變壓器保護(hù)原理講義

{企業(yè)通用培訓(xùn)}變壓器保護(hù)原理講義第一節(jié)概述該變壓器稱作聯(lián)絡(luò)變壓器。一變壓器的基本結(jié)構(gòu)及接線組別將變壓器各繞組的兩端引到變壓器殼體之外。大型電力變壓器均為三相變壓器或由三個(gè)單相變壓器組成的三相變壓器。將變壓器同側(cè)的三個(gè)繞組按一定的方式連接起來，組成某一接線組別的三相變壓器。雙卷電力變壓器的接線組別主要有：Y0/Y、YN/△、△/△、及△/△－△。理論分析表明，接線組別為Y0/YY/Y量為1800KVA以下的小容量變壓器。而超高壓大容量的變壓器均采用Y0/△的接線組別。Y0/△Y△形聯(lián)接在實(shí)際運(yùn)行的變壓器中，在Y0/△接線的變壓器的接線組別中，以Y0/△-11為最多，Y0/△-1及Y0/△-5的也有。Y0/△-11接線組別的含意是：（a）變壓器高壓繞組接成Y型，且中性點(diǎn)接地，而低壓側(cè)繞組接成△；（b流3300。3300相當(dāng)于時(shí)鐘的11點(diǎn)鐘，故又稱11點(diǎn)接線方式。同理，Y/△－1△側(cè)的線電流或線電壓分別滯后Y側(cè)對(duì)應(yīng)相線電流或線電壓300。相當(dāng)時(shí)鐘的1點(diǎn)，分別稱之為1點(diǎn)接線。在電機(jī)學(xué)中，對(duì)變壓器各繞組之間相對(duì)極性的表示法，通常用減極性表示法。Y0/△-11Y0/△-111-1、圖11-2所示。（a）接線方式（b)接線方式(b)向量圖(b)向量圖圖11-1Y0/△-11變壓器繞組接線方式圖11-2Y0/△-1變壓器組接線方式及及兩側(cè)電流向量圖兩側(cè)電流向量圖＊－各繞組之間的相對(duì)極性。由圖可以看出：Y0/△-113300；Y0/△-1300；二變壓器的故障及不正常運(yùn)行方式1變壓器的故障若以故障點(diǎn)的位置對(duì)故障分類，變壓器的故障，有油箱內(nèi)的故障和油箱外的故障。（1）油箱內(nèi)部的故障組之間的匝間短路。（2）油箱外的故障路（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(yùn)行方式箱油位異常，變壓器溫度過高及冷卻器全停等。三變壓器保護(hù)的配置火。另外短路電流產(chǎn)生電動(dòng)力，可能造成變壓器本體變形而損壞。損壞變壓器。完善的保護(hù)裝置是必要的。1短路故障的主保護(hù)外，根據(jù)變壓器的容量、電壓等級(jí)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可配置零差保護(hù)或分側(cè)差動(dòng)保護(hù)。2短路故障的后備保護(hù)護(hù)；低阻抗保護(hù)等。3異常運(yùn)行保護(hù)溫度、油位保護(hù)及冷卻器全停保護(hù)等。第二節(jié)故障量經(jīng)變壓器的傳遞當(dāng)變壓器某側(cè)系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，變壓器非故障側(cè)各相電流的大小、相位及其他特點(diǎn)，除與故障側(cè)故障類型、嚴(yán)重程度有關(guān)之外，尚與變壓器的接線方式有關(guān)。流的大小及相位關(guān)系。以下介紹故障電流及故障電壓經(jīng)Y0/△-11、Y0/△-1接線組別的變壓器傳遞。一簡(jiǎn)化假設(shè)為簡(jiǎn)化分析及突出故障分量經(jīng)變壓器的傳遞，作以下幾點(diǎn)假設(shè)：1不考慮變壓器的變比，不考慮負(fù)荷電流及過渡電阻對(duì)短路電流及故障電壓的影響。2當(dāng)變壓器高壓側(cè)故障時(shí)，認(rèn)為故障電流全部由低壓側(cè)供給；而變壓器低壓側(cè)故障時(shí)，認(rèn)為故障電流全部由變壓器高壓側(cè)提供。3故障點(diǎn)在變壓器輸出端部；忽略有效分量的影響，阻抗角為900。二Y/△-11變壓器高壓側(cè)單相接地短路1邊界條件及對(duì)稱分量設(shè)變壓器高壓側(cè)A相發(fā)生金屬性接地短路，故障電流為IK。則故障點(diǎn)的邊界條件為；；設(shè)A在上述各式中：——旋轉(zhuǎn)因子，可得：===………（11-1）=-（+）………（11-2）………（11-3）在式（11-3）中：——系統(tǒng)對(duì)故障點(diǎn)的等效零序電抗；——系統(tǒng)對(duì)故障點(diǎn)的等效負(fù)序電抗。2變壓器高壓側(cè)電壓及電流向量圖和序量圖若以A11-111-311-4所示。（a）電壓序量及向量圖（b）電流序量及向量圖圖11-4變壓器高壓側(cè)A相接地故障點(diǎn)的電壓、電流序量圖及向量圖由圖11-4可以看出，當(dāng)變壓器高壓側(cè)單相接地短路時(shí)，其他兩非故障相的電壓不會(huì)降低，小有關(guān)。不計(jì)負(fù)荷電流影響時(shí)。3變壓器低壓側(cè)電壓、電流的序量圖和向量圖由于變壓器的接線組別為Y/△-11，根據(jù)序量經(jīng)變壓器傳遞原理知：變壓器Y側(cè)的正序電壓和正序電流向△側(cè)傳遞時(shí)，將逆時(shí)針移動(dòng)300；而負(fù)序電壓和負(fù)序電流向△側(cè)傳遞時(shí)，將順時(shí)針移動(dòng)300Y根據(jù)圖11-4及序量經(jīng)變壓器傳遞原理，并以高壓側(cè)的為參考向量，繪制出的變壓器△側(cè)電壓、電流的向量圖及序量圖如圖11-5所示。（a）電壓向量及序量圖（b）電流向量及序量圖圖11-5Y/△-11變壓器高壓側(cè)A相接地短路時(shí)△側(cè)電壓、電流序量圖和向量圖由圖11-5可以看出：當(dāng)Y/△-11變壓器高壓側(cè)A相發(fā)生單相接地故障時(shí)，低壓側(cè)故障相的后序相（b相）電流等于零，而電壓最高。其他兩相（a相和c相）電流大小相等，方向相反。4低壓側(cè)電壓和電流大小的計(jì)算（1）低壓側(cè)電流;。（2）低壓側(cè)的電壓；。三Y/△-11變壓器高壓側(cè)B、C兩相接地短路1邊界條件及對(duì)稱分量當(dāng)變壓器高壓側(cè)B、C=0；將該邊界條件用對(duì)稱分量表示，可得....................................（11-4）....................................（11-5）2高壓側(cè)電壓、電流向量圖和序量圖根據(jù)式（11-411-5流的向量圖和序量圖。如圖11-6所示。（a）電壓向量圖及序量圖（b）電流向量圖及序量圖圖11-6Y0/△-11變壓器高壓側(cè)B、C兩相接地短路時(shí)高壓側(cè)電壓、電流向量圖和序量圖(a)電壓向量圖衣序量圖（b）電流向量圖及序量圖圖11-7Y/△-11變壓器高壓側(cè)B、C兩相接地短路時(shí)低壓側(cè)電壓、電流向量圖和序量圖由圖11-6（bY/△-11變壓器高壓側(cè)B、C兩相發(fā)生接地短路時(shí)，B、C兩相的電比。3變壓器低壓側(cè)電壓、電流的向量圖和序量圖根據(jù)圖11-6所示的向量圖、序量圖以及序量經(jīng)Y/△-11變壓器傳遞原理，并以正序電壓為參考向量，可以畫出變壓器高壓側(cè)B、C兩相接地短路時(shí)，低壓側(cè)的電壓、電流的序量圖和向量圖。如圖11-7所示。4低壓電壓和電流大小的計(jì)算由圖11-7（aY/△-11變壓器高壓側(cè)BC兩相發(fā)生接地短路時(shí)，變壓器低壓側(cè)Ba、c兩相電壓大小相等，方向相反，其值為由圖11-7（b）可以看出，低壓側(cè)b相電流最大，其值等于以上各式中：——電源的等值電勢(shì)；——分別為系統(tǒng)對(duì)故障點(diǎn)的等值正序電抗、負(fù)序電抗和零序電抗。四Y/△-1變壓器高壓側(cè)B、C兩相短路1邊界條件及對(duì)稱分量當(dāng)變壓器高壓側(cè)B、C兩相短路時(shí)，設(shè)短路電流為，故障點(diǎn)的邊界條件為；；將該邊界條件用對(duì)稱分量表示，則得……（11-6）………………（11-7）在式（11-7）中：——對(duì)故障點(diǎn)的等值負(fù)序電抗。

2變壓器高壓側(cè)電壓、電流的序量圖和向量圖根據(jù)式（11-6）和式（11-7）并以為參考向量，劃出變壓器高壓側(cè)B、C兩相短路時(shí)故障點(diǎn)

的電壓、電流的序量圖和向量圖。如圖11-8所示。（a）電壓向量圖（b）電流向量圖（a）電壓向量圖（b）電流向量圖及序量圖及序量圖及序量圖及序量圖圖11-8Y0/△-1變壓器高壓側(cè)B、C兩相短圖11-9Y0/△-1變壓器高壓側(cè)B、C兩相短路時(shí)故障電壓、電流向量圖及序量圖路時(shí)低壓側(cè)電壓、電流向量圖及序量圖根據(jù)圖11-8及序量經(jīng)Y/△-1及向量圖。如圖11-9所示。由圖11-9Y/△-1變壓器高壓側(cè)發(fā)生BCC相電壓等于零，而a相電壓和bca相電流與b相電流大小相等、方向相同，且與C相電流相電流相位差為1800。

