè)額定電流折合到參考側(cè)2次：（U應(yīng)是額定空載電壓）2007年7月22變壓器縱差動保護(hù)各側(cè)電流除以參考側(cè)2次額定電流：此即是變壓器的通用差動平衡方程，以標(biāo)么值表示，電流基值為基準(zhǔn)側(cè)的額定電流。2007年7月23變壓器縱差動保護(hù)變壓器等值電路：當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生匝間或相間短路故障時，相當(dāng)于在等值電路的故障處經(jīng)短路電抗接地，因此產(chǎn)生差流：2007年7月24變壓器縱差動保護(hù)3相變壓器差動平衡方程推導(dǎo)：2007年7月25變壓器縱差動保護(hù)經(jīng)星→角變換后（以A相為例，另2相類似）若選Y側(cè)為參考側(cè)，則2007年7月26變壓器縱差動保護(hù)2007年7月27變壓器縱差動保護(hù)2007年7月28變壓器縱差動保護(hù)以上兩種算法本質(zhì)上是相同的2007年7月29變壓器縱差動保護(hù)變壓器內(nèi)部短路故障電流分析2007年7月30變壓器縱差動保護(hù)不平衡電流引起不平衡的因素多

---勵磁電流Ie（正常運(yùn)行時可忽略）

---CT匹配誤差和暫態(tài)誤差（測量誤差）

---繞組變比誤差（平衡誤差）

---調(diào)壓誤差差動電流正常運(yùn)行時，各側(cè)電流是平衡的，差動電流應(yīng)等于0，但由于一些原因，使之不等于0，即產(chǎn)生了不平衡電流。2007年7月31變壓器縱差動保護(hù)在額定電流范圍內(nèi)的CT誤差應(yīng)該很小，這里以3％為例。在正常運(yùn)行情況下，最大不平衡電流應(yīng)該和負(fù)荷成正比，因所有元件均線性。－CT標(biāo)稱變比誤差，≤0.03*2－平衡系數(shù)計算誤差，≤0.02－多側(cè)最大調(diào)壓誤差之和不平衡電流的估計：靜態(tài)最大不平衡電流（在額定負(fù)載下）2007年7月32變壓器縱差動保護(hù)不平衡電流的估計：暫態(tài)最大不平衡電流（在最大外部短路電流下）－暫態(tài)CT變比誤差，取0.1*2－非周分量系數(shù)，1.0～2.0，微機(jī)保護(hù)可取1.3－平衡系數(shù)計算誤差，微機(jī)保護(hù)≤0.02－多側(cè)最大調(diào)壓誤差之和應(yīng)考慮各側(cè)出口三相短路的情況，取最大不平衡電流。2007年7月33變壓器縱差動保護(hù)不平衡電流的估計：不平衡電流曲線2007年7月34變壓器縱差動保護(hù)變壓器差動保護(hù)動作判據(jù)定義：差動電流：制動電流：或：或：(1)(2)(3)

制動電流：外部故障時要反映故障電流大小，內(nèi)部故障時應(yīng)盡量小。2007年7月35變壓器縱差動保護(hù)變壓器差動保護(hù)動作判據(jù)：比例制動折線2007年7月36變壓器縱差動保護(hù)變壓器差動保護(hù)：整定可靠系數(shù)為加速切除變壓器嚴(yán)重內(nèi)部故障，通常增設(shè)差流速斷保護(hù)，上圖中水平虛線所示。涌流閉鎖的問題在后面專門分析。2007年7月37變壓器縱差動保護(hù)變壓器差動保護(hù)：整定取以上2者之大者，同時應(yīng)保證在保護(hù)安裝處金屬性兩相或單相短路時有靈敏度。差流速斷保護(hù)的動作整定值可按下面方法計算：2007年7月38變壓器縱差動保護(hù)例：220KV/110KV/35KV變壓器容量200MVA，三側(cè)CT變比分別為600/5、1200/5和3000/5，220KV側(cè)調(diào)壓共±5檔以220KV側(cè)為參考側(cè)基準(zhǔn)電流：2007年7月39變壓器縱差動保護(hù)平衡系數(shù)：2007年7月40變壓器縱差動保護(hù)不平衡電流：整定：2007年7月41變壓器縱差動保護(hù)換算到有名值，最終整定值：2007年7月42變壓器縱差動保護(hù)差動保護(hù)接線（保護(hù)裝置外部調(diào)整）

