變壓器差動(dòng)保護(hù)

1、2 2電力變壓器保護(hù)電力變壓器保護(hù)變壓器保護(hù)變壓器保護(hù)主要內(nèi)容主要內(nèi)容2.1 變壓器的故障類型和不正變壓器的故障類型和不正常工作狀態(tài)常工作狀態(tài)2.2 變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)2.3 變壓器相間短路的后備保變壓器相間短路的后備保護(hù)護(hù)2.4 變壓器接地短路的后備保變壓器接地短路的后備保護(hù)護(hù)變壓器保護(hù)變壓器保護(hù)2.1 變壓器的故障類型和變壓器的故障類型和不正常工作狀態(tài)不正常工作狀態(tài)2.1.12.1.1變壓器故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)變壓器故障和不正常運(yùn)行狀態(tài) (1)(1)油箱內(nèi)部故障油箱內(nèi)部故障1) 1)各相繞組之間的相間短路；各相繞組之間的相間短路； 2) 2)單相繞組部分線匝之間的匝間短路

2、；單相繞組部分線匝之間的匝間短路； 3) 3)單相繞組和鐵心間絕緣損壞引起的接地短路。單相繞組和鐵心間絕緣損壞引起的接地短路。(2)(2)油箱外部故障油箱外部故障1) 1)引出線的相間短路；引出線的相間短路；2) 2)絕緣套管閃爍或破壞、引出線通過(guò)外殼絕緣套管閃爍或破壞、引出線通過(guò)外殼發(fā)生的單相接地短路。發(fā)生的單相接地短路。1. 1.變壓器故障變壓器故障(1)(1)外部相間短路引起的過(guò)電流；外部相間短路引起的過(guò)電流；(2)(2)外部接地短路引起的過(guò)電壓；外部接地短路引起的過(guò)電壓；(3)(3)負(fù)荷超過(guò)額定容量引起的過(guò)負(fù)荷；負(fù)荷超過(guò)額定容量引起的過(guò)負(fù)荷；(4)(4)漏油等原因引起的油面降低；漏油等

3、原因引起的油面降低；(5)(5)過(guò)勵(lì)磁。過(guò)勵(lì)磁。2.1.12.1.1變壓器故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)變壓器故障和不正常運(yùn)行狀態(tài) 2. 2.變壓器異常運(yùn)行狀態(tài)變壓器異常運(yùn)行狀態(tài)1. 1.瓦斯保護(hù)：反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)各種短路故障瓦斯保護(hù)：反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)各種短路故障和油面降低。和油面降低。 2. 2.縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)：反應(yīng)變壓器繞縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)：反應(yīng)變壓器繞組、套管及引出線上的故障。組、套管及引出線上的故障。2.1.22.1.2變壓器應(yīng)裝設(shè)的保護(hù)變壓器應(yīng)裝設(shè)的保護(hù) 3. 3.相間短路的后備保護(hù)相間短路的后備保護(hù)(1)(1)過(guò)電流保護(hù)；過(guò)電流保護(hù)；(2)(2)低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)；低電壓

4、起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)；(3)(3)復(fù)合電壓起動(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)；(4)(4)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)；(5)(5)阻抗保護(hù)。阻抗保護(hù)。2.1.22.1.2變壓器應(yīng)裝設(shè)的保護(hù)變壓器應(yīng)裝設(shè)的保護(hù) 4. 4.接地短路的后備保護(hù)接地短路的后備保護(hù)(1)(1)零序電流保護(hù)及方向零序電流保護(hù)；零序電流保護(hù)及方向零序電流保護(hù)；(2)(2)零序電壓保護(hù)；零序電壓保護(hù)；(3)(3)間隙電流保護(hù)。間隙電流保護(hù)。5. 5.過(guò)負(fù)荷保護(hù)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)7. 7.變壓器的其他非電量保護(hù)變壓器的其他非電量保護(hù) (1)(1)油溫高

5、保護(hù)；油溫高保護(hù)；(2)(2)冷卻器故障保護(hù)；冷卻器故障保護(hù)；(3)(3)壓力釋放保護(hù)等。壓力釋放保護(hù)等。變壓器保護(hù)變壓器保護(hù)2.2 變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)2.2 變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)2.2.1 變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的基本原理變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的基本原理2.2.2 變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流2.2.3 變壓器勵(lì)磁涌流及其鑒別方法變壓器勵(lì)磁涌流及其鑒別方法2.2.4 微機(jī)型比率制動(dòng)特性的變壓器微機(jī)型比率制動(dòng)特性的變壓器差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)保護(hù)2.2.5 變壓器分側(cè)差動(dòng)保護(hù)變壓器分側(cè)差動(dòng)保護(hù)2.2.6 變壓器零序電流差動(dòng)保護(hù)變壓器零序電流差動(dòng)保護(hù)2.2.1

