變壓器差動保護(hù)

2電力變壓器保護(hù)

2021/6/271變壓器保護(hù)——主要內(nèi)容2.1變壓器的故障類型和不正常工作狀態(tài)2.2變壓器的縱差動保護(hù)2.3變壓器相間短路的后備保護(hù)2.4變壓器接地短路的后備保護(hù)變壓器保護(hù)2.1變壓器的故障類型和不正常工作狀態(tài)2021/6/2732.1.1變壓器故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)(1)油箱內(nèi)部故障1)各相繞組之間的相間短路；2)單相繞組部分線匝之間的匝間短路；3)單相繞組和鐵心間絕緣損壞引起的接地短路。(2)油箱外部故障1)引出線的相間短路；2)絕緣套管閃爍或破壞、引出線通過外殼發(fā)生的單相接地短路。1.變壓器故障2021/6/274(1)外部相間短路引起的過電流；(2)外部接地短路引起的過電壓；(3)負(fù)荷超過額定容量引起的過負(fù)荷；(4)漏油等原因引起的油面降低；(5)過勵磁。2.1.1變壓器故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)2.變壓器異常運(yùn)行狀態(tài)2021/6/2751.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。2.縱差動保護(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。2.1.2變壓器應(yīng)裝設(shè)的保護(hù)3.相間短路的后備保護(hù)(1)過電流保護(hù)；(2)低電壓起動的過電流保護(hù)；(3)復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)；(4)負(fù)序電流及單相式低電壓起動的過電流保護(hù)；(5)阻抗保護(hù)。2021/6/2762.1.2變壓器應(yīng)裝設(shè)的保護(hù)4.接地短路的后備保護(hù)(1)零序電流保護(hù)及方向零序電流保護(hù)；(2)零序電壓保護(hù)；(3)間隙電流保護(hù)。5.過負(fù)荷保護(hù)6.過勵磁保護(hù)7.變壓器的其他非電量保護(hù)(1)油溫高保護(hù)；(2)冷卻器故障保護(hù)；(3)壓力釋放保護(hù)等。2021/6/277變壓器保護(hù)2.2變壓器的縱差動保護(hù)2021/6/2782.2變壓器的縱差動保護(hù)2.2.1變壓器縱差動保護(hù)的基本原理2.2.2變壓器差動保護(hù)的不平衡電流2.2.3變壓器勵磁涌流及其鑒別方法2.2.4微機(jī)型比率制動特性的變壓器差動保護(hù)2.2.5變壓器分側(cè)差動保護(hù)2.2.6變壓器零序電流差動保護(hù)2.2.1變壓器縱差動保護(hù)的基本原理正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，應(yīng)使TA變比選取原則IL·I·HI·H'IL'·IdnTnTAHnTAL2021/6/2710判據(jù)：內(nèi)部故障時(shí)：2.2.1變壓器縱差動保護(hù)的基本原理IL·I·HI·H'IL'·IdnTnTAHnTAL2021/6/27112.2.2變壓器差動保護(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)，差動電流中只有工頻分量；忽略變壓器的勵磁電流(2～5%)2021/6/27121.三相電力變壓器保護(hù)的接線(1)Y/Y-12接線雙繞組三相變壓器正常運(yùn)行或外部故障時(shí)2021/6/2713(2)Y/Δ-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

由于存在相位差，無論如何選擇TA變比，差電流不可能為零。2021/6/2714(2)Y/Δ-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：