保護(hù)裝置2007年7月43變壓器縱差動保護(hù)差動保護(hù)接線（保護(hù)裝置內(nèi)部調(diào)整）

保護(hù)裝置2007年7月44變壓器縱差動保護(hù)內(nèi)部接線調(diào)整公式（Y→△變換，以Y/D－11繞組為例）兩側(cè)計算電流均不含零序分量，內(nèi)、外部調(diào)整方式等效三相對稱基波時：2007年7月45變壓器縱差動保護(hù)內(nèi)部接線調(diào)整公式（△→Y變換，以Y/D－11繞組為例）△側(cè)電流等于繞組電流減去環(huán)流；兩側(cè)計算電流均不含零序分量；與單相繞組差動不完全等效，y側(cè)不能消除涌流互相影響。2007年7月46變差保護(hù)的勵磁涌流問題勵磁涌流產(chǎn)生的機(jī)理如圖，當(dāng)變壓器空載合閘時，回路方程為：先假設(shè)鐵芯不飽和，則2007年7月47變差保護(hù)的勵磁涌流問題微分方程的解為：其中：2007年7月48變差保護(hù)的勵磁涌流問題磁通的直流衰減分量的大小與合閘角α有關(guān)，當(dāng)α=90°時直流衰減分量為0，當(dāng)α=0°時直流衰減分量初試值最大，當(dāng)剩磁磁通和直流衰減分量同向時，磁通的峰值將超過變壓器的鐵芯具有飽和特性，磁通的工作點距離飽和點不會太遠(yuǎn)，因此，在如此大的磁通下，勵磁電流將發(fā)生嚴(yán)重畸變，產(chǎn)生勵磁涌流。2007年7月49變差保護(hù)的勵磁涌流問題2007年7月50變差保護(hù)的勵磁涌流問題2007年7月51變差保護(hù)的勵磁涌流問題單相變壓器勵磁涌流波形2007年7月52變差保護(hù)的勵磁涌流問題單相變壓器勵磁涌流波形特點

數(shù)值很大，可達(dá)穩(wěn)態(tài)勵磁電流的100倍以上，可達(dá)額定電流的幾倍，足以造成差動保護(hù)誤動；含有明顯非周分量，使波形偏于時間軸的一邊，且相鄰波形間存在明顯間斷角，間斷角可計算；衰減時間較長，一般衰減到額定電流的25％左右需0.5～3s，變壓器容量越大，衰減越慢；勵磁涌流中含明顯的高次諧波成分，其中尤以二次諧波含量大；

空投到匝間短路時，電流中不含涌流成分。2007年7月53變差保護(hù)的勵磁涌流問題三相變壓器勵磁涌流波形三相變壓器勵磁涌流波形示例2007年7月54變差保護(hù)的勵磁涌流問題三相變壓器勵磁涌流波形特點

影響勵磁涌流的因素復(fù)雜；任何情況下至少兩相有涌流；經(jīng)星→角變換后往往有一相對時間軸保持近似對稱，其中二次諧波含量較??；勵磁涌流中仍以二次諧波含量最大，但不能保證每相的二次諧波都達(dá)到15%以上（最低相可達(dá)7％以下），因此三相勵磁涌流閉鎖必須采用或閉鎖；空投到匝間短路時，經(jīng)變換后的故障相電流中可能含涌流成分，因而會延誤動作。2007年7月55變差保護(hù)的勵磁涌流問題勵磁涌流問題：二次諧波制動

