1、1 1电力变压器的故障不正常电力变压器的故障不正常运行状态及其相应的保护运行状态及其相应的保护方式方式变压变压器的器的内部内部故障故障油箱内故障油箱内故障油箱外故障油箱外故障绕组的相间短路绕组的相间短路绕组的接地短路绕组的接地短路绕组的匝间短路绕组的匝间短路铁心的烧损铁心的烧损套管和引出线上发生相间短路套管和引出线上发生相间短路套管和引出线上发生接地短路套管和引出线上发生接地短路6 6、过励磁保护、过励磁保护 为反应变压器因频率降低和电压升高而引起为反应变压器因频率降低和电压升高而引起的过励磁，应装设过励磁保护。在变压器允许的过的过励磁，应装设过励磁保护。在变压器允许的过励磁范围内，保护作用于
2、信号，当过励磁超过允许励磁范围内，保护作用于信号，当过励磁超过允许值时，可动作于跳闸。值时，可动作于跳闸。7 7、其它保护、其它保护 对变压器温度及油箱内压力升高和冷却系统对变压器温度及油箱内压力升高和冷却系统故障，应按现行变压器标准的要求，装设作用于信故障，应按现行变压器标准的要求，装设作用于信号或动作于跳闸的装置。号或动作于跳闸的装置。第九章第九章 变压器保护变压器保护 第二节第二节 变压器的瓦斯保护变压器的瓦斯保护 一、一、瓦斯保护的概念和作用瓦斯保护的概念和作用：定义：定义：安装：使顶盖沿瓦斯继电器方向与水平面保持安装：使顶盖沿瓦斯继电器方向与水平面保持1%1%1.5%1.5%的升高坡
3、度，且要求导油管具有不小于的升高坡度，且要求导油管具有不小于2%2%4%4%的升高坡度。的升高坡度。二、二、气体继电器的构造和工作原理气体继电器的构造和工作原理 工作原理分析：工作原理分析：1 1正常情况下：正常情况下：2 2当变压器内部发生轻微故障时：当变压器内部发生轻微故障时：3 3当变压器内部发生严重故障时：当变压器内部发生严重故障时：1 1重瓦斯保护的出口中间继电器必须具有自保持重瓦斯保护的出口中间继电器必须具有自保持：因为重瓦斯反应油流流速的大小而动作，而油流因为重瓦斯反应油流流速的大小而动作，而油流的流速在故障过程中往往很不稳定，所以必须有自保的流速在故障过程中往往很不稳定，所以必
4、须有自保持回路，以保证重瓦斯触点一经闭合，持回路，以保证重瓦斯触点一经闭合，KOMKOM即起动自即起动自保持，无论瓦斯继电器的触点是否重新打开，保持，无论瓦斯继电器的触点是否重新打开，KOMKOM一一直将出口跳闸信号保持到断路器跳开。直将出口跳闸信号保持到断路器跳开。2 2切换片切换片XBXB的作用的作用：改变重瓦斯的出口方式。当变：改变重瓦斯的出口方式。当变压器换油、气体继电器试验、变压器新安装或大修后压器换油、气体继电器试验、变压器新安装或大修后后投入运行之初，通过后投入运行之初，通过XBXB将保护换接于电阻将保护换接于电阻R R回路，回路，以防重瓦斯保护误动作跳闸。以防重瓦斯保护误动作跳
5、闸。3 3瓦斯保护动作后，应从瓦斯继电器上部排气口收瓦斯保护动作后，应从瓦斯继电器上部排气口收集气体，进行分析集气体，进行分析。根据气体的数量、颜色、化学成。根据气体的数量、颜色、化学成分、可燃性等，判断保护动作的原因和故障的性质。分、可燃性等，判断保护动作的原因和故障的性质。4 4瓦斯保护能反应油箱内各种故障，且动作迅速、瓦斯保护能反应油箱内各种故障，且动作迅速、灵敏性高、接线简单，但不能反应油箱外的引出线和灵敏性高、接线简单，但不能反应油箱外的引出线和套管上的故障。套管上的故障。三、瓦斯保护的整定三、瓦斯保护的整定 轻瓦斯保护轻瓦斯保护的动作值采用气体容积表示。通常的动作值采用气体容积表示
6、。通常气体容积的整定范围为气体容积的整定范围为250250300mm300mm2 2。对于容量在。对于容量在10WVA10WVA以上变压器多采用以上变压器多采用250mm250mm2 2 。气体容积的调整。气体容积的调整可以通过改变重锤位置来实现。可以通过改变重锤位置来实现。重瓦斯保护重瓦斯保护的动作值采用油流流速表示。一般的动作值采用油流流速表示。一般整定范围在整定范围在0.60.61.5m/s 1.5m/s，该流速指的是导油管中，该流速指的是导油管中油流的速度。油流的速度。QJ1-80QJ1-80型气体继电器进行油流流速的型气体继电器进行油流流速的调整时，可先松动调节螺杆调整时，可先松动调