選擇兩側(cè)同相位的電流量構(gòu)成差動回路。2021/6/2715(2)Y/Δ-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2021/6/2716(2)Y/Δ-11接線兩繞組三相變壓器1.三相電力變壓器保護(hù)的接線負(fù)序分量：2021/6/2717(2)Y/Δ-11接線兩繞組三相變壓器1.三相電力變壓器保護(hù)的接線零序分量：2021/6/2718(2)Y/Δ-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2021/6/2719(2)Y/Δ-11接線兩繞組三相變壓器1.三相電力變壓器保護(hù)的接線負(fù)序分量：2021/6/2720(2)Y/Δ-11接線兩繞組三相變壓器1.三相電力變壓器保護(hù)的接線零序分量：2021/6/2721(2)Y/Δ-11接線兩繞組三相變壓器1.三相電力變壓器保護(hù)的接線零序分量：2021/6/2722(2)Y/Δ-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：2021/6/2723(2)Y/Δ-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：側(cè)電流互感器計(jì)算變比取為：側(cè)電流互感器計(jì)算變比取為：2021/6/2724(2)Y/Δ-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；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)算完成相位的轉(zhuǎn)換。2021/6/2725(3)三繞組變壓器差動保護(hù)接線

常規(guī)保護(hù)中：Y側(cè)電流互感器接成Δ型，而Δ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2021/6/2726(3)三繞組變壓器差動保護(hù)接線

常規(guī)保護(hù)中：Y側(cè)電流互感器接成Δ型，而Δ側(cè)電流互感器接成Y型。1.三相電力變壓器保護(hù)的接線變壓器正常運(yùn)行和外部故障時(shí)滿足：2021/6/2727(3)三繞組變壓器差動保護(hù)接線

對照上面二式，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2021/6/27282.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。對于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，TA的變比為TA的一次額定電流為：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150～5000A。2021/6/27292.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。158A1730A△Y1730/5=346300/5=602000/5=4001730/400=4.32Iunb=4.55–4.32=0.23(A)2021/6/2730(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)2021/6/2731(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——差動線圈流入繼電器的電流滿足磁勢平衡條件：

平衡線圈加在二次電流較小的一側(cè)(H側(cè))。2021/6/2732(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：按照構(gòu)成差動電流會有不平衡電流引入平衡系數(shù)：保證正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，差電流為零。2021/6/2733(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：按照構(gòu)成差動電流會有不平衡電流引入平衡系數(shù)：此時(shí)不平衡電流與電流互感器變比選取無關(guān)。2021/6/2734(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：Iunb=4.55×0.9485–4.32=-0.004(A)兩繞組變壓器舉例：Iunb=4.55–4.32=0.23(A)補(bǔ)償前：2021/6/2735(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S＝31.5MVA，變比110kV/38.5kV/11kV，接線方式Y(jié)/Y/Δ-12-11

計(jì)算變壓器各側(cè)額定電流：110kV側(cè)：35kV側(cè)：10kV側(cè)：2021/6/2736(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S＝31.5MVA，變比110kV/38.5kV/11kV，接線方式Y(jié)/Y/Δ-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：2021/6/2737(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S＝31.5MVA，變比110kV/38.5kV/11kV，接線方式Y(jié)/Y/Δ-12-11平衡系數(shù)：三繞組變壓器舉例：2021/6/2738(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。

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)為三繞組變壓器舉例：2021/6/27393.變壓器有載調(diào)壓產(chǎn)生的不平衡電流調(diào)壓的范圍：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2021/6/27404.由電流互感器傳變誤差產(chǎn)生的不平衡電流

由于電流互感器勵磁電流的存在，電流互感器存在傳變誤差，電流互感器的二次電流為：變壓器差動回路中流過的電流為：實(shí)際上兩側(cè)TA特性不完全相同，則不平衡電流不為零2021/6/27414.由電流互感器傳變誤差產(chǎn)生的不平衡電流

考慮兩側(cè)誤差方向相同，最嚴(yán)重情況為一側(cè)無誤差；一側(cè)有最大誤差(10%)：電流互感器的同型系數(shù)同型時(shí)取0.5，不同型時(shí)取12021/6/2742二、暫態(tài)運(yùn)行條件下的不平衡電流1.暫態(tài)情況下互感器變換誤差

計(jì)及非周期分量的影響，引入非周期分量系數(shù)：非周期分量系數(shù)，取值1.5~2。

外部故障時(shí)，除了工頻分量之外還有非周期分量，該分量不易傳送到互感器