二次諧波制動判據(jù)只能起到制動作用，對動作毫無幫助；必須采用“或”閉鎖；空投到匝間短路時，保護(hù)動作慢；在真正的區(qū)內(nèi)嚴(yán)重故障時，很容易從暫態(tài)信號中檢出二次諧波電流，也可因CT飽和而檢出二次諧波電流，從而造成保護(hù)動作慢甚至拒動（越級），因之需設(shè)置差流速斷判據(jù)；沒有理論依據(jù)表明能100％保證制動成功（特別是涌流衰減過程中諧波比例如何變化），常以多次空投試驗驗證；目前應(yīng)用最為廣泛，經(jīng)驗多，較成熟。2007年7月56變差保護(hù)的勵磁涌流問題勵磁涌流問題：差流速斷保護(hù)差流速斷動作區(qū)2007年7月57變差保護(hù)的勵磁涌流問題勵磁涌流問題：諧波閉鎖判據(jù)的缺陷

單相變壓器的涌流閉鎖基本可靠，但不會誤閉鎖；三相變壓器電流經(jīng)星→角變換后，閉鎖的可靠性有所降低，同時存在誤閉鎖（空投匝間故障）的問題；因此任何涌流閉鎖都面臨2個問題：

(1)分相制動（前提）

(2)空投時檢出匝間故障（結(jié)果）2007年7月58變差保護(hù)的勵磁涌流問題勵磁涌流問題：諧波閉鎖判據(jù)的缺陷

星→角變換丟掉了相電流的一些信息，模糊了相電流的特征，因此，分析波形特征的算法比較難完全可靠。角→星變換需去掉零序分量，使三相電流不能完全獨立，因此也存在星→角變換同樣的問題。星→角變換和角→星變換均是信息有損變換。很多基于波形的算法多偏重于定性分析，主觀成分較大。在涌流閉鎖問題上，動模試驗只起到有限枚舉的效果。涌流在衰減的過程中波形趨向于基波，不利于判別。目前應(yīng)用的各種涌流閉鎖判據(jù)都有空投誤動的記錄。2007年7月59變差保護(hù)的勵磁涌流問題勵磁涌流問題：波形對稱算法

由于有間斷，涌流波形的前后半波波形的變化趨勢不同，定義：

對正弦基波顯然K＝0(奇點除外)

對3種不同的勵磁涌流波形，每周波內(nèi)均有較長連續(xù)段波形的K值較大。2007年7月60變差保護(hù)的勵磁涌流問題勵磁涌流問題：波形對稱算法2007年7月61變差保護(hù)的勵磁涌流問題勵磁涌流問題：波形對稱算法