7、节螺杆1414，再改变弹簧，再改变弹簧9 9的长度的长度即可，一般整定在即可，一般整定在1m/s1m/s左右。左右。第第 九九 章章 电力变压器保护电力变压器保护第三节第三节 变压器的纵差动保护变压器的纵差动保护5.1BNLIn5.2BNLIn IITAIIIIInIII122一、变压器差动保护的基本原理与接线图一、变压器差动保护的基本原理与接线图一）一）接线图接线图二）、基本原理二）、基本原理1 1电流互感器的变比分别按变压器两侧的额定电流电流互感器的变比分别按变压器两侧的额定电流选择，即选择，即 流入差动继电器的电流为流入差动继电器的电流为2在正常运行及外部短路时：在正常运行及外部短路时：
8、因为因为 ITAITAInInII 212211当正常运行或外部故障时，流入差动继电器的电流为：当正常运行或外部故障时，流入差动继电器的电流为：3当变压器内部故障时，流入差动继电器的电流为：当变压器内部故障时，流入差动继电器的电流为：为了保证动作的选择性，差动继电器的动作电流应按为了保证动作的选择性，差动继电器的动作电流应按躲开外部短路时出现的最大不平衡电流来整定，即躲开外部短路时出现的最大不平衡电流来整定，即011 IIIk11IIIk max.unbreljactIKI二、变压器纵差动保护二、变压器纵差动保护的特点的特点 变压器的纵差动保变压器的纵差动保护在区外短路时的不平衡护在区外短路时
9、的不平衡电流比线路纵差保护的不电流比线路纵差保护的不平衡电流大。平衡电流大。变压器差动保护还变压器差动保护还将面临励磁涌流的影响。将面临励磁涌流的影响。1励磁涌流的产生及特点励磁涌流的产生及特点 励磁涌流励磁涌流：变压器空载合闸变压器空载合闸或或断开外部故障后，断开外部故障后，系统电压恢复时系统电压恢复时出现的励磁电流，其数值可达额定电出现的励磁电流，其数值可达额定电流的流的68倍。倍。产生的原因产生的原因：是变压器铁心的严重饱和使励磁阻抗：是变压器铁心的严重饱和使励磁阻抗的大幅度降低。设铁心无剩磁情况下，于电压瞬时值的大幅度降低。设铁心无剩磁情况下，于电压瞬时值为零时投入变压器，此时铁心中的
10、磁通为零时投入变压器，此时铁心中的磁通的变化及励磁的变化及励磁涌流涌流I IM与磁通的关系如图所示。由图知，磁通滞后电与磁通的关系如图所示。由图知，磁通滞后电压压900。当电压瞬时值。当电压瞬时值u=0时，磁通时，磁通 。由。由于变压器铁心中的磁通不能突变，因而铁心中出现非于变压器铁心中的磁通不能突变，因而铁心中出现非周期分量磁通周期分量磁通 ，其幅值为，其幅值为+。若忽略非周。若忽略非周mapmfz期分量磁通期分量磁通 的衰减，则半周期的衰减，则半周期后，总磁通的幅值后，总磁通的幅值为为 ，铁心严重饱和。铁心严重饱和。mm2.fz 表表9-1 9-1 励磁涌流实验数据举例励磁涌流实验数据举例
11、条件条件 谐波分量占基波分量的百分数（谐波分量占基波分量的百分数（%）直流直流分量分量基波基波二次二次谐波谐波三次三次谐波谐波四次四次谐波谐波五次五次谐波谐波励磁励磁涌流涌流第一个周期第一个周期第二个周期第二个周期第八个周期第八个周期5858585858581001001001001001006262636365652525282830304 45 57 72 23 33 3内部内部短路短路故障故障电流电流电流互感器饱电流互感器饱和和电流互感器不电流互感器不饱和饱和38380 01001001001004 49 932324 49 97 72 24 4励磁涌流的特点励磁涌流的特点：其最大值很大
12、，可达额定电流的其最大值很大，可达额定电流的6 68 8倍。倍。其波形有间断角（削去负波后）。其波形有间断角（削去负波后）。其波形偏向时间轴一侧，因此含有大量的直流其波形偏向时间轴一侧，因此含有大量的直流分量（约占基波分量（约占基波80%80%）及高次谐波分量，其中以）及高次谐波分量，其中以2 2次次谐波分量所占比例最大（约占基波谐波分量所占比例最大（约占基波20%20%）。）。2 2减小励磁涌流的措施减小励磁涌流的措施采用具有速饱和变流器的差动继电器。采用具有速饱和变流器的差动继电器。利用间断角原理构成的变压器差动保护利用间断角原理构成的变压器差动保护 采用二次谐波制动的差动继电器。采用二次
13、谐波制动的差动继电器。2 2、不平衡电流产生的原因及解决方法、不平衡电流产生的原因及解决方法1 1）稳态不平衡电流）稳态不平衡电流1 1变压器两侧电流相位不同变压器两侧电流相位不同 电力变压器广泛采用电力变压器广泛采用Y-Y-1111接线方式。接线方式。正常情况下，变压器两侧正常情况下，变压器两侧TATA相位不同，相位不同，Y Y侧电流侧电流滞后滞后侧电流侧电流30300 0，所以会产生不平衡电流。，所以会产生不平衡电流。2 2）TATA的实际变比与计算变比不等产生的不平衡电流的实际变比与计算变比不等产生的不平衡电流例如：一台额定容量为例如：一台额定容量为31.5MVA31.5MVA的变压器，