4低壓側(cè)電壓和電流值的計(jì)算（1）各相電壓由11-9（a）可以得出：；（2）各相電流由圖11-9（b）可以得出：；；。第三節(jié)變壓器縱差保護(hù)一變壓器縱差保護(hù)的構(gòu)成原理及接線……………………（11-9）式中：－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(yùn)行或外部故障時(shí)，流入變壓器的電流等于流出變壓器的電流。此時(shí)，縱差保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作。電流，其縱差保護(hù)動(dòng)作，切除變壓器。在以前的模擬式保護(hù)中，變壓器縱差保護(hù)的原理接線如圖11-12所示。圖11-12變壓器縱差保護(hù)原理接線圖在圖11-12中：LH1、LH2－分別為變壓器兩側(cè)的差動(dòng)TA；JA、JB、JC－分別為A、B、C三相的三個(gè)分相差動(dòng)繼電器。11-12為接線組別為Y0/△-11變壓器的分相差動(dòng)保護(hù)的原理接線圖。該接線圖也適用于微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)。圖中相對(duì)極性的標(biāo)號(hào)＊采用減極性標(biāo)示法。二實(shí)現(xiàn)變壓器縱差保護(hù)的技術(shù)難點(diǎn)或很大。為此，要實(shí)現(xiàn)變壓器的縱差保護(hù)，需要解決幾個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。1變壓器兩側(cè)電流的大小及相位不同其兩側(cè)的電流不會(huì)相同。超高壓、大容量變壓器的接線方式，均采用Y0/△方式。因此，流入變壓器電流與流出變壓

器電流的相位不可能相同。當(dāng)接線組別為Y0/△-11（或Y0/△-1）時(shí)，變壓器兩側(cè)電流的相位相差300件）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，則就不可能等于零或很小。2穩(wěn)態(tài)不平衡電流大流大小與相位的不同，在正常運(yùn)行時(shí)，變壓器縱差保護(hù)兩側(cè)的不平衡電流也大。其原因是：（1）變壓器有勵(lì)磁電流中將產(chǎn)生不平衡電流。何尺寸決定，一般為變壓器額定電流的3%～8%。大型變壓器的勵(lì)磁電流相對(duì)較小。（2）變壓器帶負(fù)荷調(diào)壓將使兩側(cè)之間電流的差值發(fā)生了變化，從而增大了其縱差保護(hù)中的不平衡電流。根據(jù)運(yùn)行實(shí)際情況，變壓器帶負(fù)荷調(diào)壓范圍一般為±5%。因此，由于帶負(fù)荷調(diào)壓，在縱差保護(hù)產(chǎn)生的不平衡電流可達(dá)5%的變壓器額定電流。（3）兩側(cè)差動(dòng)TA的變比與計(jì)算變比不同變壓器兩側(cè)差動(dòng)TA兩側(cè)TATA變比誤差在差動(dòng)保護(hù)中產(chǎn)生的不平衡電流可取6%。3暫態(tài)不平衡電流大（1）兩側(cè)差動(dòng)TA型號(hào)、變比及二次負(fù)載不同與發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)不同，變壓器兩側(cè)差動(dòng)TATA端子箱引至

保護(hù)盤TA二次電纜的長(zhǎng)度相差很大，即各側(cè)差動(dòng)TA的二次負(fù)載相差較大。差動(dòng)TATA二次負(fù)載不同，二次回路的暫態(tài)過程差很大，可能使兩側(cè)差動(dòng)TA二次電流之間的相位發(fā)生變化，從而可能在縱差保護(hù)中產(chǎn)生很大的不平衡電流。（2）空投變壓器的勵(lì)磁涌流源之間的聯(lián)系阻抗）有關(guān)。2～6倍，最大可達(dá)8倍以上。由于勵(lì)磁涌流只由充電側(cè)流入變壓器，對(duì)變壓器縱差保護(hù)而言是一很大的不平衡電流。（3）變壓器過激磁勵(lì)磁電流大大增加。使變壓器縱差保護(hù)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(shí)變壓器的零序電流電流。三空投變壓器的勵(lì)磁涌流1勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的機(jī)理以單相變壓器為例，說明其空投時(shí)勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的機(jī)理。磁通與外加電壓的關(guān)系為……………………（11-10）式中：W－變壓器空投側(cè)繞組的匝數(shù)；Φ－鐵芯中的磁通；Um－電源電壓的幅值；－合閘角；ω－角速率，當(dāng)頻率為50Hz，ω＝314。由式（11-10）可得………………（11-11）

式（11-11）為一不定積分方程，求解得………………（11-12）式（11-12）中：C－積分常數(shù)，由初始條件確定。當(dāng)t＝0時(shí)，則

……………………（11-13）式中：－合閘前鐵芯中的剩磁通。將式（11-13）代入（11-12……（11-14）式是：；T－時(shí)間常數(shù)，與合閘回路的損耗有關(guān)。式（11-14）中的第一項(xiàng)為磁通的強(qiáng)迫分量，而第二項(xiàng)為磁通的自由分量或衰減的分量。由式（11-14）可以看出，在空投變壓器的瞬間，鐵芯中的磁通由三部分組成：強(qiáng)迫磁通，剩磁通及決定于合閘角的磁通。因此，在合閘瞬間變壓器鐵芯中的綜合磁通如圖（11-13）所示的曲線。圖11-13空投變壓器的變壓器鐵芯中的磁通變化波形在圖（11-13）中：合閘角α＝00，＝0.9?？梢钥闯觯寒?dāng)初始合閘角等于00、變壓器鐵芯中的剩余磁通＝0.9時(shí)，鐵芯中的最大磁通達(dá)2.9，從而使變壓器鐵芯嚴(yán)重飽和，勵(lì)磁電流猛增，即產(chǎn)生所謂勵(lì)磁涌流。2勵(lì)磁涌流的特點(diǎn)在某臺(tái)變壓器空投時(shí)拍攝的變壓器三相勵(lì)磁涌流的波形如圖（11-14）所示。圖11-4空投變壓器的勵(lì)磁涌流由圖11-14可以看出勵(lì)磁涌流有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）偏于時(shí)間軸一側(cè)，即涌流中含有很大的直流分量；（2）波形是間斷的，且間斷角很大，一般大于1500；（3）由于波形間斷，使其在一個(gè)周期內(nèi)正半波與負(fù)半波不對(duì)稱；（4）含有很大的二次諧波分量，若將涌流波形用福里葉級(jí)數(shù)展開或用諧波分析儀進(jìn)行測(cè)量分析，絕大多數(shù)涌流中二次諧波分量與基波分量的百分比大于30%，有的達(dá)80%（5）在同一時(shí)刻三相涌流之和近似等于零；（有非周期分量）（6）勵(lì)磁涌流是衰減的，衰減的速度與合閘回路及變壓器繞組中的有效電阻及其他有效損耗有關(guān)。3影響勵(lì)磁涌流大小的因素由式（11-14）可以看出，空投變壓器的鐵芯中的磁通的大小與、及有關(guān)。而勵(lì)磁涌流的大流大小的因素主要有：（1）電源電壓變壓器合閘后，鐵芯中強(qiáng)迫磁通的幅值。因此，電源電壓越高，越大，勵(lì)磁涌流越大。（2）合閘角當(dāng)合閘角＝0時(shí)，最大，勵(lì)磁涌流大；而當(dāng)＝900，等于零，勵(lì)磁涌流較?。?/p>

（3）剩磁方向相同時(shí)，勵(lì)磁涌流就大。反之亦反。量越小，空投時(shí)勵(lì)磁涌流與其額定電流之比就越大。測(cè)量表明：空投變壓器時(shí)，變壓器與電源之間的阻抗越大，勵(lì)磁涌流越小。在末端變電站，空投變壓器時(shí)的勵(lì)磁涌流可能小于其額定電流的2倍。四變壓器縱差保護(hù)的實(shí)現(xiàn)位相同或相反；在正常工況下，使由變壓器各側(cè)TA二次流入差動(dòng)保護(hù)的電流產(chǎn)生的效果相內(nèi)發(fā)生接地故障時(shí)保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)；能可靠躲過穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)不平衡電流。1差動(dòng)保護(hù)兩側(cè)電流的移相方式呈Y/一側(cè)差動(dòng)TA二次電流進(jìn)行移相。在變壓器縱差動(dòng)保護(hù)中，對(duì)某側(cè)電流的移相方式有兩類共4種。兩類是：通過改變差動(dòng)TA4種是：改變某側(cè)差動(dòng)TA接線方式移相；采用輔TA移相；由軟件在差動(dòng)元件高壓側(cè)移相；由軟件在差元件低壓側(cè)移相。（1）改變差動(dòng)TA接線方式進(jìn)行移相過去的模擬式變壓器縱差保護(hù)，大多采用改變高壓側(cè)差動(dòng)TA的接線方式進(jìn)行移相的。對(duì)于微機(jī)型保護(hù)也可采用這種移相方式。TA的接線組別亦不相同。（I）Y0/△-11變壓器差動(dòng)TA的接線組別Y0/△-11變壓器及縱差保護(hù)差動(dòng)TA接線原理圖如圖11-12所示。在圖11-12中，由于變壓器低壓側(cè)各相電流分別超前高壓側(cè)同名相電流300，因此，低壓側(cè)差動(dòng)TA300。而從高壓側(cè)差動(dòng)TA二次流入各相差動(dòng)元件的電流（分別為TA流1500。因此，各相差動(dòng)元件的兩側(cè)電流的相位相差1800。（II）Y0/△-1變壓器及差動(dòng)TA的接線Y0/△-1變壓器及差動(dòng)TA的原理接線如圖11-16所示。圖11-16Y0/△-1變壓器及差動(dòng)TA原理接線圖在圖11-16中，各符號(hào)的物理意義同圖11-15。由圖11-16TA300；而從高壓側(cè)TA1500，故與、與、與相位相差1800。由以上所述可知，改變變壓器高壓側(cè)TAY0/△-11、Y0/△-1TA的接線應(yīng)分別為△-11/Y△-1/Y各相差動(dòng)元件兩側(cè)電流的相位相差1800。（2）接入輔助TA的移相方式用輔助TA的電流移相方式，與用改變差動(dòng)TA接線方式對(duì)電流進(jìn)行移相的方法實(shí)質(zhì)相同。對(duì)于Y0/△接線的變壓器，其差動(dòng)TA的接線為Y/Y，而在保護(hù)裝置中設(shè)置中設(shè)置一組輔助