經(jīng)分析，不管是單相涌流還是對稱涌流，在每個周波內(nèi)，至少有連續(xù)四分之一周波（90°）判為不對稱。對于短路故障電流，一般只有30°不對稱，另180°是對稱的，因此，波形對稱算法能很好地區(qū)分涌流和故障。由于不管是單相涌流還是對稱涌流，都能判出不對稱。因此，理論上講，可以實現(xiàn)分相閉鎖，因而可解決空投到匝間故障的問題。2007年7月62變差保護(hù)的勵磁涌流問題勵磁涌流問題：與勵磁涌流無關(guān)的變壓器主保護(hù)(1)用變壓器原付邊的電壓電流可表示出變壓器耦合關(guān)系的微分方程式，不管磁路飽和與否，方程均成立，而當(dāng)發(fā)生內(nèi)部故障時，方程被破壞。此算法取代電流差動。(2)用變壓器原付邊的電壓電流表示的變壓器耦合關(guān)系微分方程式，間接導(dǎo)出勵磁電感Lm表達(dá)式，正常時勵磁電感Lm為常數(shù)，出現(xiàn)勵磁涌流時，勵磁電感Lm在正常值和飽和值間變化，變化的頻率是工頻。此算法和電流差動配合。(3)分繞組差動(4)全繞組差動（零差）2007年7月63變差保護(hù)的勵磁涌流問題勵磁涌流問題：與勵磁涌流無關(guān)的變壓器主保護(hù)(1)(2)的問題：(a)多數(shù)算法需要變壓器各繞組漏感參數(shù)，但不易準(zhǔn)確獲取。(b)選取動作域值殊為不易，整定計算困難。(c)引入電壓量將大大地喪失電流差動保護(hù)的優(yōu)勢。當(dāng)PT斷線時失去主保護(hù)更是不能容忍的。(d)鮮有成功運(yùn)行經(jīng)驗。2007年7月64變差保護(hù)的勵磁涌流問題和應(yīng)涌流問題2007年7月65變差保護(hù)的勵磁涌流問題和應(yīng)涌流問題：和應(yīng)涌流波形（未畫出負(fù)荷波形）2007年7月66變差保護(hù)的勵磁涌流問題和應(yīng)涌流問題：波形特點及措施和應(yīng)涌流先增大，后慢慢減?。籘1、T2和應(yīng)涌流峰值總是相反，時間上相互交錯；和應(yīng)涌流持續(xù)時間長，使起始涌流延長；和應(yīng)涌流中二次諧波含量低，特別是負(fù)荷電流較大時，易造成誤動；和應(yīng)涌流中非周分量衰減十分緩慢，引起CT飽和形成差流，甚至造成發(fā)動機(jī)差動保護(hù)誤動；目前理論分析尚不完善，經(jīng)驗表明，二次諧波“或”閉鎖有利；在保證靈敏度的前提下，適當(dāng)抬高定值有效。2007年7月67變差保護(hù)的勵磁涌流問題和應(yīng)涌流問題：差動保護(hù)趨勢2007年7月68其它原理的縱差保護(hù)標(biāo)積差動保護(hù)故障分量差動保護(hù)（故障分量又稱工頻變化量或突變量）2007年7月69變壓器標(biāo)積差動保護(hù)原理推導(dǎo)：對比例制動式差動，定義：差動電流：制動電流：

按以上定義，等于把多側(cè)差動折合成兩側(cè)差動來考慮，于是可簡化為：2007年7月70變壓器標(biāo)積差動保護(hù)

按比例制動式縱差整定折線，并使之經(jīng)過原點，于是傳統(tǒng)縱差動作方程為：2007年7月71變壓器標(biāo)積差動保護(hù)按右圖，上式可化為：其中(1)式(1)是標(biāo)積差動的動作方程2007年7月72變壓器標(biāo)積差動保護(hù)