6、 變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的基本原理變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的基本原理TALTTAHnnnHLIIHLTAHTALIInndHLIIIdI正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，應(yīng)使0dITA變比選取原則ILIHIHILIdnTnTAHnTAL判據(jù)：dHLsetIIII內(nèi)部故障時(shí)：kdIImaxunbrelsetIKI2.2.1 變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的基本原理變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的基本原理dIILIHIHILIdnTnTAHnTAL2.2.2 變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流一、穩(wěn)態(tài)運(yùn)行條件下的不平衡電流 正常運(yùn)行或故障后已達(dá)穩(wěn)態(tài)，差動(dòng)電流中只有工頻分量；忽略變壓器的勵(lì)磁電流(25%)1. 三相電力變壓器保護(hù)的接線

7、(1) Y/Y-12接線雙繞組三相變壓器TALTTAHnnnaAIIaATAHTALIInn正常運(yùn)行或外部故障時(shí)(2) Y/-11接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器保護(hù)的接線2AI302AI2BI2CI2BI2CICrI 由于存在相位差，無(wú)由于存在相位差，無(wú)論如何選擇論如何選擇TATA變比，差變比，差電流不可能為零。電流不可能為零。(2) Y/-11接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器保護(hù)的接線解決辦法：解決辦法： 選擇兩側(cè)同相位的電流量構(gòu)成差動(dòng)回選擇兩側(cè)同相位的電流量構(gòu)成差動(dòng)回路。路。(2) Y/-11接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器保護(hù)的接線2B2AII2C2BII2A2

8、CII2AI302AI2BI2CI2BI2CI22BAII2AI22CBII2BI22ACII2CIY(2) Y/-11接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器保護(hù)的接線2B2AII2C2BII2A2CII2AI2BI2CI2AI2BI2CI22BAII2AI22CBII2BI22ACII2CIY負(fù)序分量：(2) Y/-11接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器保護(hù)的接線22BAII2AI22CBII2BI22ACII2CIY零序分量：2AI2BI2CI(2) Y/-11接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器保護(hù)的接線22ABII22BCII22CAII2AI302AI2BI2CI2BI2

9、CI2AI22CAII2BI22ABII2CI22BCIIY(2) Y/-11接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器保護(hù)的接線22ABII22BCII22CAII2AI22CAII2BI22ABII2CI22BCIIY負(fù)序分量：2AI2BI2CI2AI2BI2CI(2) Y/-11接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器保護(hù)的接線Y2AI2BI2CI2AI22CAII2BI22ABII2CI22BCII零序分量：(2) Y/-11接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器保護(hù)的接線02IIA22CAII02IIB22ABII02IIC22BCIIY2AI2BI2CI零序分量：(2) Y/-11

10、接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器保護(hù)的接線常規(guī)變壓器保護(hù)接線方式：YTATAYYnNnN111YYABATAYTAIIInn11YYabABTAYTAIIIInnTATAY3Tnnn(2) Y/-11接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器保護(hù)的接線常規(guī)變壓器保護(hù)接線方式：Y側(cè)電流互感器計(jì)算變比取為：Y側(cè)電流互感器計(jì)算變比取為：TATAY3Tnnn/5nI3/5YnI(2) Y/-11接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器保護(hù)的接線微機(jī)變壓器保護(hù)接線方式： 常規(guī)變壓器保護(hù)接線方式復(fù)雜，TA極性容易接錯(cuò)；星形側(cè)TA斷線判斷困難。 微機(jī)變壓器保護(hù)中各側(cè)均采用星形接線方式，由內(nèi)部計(jì)算完成相

11、位的轉(zhuǎn)換。(3) 三繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)接線HAHBMAMBLAdTAHTAMTALIIIIIInnn 常規(guī)保護(hù)中：Y側(cè)電流互感器接成型，而側(cè)電流互感器接成Y型。1. 三相電力變壓器保護(hù)的接線 HAHBMAMBLAIIIII(3) 三繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)接線 常規(guī)保護(hù)中：Y側(cè)電流互感器接成型，而側(cè)電流互感器接成Y型。1. 三相電力變壓器保護(hù)的接線 dHAHBMAMBLAIIIIII變壓器正常運(yùn)行和外部故障時(shí)滿足：033TAHHAHBTAMMAMBTALLATHLTHMnIInIInInn033HAHBMAMBLATHLTHMIIIIInn30TAMMAMBTALLAHAHBTAHTHMTAHTHL

12、nIInIIInnnn(3) 三繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)接線 對(duì)照上面二式，可得電流互感器選擇原則：1. 三相電力變壓器保護(hù)的接線 dHAHBMAMBLAIIIIII30TAMMAMBTALLAHAHBTAHTHMTAHTHLnIInIIInnnn1TAMTAHTHMnnn31TALTAHTHLnnn2. TA計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流難以完全滿足造成。TATAY3TnnnTATATTATATAunbnInnnnInII3)31 (3TATTATAnnnf31 記對(duì)于Y/d-11變壓器：設(shè)變壓器星形側(cè)一次電流為三角側(cè)一次電流為，TA的變比為YITAnITAn，TA的變比為 TA的一次額