TA△TA各相差動(dòng)元件兩側(cè)電流相位相反的目的。當(dāng)然，對(duì)于不同接線組別的變壓器，輔助TA的連接方式不相同。（加入兩種移相的計(jì)算方法，簡(jiǎn)要介紹兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)）（3）用軟件對(duì)高壓側(cè)電流移相運(yùn)行實(shí)踐表明：通過改變變壓器高壓側(cè)差動(dòng)TA接線方式對(duì)電流進(jìn)行移相的方法，有許多優(yōu)點(diǎn)，但也有缺點(diǎn)。其主要缺點(diǎn)是：第一次投運(yùn)的變壓器，若某相差動(dòng)TA的極性接錯(cuò)，分析及處理相對(duì)較麻煩。另外，實(shí)現(xiàn)差動(dòng)元件的TA斷線閉鎖也比較困難。在微機(jī)型保護(hù)裝置，通過計(jì)算軟件對(duì)變壓器縱差保護(hù)某側(cè)電流的移相方式已被廣泛采用。對(duì)于Y/△接線的變壓器，當(dāng)用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)某側(cè)電流移相時(shí)，差動(dòng)TA的接線均采用Y/Y。用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)變壓器高壓差動(dòng)TATA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TA接線進(jìn)行移相的方式是完全等效的。這是因?yàn)槿形接線TA二次兩相電流之差與將Y形接線TA改成△形接線后取一相的輸出電流是等效的。應(yīng)當(dāng)注意的是：用軟件實(shí)現(xiàn)移相時(shí)，究竟取哪兩相TA二次電流之差？這應(yīng)由變壓器的接線組別決定。當(dāng)變壓器的接線組別為Y0/△-11Y側(cè)流入ABCTA當(dāng)變壓器的接線組別為Y0/△-1時(shí)，在Y側(cè)三個(gè)差動(dòng)元件的計(jì)算電流應(yīng)分別為-、-及-。（4）用軟件在低壓側(cè)移相方式就兩側(cè)差動(dòng)TA差動(dòng)TA的接線均為Y/Y。在變壓器低壓側(cè)，將差動(dòng)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Y/△-11時(shí)，則應(yīng)將低壓側(cè)差動(dòng)TA二次三相電流以次向滯后方向移動(dòng)300；

當(dāng)變壓器接線組別為Y/△-1TA二次三相電流分別向超前方向移動(dòng)300。

2消除零序電流進(jìn)入差動(dòng)元件的措施對(duì)于Y0/△有零序電流流過高壓側(cè)，而由于低壓側(cè)繞組為△聯(lián)接，在變壓器的低壓側(cè)無零序電流輸出。切除變壓器。電流不進(jìn)入差動(dòng)元件。對(duì)于差動(dòng)TA接成△/Y及用軟件在高壓側(cè)移相的變壓器縱差保護(hù)，由于從高壓側(cè)通入各相差動(dòng)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措施。

為因?yàn)闉榱阈螂娏?，故在高壓?cè)系統(tǒng)中發(fā)生接地故障時(shí)，不會(huì)有零序電流進(jìn)入各相差動(dòng)元件。4差動(dòng)元件各側(cè)之間的平衡系數(shù)（A、各廠家的保護(hù)平衡系數(shù)不同繞組接線方式和差流基準(zhǔn)側(cè)；（B、靈敏度不同，以三相短路校驗(yàn)；若變壓器兩側(cè)差動(dòng)TA二次電流不同，則從兩側(cè)流入各相差動(dòng)元件的電流大小亦不相同，從而無法滿足。在實(shí)現(xiàn)變壓器縱差保護(hù)時(shí)，采用“作用等效的概念。即使兩個(gè)不相等的電流產(chǎn)生作用（對(duì)差動(dòng)元件）的大小相同。在電磁型變壓器縱差保護(hù)裝置中（BCH如KH變換器）變換成兩個(gè)完全相等的電壓。折算系數(shù)，將該系數(shù)稱作為平衡系數(shù)。根據(jù)變壓器的容量，接線組別、各側(cè)電壓及各側(cè)差動(dòng)TA的變比，可以計(jì)算出差動(dòng)兩側(cè)之間的平衡系數(shù)。設(shè)變壓器的容量為Se，接線組別為Y0/△-11兩側(cè)的電壓分別為UY及U△，兩側(cè)差動(dòng)TA的變比分別為及，若以變壓器△側(cè)為基準(zhǔn)側(cè)，計(jì)算出差動(dòng)元件兩側(cè)之間的平衡系數(shù)K。（I）差動(dòng)TA接線為△/Y（用改變差動(dòng)TA接線方式移相）變壓器兩側(cè)差動(dòng)TA二次電流及分別為要使，則平衡系數(shù)……………………（11-15）

（II）差動(dòng)TA接線為Y/Y，由軟件在高壓側(cè)移相

差動(dòng)兩側(cè)TA二次電流分別為、每相差動(dòng)元件兩側(cè)的計(jì)算電流高壓側(cè)：兩相電流之差低壓側(cè)：故平衡系數(shù)……………………（11-16）可以看出：式（11-15）與式（11-16）完全相同。Y0/△接線的變壓器，用改變TA接線方式移相及由軟側(cè)的電壓及差動(dòng)TA的變比有關(guān)，而與變壓器的容量無關(guān)。（III）差動(dòng)TA接線為Y/Y、由軟件在低壓側(cè)移相平衡系數(shù)……………………（11-17）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(jì)算出來的。SeTA中壓側(cè)額定電壓及TA的變比；、－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(hù)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(duì)稱、含有二次諧波分量）作為制動(dòng)量或進(jìn)行制動(dòng)，來躲過空投變壓器時(shí)的勵(lì)磁涌流的。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（故障分量差動(dòng)保護(hù)）效地躲過不平衡電流大的影響。五微機(jī)變壓器縱差保護(hù)1構(gòu)成及邏輯框圖閉鎖元件及TA”

閉鎖方式。其邏輯框圖如圖11-17及圖11-18所示。圖11-17“或門”閉鎖式變壓器縱差保護(hù)邏輯框圖圖11-18“分相”閉鎖式變壓器縱差保護(hù)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(duì)本相的差動(dòng)元件有閉鎖作用，而對(duì)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(dòng)元件全部閉鎖。由圖11-14而采用“分相”閉鎖方式的差動(dòng)保護(hù)，空投變壓器時(shí)容易誤動(dòng)。采用“分相閉鎖方式的優(yōu)點(diǎn)是：如果空投變壓器時(shí)發(fā)生內(nèi)部故障，保護(hù)能迅速而可靠動(dòng)作并切除變壓器；而“或門”閉鎖方式的差動(dòng)保護(hù)，則有可能拒動(dòng)或延緩動(dòng)作。2差動(dòng)元件的作用原理(注意制動(dòng)電流的選取方法)部故障的不平衡電流，均采用具有比率制動(dòng)特性的差動(dòng)元件。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(dòng)作方程III段折線式及III段折線式差動(dòng)元件的動(dòng)作方程。（I）I段折線式差動(dòng)元件I段折線式動(dòng)作特性的差動(dòng)元件的。其動(dòng)作方程可用下式表示……………（11-18）式中：—差電流，對(duì)于兩卷變壓順（、——差動(dòng)元件的啟動(dòng)電流，也叫最小動(dòng)作電流，或初始動(dòng)作電流；－折線的斜率，也叫比率動(dòng)系數(shù)；－制動(dòng)電流，一般取差動(dòng)元件各側(cè)電流中的最大者，即，也有采用的。（II）二段折線式差動(dòng)元件方程為……………..（11-19）在式（11-19）中：－拐點(diǎn)電流，即開始出現(xiàn)制動(dòng)作用的最小制動(dòng)電流；

其他符號(hào)的物理意義同式（11-18（III）三段折線式差動(dòng)元件絲式差動(dòng)元件的動(dòng)作方程為………..（11-20）在式（11-20）中：－第二段折線的斜率；－第三段折線的斜率；－第二個(gè)拐點(diǎn)電流；其他符號(hào)的物理意義同式（11-19（2）動(dòng)作特性曲線根據(jù)式（11-1811-19）及式（11-20I段折線式、II段折線式及三段折線式差動(dòng)元件的動(dòng)作特性曲線，分別如圖11-19、圖11-20及圖11-21所示。圖11-19動(dòng)作特性為I段折線式差動(dòng)元件圖11-20二段折線式差動(dòng)元件的的動(dòng)作特性曲線動(dòng)作特性曲線圖11-21三段折線式差動(dòng)元件的動(dòng)作特性曲線（3）對(duì)三種差動(dòng)元件動(dòng)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(dòng)特性差動(dòng)元件的動(dòng)作特性，由三由于差動(dòng)元件的動(dòng)作靈敏度及躲區(qū)外故障的能力與其動(dòng)作特性有關(guān)，因此，與、及有關(guān)。作特性如圖11-19能力比其他兩個(gè)高。故障的能力越差。有二段折線式動(dòng)作特性的差動(dòng)元件，完全能滿足動(dòng)作靈敏度及工作可靠性的要求。3涌流閉鎖元件來實(shí)現(xiàn)躲過勵(lì)磁涌流的。BCH故障電流與勵(lì)磁涌流的。（1）二次諧波制動(dòng)原理出差流是故障電流還是勵(lì)磁涌流，實(shí)現(xiàn)躲過勵(lì)磁涌流。諧波電流的制動(dòng)能力。波分量電流與基波分量電流的百分比，叫做二次諧波制動(dòng)比。即…………….（11-21）式中：－二次諧波制動(dòng)比；－基波電流；－二次諧波電流。由二次諧波制動(dòng)比定義的邊界條件及式（11-21）可以看出，二次諧波制動(dòng)比越大，與基波電流產(chǎn)生的制動(dòng)作用相對(duì)越大。越強(qiáng)。（2）間斷角原理（目前使用較少，對(duì)硬件的要求較高）有很大的間斷角（一般大于1500有間斷及間斷角的大小來區(qū)分故障電流與勵(lì)磁涌流的。（I）關(guān)于間斷角說明間斷角原理的波形圖如圖11-22所示。圖11-22間斷角原理圖在圖11-22－間斷角。由圖可以看出，間斷角的物理意義是：在差流的半個(gè)周期內(nèi)，差動(dòng)量小于制動(dòng)量的角度。（II）差動(dòng)元件的閉鎖角的差流是故障電流還是勵(lì)磁涌流引起的。當(dāng)測(cè)量出的間斷角，滿足＞時(shí)，則判斷差流為勵(lì)磁涌流，將保護(hù)閉鎖。此時(shí)，即是，保護(hù)也不會(huì)動(dòng)作。當(dāng)測(cè)量出的間斷角，滿足＜時(shí)，則認(rèn)為差動(dòng)元件中的差流為故障電流。當(dāng)故障電流時(shí)，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，切除變壓器。（III）保護(hù)工況分析變壓器正常運(yùn)行時(shí)差流很小，圖11-22斷角，且，保護(hù)可靠不動(dòng)作。變壓器空投時(shí)，產(chǎn)生很大的勵(lì)磁涌流。設(shè)勵(lì)磁涌流的波形如圖11-23中的所示。圖11-23空投變壓器時(shí)的差流和制動(dòng)電流波形由圖11-23可以看出：盡管差流波型幅值很大（能滿足），但由于間斷角很大（大于閉鎖11-24中的所示。圖11-24變壓器內(nèi)部故障時(shí)差流和制動(dòng)電流波形由圖11-24于切除變壓器。（IV）定值的影響角整定值越大，躲勵(lì)磁涌流的能力越小。（3）波形對(duì)稱原理在微機(jī)型變壓器縱差保護(hù)中，采用波形對(duì)稱算法，將勵(lì)磁涌流同變壓器故障電流區(qū)分開來。其計(jì)算方法如下：（即時(shí)間軸）的一側(cè)，然后比較每個(gè)周期內(nèi)差電流的前半波與后半波的量值。1800點(diǎn)的值，K為比率常數(shù)，則當(dāng)若滿足………………（11-22）則認(rèn)為波形是對(duì)稱的，否則認(rèn)為波形不對(duì)稱。在式（11-22）中，K又稱不對(duì)稱系數(shù)，通常等于1/2。變壓器內(nèi)部故障時(shí)，值與值大小基本相等、相位基本相反，則與大小相等方向相反，+，-。此時(shí)，K。差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。勵(lì)磁涌流的波形具有很大的間斷角，值與值相差很大，相位也不會(huì)相差1800，因此，+可能較-還大，K值將大于1/2。差動(dòng)保護(hù)被閉鎖。（4）磁制動(dòng)原理(對(duì)三相一體的變壓器不適用，分相變壓器500KV)磁制動(dòng)涌流閉鎖原理，是利用計(jì)算變壓器的磁通特性來區(qū)分勵(lì)磁涌流與故障電流的。T型等值網(wǎng)路如圖11-25所示。圖11-25變壓器的等值網(wǎng)路在圖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；、－變壓器兩側(cè)的電流；、－變壓器兩側(cè)的電壓；－變壓器的激磁電流，＝－。由圖11-25可得到變壓器的電勢(shì)的簡(jiǎn)化方程……………（11-23）由于L1是漏磁通產(chǎn)生的，其值很小，故可將式（11-23）簡(jiǎn)化為……………（11-24）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(shí)（沿磁化曲線變MM值能反映鐵芯中的磁密在磁化曲線上的部位。當(dāng)工作在磁化

