1、电力变压器差动保护电力变压器差动保护复习（变压器气体保护）复习（变压器气体保护）v变压器可能发生哪些故障和异常运行状态？变压器可能发生哪些故障和异常运行状态？一般应配置哪些保护装置？一般应配置哪些保护装置？v气体保护有何优点？为什么不能单独作为气体保护有何优点？为什么不能单独作为变压器的主保护？变压器的主保护？（1）优点优点 能反应油箱内各种故障，且动作迅速、灵能反应油箱内各种故障，且动作迅速、灵敏性高、接线简单。敏性高、接线简单。（2）缺点缺点 不能反应油箱外的引出线和套管上的故障不能反应油箱外的引出线和套管上的故障。故气体保护不能作为变压器唯一的主故气体保护不能作为变压器唯一的主保护，须保
2、护，须与差动保护与差动保护或电流速断保护配合或电流速断保护配合共同作为共同作为变压器的变压器的主保护主保护。变压器气体保护的评价变压器气体保护的评价导入（电力变压器差动保护）导入（电力变压器差动保护）u气体保护不能反应气体保护不能反应油箱外油箱外的的引出线和引出线和套管上的任何故障套管上的任何故障，故不能单独作为变，故不能单独作为变压器的主保护，须与纵差动或电流速断压器的主保护，须与纵差动或电流速断保护配合使用。保护配合使用。电力变压器的电流速断保护n应用范围：单台运行小于10000kVA、并列小于6300kVA的变压器，当过电流保护动作时限大于0.5s时装设。n装设地点：变压器的电源侧n作用
3、：反应电源侧引出线和绕组的一部分故障，用作主保护，和瓦斯保护配合或过电流保护配合用以保护中小型变压器。新课内容新课内容u一、变压器一、变压器差动保护原理差动保护原理u二、变压器差动保护的二、变压器差动保护的不平衡不平衡电流电流及减小不平衡电流影响的方及减小不平衡电流影响的方法法变压器的纵差动保护变压器的纵差动保护工作原理：工作原理：比较变压器各侧电流的大小和相位。比较变压器各侧电流的大小和相位。变压器两侧都装设电流互感器，其变压器两侧都装设电流互感器，其二次绕组按环流法接线二次绕组按环流法接线。n纵差动保护的动作判据为：双绕组变压器纵差动保护原理双绕组变压器纵差动保护原理n 正常及保护范围正常
4、及保护范围外部故障外部故障时，差回路中的时，差回路中的电流为零。实际上由于两侧电流互感器的特电流为零。实际上由于两侧电流互感器的特性不可能完全一致等原因，在正常和外部短性不可能完全一致等原因，在正常和外部短路时，差动回路中仍有差电流，即不平衡电路时，差动回路中仍有差电流，即不平衡电流，此时流过差动继电器的电流为：流，此时流过差动继电器的电流为：要求不平衡电流尽可能小，确保继要求不平衡电流尽可能小，确保继电器不会误动作。电器不会误动作。n 当保护范围当保护范围内部发生故障内部发生故障时（两电流互感器之时（两电流互感器之间范围），在差回路中由于间范围），在差回路中由于I2改变了方向或等于改变了方向
5、或等于零（无电源侧），这时流过继电器的电流为零（无电源侧），这时流过继电器的电流为I1与与I2之和，为全部的二次侧短路电流之和，即之和，为全部的二次侧短路电流之和，即这会这会使差动继电器可靠动作使差动继电器可靠动作。变压器的差动变压器的差动保护范围保护范围是构成变压器差动保是构成变压器差动保护的各电流互感器之间的电气设备，以及连护的各电流互感器之间的电气设备，以及连接这些电气设备的导线。接这些电气设备的导线。产生不平衡电流的因素产生不平衡电流的因素n1.变压器励磁涌流所产生的不平衡电流；变压器励磁涌流所产生的不平衡电流；n2.三相变压器接线产生的不平衡电流；三相变压器接线产生的不平衡电流；n3
6、.由计算变比与标准变比不同产生的不平由计算变比与标准变比不同产生的不平衡电流；衡电流；n4.由电流互感器变比误差产生的不平衡电由电流互感器变比误差产生的不平衡电流；流；n5.带负荷调整变压器分接头位置改变产生带负荷调整变压器分接头位置改变产生的不平衡电流。的不平衡电流。励磁涌流励磁涌流当变压器空载合闸或外部故障切除后电压当变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复中由于变压器铁芯中的磁通急剧增大，恢复中由于变压器铁芯中的磁通急剧增大，使铁芯瞬间饱和。此时的励磁电流可达使铁芯瞬间饱和。此时的励磁电流可达510倍额定电流。倍额定电流。变压器励磁涌流变压器励磁涌流变压器励磁涌流变压器励磁涌流变压器的励磁
7、电流变压器的励磁电流n 正常情况下：正常情况下：(0.020.05)INn 外部短路时：更小外部短路时：更小n 电压突然增加（电压突然增加（空载投入变压器或空载投入变压器或外部故障切除后电压恢复外部故障切除后电压恢复）时：）时：510 IN 励磁涌流励磁涌流n在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90，在电压瞬时值在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-m。但。但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通的磁通+m，这样经过半个周期后铁心中的磁通将达到，