14、变比为的变压器，变比为115/10.5115/10.5，Y-Y-1111接线，其两侧电流互感器的不平衡接线，其两侧电流互感器的不平衡电流为电流为3 3）由）由TATA型号不同引起的不平衡电流型号不同引起的不平衡电流4 4）由于变压器调压分接头改变引起的不平衡电流）由于变压器调压分接头改变引起的不平衡电流 1581153105.31317305.103105.3136.54527351583346517306053004005200055.46027360158332.44001730电压侧电压侧115KV(Y)115KV(Y)10.5KV(10.5KV()额定电流（额定电流（A A）电流互感器
15、接线电流互感器接线方式方式Y Y电流互感器计算电流互感器计算变比变比电流互感器实际电流互感器实际变比变比差动动臂电流（差动动臂电流（A A）不平衡电流（不平衡电流（A A）4.55-4.32=0.234.55-4.32=0.232、暂态不平衡电流、暂态不平衡电流因在暂态过程中，一次侧的短路电流含有因在暂态过程中，一次侧的短路电流含有非周期分量，它对时间的变化率很小，很非周期分量，它对时间的变化率很小，很难转换到二次侧，而主要成为励磁电流。难转换到二次侧，而主要成为励磁电流。使铁芯更加饱和，使铁芯更加饱和，TATA误差更大。误差更大。其特点：其特点：暂态不平衡电流含有大量的非周期分量，偏离暂态不
16、平衡电流含有大量的非周期分量，偏离时间轴的一侧。时间轴的一侧。暂态不平衡电流最大值出现的时间滞后一次侧最暂态不平衡电流最大值出现的时间滞后一次侧最大电流的时间。大电流的时间。根据此特点靠保护的延时来躲过其暂态不平衡电根据此特点靠保护的延时来躲过其暂态不平衡电流必然影响保护的快速性，甚至使变压器差动保护不流必然影响保护的快速性，甚至使变压器差动保护不能接受。能接受。三、减小不平衡电流的措施三、减小不平衡电流的措施 1 1、减小稳态情况下的不平衡电流、减小稳态情况下的不平衡电流 变压器差动保护各侧用的变压器差动保护各侧用的TATA，选用专用的，选用专用的D D级级TATA。2 2、减小、减小TAT
17、A的二次负荷的二次负荷 常用办法有：减小控制电缆的电阻常用办法有：减小控制电缆的电阻(适当增大导适当增大导线截面，尽量缩短控制电缆长度线截面，尽量缩短控制电缆长度)；采用弱电控制用；采用弱电控制用的的TA(TA(二次额定电流为二次额定电流为lA)lA)等。等。3 3、采用带小气隙的、采用带小气隙的TATA 这种这种TATA铁芯的剩磁较小，在一次侧电流较大的铁芯的剩磁较小，在一次侧电流较大的情况下，情况下，TATA不容易饱和，因而励磁电流较小，有利于不容易饱和，因而励磁电流较小，有利于减小不平衡电流。同时也改善了减小不平衡电流。同时也改善了TATA的暂态特性。的暂态特性。4 4变压器两侧电流相位
18、不同引起的不平衡电流用变压器两侧电流相位不同引起的不平衡电流用相位补偿法相位补偿法 将变压器将变压器Y Y侧的侧的TATA二次绕组接成二次绕组接成，而将变压器，而将变压器侧的侧的TATA二次绕组接成二次绕组接成Y Y，以补偿，以补偿30300 0的相位差。同时，的相位差。同时，为使正常情况下，每相两臂中的电流大小相等，其电为使正常情况下，每相两臂中的电流大小相等，其电流互感器的变比应增大流互感器的变比应增大 倍，即倍，即3变压器变压器侧的电流互感器的变比为侧的电流互感器的变比为53)(.)(YBNYLIn5)(.)(BNLIn在微机保护中通过软件对相位进行校正在微机保护中通过软件对相位进行校正
19、 5 5、TATA的实际变比与计算变比不等产生的不平衡电流的实际变比与计算变比不等产生的不平衡电流采用数值补偿法采用数值补偿法1 1）利用自耦变流器利用自耦变流器消除这一不平衡电流消除这一不平衡电流 自耦变流器接在互感器二次电流小的这一侧，见自耦变流器接在互感器二次电流小的这一侧，见图图(a)(a)2 2）采用平衡绕组采用平衡绕组来补偿。来补偿。图图b b中，适当选择差动线圈中，适当选择差动线圈 、平衡线圈平衡线圈 的的匝数，使得匝数，使得opNbalNbalopYNINII222)(使得差动继电器中的电流为使得差动继电器中的电流为0 0，补偿不平衡电流。，补偿不平衡电流。3 3）在变压器微机