曲線上的飽和位置時(shí)，M值大大降低，從而出現(xiàn)勵(lì)磁涌流。在微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置中，可用檢測(cè)激磁電感M的變化來區(qū)分勵(lì)磁涌流和故障電流。由式（11-24）可得。再進(jìn)一步簡(jiǎn)化得……………（11-25）在式（11-25）中：－n時(shí)刻的外加電壓值；－（n+1)時(shí)刻的激磁電流；－（n-1)時(shí)刻的激磁電流；－n時(shí)刻的激磁電感。在保護(hù)裝置中，結(jié)合對(duì)差流波形的計(jì)算，計(jì)算電流上升沿開始幾個(gè)點(diǎn)的M值。當(dāng)…………（11-26）時(shí)，判斷為勵(lì)磁涌流，否則判為故障電流。式（11-26）中：－上升沿第n個(gè)采樣點(diǎn)激磁電感；－上升沿第n+m個(gè)采樣點(diǎn)的激磁電感；K－常數(shù)。4過激磁閉鎖元件運(yùn)行中的變壓器，當(dāng)由于某種原因造成過激磁時(shí)，可能導(dǎo)致縱差保護(hù)誤動(dòng)。器過激磁時(shí)，將縱差保護(hù)閉鎖。5實(shí)際上是采用55護(hù)閉鎖。在變壓器縱差保護(hù)中，采用5次諧波制動(dòng)比這個(gè)物理量，來衡量5次諧波電流的制動(dòng)能力。

所謂55次諧波電流，其中基波電流大于差動(dòng)元

件的動(dòng)作電流，而差動(dòng)元件處于臨界制動(dòng)狀態(tài)。此時(shí)，5次諧波電流與基波電流的百分比

…………（11-27）叫5次諧波制動(dòng)比。式（11-27）中：－5次諧波電流；－基波電流。與二次諧波制動(dòng)比類似，5次諧波制動(dòng)比越大，單位5次諧波電流產(chǎn)生的制動(dòng)作用越小，差動(dòng)保護(hù)躲過激磁的能力越差；反之，5次諧波制動(dòng)比越小，單位5次諧波電流產(chǎn)生的制動(dòng)作用越大，差動(dòng)保護(hù)躲變壓器過激磁的能力越強(qiáng)。5差動(dòng)速斷元件差動(dòng)速斷元件，實(shí)際上是縱差保護(hù)的高定值差動(dòng)元件。前已述及，對(duì)變壓器縱差保護(hù)設(shè)置的涌流閉鎖元件，主要是根據(jù)勵(lì)磁涌流的特征量之一：

“波形畸變”或“諧波分量”大實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)變壓器內(nèi)部嚴(yán)重故障TA飽和時(shí)，TA二次電流的波形將發(fā)生嚴(yán)重畸變，其中含有大量的諧變壓器。為克服縱差保護(hù)的上述缺點(diǎn)，設(shè)置差動(dòng)速斷元件。壓器。五整定原則及對(duì)定值的建議閉鎖元件動(dòng)作特性有關(guān)的幾個(gè)物理量的值。1差動(dòng)元件決定差動(dòng)元件動(dòng)作靈敏度及工作可靠性的三要素是：?jiǎn)?dòng)電流、拐點(diǎn)電流及比率制動(dòng)系數(shù)。因此，對(duì)差動(dòng)元件的整定，就是確定三要素的大小。（1）啟動(dòng)電流對(duì)啟動(dòng)電流的整定原則是：可靠地躲過正常工況下最大的不平衡差流。變壓器正常運(yùn)行時(shí)，在差動(dòng)元件中產(chǎn)生不平衡差流的原因有：兩側(cè)TA變比的誤差、帶負(fù)荷調(diào)壓、變壓器的激磁電流及通道的傳輸調(diào)整誤差等。啟動(dòng)電流可按下式計(jì)算……………（11－28）式中：Ie—KH—可靠系數(shù)，取1.5～2；K1—電流互感器TA的比誤差。對(duì)于10P型TA，取0.03×2（三卷變壓器時(shí)，最大為0.095P型TA，取0.01×2；K2—變壓器改變分接頭或帶負(fù)荷調(diào)壓造成的誤差，取0.05；

K3—0.05；

K4—通道變換及調(diào)試誤差，取0.05×2＝0.1。將以上各值代入式（11-28）可得：。通常取Idzo可取0.4Ie。而當(dāng)差動(dòng)兩側(cè)電流值相差很大（相差10Idzo取0.5Ie是合理的。⑵拐點(diǎn)電流Izdo流，但是由于差動(dòng)元件兩側(cè)TA的暫態(tài)特性不一致，使其二次電流之間相位發(fā)生偏移，可能在差動(dòng)回路中產(chǎn)生較大的差流，致使差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。生。因此，Izdo取0.6～0.8Ie是合理的。⑶比率制動(dòng)系數(shù)Kz比率制動(dòng)系數(shù)Kz變壓器出口區(qū)外故障時(shí)的最大不平衡電流為：………（11－29）式中：K2～K4意義同式（11-28）而K1取0.1；K5—標(biāo)征兩側(cè)TA暫態(tài)特性不一致造成不平衡電流的系數(shù)，取0.1；－出口三相短路時(shí)最大短路電流（TA代入上式得：故忽略拐點(diǎn)電流不計(jì)，計(jì)算得特性曲線的斜率K≈0.4。實(shí)取比率制動(dòng)系數(shù)Kz＝（1.1～1.3）K＝0.48～0.52長(zhǎng)期運(yùn)行的實(shí)踐表明：比率制動(dòng)系數(shù)取0.4～0.5是合理的。1勵(lì)磁涌流判別元件的整定⑴二次諧波制動(dòng)比的整定小的一個(gè)物理量。二次諧波制動(dòng)比越大，則保護(hù)的諧波制動(dòng)作用越弱，反之亦反。15％～20整定時(shí)應(yīng)根據(jù)變壓器的容量、主接線及系統(tǒng)負(fù)荷情況而定。的容量大且空投的可能性較小，二次諧波制動(dòng)比可取較大值。例如18％～20％。（II）對(duì)于容量較大的變壓器，由于空充電時(shí)的勵(lì)磁涌流倍數(shù)較小，二次諧波制動(dòng)比可取16％～18％。（III）對(duì)于容量較小且空投次數(shù)可能較多的變壓器，二次諧波制動(dòng)比應(yīng)取較小值。即取15％～16％。（IV大的變壓器空充電時(shí)，穿越性勵(lì)磁涌流可能致使其差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。因此，除應(yīng)將變壓器的二次諧波制動(dòng)方式改成“或門較小值。例如14％～15％（或12％～13⑵閉鎖角的整定反之亦反。同樣，閉鎖角整定值的確定應(yīng)考慮變壓器的容量、主接線及系統(tǒng)負(fù)荷情況。為較大值，可取70°。（Ⅱ）對(duì)于降壓變電站中的大型變壓器，閉鎖角可整定為65°。中的大型變壓器，閉鎖角可整定為60°。3差動(dòng)速斷元件的整定件，因此，其受電流波形畸變及電流中諧波的影響很大。當(dāng)區(qū)內(nèi)故障電流很大時(shí)，差動(dòng)TA差動(dòng)速斷元件的整定值應(yīng)按躲過變壓器勵(lì)磁涌流來確定。通常，……………（11－30）式中：Idz—差動(dòng)速斷元件的動(dòng)作電流；K—一個(gè)正值系數(shù)；一般取4～8；Ie—變壓器的額定電流（差動(dòng)TA由式（11-30K，而K的整定應(yīng)根據(jù)具體情況而定。K的大小與變壓器容量、主接線及與無窮大系統(tǒng)（母線）之間聯(lián)系電抗的大小有關(guān)：（Ⅰ）對(duì)于在發(fā)電機(jī)與變壓器之間無開關(guān)的大型變壓器發(fā)電機(jī)組，K值可取3～4；K值可取