13、定電流為：10、12.5(12)、15、20、25、30、40、50、60、75的十進(jìn)位倍數(shù)，保護(hù)用TA一次額定電流為1505000A。2. TA計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流例某Y/d-11變壓器容量為31.5MVA，變比為115/10.5，選擇電流互感器的變比，并計(jì)算額定運(yùn)行條件下的不平衡電流。115kV10.5kV一次額定電流TA接線TA計(jì)算變比TA實(shí)際變比二次電流 不平衡電流73.545/315855. 460/3158158A 1730AY1730/5=346300/5=602000/5=4001730/400=4.32Iunb = 4.55 4.32 = 0.23(A)(

14、1) 采用自耦變流器進(jìn)行補(bǔ)償改變自耦變流器的變比，使HLII從而流入繼電器的電流近似為零2. TA計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流減小不平衡電流的措施：裝設(shè)于小電流一側(cè)dLHIKII(2) 采用中間變流器平衡線圈進(jìn)行補(bǔ)償2. TA計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流減小不平衡電流的措施：TS 中間變流器Wb 平衡線圈Wd 差動(dòng)線圈流入繼電器的電流滿足磁勢(shì)平衡條件：2()bHdHLIWW IWIILHbdHIIWWI 平衡線圈加在二次電流較小的一側(cè)(H側(cè))。bdHLdWWIIIW(3) 微機(jī)保護(hù)中采用平衡系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償2. TA計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流減小不平衡電流的措

15、施：)(aBAdaIIII按照 構(gòu)成差動(dòng)電流會(huì)有不平衡電流 引入平衡系數(shù)：)(aBAPdaIIIKI保證正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，差電流為零。BAaPIIIKBATATAaIInnITATATnnn3(3) 微機(jī)保護(hù)中采用平衡系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償2. TA計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流減小不平衡電流的措施：)(aBAdaIIII按照 構(gòu)成差動(dòng)電流會(huì)有不平衡電流 引入平衡系數(shù)：)(aBAPdaIIIKITATATPnnnK3()3TTAABaTAn nIIIn()3aTABTATAInIInnTYTAn IIn此時(shí)不平衡電流與電流互感器變比選取無(wú)關(guān)。(3) 微機(jī)保護(hù)中采用平衡系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償2. TA

16、計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流減小不平衡電流的措施：TATATPnnnK3Iunb = 4.550.9485 4.32 = -0.004(A)115/10.5 6034009485. 0兩繞組變壓器舉例：Iunb = 4.55 4.32 = 0.23(A)補(bǔ)償前：(3) 微機(jī)保護(hù)中采用平衡系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償2. TA計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流減小不平衡電流的措施：三繞組變壓器舉例： 容量S31.5MVA，變比110kV/38.5kV/11kV，接線方式Y(jié)/Y/-12-11 計(jì)算變壓器各側(cè)額定電流： )A(3 .1651103105 .3133eBHUSI110kV側(cè)：)A(4

17、 .4725 .383105 .3133eBMUSI35kV側(cè)：)A(3 .1653113105 .3133eBLUSI10kV側(cè)：(3) 微機(jī)保護(hù)中采用平衡系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償2. TA計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流減小不平衡電流的措施： 容量S31.5MVA，變比110kV/38.5kV/11kV，接線方式Y(jié)/Y/-12-11選擇TA變比 ：110kV側(cè)：200/535kV側(cè)： 500/510kV側(cè)： 2000/5三繞組變壓器舉例：(3) 微機(jī)保護(hù)中采用平衡系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償2. TA計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流減小不平衡電流的措施： 容量S31.5MVA，變比110kV/38.5

18、kV/11kV，接線方式Y(jié)/Y/-12-11平衡系數(shù)：TALTAHHLPHnnnK3110/11 400.57743400TALTAMMLPMnnnK338.5/11 1000.50523400三繞組變壓器舉例：(3) 微機(jī)保護(hù)中采用平衡系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償2. TA計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流減小不平衡電流的措施： 假設(shè)在正常運(yùn)行時(shí)該變壓器滿載運(yùn)行，中壓側(cè)的容量為20MVA，低壓側(cè)的容量為11.5MVA，則有高壓側(cè)電流為165.3A，中壓側(cè)電流為300A，低壓側(cè)電流為603.6A。lmPMhPHunbIIKIKI4006 .6035052. 010033005774. 04033 .165001. 0 在微機(jī)保護(hù)中整定時(shí)不再考慮該因素產(chǎn)生的不平衡電流，可以認(rèn)為0TAf三繞組變壓器舉例：3. 變壓器有載調(diào)壓產(chǎn)生的不平衡電流調(diào)壓的范圍：12(1)/nnUUU假定Y/d-11變壓器的電流互感器計(jì)算變比和實(shí)際變比一致33(1)YYTYunbTAYTATAYTAIIInUIInnnn(1)313TTAYYTAYTAnU nInn3133TTAYTTAYYTAYTATAn nn nIUnnn1