20、保护的软件中采用补偿系数使差）在变压器微机保护的软件中采用补偿系数使差动回路的不平衡电流为最小。动回路的不平衡电流为最小。6 6、由、由TATA型号不同引起的不平衡电流采用方法型号不同引起的不平衡电流采用方法：在整：在整定计算中引入一个同型系数定计算中引入一个同型系数K KSSSS，型号相同时取，型号相同时取0.50.5，型号不同时取型号不同时取1 1。7 7、由于变压器调压分接头改变引起的不平衡电流采、由于变压器调压分接头改变引起的不平衡电流采用方法用方法：在整定计算中加以考虑。：在整定计算中加以考虑。变压器纵差动保护整定时应躲开的最大不平衡电变压器纵差动保护整定时应躲开的最大不平衡电流为：
21、流为：TAKzaSSaperunbnIfUKKI/)%10(max.max.一般取一般取1.31.31.51.5取为取为1 1 取调压范取调压范围的一半围的一半初算时取初算时取0.05 0.05 8 8、减小暂态过程中非周期、减小暂态过程中非周期分量电流的影响分量电流的影响 差动保护用的差动保护用的中间变流中间变流器器，具有速饱和特性。但差，具有速饱和特性。但差动保护的动作速度减缓动保护的动作速度减缓(约约1 12 2周波周波)，直到非周期分量，直到非周期分量衰减幅度较大后才能正确动衰减幅度较大后才能正确动作。作。或可选用或可选用带制动特性的差动继电器带制动特性的差动继电器或或间断角原理的间断
22、角原理的差动继电器等方法来解决暂态过程中非周期分量电流差动继电器等方法来解决暂态过程中非周期分量电流的影响问题。的影响问题。三、采用三、采用BCHBCH型差动继电器构成的差动保护型差动继电器构成的差动保护 1 1、采用采用BCH-2BCH-2差动继电器构成的差动保护差动继电器构成的差动保护BCH-2BCH-2型差动继电器的构造及工作原理型差动继电器的构造及工作原理速饱和变流器的铁心：速饱和变流器的铁心：S SB B=2S=2SC C=2S=2SA A原理：原理：在在C C柱中的磁通有柱中的磁通有 、，而，而 的方向与的方向与 方向相反，起去磁作用；方向相反，起去磁作用；的方向的方向与与 相同，
23、起助磁作用。所以相同，起助磁作用。所以C C柱中总的磁通柱中总的磁通BC.BCK.1ACK.2BCK.1BC.ACK.2BC.ACkBCkBCC.2.1.短路线圈的作用短路线圈的作用内部接线见图内部接线见图913913示。示。（1 1）短路线圈开路）短路线圈开路 无短路线圈产生的磁通，即无短路线圈产生的磁通，即为普通带速饱和变流器的差动继电器。为普通带速饱和变流器的差动继电器。（2 2）接入短路线圈后）接入短路线圈后 如如N NOPOP通入周期分量电流，通入周期分量电流，且保持且保持2N2NK1K1=N=NK2K2（只要采用标号相同字母的抽头相（只要采用标号相同字母的抽头相连），则连），则 ，
24、即短路线圈产生的助样作即短路线圈产生的助样作BCkACK。1.2用与去磁作用相等，相当于短路线圈不起作用。继电用与去磁作用相等，相当于短路线圈不起作用。继电器的动作磁势与无短路线圈时相同。器的动作磁势与无短路线圈时相同。如单独增大如单独增大N NK2K2的匝数，即增长率的匝数，即增长率N NK2K2/N/NK1K1的比值的比值时，由于助磁作用加强，将使时，由于助磁作用加强，将使 增大，而电流继电增大，而电流继电器的动作电流是不变的，此时继电器动作，所需器的动作电流是不变的，此时继电器动作，所需 将减小（即将减小（即 安匝）。反之，如单独增大安匝）。反之，如单独增大N NK1K1的匝数，动作磁势
25、将大于的匝数，动作磁势将大于6060安匝。安匝。如如N Nopop通入含有直流分量的电流，直流分量电流通入含有直流分量的电流，直流分量电流使铁心饱和，使变流器的传变性能变坏，二次线圈中使铁心饱和，使变流器的传变性能变坏，二次线圈中的感应电势减小，而短路线圈将使二次线圈的感应电的感应电势减小，而短路线圈将使二次线圈的感应电势进一步减小。势进一步减小。CopI60opopNI 当铁心饱和后，当铁心饱和后，增加增加N NK1K1、N NK2K2的匝数，尽的匝数，尽管还保持管还保持2N2NK1K1=N=NK2K2，但将，但将使短路线圈磁势增大，因使短路线圈磁势增大，因此躲开非周期分量的能力此躲开非周期