8～10；（Ⅲ）對(duì)于經(jīng)長(zhǎng)線路與系統(tǒng)聯(lián)接的降壓變電站中的中、大型變壓器，K值可取4～6。（4）過激磁閉鎖元件(電壓升高，五次諧波含量會(huì)降低，超過1.4倍可跳閘)對(duì)過激磁閉鎖元件的整定，就是確定5次諧波制動(dòng)比的值。5次諧波電流作制動(dòng)量防止變壓器過激磁時(shí)差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)措施的正確性值得探討。對(duì)有過激磁閉鎖元件的縱差保護(hù)，5次諧波制動(dòng)比通常為＝0.3。六提高可靠性措施運(yùn)行實(shí)踐及統(tǒng)計(jì)表明，在變壓器縱差保護(hù)不正確動(dòng)作的類型中，因整定值不妥及TA二次回必須對(duì)其各元件整定值進(jìn)行合理的整定及確保其二次回路的正確性、良好性。1多發(fā)生的不正確動(dòng)作類型統(tǒng)計(jì)表明，經(jīng)常發(fā)生的差動(dòng)保護(hù)不正確動(dòng)作的類型有：正常運(yùn)行時(shí)（系統(tǒng)無故障及無沖擊）的誤動(dòng)，區(qū)外故障時(shí)誤動(dòng)、系統(tǒng)短路故障被切除時(shí)誤動(dòng)。2不正確動(dòng)作原因分析（1）變壓器正常運(yùn)行時(shí)差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)分析及統(tǒng)計(jì)表明，正常運(yùn)行時(shí)差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的主要原因有：（ATA二次回路中接線端子螺絲松動(dòng)，而使回路連線接觸不良或短時(shí)開路；（B）TA二次回路中一相接觸不良，在接觸不良點(diǎn)產(chǎn)生電弧進(jìn)而造成單相接地或兩相之間短路（指TAC）TA二次電纜芯線（相線）外層絕緣破壞或損傷，在運(yùn)行中由于振動(dòng)等原因造成接地短路；（D）差動(dòng)TA兩個(gè)接地點(diǎn)之間的地電位相差太大，或由于試驗(yàn)等原因，在差動(dòng)元件中產(chǎn)生差流使其誤動(dòng)。在雷雨天易發(fā)生。（2）區(qū)外故障切除時(shí)的誤動(dòng)由

于電流中自由分量的存在使兩側(cè)差動(dòng)TA40~60ms在差動(dòng)元件中產(chǎn)生差流。兩側(cè)差動(dòng)TA時(shí)，差動(dòng)元件處于無制動(dòng)狀態(tài)。此時(shí)，若初始動(dòng)作電流定值偏小，保護(hù)容易誤動(dòng)。

（3）區(qū)外故障時(shí)的誤動(dòng)前一種故障時(shí)保護(hù)誤動(dòng)的原因，多因一側(cè)的TA飽和，在差動(dòng)元件中產(chǎn)生的差流特別大；后

TA點(diǎn)電流過大、啟動(dòng)電流過小等）所致。3提高可靠性措施為提高縱差保護(hù)的動(dòng)作可靠性，應(yīng)作好以下工作：（1）嚴(yán)防TA二次回路接觸不良或開路在保護(hù)裝置安裝并調(diào)試之后，或變壓器大修后投運(yùn)之前，應(yīng)仔細(xì)檢查TA二次回路，擰緊二次回路中各接線端子的螺絲，且螺絲上應(yīng)有彈簧墊或防震片。（2）嚴(yán)格執(zhí)行反措要求所有差動(dòng)TA二次回路只能有一個(gè)公共接地點(diǎn)；且該接地點(diǎn)應(yīng)在保護(hù)盤上。（3）確保差動(dòng)TA二次電纜各芯線之間及各芯線對(duì)地的絕緣應(yīng)結(jié)合主設(shè)備檢修，定期檢查差動(dòng)TA二次電纜各芯線對(duì)地及各芯線之間的絕緣；用1000V搖表測(cè)量時(shí)，各絕緣電阻應(yīng)不小于5MΩ。另外，在配線過程中，不要損壞電纜芯線外層的絕緣，接端子線的裸體外露部分盡量要短，以免因振動(dòng)等原因而造成接地或相間短路。（4）縱差保護(hù)用TA的選擇在選擇變壓器縱差保護(hù)TATA的TP級(jí)TA。另外，選擇二次電纜時(shí)，差動(dòng)TA二次回路電纜芯線的截面應(yīng)夠。對(duì)于長(zhǎng)電纜，其芯線截面應(yīng)不小于4mm2（5）合理的整定值置及系統(tǒng)的特點(diǎn)，合理而靈活地選擇定值，以確保保護(hù)的動(dòng)作靈敏度及可靠性。運(yùn)行實(shí)踐表明：過份追求差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作靈敏度及動(dòng)作的快速性，是誤區(qū)的一種。第四節(jié)其他差動(dòng)保護(hù)護(hù)。一分側(cè)差動(dòng)保護(hù)1構(gòu)成接線及特點(diǎn)如圖11-26所示。圖11-26變壓器高壓側(cè)分側(cè)差動(dòng)原理接線圖在圖11-26中：LH1、LH2－差動(dòng)兩側(cè)TA；JA、JB、JC－差動(dòng)繼電器。由圖11-26相同。動(dòng)兩側(cè)的TA可取同型號(hào)及同變比的。因此，其動(dòng)作電流可以適當(dāng)降低。與變壓器縱差保護(hù)護(hù)要高。其缺點(diǎn)是，由于只差接變壓一側(cè)的繞組，故對(duì)變壓器同相繞組的匝間短路無保護(hù)作用。另外，保護(hù)范圍比縱差小。TA理接線如圖11-27所示。三卷自耦變壓器高、中壓側(cè)差動(dòng)保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)與高壓側(cè)差動(dòng)保護(hù)相同。圖11-27三卷自耦變壓器高、中壓側(cè)差動(dòng)保護(hù)原理接線圖（以C相差動(dòng)為例）2邏輯框圖以圖11-26所示的分側(cè)差動(dòng)保護(hù)為例，其構(gòu)成邏輯框圖如圖11-28所示。圖11-28變壓器分側(cè)差動(dòng)保護(hù)邏輯框圖在圖11-28TA二次A、B、C三相電流；TA二次A、B、C三相電流。由圖11-28變壓器。3差動(dòng)元件的動(dòng)作方程及動(dòng)作特性為二段折線式的差動(dòng)元件為例，其動(dòng)作方程為…………………（11-31）在式（11-31－啟動(dòng)電流；－拐點(diǎn)電流；－出線側(cè)TA二次A相（或B相或C相）電流；

max－取最大值；－中線點(diǎn)側(cè)TA二次A相（或B相或C相）電流。

根據(jù)式（11-31）繪制出的差動(dòng)元件的動(dòng)作特性如圖11-29所示。

圖11-29分側(cè)差動(dòng)元件的動(dòng)作特性曲線在圖11-29中：各符號(hào)的物理意義同式（11-314整定原則及定值建議（1）啟動(dòng)電流分側(cè)差動(dòng)元件的動(dòng)作電流可按下式計(jì)算………………（11-32）式中：－可靠系數(shù)，取1.2~1.5；－兩側(cè)TA變比誤差，5P級(jí)TA，取0.01×2，10P級(jí)TA，取0.03×2；

－變壓器該側(cè)的額定電流，TA二次值；－通道調(diào)整及傳輸誤差，取0.05×2＝0.1。將各系數(shù)值代入式（11-31）得＝（0.24~0.32）（2）比率制動(dòng)系數(shù)大短路電流為，在差動(dòng)元件中產(chǎn)生的最大不平衡電流為，則…………..（11-33）在式（11－33）中：－兩側(cè)差TA的誤差，取0.1；－通道傳輸及調(diào)整誤差，取0.1；－兩側(cè)TA暫態(tài)特性的誤差，取0.1，同變比、同型號(hào)的TA取0.05。代入式（11-33＝（0.25~0.3）的斜率為則比率制動(dòng)系數(shù)……….（11-34）式中：－比率制動(dòng)系數(shù)；－可靠系數(shù)，取1.2~1.3；代入式（11-34）得＝0.3~0.39，可取0.4。（3）拐點(diǎn)電流程中，差動(dòng)元件被可靠制動(dòng)。通常＝（0.5~0.7TA二零差保護(hù)1構(gòu)成接線及特點(diǎn)目前，大容量超高壓三卷自耦變壓器在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。運(yùn)行實(shí)踐表明：220~500KV的變壓器，大電流系統(tǒng)側(cè)的單相接地短路是其主要的故障類型之一。變壓器零差保護(hù)是變壓器大電流系統(tǒng)側(cè)內(nèi)部接地故障的主保護(hù)。三相自耦變壓器零序差動(dòng)保護(hù)原理接線如圖11-30所示。圖11-30自耦變壓器零差保護(hù)原理接線圖在圖11-30中：LH1、LH2、LHO－分別為變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)及中性點(diǎn)的零序TA

JO－零差元件。由圖11-30可以看出，自耦變壓器高壓側(cè)的TA，采用三相同極性聯(lián)聯(lián)接構(gòu)成零序?yàn)V過器。零差保護(hù)不受變壓器激磁電流及帶負(fù)荷調(diào)壓的影響，其構(gòu)成簡(jiǎn)單，動(dòng)作靈敏度高。另外，零差元件各側(cè)TA可以取同型號(hào)及同變比的。2動(dòng)作方程及動(dòng)作特性為提高零差保護(hù)的動(dòng)作靈敏度及工作可靠性，應(yīng)采用其動(dòng)作特性為一段折線式的差動(dòng)元件。流，即差動(dòng)元件中無制動(dòng)量。在工程實(shí)踐中，也有不帶制動(dòng)特性的零差元件。一段折線式零差元件的動(dòng)作方程為…………………….（11-35）式中：－零序差流；－零序制動(dòng)電流；－零序差動(dòng)元件的啟動(dòng)電流；－比率制動(dòng)系數(shù)。不帶制動(dòng)零差元件的動(dòng)作方程為…………………….（11-36）式中：－零序差流；－差動(dòng)元件的動(dòng)作電流整定值。根據(jù)式（11-35）繪制出的一段折線式零差元件的動(dòng)作特性如圖11-31所示。圖11-31零差元件的動(dòng)作特性在圖11-31中：各符號(hào)的物理意義，同式（11-353整定計(jì)算電流；而對(duì)于無制動(dòng)特性的零差元件，是確定其動(dòng)作電流。