8、这样经过半个周期后铁心中的磁通将达到2m。产生励磁涌流的原因产生励磁涌流的原因特点：特点：有很大成分的非周期分量；有很大成分的非周期分量；有大量的高次谐波，尤以二次谐波为主；有大量的高次谐波，尤以二次谐波为主；波形经削去负波后出现间断。波形经削去负波后出现间断。防止励磁涌流影响的方法防止励磁涌流影响的方法n采用具有速饱和铁芯的差动继电器采用具有速饱和铁芯的差动继电器n采用间断角原理的差动保护采用间断角原理的差动保护n利用二次谐波制动利用二次谐波制动n利用波形对称原理的差动保护利用波形对称原理的差动保护（2）变压器两侧接线组别不同引起的不平衡变压器两侧接线组别不同引起的不平衡电流及消除措施电流及
9、消除措施n产生原因产生原因 电力系统中变压器常采用电力系统中变压器常采用Y，d11接线方式，接线方式，因此，变压器两侧电流的相位差为因此，变压器两侧电流的相位差为30，Y侧电流滞后侧电流侧电流滞后侧电流30，若两侧的，若两侧的TA采用采用相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流也相差也相差30左右，从而产生很大的不平衡电左右，从而产生很大的不平衡电流。流。n采用采用相位补偿法相位补偿法：将变压器星形侧的将变压器星形侧的TA二次侧接成三角形，二次侧接成三角形，将变压器三角形侧的将变压器三角形侧的TA二次侧接成星形。二次侧接成星形。变压器星形侧变压器星形侧TA变
10、比为：变比为：变压器三角形侧变压器三角形侧TA变比为：变比为：5/3)()(YNYTAIn5/)()(NTAIn消除措施消除措施模拟式的差动保护模拟式的差动保护都是采用上图所示的接线都是采用上图所示的接线方式，从而可以消除由于变压器接线方式方式，从而可以消除由于变压器接线方式不同在差动回路中产生的不平衡电流。不同在差动回路中产生的不平衡电流。对于对于数字式差动保护数字式差动保护，一般将，一般将Y侧的三相电流侧的三相电流直接接入直接接入保护装置内，由计算机的软件实保护装置内，由计算机的软件实现相位补偿功能，以简化接线。现相位补偿功能，以简化接线。2.TA实际变比与计算变比不等引起的不平衡实际变比
11、与计算变比不等引起的不平衡电流及减小影响的措施电流及减小影响的措施n采取的措施采取的措施 采用采用电流补偿法电流补偿法：将：将TA二次电流大的那侧二次电流大的那侧经电流变换器变换后，使电流变换器的输经电流变换器变换后，使电流变换器的输出与另一侧出与另一侧TA二次电流大小相等。二次电流大小相等。电流补偿法电流补偿法利用差动继电器中的平衡线圈补偿利用差动继电器中的平衡线圈补偿3.两侧两侧TA型号不同，产生的不平衡电流及采型号不同，产生的不平衡电流及采取的措施取的措施n产生原因产生原因 两侧两侧TA型号相同相对误差较小，型号不同型号相同相对误差较小，型号不同相对误差较大。变压器各侧的电压等级和额相对
12、误差较大。变压器各侧的电压等级和额定电流不同，因而采用的定电流不同，因而采用的TA型号不同，特型号不同，特性差别较大，故引起较大的不平衡电流。性差别较大，故引起较大的不平衡电流。n采取的措施采取的措施 在差动保护的在差动保护的整定计算整定计算中加以考虑。中加以考虑。4.变压器调压分接头改变产生的不平衡电流变压器调压分接头改变产生的不平衡电流及解决的办法及解决的办法n产生原因产生原因 带负荷调压的变压器在运行中改变分接头带负荷调压的变压器在运行中改变分接头调压时，改变了变压器的变比，原已调整调压时，改变了变压器的变比，原已调整平衡的差动保护，又出现新的不平衡电流。平衡的差动保护，又出现新的不平衡
13、电流。n解决办法解决办法 在变压器差动保护的在变压器差动保护的整定计算整定计算中考虑，即中考虑，即提高差动保护的动作电流。提高差动保护的动作电流。5.三绕组变压器差动保护三绕组变压器差动保护n三绕组变压器的差动保护不平衡电流比双三绕组变压器的差动保护不平衡电流比双绕组变压器的大。绕组变压器的大。n采取的措施采取的措施 采用采用带制动特性带制动特性的差动继电器构成差动保的差动继电器构成差动保护护比率制动式纵差动保护比率制动式纵差动保护n比率制动式纵差动保护的动作值随着外部短路电流的比率制动式纵差动保护的动作值随着外部短路电流的增大而自动增大。灵敏可靠，优点显著，应用广泛。增大而自动增大。灵敏可靠，优点显著，应用广泛。差动电流或差动电流或动作电流动作电流制动制动电流电流拐点电流拐点电流起动电流起动电流动作区动作区制动区制动区制动线制动线斜率斜率下次课的任务：下次课的任务：变压器相间短路的后备保护的原理？变压器相间短路的后备保护的原理？