在對等K值的情況下，標(biāo)積差動的動作折線比傳統(tǒng)比例制動式縱差折線略微左移了一點（拐點相應(yīng)左移了一點），除此之外，二者完全等效。但標(biāo)積差動保護(hù)的物理概念更清楚。（在比例制動坐標(biāo)下）2007年7月73變壓器標(biāo)積差動保護(hù)定義：動作方程為：含有方向信息2007年7月74變壓器標(biāo)積差動保護(hù)方向信息的作用：區(qū)內(nèi)大故障時，兩側(cè)電流接近同相，則差流大，而制動量為0，靈敏動作；區(qū)外大故障時，兩側(cè)電流反相，差流為零，而制動量很大，可靠制動；區(qū)內(nèi)小故障時，靈敏度受負(fù)荷電流影響。2007年7月75變壓器標(biāo)積差動保護(hù)動作區(qū)：：不管區(qū)內(nèi)區(qū)外故障，在外部達(dá)到最大值2007年7月76變壓器標(biāo)積差動保護(hù)與縱差靈敏度對比：在K值對等的情況下，標(biāo)積差動保護(hù)動作區(qū)小；在K值對等的情況下，標(biāo)積差動保護(hù)在內(nèi)部小故障下靈敏度較低；如果標(biāo)積差動保護(hù)整定較小的s值，利用制動電流中的方向信息，另加防外部大故障時因CT誤差而誤動的措施，則可克服上述缺點，且性能更好。例如，當(dāng)s對應(yīng)于K=iop.0/ires.0或更小時，標(biāo)積差動保護(hù)的動作區(qū)大于縱差動保護(hù)的動作區(qū)。2007年7月77變壓器標(biāo)積差動保護(hù)標(biāo)積差動保護(hù)動作區(qū)大，但在外部大故障時裕度小，需采取特殊措施防止誤動。2007年7月78變壓器故障分量差動保護(hù)原理推導(dǎo)：右圖是線性多端口網(wǎng)絡(luò)示意圖，F(xiàn)是網(wǎng)絡(luò)中任意一點。根據(jù)戴維南定理，從F點看網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)可等效為電壓源和阻抗串聯(lián)（也可等效為電流源和導(dǎo)納并聯(lián)聯(lián)）。電源電壓等于F點電壓，阻抗等于各電源短路后從F點看進(jìn)去的總阻抗。當(dāng)F點經(jīng)阻抗ZF短路時，容易求出故障電流iF。2007年7月79變壓器故障分量差動保護(hù)現(xiàn)設(shè)F點經(jīng)阻抗ZF短路，可等效為F點串進(jìn)去2個方向相反的電壓源，電源電壓等于F點故障前電壓。2007年7月80變壓器故障分量差動保護(hù)根據(jù)線性網(wǎng)絡(luò)的疊加原理，各支路電流等于以下2個網(wǎng)絡(luò)中對應(yīng)電流之和，左為故障前網(wǎng)絡(luò)，右為故障分量網(wǎng)絡(luò)。2007年7月81變壓器故障分量差動保護(hù)是電流分配系數(shù)，由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)唯一決定。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)各支路（含變壓器等）阻抗角相同時，各電流分配系數(shù)全是實數(shù)，且均不小于0，各電流分量與電流總量同相；實際上網(wǎng)絡(luò)各支路阻抗角很接近，各電流分配系數(shù)是復(fù)數(shù)但虛部比實部小得多，各電流分量與電流總量相角差很小。由于是線性網(wǎng)絡(luò)，各故障電流分量與總電流呈線性關(guān)系，即：2007年7月82變壓器故障分量差動保護(hù)左圖：電流分配系數(shù)是實數(shù)；左圖：電流分配系數(shù)是復(fù)數(shù)。2007年7月83變壓器故障分量差動保護(hù)定義故障分量差動保護(hù)的差動電流和制動電流如下：則內(nèi)部故障時：而外部故障時，顯然：2007年7月84變壓器故障分量差動保護(hù)內(nèi)、外部故障時，比值具有顯著的差別，即使考慮一定的計算誤差，二者之間仍有明顯的緩沖區(qū)。2007年7月85變壓器故障分量差動保護(hù)對比普通電流差動保護(hù)，差動電流和制動電流如下：可見，內(nèi)部故障時，差動電流沒有變化，制動電流受故障前負(fù)荷電流影響變化很大（特別是在故障電流比較小時），二者比值可在0～2之間變化。而外部故障時，顯然：2007年7月86變壓器故障分量差動保護(hù)如故障前負(fù)荷很小，或故障電流很大，則普通電流差動的動作特性與故障分量差動保護(hù)幾乎相同，可見，正是負(fù)荷電流使普通電流差動特性變壞。另一方面說明當(dāng)故障前負(fù)荷很小，或故障電流很大時，普通差動的差流與制動電流的比值應(yīng)在2附近或大于2。2007年7月87變壓器故障分量差動保護(hù)差動保護(hù)受負(fù)荷電流影響示意圖：2007年7月88變壓器故障分量差動保護(hù)以兩端有源網(wǎng)絡(luò)為例，用相量圖表示負(fù)荷電流及故障電流相對大小對差動電流的影響：2007年7月89變壓器故障分量差動保護(hù)誤差分析：對2端口網(wǎng)絡(luò)，一般定義：這里定義的制動量在內(nèi)部故障時更小，在外部故障時不變。則：因網(wǎng)絡(luò)中各阻抗角基本相同，所以有2007年7月90變壓器故障分量差動保護(hù)由于CT暫態(tài)誤差、調(diào)壓等原因，上述理想關(guān)系經(jīng)CT傳變到2次側(cè)后有了一定的誤差：設(shè)誤差為fs和fr