26、分量的能力也就加强。也就加强。0.actKactKII所以所以N NK1K1、N NK2K2匝数的选择应按下列条件来选匝数的选择应按下列条件来选：对小型变压器，由于励磁涌流倍数大，而对小型变压器，由于励磁涌流倍数大，而内部故障时非周期分量衰减较快，同时对保护动内部故障时非周期分量衰减较快，同时对保护动作时间要求较低，故一般选用较大匝数，如作时间要求较低，故一般选用较大匝数，如C1C1C2C2，D1D2D1D2。对中型变压器，由于励磁涌流倍数小，非周期对中型变压器，由于励磁涌流倍数小，非周期分量衰减慢，要求保护动作时间短，故一般选用较小分量衰减慢，要求保护动作时间短，故一般选用较小匝数，如匝数，
27、如A1A2A1A2，B1B2B1B2。BCH-2BCH-2型差动继电器中各线圈的作用如下型差动继电器中各线圈的作用如下：a a、差动线圈与、差动线圈与TATA二次回路相连，产生差动磁通。二次回路相连，产生差动磁通。b b、平衡线圈是补偿由于变压器两侧、平衡线圈是补偿由于变压器两侧TATA计算变比与实计算变比与实际变比不同所产生的不平衡电流。际变比不同所产生的不平衡电流。c c、短路线圈的作用是加强直流分量的助磁作用，提、短路线圈的作用是加强直流分量的助磁作用，提高了继电器躲避非周期分量的能力。高了继电器躲避非周期分量的能力。d d、二次线圈的作用是产生二次电势，使执行元件励、二次线圈的作用是产
28、生二次电势，使执行元件励磁。磁。（2 2）采用）采用BCH-2BCH-2型差动继电器构成的差动保护的型差动继电器构成的差动保护的接线接线2 2由由BCH-1BCH-1型差动继电器构成的纵差动保护型差动继电器构成的纵差动保护 差动磁通在两部分二次线圈差动磁通在两部分二次线圈N N2 2中单独感应的中单独感应的电势大小相等、方向相同。因此，电势大小相等、方向相同。因此，N NOPOP与与N Nbal1bal1、N Nbal2bal2之间有互感作用，在通入差动回路的电流达之间有互感作用，在通入差动回路的电流达到起动值时能使继电器动作。到起动值时能使继电器动作。制动磁通制动磁通brkbrk由两边柱构成
29、闭合回路，因此，由两边柱构成闭合回路，因此，N Nbrkbrk与与N NOPOP、N Nbal1bal1、N Nbal2bal2之间无互感作用。之间无互感作用。而而brkbrk在二次线圈中感应的电势大小相等，在二次线圈中感应的电势大小相等，方向相反而相互抵消，因此，方向相反而相互抵消，因此，N Nbrkbrk与与N N2 2之间无互感之间无互感作用。作用。当不考虑制动线圈的作用，差动线圈与二次当不考虑制动线圈的作用，差动线圈与二次线圈之间相当与一个速饱和变流器，因此，它可线圈之间相当与一个速饱和变流器，因此，它可以消除不平衡电流和励磁涌流中的非周期分量的以消除不平衡电流和励磁涌流中的非周期分量
30、的影响影响2)2)继电器的工作原理继电器的工作原理 继电器的起动电流继电器的起动电流当制动线圈中无电流时，当制动线圈中无电流时，差动线圈中通入差动线圈中通入I IK.actoK.acto，由此电流产生的磁通在二次，由此电流产生的磁通在二次线圈中感应一定的电势线圈中感应一定的电势E E2020，它刚好使继电器的执行，它刚好使继电器的执行元件动作。元件动作。当当N Nbrkbrk中有电流时，它将在铁芯的两边柱上产中有电流时，它将在铁芯的两边柱上产生磁通生磁通brkbrk使铁芯饱和，至使导磁率下降。从而削弱使铁芯饱和，至使导磁率下降。从而削弱了了N NOPOP中周期分量向中周期分量向N N2 2的传
31、变。此时必须增加的传变。此时必须增加N NOPOP中的中的电流才能使线圈电流才能使线圈N N2 2中感应的电势中感应的电势E E2020，使继电器的执行，使继电器的执行元件动作。元件动作。结论：结论：继电器的起动电流是随着制动电流的增大继电器的起动电流是随着制动电流的增大而增大而增大。制动特性曲线制动特性曲线继电器起动电流继电器起动电流I IK.actoK.acto与制与制动电流动电流I Ibrkbrk的关系，即的关系，即I IK.actoK.acto=f(=f(I Ibrkbrk)，称为制动特性，称为制动特性曲线。曲线。对于多侧电对于多侧电源的变压器区内故源的变压器区内故障时，如制动曲线障时