（1）動(dòng)作特性為I段折線式的零差元件（I）最小零序動(dòng)作電流Iodzo的整定最小零序動(dòng)作電流Iodzo的整定原則，應(yīng)躲過正常工況下差動(dòng)回路的零序不平衡電流。正常工況下零差回路的不平衡電流可按下式計(jì)算：………………（11-37）式中：Ie—變壓器的額定電流（差動(dòng)TAK01—各側(cè)不同相差動(dòng)TA變比不同產(chǎn)生的零序電流，取5％；K02—通道轉(zhuǎn)換及調(diào)整誤差，取10％。零差元件的最小動(dòng)作電流為：…………（11-38）式中：KH—可靠系數(shù)，取1.5～2；故Iodzo＝（0.225～0.3）Ie，可取0.3Ie。（II）比率制動(dòng)系數(shù)Kz區(qū)外接地故障時(shí)最大不平衡零序電流………………（11-39）式中：Iodmax—區(qū)外接地故障時(shí)的最大零序電流；K01—區(qū)外故障時(shí)，兩側(cè)TA暫態(tài)特性不一致產(chǎn)生的誤差，取0.1；K02—區(qū)外故障時(shí)TA的10％誤差，即0.1；K03—通道轉(zhuǎn)換及調(diào)整誤差，取0.1。故Iodmax＝（0.3）3I0kmax為可靠躲過外部故障，比率制動(dòng)系數(shù)：……………（11-40）式中：KH—可靠系數(shù)；取1.3～1.5。代入上式得：Koz＝0.39～0.45，可實(shí)取0.4～0.5。（2）無制動(dòng)特性的零差保護(hù)無制動(dòng)特性的零差保護(hù)的動(dòng)作電流，應(yīng)按躲過區(qū)外接地故障或勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的不平衡電流來整定?！?1-41）式中：Iodz—零差元件的動(dòng)作電流；KH—可靠系數(shù)；取1.5；K01、K02、K03—其物理意義同式（11-39I0kmax—區(qū)外接地故障時(shí)的最大零序電流。將各值代入式（11-41）得：Iodz＝0.375I0kmax實(shí)取0.4I0kmax。第五節(jié)差動(dòng)保護(hù)的TA斷線閉鎖差動(dòng)元件某側(cè)TA二次的一相或多相斷線時(shí)，差動(dòng)保護(hù)必將誤動(dòng)。TA斷線閉鎖元件。在變壓器運(yùn)行時(shí)，一旦出現(xiàn)差動(dòng)TA二次回路斷線，立即發(fā)出信號(hào)并將差動(dòng)保護(hù)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(dòng)保護(hù)區(qū)內(nèi)、外不同兩點(diǎn)接地短路，則TA二次三相電流之和應(yīng)等于零，即若TA二次回路中一相斷線時(shí)，則根據(jù)以上原理及變壓器接線組、變壓器中性點(diǎn)是否接地運(yùn)行，提出以下TA二次回路斷線閉鎖判據(jù)：………….（11-42）式中：、－門檻值，可根據(jù)不平衡差流的大小確定；－零序電流，TA二次值；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(diǎn)，應(yīng)由其他TA供給。TA

電流值小于額定電流時(shí)，被判為電流變化側(cè)的TA斷線。于額定電流，則說明電流的變化是由故障引起的。二關(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(diǎn)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(diǎn)可能產(chǎn)生電弧，進(jìn)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(yán)重。運(yùn)行實(shí)踐已充分證明。

因此，當(dāng)差動(dòng)保護(hù)TA二次開路時(shí)，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)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(duì)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(hào)而不要閉鎖差動(dòng)保護(hù)。第六節(jié)短路故障的后備保護(hù)向電流保護(hù)、負(fù)序電流及負(fù)序方向電流保護(hù)、低阻抗保護(hù)及復(fù)合電壓方向保護(hù)。一復(fù)合電壓過電流保護(hù)統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器及過電流保護(hù)不能滿足靈敏度要求的降壓變壓器。1動(dòng)作方程及邏輯框圖設(shè)備相間短路故障的后備保護(hù)。保護(hù)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(hù)的動(dòng)作靈敏度，三相電流一般取自電源側(cè)，而電壓一般取自負(fù)荷側(cè)。保護(hù)的動(dòng)作方程為……….（11-43）……….（11-44）式中：－TV二次a、c兩相之間電壓；－TA二次a相或b相或c相電流；－負(fù)序電壓（TV－過電流元件動(dòng)作電流整定值；－低電壓元件動(dòng)作電壓整定值；－負(fù)序電壓元件的動(dòng)作電壓整定值。復(fù)合電壓過電流保護(hù)動(dòng)作邏輯框圖如圖11-32所示。圖11-32復(fù)合電壓過電流保護(hù)邏輯框圖在圖中：Uac＜－a、c兩相之間低電壓元件；U2＞－負(fù)序過電壓元件；Ia＞、Ib＞、Ic＞－分別為a、b、c相過電流元件。a相或b相或c相電流時(shí)，保護(hù)動(dòng)作，經(jīng)延時(shí)t作用于切除變壓器。2整定原則及定值建議（1）過電流元件過電流元件的動(dòng)作電流，按躲過變壓器運(yùn)行時(shí)的最大負(fù)荷電流來整定，即

……………………..（11-45）

式中：－動(dòng)作電流整定值；－可靠系數(shù)，取1.15~1.2；－返回系數(shù)，取0.95~0.98；－變壓器額定電流，TA二次值。代入式（11-45）可得＝（1.17~1.2（2）低電壓元件低電壓元件的動(dòng)作電壓按躲過無故障運(yùn)行時(shí)保護(hù)安裝處出現(xiàn)的最低電壓來整定。即……………………（11-46）式中：－動(dòng)作電壓整定值；－正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的最低電壓值；－返回系數(shù)，取1.05；－可靠系數(shù)，取1.2。TV二次時(shí)，還應(yīng)考慮躲過發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行出現(xiàn)的低電壓。一般＝（0.6~0.7）式中：－額定電壓（TV（3）負(fù)序電壓元件時(shí)負(fù)序電壓元件有足夠的動(dòng)作靈敏度。通常式中：－額定電壓（TV（4）動(dòng)作延時(shí)應(yīng)按與相鄰線路相間短路后備保護(hù)相配合整定。即式中：t－復(fù)合電壓過流保護(hù)的動(dòng)作延時(shí)；－相鄰線路相間短路后備保護(hù)的最長(zhǎng)延時(shí)；－時(shí)間級(jí)差，一般取0.3~0.5秒。二零序電流及零序方向電流保護(hù)電壓為110KV電流保護(hù)。兩卷或三卷變壓器的零序電流保護(hù)的零序電流，可取自中性點(diǎn)TATA二

TA二次三相電流自產(chǎn)。零序功率方向元件的接入零序電壓，

可以取自本側(cè)TVTV二次三相電壓自產(chǎn)。在微機(jī)

正確性。1動(dòng)作方程及邏輯框圖對(duì)于大型三卷變壓器，零序電流保護(hù)可采用三段，其中I段及II段帶方向，第III段不帶路器，以較長(zhǎng)的延時(shí)切除變壓器。以三卷變壓器為例，其零序電流保護(hù)的動(dòng)作方程為零序I段……………….（11-47）零序II段……………….（11-48）零序III段……………….（11-49）在上述三式中：－零序功率元件的測(cè)量功率；－零序電流元件的測(cè)量電流；I段、II段、III段動(dòng)作電流整定值。

零序方向電流保護(hù)的邏輯框圖一般如圖11-33所示。圖11-33三卷變壓器零序方向電流保護(hù)邏輯框圖在圖11-3311-47）~（11-49由圖11-33可以看出：零序方向電流保護(hù)的I段或II段動(dòng)作后，分別經(jīng)延時(shí)或作用于縮小

故障影響范圍，而經(jīng)或切除變壓器。零序III段不帶方向，且只作用于切除變壓器。

2整定原則及定值建議（1）功率方向元件的動(dòng)作方向力系統(tǒng)的具體情況確定。（I）發(fā)電廠的三卷升壓變壓器后備保護(hù)，因此，保護(hù)的動(dòng)作方向應(yīng)分別指向各側(cè)的母線。（II）大型變電站的降壓變壓器側(cè)一般無電源及開環(huán)運(yùn)行，高壓側(cè)環(huán)網(wǎng)運(yùn)行。接地故障的后備保護(hù)。（2）各段零序電流元件的動(dòng)作電流（I）中壓側(cè)零序電流元件中壓側(cè)零序電流II……………..（11-50）式中：－中壓側(cè)零序電流I段的動(dòng)作電流；－I段零序分支系數(shù)，其值等于線路零序電流I段保護(hù)區(qū)末端接地故障時(shí)，流過本保護(hù)安裝處的零序電流與流過線路零序電流之比，取各種運(yùn)行方式的最大值；－可靠系數(shù)，取1.1；－相鄰線路零序電流I段的動(dòng)作電流。零序電流II段的動(dòng)作電流，與相鄰線路零序電流II段相配合?！?1-51）式中：－II段零序電流保護(hù)的動(dòng)作電流；－可靠系數(shù)，取1.1；－II段零序分支系數(shù)，其值為線路零序電流II段保護(hù)區(qū)末端接地故障時(shí)，流過本保護(hù)安裝處的零序電流與流過線路的零序電流之比，取各種運(yùn)行方式下的最大值；－線路零序電流II段的動(dòng)作電流。（II）高壓側(cè)零序電流元件同中壓側(cè)。當(dāng)零離方向電流保護(hù)的動(dòng)作方向指向變壓器時(shí)，整定原則如下：

零序電流I段保護(hù)的動(dòng)作電流，應(yīng)保證在中壓側(cè)母線上發(fā)生接地故障時(shí)有靈敏度，且

………..（11-52）

式中：－高壓側(cè)零序電流I段保護(hù)的動(dòng)作電流；－中壓側(cè)零序電流I段保護(hù)的動(dòng)作電流；－可靠系數(shù)，取1.15。零序電流II段保護(hù)的動(dòng)作電流，應(yīng)與中壓側(cè)零序電流II段保護(hù)的動(dòng)作電流相配合，即