，下標(biāo)b表示故障前，a表示故障后，故障前電流Is=-ir=Ip。區(qū)內(nèi)故障時有：比值的分子和分母含有與負(fù)荷電流Ip有關(guān)的項其它項，但I(xiàn)p前面的系數(shù)較小，今作如下估計：2007年7月91變壓器故障分量差動保護(hù)(1)區(qū)內(nèi)輕微故障時，可認(rèn)為誤差變化不大，則粗略估計，當(dāng)α=0或1時，上式最小值≈2(2)區(qū)內(nèi)嚴(yán)重故障時，可忽略負(fù)荷電流，比值計算公式同上粗略估計，當(dāng)α=0或1時，上式最小值≈2(3)根據(jù)以上推算，可認(rèn)為區(qū)內(nèi)故障時CT誤差影響小，仍有：2007年7月92變壓器故障分量差動保護(hù)區(qū)外故障時，故障后兩側(cè)1次電流相等方向相反，有：2007年7月93變壓器故障分量差動保護(hù)(1)區(qū)外輕微故障時，可認(rèn)為CT變比誤差不大，則上式最大值≈2f≈0.06(2)區(qū)外嚴(yán)重故障時，可忽略負(fù)荷電流，比值計算公式同上粗略估計，上式最大值≈2f≈0.2(3)根據(jù)以上推算，可認(rèn)為區(qū)外故障時有：2007年7月94變壓器故障分量差動保護(hù)實用的動作整定值：實際應(yīng)用中比例動作斜率可整定為0.8～1，同時在差動分量上增加一個小門檻，以防小電流時計算誤差引起誤動。與普通差動保護(hù)不同的是，故障分量差動保護(hù)與負(fù)荷電流無關(guān)，因此沒有“無制動區(qū)”，沒有拐點。2007年7月95變壓器故障分量差動保護(hù)變壓器調(diào)壓的影響：變壓器調(diào)壓產(chǎn)生的誤差會引入到變比誤差中，因變比是一側(cè)相對于另一側(cè)的，所以只在單側(cè)變比誤差中體現(xiàn)。同時，對內(nèi)部故障影響小，對外部故障影響大。例如：若調(diào)壓變比為7×0.025，則外部嚴(yán)重故障時，粗略估計：由此可見，斜率整定在0.8～1是安全的。2007年7月96差動保護(hù)的飽和問題問題很嚴(yán)重碼？變壓器外部短路電流受短路電抗限制

CT的抗飽和能力（CT二次負(fù)載）差動判據(jù)的抗飽和能力（整定計算）飽和幾率有多大？非周分量衰減速度其它設(shè)備保護(hù)動作時間（持續(xù)時間）

CT飽和程度2007年7月97差動保護(hù)的飽和問題縱差：動作曲線斜率調(diào)整和多段折線2007年7月98差動保護(hù)的飽和問題縱差：不同的制動量公式的抗飽和能力差動電流：制動電流：或：或：(1)(2)(3)