32、，如制动曲线过于上翘，可能出过于上翘，可能出现继电器拒动。现继电器拒动。制动系数制动系数从原点到制动特性曲线的切线与从原点到制动特性曲线的切线与横坐标轴的夹角为横坐标轴的夹角为，tgtg称为制动系数。称为制动系数。为保证内部故障时继电器可靠动作，制动系数为保证内部故障时继电器可靠动作，制动系数一般不超过一般不超过0.50.50.60.6。接线：接线：3 3）具有制动特性的）具有制动特性的BCH-1BCH-1型继电器提高内部故型继电器提高内部故障的灵敏度分析障的灵敏度分析 单电源变压器内部短路制动线圈单电源变压器内部短路制动线圈N Nbrkbrk无电流，无电流，继电器的起动电流如图继电器的起动电
33、流如图9-199-19中的中的I IK.actoK.acto。变压器内部短路，假定两侧电源供给的短路变压器内部短路，假定两侧电源供给的短路电流相等，制动线圈曲线电流相等，制动线圈曲线N Nbrkbrk的电流为差动线圈的的电流为差动线圈的一半，即一半，即 ，其关系如图，其关系如图9-199-19曲线曲线4 4。2/max.KbrkII单电源变压器内单电源变压器内部故障且制动线圈与部故障且制动线圈与差动线圈的电流相同，差动线圈的电流相同，这是最不利的情况。这是最不利的情况。关系曲线如图关系曲线如图9-199-19的的直线直线5 5所示。所示。制动线圈究竟接在哪一侧，确定的原则是：制动线圈究竟接在哪
34、一侧，确定的原则是：区外故障时，制动作用应最大，使继电器可靠不区外故障时，制动作用应最大，使继电器可靠不动作；区内故障时，制动作用最小，使继电器动作最动作；区内故障时，制动作用最小，使继电器动作最灵敏。灵敏。在在双绕组变双绕组变差动保护中：制动线圈应接在无电差动保护中：制动线圈应接在无电源或大电源的一侧。源或大电源的一侧。对于对于单侧电源的三绕组变单侧电源的三绕组变：制动线圈应接在区：制动线圈应接在区外短路时流过最大穿越性短路电流的一侧。当两受电外短路时流过最大穿越性短路电流的一侧。当两受电侧保护区外短路时，短路电流相差不大且有利于提高侧保护区外短路时，短路电流相差不大且有利于提高灵敏度时，将
35、制动线圈接于电源侧。灵敏度时，将制动线圈接于电源侧。对于对于双侧电源的三绕组变双侧电源的三绕组变：制动线圈应接于无：制动线圈应接于无电源一侧。电源一侧。对于对于三侧有电源的三绕组变三侧有电源的三绕组变：制动线圈应接于：制动线圈应接于穿越性短路电流最大的一侧。穿越性短路电流最大的一侧。BCH-1BCH-1型和型和BCH-2BCH-2型的比较：型的比较：共同点是共同点是：它们都带有速饱和变流器，都具有：它们都带有速饱和变流器，都具有躲过非周期分量的励磁涌流的能力；差动范围内故障躲过非周期分量的励磁涌流的能力；差动范围内故障时，保护都将延时动作；执行元件均采用时，保护都将延时动作；执行元件均采用DL
36、-11/0.2DL-11/0.2型型继电器。继电器。不同点在于不同点在于：BCH-2BCH-2型继电器，由于有短路线圈的作用，故其型继电器，由于有短路线圈的作用，故其躲过变压器励磁涌流的能力优于躲过变压器励磁涌流的能力优于BCH-1BCH-1型继电器。型继电器。BCH-1BCH-1型继电器具有制动特性，故其躲过外部短型继电器具有制动特性，故其躲过外部短路时不平衡电流的能力优于路时不平衡电流的能力优于BCH-2BCH-2型继电器。型继电器。四、纵联差动保护的整定计算原则和步骤四、纵联差动保护的整定计算原则和步骤 1 1、选择电流互感器的变比，计算变压器额定运、选择电流互感器的变比，计算变压器额定
37、运行时差动臂上的电流，并取其中电流较大的一侧为行时差动臂上的电流，并取其中电流较大的一侧为基本侧。计算方法见表基本侧。计算方法见表9-29-2 2 2、计算变压器外部短路时的最大短路电流、计算变压器外部短路时的最大短路电流(归算归算至基本侧至基本侧)3 3、按下述三个条件确定保护装置的起动电流按下述三个条件确定保护装置的起动电流 1 1）躲过变压器空载合闸或外部短路切除后电）躲过变压器空载合闸或外部短路切除后电压恢复时的励磁涌流压恢复时的励磁涌流TBNrelactIKI.取取1.31.32)2)考虑电流互感器二次回路断线，应躲过变压器正考虑电流互感器二次回路断线，应躲过变压器正常运行情况下的最
38、常运行情况下的最 大负荷电流大负荷电流 max.LrelactIKI取取1.31.3.max.max10%/unbapersszakTAIKKUfIn max.unrelactIKI3)3)躲过外部短路时的最大不平衡电流躲过外部短路时的最大不平衡电流取取1.31.3取取1 1取取0.1 0.1 由于采用的辅助互感由于采用的辅助互感器变比或平衡线圈的器变比或平衡线圈的匝数与计算值不同时匝数与计算值不同时所引起的相对误差。所引起的相对误差。由于在计算动作电流由于在计算动作电流时，还不能确定，所时，还不能确定，所以可采用中间值以可采用中间值0.05 0.05 根据以上计算结果，其中最大值为基本侧起动