………..（11-53）

式中：－高壓側(cè)零序電流II段保護(hù)的動(dòng)作電流；－中壓側(cè)零序電流II段保護(hù)的動(dòng)作電流；－可靠系數(shù)，取1.15。（3）動(dòng)作延時(shí)的整定當(dāng)各側(cè)零序方向電流保護(hù)的動(dòng)作方向指向各側(cè)母線時(shí)，其電流I11-33中的）應(yīng)與相鄰線路零序電流I段保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間相配合。式中：－變壓器零序電流I段保護(hù)的短延時(shí)；－相鄰線路零序電流I段保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間；－時(shí)間級(jí)差，通常取0.3~0.5秒。零序電流I段的長(zhǎng)延時(shí)（即圖11-33I段長(zhǎng)一個(gè)時(shí)間級(jí)差（0.3~0.5變壓器各側(cè)零序電流II段的動(dòng)作短延時(shí)應(yīng)與相鄰線路零序電流II長(zhǎng)延時(shí)比短延時(shí)長(zhǎng)一時(shí)間級(jí)差。當(dāng)變壓器高壓側(cè)零序方向電流保護(hù)的動(dòng)作方向指向變壓器時(shí)，其I段及II段的動(dòng)作延時(shí)，

應(yīng)分別與中壓側(cè)零序電流I段、II中壓側(cè)保護(hù)）長(zhǎng)一個(gè)時(shí)間級(jí)差。需要著重指出：為有效保護(hù)變壓器，零序電流I段保護(hù)的最長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)間不應(yīng)超過2秒。三負(fù)序電流及負(fù)序方向電流保護(hù)63MVA及以上容量的變壓器，可采用負(fù)序電流或單相式低電壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)作為相間短TV二次三相電壓及TA二次三相電流計(jì)算自產(chǎn)。1動(dòng)作方程及邏輯框圖壓器。負(fù)序電流保護(hù)的動(dòng)作方程為……………………（11-55）負(fù)序方向過流保護(hù)的動(dòng)作方程為……………………（11-56）式中：－保護(hù)測(cè)量的負(fù)序電流；－保護(hù)測(cè)量的負(fù)序功率；－負(fù)序電流元件的動(dòng)作電流。負(fù)序方向電流保護(hù)的邏輯框圖如圖11-34所示。

圖11-34負(fù)序方向電流保護(hù)邏輯框圖在圖中：－負(fù)序過電流元件；－負(fù)序功率方向元件。由圖11-34用于縮小故障影響范圍，以較長(zhǎng)的時(shí)間切除變壓器。2整定原則及定值建議（1）負(fù)序電流元件鄰線路零序電流后備段在靈敏度上配合，防止非選擇性動(dòng)作。（I）按相鄰線路斷線不誤動(dòng)條件整定………………..（11-57）式中：－負(fù)序電流動(dòng)作整定值；－可靠系數(shù)，取1.2；流之比；－斷線前流經(jīng)線路的最大負(fù)荷電流。（II）按與斷線線路零序電流后備段靈敏度配合整定………………..（11-58）式中：－斷線線路零序過流保護(hù)后備段動(dòng)作電流；其他符號(hào)的物理意義同式（11-57在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，一般＝（0.5~0.6（2）負(fù)序功率方向元件動(dòng)作方向的整定保護(hù)，而裝于其他側(cè)負(fù)序功率方向元件的動(dòng)作方向，可指向本側(cè)母線。（3）動(dòng)作時(shí)間的整定動(dòng)作時(shí)間不宜過長(zhǎng)，最好小于2秒。四低阻抗保護(hù)阻抗元件的接入電壓和接入電流，取自保護(hù)安裝側(cè)TV二次三相電壓及TA采用零度接線方式。1動(dòng)作方程及邏輯框圖機(jī)、變壓器內(nèi)部故障的位置存在著問題，其正確動(dòng)作率不高。另外，TV斷線要誤動(dòng)。

目前，為防止TV斷線時(shí)低阻抗保護(hù)誤動(dòng)，采用以下措施：（a）采用TV二次斷線閉鎖元件，發(fā)現(xiàn)TV斷線時(shí)，將保護(hù)閉鎖；

（b）采用負(fù)序電流或相過電流啟動(dòng)；（c）采用故障變化量啟動(dòng)。一般，阻抗元件的動(dòng)作特性為阻抗復(fù)平面上的一個(gè)偏移阻抗園，其動(dòng)作方程為…………..（11-59）…………..（11-60）TA二次a、b、c三相電流；－阻抗元件的動(dòng)作阻抗；－相電流元件的動(dòng)作電流；－負(fù)序電流（TA－負(fù)序電流元件的動(dòng)作電流。動(dòng)作阻抗的低阻抗保護(hù)邏輯框圖如圖11-35所示。圖11-35低阻抗保護(hù)邏輯框圖由圖11-35時(shí)，保護(hù)動(dòng)作，經(jīng)作用于縮小故障影響范圍，經(jīng)延時(shí)切除變壓器。2整定原則及定值建議（1）動(dòng)作方向的整定器。有時(shí)高壓側(cè)阻抗元件的動(dòng)作阻抗園有5%左右的偏移度，兼作高壓母線故障的后備保護(hù)。障的后備保護(hù)。（2）阻抗元件動(dòng)作阻抗的整定壓側(cè)阻抗元件的動(dòng)作阻抗，應(yīng)與相鄰線路距離保護(hù)的動(dòng)作阻抗相配合。（3）動(dòng)作時(shí)間的整定a側(cè)I段的動(dòng)作時(shí)間，最長(zhǎng)不超過2秒；（b）與相鄰元件保護(hù)相配合。

五復(fù)合電壓方向過流保護(hù)作為變壓器相間短路故障的后備保護(hù)。保護(hù)的接入電流和電壓為本側(cè)（保護(hù)安裝側(cè)）TA二次三相電流及TV二次三相電壓，有時(shí)還

引入變壓器另一側(cè)TV二次三相電壓作為相間功率的計(jì)算電壓。

1動(dòng)作方程及邏輯框圖率方向元件多采用900接線，其計(jì)算功率為………..（11-61）－計(jì)算功率內(nèi)角。保護(hù)的動(dòng)作方程為………..（11-62）式中：－負(fù)序電壓；－低電壓元件動(dòng)作電壓；－負(fù)序電壓元件動(dòng)作電壓；－電流元件的動(dòng)作電流；其他符號(hào)的物理意義同式（11-61保護(hù)的動(dòng)作邏輯框圖如圖11-36所示。圖11-36復(fù)合電壓方向過流保護(hù)邏輯框圖時(shí)作用于縮小故障影響范圍或切除變壓器。2定值的整定方向元件的動(dòng)作方向，應(yīng)指向變壓器，作變壓器或另一側(cè)元件相間短路的后備保護(hù)。其他元件的整定同復(fù)合電壓過流保護(hù)。第七節(jié)變壓器過激磁保護(hù)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(yán)重時(shí)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(yùn)行，設(shè)置變壓器過激磁保護(hù)非常必要。一過激磁保護(hù)的作用原理變壓器運(yùn)行時(shí)，其輸入端的電壓……………………..（11-63）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，鐵芯截面S均為定數(shù)，故將式（11-63）簡(jiǎn)化成U＝KfB則……………….（11-64）式中：K－常數(shù)，K－4.44WS。由式（11-64即電源電壓的升高或頻率的降低，均會(huì)造成鐵芯中的磁密增大，進(jìn)而產(chǎn)生過激磁。變壓器及發(fā)電機(jī)的過激磁保護(hù)就是根據(jù)上述原理構(gòu)成的。在變壓器過激磁保護(hù)中，采用一個(gè)重要的物理量，稱之為過激磁倍數(shù)。過激磁倍數(shù)n，它等于鐵芯中的實(shí)際磁密B與額定工作磁密Be之比，即……………………..（11-65）式中：－變壓器的額定電壓；－電源的額定頻率；n－過激磁倍數(shù)；其他符號(hào)的物理意義，同式（11-63變壓器過激磁時(shí)，n＞1，n值越大，過激磁倍數(shù)越高，對(duì)變壓器的危害越嚴(yán)重。二測(cè)量過激磁倍數(shù)的原理接線在過激磁保護(hù)中，測(cè)量過激磁倍數(shù)的原理接線如圖11-37所示。圖11-37測(cè)量過激磁倍數(shù)原理接線圖在圖11-37中：U－變壓器電源側(cè)TV二次相間電壓；T－保護(hù)裝置中的小型輔助電壓互感器；R－電阻；C－電容。由圖11-37可以看出：電壓U通過輔助TV變換隔離、電阻R降壓、整流及濾波后變成直流該直流電壓成正比。在圖11-37R及電容器CR較低；反之，當(dāng)電源的頻率低時(shí)，在電源電壓一定時(shí)，輸出的直流電壓就較高。

另外，當(dāng)電源的頻率一定時(shí)，電源電壓U越高，輸出的直流電壓就高。

11-37中的直流電壓U＝e流電壓U＝則測(cè)得的過激磁倍數(shù)三動(dòng)作方程及邏輯框圖器。1動(dòng)作方程……………………..（11-64）式中：n－測(cè)量過激磁倍數(shù)；－過激磁倍數(shù)低定值，定時(shí)限部分啟動(dòng)值；－過激磁倍數(shù)高定值，反時(shí)限部分啟動(dòng)值；2反時(shí)限部分的動(dòng)作特性目前，國(guó)內(nèi)采用的不同廠家生產(chǎn)的過激磁保護(hù)反時(shí)限部分的動(dòng)作特性相差很大。ABB公司生產(chǎn)的反時(shí)限過激磁保護(hù)動(dòng)作曲線的方程為（秒）………………….（11-65）式中：t－動(dòng)作延時(shí)；－整定時(shí)間倍率，＝1~63；M國(guó)內(nèi)某些公司生產(chǎn)的反時(shí)限過激磁保護(hù)，其動(dòng)作特性曲線方程同上式。聯(lián)邦德國(guó)TU公司采用的反時(shí)限過激磁保護(hù)動(dòng)作特性曲線方程為………………….（11-66）式中：t－動(dòng)作延時(shí)；n－過激磁倍數(shù)；K1、K2－待定常數(shù)。在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的DGT801系列保護(hù)裝置中，其反時(shí)限過激磁保護(hù)動(dòng)作特性曲線上的各點(diǎn)，可以根據(jù)要求隨意整定。其標(biāo)準(zhǔn)特性曲線如圖（11-38）所示。圖11-38反時(shí)限過激磁保護(hù)動(dòng)作特性曲線在圖11-38中：－反時(shí)限過激磁保護(hù)啟動(dòng)值；－反時(shí)限過激磁保護(hù)動(dòng)作長(zhǎng)延時(shí)。四邏輯框圖國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的微機(jī)型過激磁保護(hù)的動(dòng)作邏輯框圖大致如圖11-39所示。