動作電流：在嚴(yán)重飽和過程中，等于因飽和而減小的量。2007年7月99差動保護(hù)的飽和問題縱差：不同的制動量公式的抗飽和能力

制動電流：(1)因通常是最大的電流最易飽和，所以通常制動量減少：(2)因飽和而減少的制動量被其它側(cè)平均，所以下降較少：(3)情況同2，但有可能發(fā)生最大電流翻轉(zhuǎn)：次大的電流變成主電流，使制動電流突然降低很多（兩側(cè)差動不存在此問題）2007年7月100差動保護(hù)的飽和問題縱差：不同的制動量公式的抗飽和能力例如：三側(cè)短路電流分別是50，30，-80，則當(dāng)最大電流衰減到-50-△，△是很小的正數(shù)，則當(dāng)最大電流衰減到-5+△時，另一側(cè)電流變成最大電流，則2007年7月101差動保護(hù)的飽和問題縱差：動作曲線斜率調(diào)整和多段折線2007年7月102差動保護(hù)的飽和問題縱差：動作曲線斜率調(diào)整和多段折線（1）制動量下降最快，最早進(jìn)動作區(qū)（2）比(1)慢較可靠（3）在翻轉(zhuǎn)之前同(2)，翻轉(zhuǎn)后總會立即動作，因此對防止嚴(yán)重飽和非常不利。2007年7月103差動保護(hù)的飽和問題

標(biāo)積差動保護(hù)防止外部大故障誤動的同時措施當(dāng)禁止差動保護(hù)動作當(dāng)允許差動保護(hù)動作2007年7月104差動保護(hù)的飽和問題

標(biāo)積差動保護(hù)標(biāo)積差動也存在制動量翻轉(zhuǎn)問題，但方向不易翻轉(zhuǎn)（嚴(yán)重時仍可能翻轉(zhuǎn)但幾率很?。?，在增加區(qū)外閉鎖判據(jù)后，不易誤動2007年7月105差動保護(hù)的飽和問題故障分量差動保護(hù)外部故障時，比值為當(dāng)一側(cè)CT不飽和，另一側(cè)飽和誤差達(dá)到40%時，比值上升到0.5；另一側(cè)飽和誤差達(dá)到67%時，比值上升到1。故障分量差動保護(hù)通常只在故障后短時間內(nèi)投入運(yùn)行，過后立即退出，CT應(yīng)不會達(dá)到嚴(yán)重飽和程度，問題不大。（忽略較小的一項f）2007年7月106差動保護(hù)的飽和問題Rogowski線圈與光電式CTRogowski線圈骨架不含磁材料，不存在飽和問題，線形測量范圍非常寬；磁阻很大，勵磁電感非常小，輸出是mv級的電壓。輸出信號是小電壓，高內(nèi)阻，抗干擾差，傳輸困難；輸出信號是電流的微分信號，需要積分器；不宜直接使用，常用在光電式CT中。2007年7月107差動保護(hù)的飽和問題外部短路大電流下CT飽和問題：抗飽和造成誤動的措施Rogowski線圈與光電式CT上位機(jī)電源問題可靠性問題成本問題2007年7月108差動保護(hù)的飽和問題外部事件引起的誤動問題：零序“穿越”電流

電源側(cè)單相接地故障，變壓器Y側(cè)三相有很大的零序“穿越”電流，而縱差保護(hù)的差動電流和制動電流都很小，此時不平衡主要由不同相CT暫態(tài)誤差引起，例如：2007年7月109差動保護(hù)的飽和問題外部事件引起的誤動問題：零序“穿越”電流

如果零序電流達(dá)到5倍額定值，Ya、Yb相CT至少有一個暫態(tài)誤差達(dá)到10％，則差動電流為：

而此時變壓器穿越電流不會超過1，因此差動保護(hù)可能會誤動。2007年7月110差動保護(hù)的飽和問題外部事件引起的誤動問題：零序“穿越”電流2007年7月111差動保護(hù)的飽和問題外部事件引起的誤動問題：分支穿越電流