39、根据以上计算结果，其中最大值为基本侧起动电流的一次计算值电流的一次计算值 (4)(4)确定基本侧线圈匝数确定基本侧线圈匝数 基本侧继电器起动电流的计算值基本侧继电器起动电流的计算值 jsactTAcjsactkInKI.基本侧继电器工作线圈匝数基本侧继电器工作线圈匝数 jsactkjsGIALL.0.取取6060安匝安匝 根据继电器线圈实有抽头情况，先选取差动线圈根据继电器线圈实有抽头情况，先选取差动线圈L Ld.zd.z，然后选取基本侧平衡线圈，然后选取基本侧平衡线圈L Lbal.jb.zbal.jb.z，使基本侧实，使基本侧实际工作线圈际工作线圈L LG.zG.z=L=Ld.zd.z+L+
40、Lbal.jb.zbal.jb.z。为了保证选择性，。为了保证选择性，L LG.zG.z应比基本侧继电器工作线圈计算匝数小而接近。应比基本侧继电器工作线圈计算匝数小而接近。zGactKLI.60actKcTAactIKnI.继电器和保护装置的实际动作电流为继电器和保护装置的实际动作电流为 jsfjbalzdfjezGjbeLLILI.2.2zdzGfjejbejsfjbalLLIIL.2.2.（5 5）确定非基本侧平衡线圈匝数）确定非基本侧平衡线圈匝数 根据变压器在额定运行时，继电器内部的磁势根据变压器在额定运行时，继电器内部的磁势平衡条件，可求得非基本侧平衡线圈的匝数，即平衡条件，可求得非基
41、本侧平衡线圈的匝数，即 选用接近的整匝数作为非基本侧平衡线圈的实选用接近的整匝数作为非基本侧平衡线圈的实际匝数际匝数 zdzfjbalzfjGLLL.zdjsfjbalzfjbaljsfjbalzaLLLLf.非基本侧工作线圈的实际匝数为非基本侧工作线圈的实际匝数为 (6)(6)校验相对误差校验相对误差继电器工作线圈实际匝数与计算匝数不完全相等继电器工作线圈实际匝数与计算匝数不完全相等，产生相对误差，产生相对误差 ，即，即 zafzaf 若若 符合初步假设条件，则不必进行重符合初步假设条件，则不必进行重复计算。若复计算。若 时，则应将时，则应将 的实际值代入的实际值代入(9-19)(9-19)
42、式，重新计算动作电流及各线圈匝数。式，重新计算动作电流及各线圈匝数。05.0zaf05.0zafzaf （7 7）短路线圈抽头的确定）短路线圈抽头的确定 对中小容量变压器可取较多的匝数，如选用对中小容量变压器可取较多的匝数，如选用CCCC或或D D一一D D抽头，对大容量变压器可取较少的匝数，如选抽头，对大容量变压器可取较少的匝数，如选用用AAAA或或B B一一B B抽头。所选抽头是否合适，应通过变压抽头。所选抽头是否合适，应通过变压器空载投入试验确定。器空载投入试验确定。(8)(8)保护装置的灵敏度校验保护装置的灵敏度校验 按下式计算灵敏系数按下式计算灵敏系数 .minksenactIKI2
43、2第第 九九 章章 电力变压器保护电力变压器保护第四节第四节 变压器相间短路的后备保护及过负变压器相间短路的后备保护及过负荷保护荷保护 变压器相间短路的后备保护：变压器相间短路的后备保护：既是变压器主既是变压器主保护的后备保护，又是相邻母线或线路的后备保护。保护的后备保护，又是相邻母线或线路的后备保护。形式：形式：过电流保护、低电压起动的过电流保过电流保护、低电压起动的过电流保护、复合电压起动的过电流保护或负序电流保护等。护、复合电压起动的过电流保护或负序电流保护等。一、一、过电流保护过电流保护（图（图920920）动作电流的整定动作电流的整定：按躲过变压器的最大负荷电流：按躲过变压器的最大负
44、荷电流整定。整定。max.loarerelactIKKI取取1.21.21.31.3变压器的最大负荷电流应按下列情况考虑变压器的最大负荷电流应按下列情况考虑：1 1）对并联运行的变压器，应考虑切除一台变压）对并联运行的变压器，应考虑切除一台变压器后的负荷电流。器后的负荷电流。当各台变压器的容量相同时，可按下式计算：当各台变压器的容量相同时，可按下式计算：2 2）对降压变压器，应考虑负荷中电动机自起）对降压变压器，应考虑负荷中电动机自起动时的最大电流，即：动时的最大电流，即：自起动系数；对自起动系数；对110KV110KV降压变电站的降压变电站的6 610KV10KV侧，取侧，取1.51.52.