圖11-39過激磁保護(hù)邏輯框圖器。五整定原則及定值建議1定時(shí)限過激磁元件工作磁密來整定。正常運(yùn)行時(shí)，變壓器的電壓最高為額定電壓的1.1倍，系統(tǒng)頻率最低為49.5Hz，因此，鐵芯中最大的工作磁密為額定工作磁密的1.11倍。定時(shí)限元件的動(dòng)作過激磁倍數(shù)應(yīng)為………（11-67）式中：－定時(shí)限元件動(dòng)作過激磁倍數(shù)整定值；－可靠系數(shù)，取1.05；－返回系數(shù)，微機(jī)保護(hù)取0.95~0.98。代入上式得＝1.17~1.2作磁密之比?，F(xiàn)代的大型變壓器，其額定工作磁密Be＝17000~18000高斯，而起始飽和磁密Bs＝19000~2000高斯，兩側(cè)之比為1.12~1.18。綜合上述，定時(shí)限元件動(dòng)作過激磁倍數(shù)取1.15是合理的。動(dòng)作延時(shí)可取6~9應(yīng)考慮發(fā)電機(jī)的強(qiáng)勵(lì)時(shí)間。2反時(shí)限過激磁元件線相配合來整定。如圖11-40所示。圖11-40發(fā)電機(jī)或變壓器反時(shí)限過激磁保護(hù)整定圖例在圖11-40中：曲線1—發(fā)電機(jī)或變壓器的允許過激磁特性曲線；曲線2—反時(shí)限過激磁保護(hù)的動(dòng)作特性曲線。合。壓器（特別是變壓器）的過激磁，多由過電壓所致。線。發(fā)電機(jī)或變壓器允許過電壓倍數(shù)及持續(xù)的時(shí)間過電壓倍數(shù)1.11.151.21.251.31.351.4允許持續(xù)時(shí)間（S）t1t2t3t4t5t6t7在制造廠家未給出發(fā)電機(jī)或變壓器過激磁特性曲線的情況下，建議按表7－2給出的特性曲線來整定。在對(duì)反時(shí)限過激磁保護(hù)進(jìn)行實(shí)際整定時(shí)，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：者中允許過激磁特性曲線較低的進(jìn)行整定；度。第八節(jié)變壓器中性點(diǎn)間隙保護(hù)一問題的提出的絕緣容易被擊穿。性點(diǎn)，有接地的和不接地的。中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的變壓器，其中性點(diǎn)的絕緣易被擊穿。在上世紀(jì)90年代之前，為確保變壓器中性點(diǎn)不被損壞，將變電站（或發(fā)電廠）所有變壓器公用中間。當(dāng)系統(tǒng)或變壓器內(nèi)部發(fā)生接地故障時(shí)，中性點(diǎn)接地變壓器的零序電流保護(hù)動(dòng)作，未消失時(shí)再跳中性點(diǎn)接地的變壓器。雜化，且容易造成人為誤動(dòng)作。二間隙保護(hù)的作用原理1原理接線間隙保護(hù)的作用是保護(hù)中性點(diǎn)不接地變壓器中性點(diǎn)絕緣安全的。全系統(tǒng)失去接地點(diǎn)時(shí)，故障時(shí)母線TV的開口三角形繞組兩端將產(chǎn)生很大的電壓。變壓器間隙保護(hù)是用流過變壓器中性點(diǎn)的間隙電流及TV開口三角形電壓作為危及中性點(diǎn)安全判據(jù)來實(shí)現(xiàn)的。保護(hù)的原理接線如圖11-41所示。圖11-41間隙保護(hù)原理接線圖2動(dòng)作方程及邏輯框圖間隙保護(hù)的動(dòng)作方程為………….（11-68）或………….（11-69）－TV開口三角形電壓；－間隙保護(hù)動(dòng)作電流；－間隙保護(hù)動(dòng)作電壓。保護(hù)的邏輯框圖如圖11-42所示。圖11-42間隙保護(hù)邏輯框圖在圖11-42KK閉合，否則打開；其他符號(hào)的物理意義同式（11-68）及式（11-69由圖可以看出：當(dāng)間隙電流或TV開口電壓大于動(dòng)作值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作，經(jīng)延時(shí)切除變壓器。二定值建議1動(dòng)作電流當(dāng)流過擊穿間隙的電流大于或等于等于100A時(shí)保護(hù)動(dòng)作，即…………….（11-70）式中：－保護(hù)的動(dòng)作電流；－間隙TA的變比。2動(dòng)作電壓式中：－保護(hù)的動(dòng)作電壓。3動(dòng)作延時(shí)為躲過暫態(tài)過電壓，間隙保護(hù)具有動(dòng)作延時(shí)，一般其值為三提高動(dòng)作可靠性措施提高間隙保護(hù)的工作可靠性，正確地整定放電間隙的間隙距離是非常必要的。

間隙的間隙距離。類型計(jì)算確定。另個(gè)，為提高間隙保護(hù)的性能，間隙TA的變比應(yīng)較小。由于變壓器零序保護(hù)所用的零序TA變比較大，故間隙TA應(yīng)單獨(dú)設(shè)置。單獨(dú)設(shè)置間隙TA時(shí)，在間隙保護(hù)中可以不設(shè)置隔離刀閘輔助接點(diǎn)的閉鎖功能。第九節(jié)三卷自耦變壓器保護(hù)的特點(diǎn)目前，超高壓大容量三卷自耦變壓器在電力系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。一三卷自耦變的特點(diǎn)與普通變壓器比較，三卷自耦變壓器有以下特點(diǎn)：1各側(cè)的額定容量不同的額定容量要小。壓側(cè)、中壓側(cè)與低壓側(cè)之間的額定容量之比為。由于大于1（一般等于2，或3或5壓側(cè)的額定容量要小于其他側(cè)的容量。2高壓側(cè)與中壓側(cè)之間有電的聯(lián)系側(cè)之間除了磁的耦合之外，尚有電的聯(lián)系。當(dāng)高壓側(cè)系統(tǒng)或中壓側(cè)系統(tǒng)中發(fā)生接地故障時(shí)，

故障電流可直接由非故障系統(tǒng)流入故障系統(tǒng)。3三卷自耦變壓器運(yùn)行時(shí)，變壓器的中性點(diǎn)，必須直接接地二高壓側(cè)或中壓側(cè)系統(tǒng)接地故障時(shí)的零序電流1自耦變壓器高壓側(cè)接地故障三卷自耦變壓器接線的示意圖如圖11-4311-44所示。圖11-43自耦變壓器接線示意圖圖11-44變壓器高壓側(cè)接地故障時(shí)的零序等值回路

在圖11-43中：——變壓器高壓側(cè)零序電抗；

——變壓器中壓側(cè)零序電抗；——變壓器公共及低壓側(cè)等值零序電抗；——變壓器中壓側(cè)網(wǎng)路的等值零序電抗；——接地故障點(diǎn)的零序電壓；——折算到中壓側(cè)的變壓器各側(cè)的零序電流。

由圖11-44可得則流過變壓器中性點(diǎn)的電流…………(11-71)2自耦變壓器中壓側(cè)接地故障自耦變壓器中壓側(cè)接地故障時(shí)的零序等值網(wǎng)路，如圖11-45所示。圖11-45變壓器中壓側(cè)接地故障時(shí)的零序等值網(wǎng)路在圖11-45中：——變壓器高壓側(cè)網(wǎng)路中零序等值電抗；其他符號(hào)的物理意義同圖11-44。根據(jù)圖11-45可得高壓側(cè)零序電流：流過變壓器中性點(diǎn)的電流………………(11-72)3討論由式11-71和式11-72可以看出：當(dāng)?shù)扔跁r(shí)，變壓器高壓側(cè)接地短路時(shí)流經(jīng)變壓器中性點(diǎn)的零序電流等于零；同；當(dāng)小于時(shí)，變壓器高壓側(cè)短路時(shí)流經(jīng)變壓器中性點(diǎn)的電流與高壓側(cè)零序電流（）方向相反；能等于零。另外，當(dāng)變壓器的高壓側(cè)或中壓側(cè)的網(wǎng)路中發(fā)生接地故障時(shí)，由于兩側(cè)的零序電流不相等，經(jīng)自耦變壓器公共繞組中的零序電流。三保護(hù)配置的特點(diǎn)1過負(fù)荷保護(hù)由于變壓器低壓側(cè)的額定容量比其他兩側(cè)要小，故容易過負(fù)荷，應(yīng)在該側(cè)設(shè)置過負(fù)荷保護(hù)。

該側(cè)容易過負(fù)荷，應(yīng)設(shè)置過負(fù)荷保護(hù)。當(dāng)變壓器高壓側(cè)及中壓側(cè)均接有大電源時(shí)，應(yīng)在三側(cè)均裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。2自耦變壓器宜設(shè)置零差動(dòng)保護(hù)響、且變壓器內(nèi)部接地故障時(shí)且有很高動(dòng)作靈敏度的零序差動(dòng)保護(hù)是適宜的。

3零序過電流保護(hù)應(yīng)帶方向電流保護(hù)的選擇性，該保護(hù)應(yīng)設(shè)置有方向。四設(shè)計(jì)自耦變保護(hù)時(shí)應(yīng)注意的問題1零序電流及零序電流方向保護(hù)的設(shè)計(jì)序電流方向保護(hù)時(shí)，不應(yīng)取中性點(diǎn)TA二次電流構(gòu)成零序電流保護(hù)或零序電流方向保護(hù)。構(gòu)成零序電流保護(hù)或零序方向電流保護(hù)的零序電流，可由變壓器高壓側(cè)或中壓側(cè)輸出端TA二次三相電流自產(chǎn)，也可以取該TA二次零線上的電流。

2自耦變差接保護(hù)的設(shè)計(jì)TA。自耦變的差動(dòng)保護(hù)裝置只差接在中壓側(cè)和高壓側(cè)的TA二次。TA均應(yīng)接成三角形。但當(dāng)差動(dòng)TA接成Y/Y時(shí)，則在兩側(cè)流入各相差動(dòng)保護(hù)中的電流應(yīng)分別為不需設(shè)置間隙保護(hù)3正常運(yùn)行時(shí)，由于