常見的橋接線，進(jìn)線和橋支路兩個CT必須各作為一個差動分支分別引入保護(hù)，而不能并聯(lián)后作為一個差動分支引入保護(hù)，否則，在另一分支短路時，差動可能誤動。因為并聯(lián)引入后在外部短路時，制動電流和差動電流都由不平衡電流產(chǎn)生，但差動電流可能越限而制動電流達(dá)不到拐點。2007年7月112差動保護(hù)的CT斷線閉鎖(1)目前的主要算法目前，微機(jī)保護(hù)重，多采用電流突變情況、變化趨勢及電流量大小來判斷CT斷線。當(dāng)測量出只有變壓器某一側(cè)的一相電流發(fā)生變化，且變化趨勢是由“有”變到“無”、其它電流沒變且在正常負(fù)荷范圍內(nèi)時，判為CT斷線，此時可能閉鎖差動（可選）。當(dāng)電流的變化不符合上述規(guī)律時，則說明電流的變化可能是因故障引起的。2007年7月113差動保護(hù)的CT斷線閉鎖

當(dāng)已判為CT斷線且閉鎖差動，但發(fā)生其它電流超過一定門檻值（門檻值一般為1.5）時，則解除閉鎖，實際上放棄內(nèi)外故障判別以免冒拒動的危險。對多側(cè)差動保護(hù)（例如3側(cè)以上），由于電流很多，計算過程十分煩雜，且為了保證差動保護(hù)保護(hù)的快速性，CT斷線閉鎖差動判據(jù)與差動保護(hù)判據(jù)（及其涌流閉鎖判據(jù)）的時間配合也很麻煩，這些不利因素客觀上對差動保護(hù)整體可靠性造成一定的影響。2007年7月114差動保護(hù)的CT斷線閉鎖(2)CT斷線閉鎖差動的問題如CT二次回路斷線，在斷口處將產(chǎn)生很高的電壓，危及人身和二次設(shè)備安全。另外，在斷口處可能產(chǎn)生電弧，進(jìn)而引發(fā)電氣著火事故。變壓器容量越大及CT變比越大，CT二次回路開路的危害性越嚴(yán)重，因此，當(dāng)差動保護(hù)的CT二次開路時，差動動作切除變壓器，是防止人身傷害和損壞設(shè)備的有效辦法。 對于大容量的主設(shè)備，當(dāng)CT二次回路斷線時，宜發(fā)信號，而不要閉鎖差動保護(hù)。2007年7月115差動保護(hù)的CT斷線閉鎖(1)目前的主要算法目前，微機(jī)保護(hù)重，多采用電流突變情況、變化趨勢及電流量大小來判斷CT斷線。當(dāng)測量出只有變壓器某一側(cè)的一相電流發(fā)生變化，且變化趨勢是由“有”變到“無”、其它電流沒變且在正常負(fù)荷范圍內(nèi)時，判為CT斷線。當(dāng)電流的變化不符合上述規(guī)律時，則說明電流的變化可能是因故障引起的。當(dāng)已判為CT斷線且閉鎖差動時，但發(fā)生其它電流超過一定門檻值（門檻值一般為1.5)時，則解除閉鎖，實際上放棄內(nèi)外故障判別。2007年7月116變壓器零序差動保護(hù)裝設(shè)零序差動的必要性：變壓器單相對地（鐵芯）短路機(jī)率存在，危害性大縱差保護(hù)可反應(yīng)單相對地故障，但縱差保護(hù)算法對單相接地故障的靈敏性相對較低多方面原因致使縱差保護(hù)定值較高勵磁涌流算法延緩縱差保護(hù)動作例：保護(hù)區(qū)內(nèi)高阻接地故障：變壓器負(fù)荷電流基本不變，故障電流相對較小，縱差保護(hù)不能動作2007年7月117變壓器零序差動保護(hù)零序差動的特點：在電路上完全滿足基爾霍夫定律；勵磁涌流是穿越性電流，不會造成誤動；不受調(diào)壓的影響；各側(cè)CT可完全同型，靜態(tài)和暫態(tài)不平衡較??；基于以上因素，動作整定值較小，靈敏度較高；零序CT極性容易接錯，正常運(yùn)行時不易發(fā)現(xiàn)；只反映接地故障，對匝間和相間短路無效。2007年7月118變壓器零序差動保護(hù)零序差動保護(hù)接線微機(jī)保護(hù)中零序差動保護(hù)和縱差可公