45、52.5；35KV35KV侧，取侧，取1.51.52.02.0。TNloaImmI.max.1并联运行变压器的并联运行变压器的最少台数最少台数TNMSloaIKI.max.远后备保护远后备保护：取相邻线路末端：取相邻线路末端为校验点，要求为校验点，要求近后备保护近后备保护：取变压器低压侧：取变压器低压侧母线为校验点，要求母线为校验点，要求0.25.1senK2.1senK灵敏系数的校验：灵敏系数的校验：actKsenIIK)2(min.保护的动作时限应比相邻元件保护的最大动作时保护的动作时限应比相邻元件保护的最大动作时限大一个阶梯时限。限大一个阶梯时限。二、二、低电压起动的过电流保护低电压起动
46、的过电流保护（图（图921921）KAKA的动作电流的动作电流：按躲过变压器的额定电流整定，：按躲过变压器的额定电流整定，即：即：KVKV的动作电压的动作电压：按躲过正常运行时最低工作电压：按躲过正常运行时最低工作电压整定。一般取整定。一般取 。电压元件的灵敏系数电压元件的灵敏系数的校验：的校验：TNrerelactIKKI.TNactUU.7.0max.kactsenUUK 对升压变压器，如低电压继电器只接在一侧对升压变压器，如低电压继电器只接在一侧电压互感器上，则当另一侧短路时，电压互感器上，则当另一侧短路时，灵敏度灵敏度往往不往往不能能满足要求满足要求可采用两套低电压继电器分别接在可采用
47、两套低电压继电器分别接在变压器高、低压侧的电压互感器上，并将其触点并变压器高、低压侧的电压互感器上，并将其触点并联，以提高灵敏度。联，以提高灵敏度。为防止电压互感器二次回路断线后保护误动为防止电压互感器二次回路断线后保护误动作，设置了作，设置了中间继电器中间继电器KMKM当电压互感器二次回当电压互感器二次回路断线时，低电压继电器动作，起动中间继电器，路断线时，低电压继电器动作，起动中间继电器，发出电压回路断线信号。发出电压回路断线信号。三、复合电压起动的过电流保护三、复合电压起动的过电流保护（图（图922922）适用场合适用场合：一般用于升压变压器或过电流保护：一般用于升压变压器或过电流保护灵
48、敏度达不到要求的降压变压器上，适用于大多数灵敏度达不到要求的降压变压器上，适用于大多数中、小型变压器。中、小型变压器。组成组成：1 1）电流元件。）电流元件。2 2）电压元件。）电压元件。3 3）时间元件。）时间元件。工作原理工作原理：发生不对称短路时：发生不对称短路时：发生三相对称短路时：发生三相对称短路时：TNactUU.2)12.006.0(负序电压继电器的动作电压负序电压继电器的动作电压 ：按躲开正常：按躲开正常运行情况下负序电压滤过器输出的最大不平衡电压运行情况下负序电压滤过器输出的最大不平衡电压整定。据运行经验，取整定。据运行经验，取 actU2此保护的优点此保护的优点：1 1因因
49、KVNKVN的整定值较小，因此对于不对称短路，的整定值较小，因此对于不对称短路，其灵敏度较高。其灵敏度较高。2 2对于对称短路，对于对称短路，KVKV在在KVNKVN触点断开后起动，负触点断开后起动，负序电压消失后，使序电压消失后，使KVKV接入电压接入电压UacUac，UacUac只要能维持只要能维持KVKV不返回，即可使保护动作。而不返回，即可使保护动作。而KVKV的返回电压为其起动的返回电压为其起动电压的电压的1.151.151.21.2倍，因此，电压元件的灵敏性可提倍，因此，电压元件的灵敏性可提高高1 1.15151.21.2倍。倍。3 3由于保护反应负序电压，因此对于变压器后由于保护
50、反应负序电压，因此对于变压器后的不对称短路，与变压器的接线方式无关。的不对称短路，与变压器的接线方式无关。四、负序过电流保护四、负序过电流保护 如图如图9-239-23所示所示 组成：由组成：由KKAKKA和负序电流滤过器和负序电流滤过器ZANZAN、低电压启、低电压启动的过电流保护三部分组成。动的过电流保护三部分组成。负序电流保护的起动电流按以下条件选择负序电流保护的起动电流按以下条件选择：(1)(1)躲开变压器正常运行时负序电流滤过器出躲开变压器正常运行时负序电流滤过器出口的最大不平衡电流，其值一般为口的最大不平衡电流，其值一般为TNI.2.01.0(2)(2)躲开线路一相断线时引起的负序
