变压器的差动保护
变压器差动保护原理
变压器差动保护原理
变压器差动保护是一种常用于高压变压器保护的电气保护装置。
其原理是通过比较变压器两侧电流的差值，来识别是否存在故障或异常情况。
具体工作流程如下：
1. 变压器差动保护系统由一台差动继电器和多个电流互感器组成。
电流互感器分别连接到变压器两侧的主绕组，将电流信号传递给差动继电器。
2. 差动继电器内部设有比较电路，用于比较两侧电流的差值。
如果变压器正常运行，两侧电流应该保持平衡。
3. 如果存在故障，比如主绕组中出现短路或地故障，将导致两侧电流不平衡。
差动继电器将通过比较电路检测到这种差异，从而触发保护动作。
4. 差动继电器的动作可以通过断开变压器的断路器或刀闸来切断故障电流，保护变压器和其他设备免受损坏。
5. 为了提高差动保护的可靠性，通常还会配置差动保护的备用继电器和互感器，并采用冗余的电源供电系统。
综上所述，变压器差动保护通过比较变压器两侧电流的差值来识别故障，并触发保护动作，从而保护变压器和其他设备的安全运行。
变压器差动保护
变压器差动保护一：这里讲的是差动保护的一种，即变压器比例制动式完全纵差保护（以下简称差动）；二：差动保护的定义由于在各种参考书中没有找到差动保护的具体定义，这里只根据自己所掌握的知识给差动保护下一个定义：当区内发生某些短路性故障的时候，在变压器各侧电流互感器CT的二次回路中将产生大小相同，相位不同的短路电流，当这些短路电流的向量和即差流达到一定值时，跳开变压器各侧断路器的保护，就是变压器差动保护三：下面我以两圈变变压器为例，针对以上所述变压器差动保护的定义，对差动保护进行阐述：1、图一所示：为一两圈变变压器，具体参数如下：主变高压侧电压U高=220KV,主变低压侧电压U低=110KV,变压器容量Sn=240000KV A,I1’：流过变压器高压侧的一次电流；I”：流过变压器低压侧的一次电流；I2’：流过变压器高压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流；I2”：流过变压器低压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流；nh：高压侧电流互感器CT1变比；nl：低压侧电流互感器CT2变比；nB：变压器的变比；各参数之间的关系：I1’/ I2’= nh I”/ I2”= nl I2’= I2”I1’/ I”= nh/ nl=1/ nB2、区内：CT1到CT2的范围之内；3、反映故障类型：高压侧内部相间短路故障，高压侧（中性点直接接地）单相接地故障以及匝间、层间短路故障；四：差动的特性1、比率制动：如图二所示，为差动保护比率特性的曲线图：下面我们就以上图讲一下差动保护的比率特性：o：图二的坐标原点；f：差动保护的最小制动电流；d：差动保护的最小动作电流；p：比率制动斜线上的任一点；e：p点的纵坐标；b：p点的横坐标；动作区：在of范围内，由于电流小于最小制动电流，因此在此范围内，只要电流大于最小动作电流Iopo，差动保护动作；当电流大于f点时，由于电流大于最小制动电流，此时保护开始进行比率制动运算，曲线抬高，此时只有当电流在比率制动曲线以上时保护动作；因此，图中阴影部分，即差动保护的动作区；制动区：当电流在落在曲线以下而大于最小动作电流的时候，由于受比率制动系数的制约，保护部动作，这个区域就是差动保护的制动区；比率制动系数K：实际上比率制动系数，就是图二中斜线的斜率，因此我们只要计算出此斜线的斜率，就等于算出了比率制动系数。
变压器差动保护范围
变压器差动保护范围
1.概述
变压器是电网输配电系统中最常见的设备之一，也是最关键的元件之一。
变压器差动保护是变压器保护的核心部分之一。
差动保护是指在变压器两侧测量电流，将测量值相减后得到的差值与保护设备中的设置值进行比较，一旦差值超出限值则启动保护动作。
2.差动保护的失效原因
差动保护通常是由高速继电器实现的，而高速继电器在实际运行中会出现很多问题，比如脉冲干扰、系统阶跃响应、误信号等等，这些都可能导致差动保护的失效。
3.差动保护范围
差动保护范围包括了变压器、变压器引出线以及其它相关元件。
其中变压器通常由两个侧面构成，变压器差动保护作用于两侧。
4.差动保护的应用
差动保护主要应用于大型变压器，但对于不同规格的变压器我们也需要选择相应的差动保护元器件，并注意相关设置值的调节。
5.总结
差动保护是保护大型变压器的首选方案，但其实现可能存在各种问题。
因此，在实际应用中需要根据不同情况灵活选择差动保护元器件和设置相关参数，以使得差动保护起到预期的保护效果。
变压器的差动保护
2、由变压器两侧电流互感器变流比选择引起的不平衡电流及其消除措施 由于变压器的电压比和电流互感器的变流比各有标准，因此不太可能使之完全 配合恰当，从而不太可能使差动保护两边的电流完全相等，这就必然在差动回路 中产生不平衡电流，为了消除这一不平衡电流，可在电流互感器的二次回路接入 一个自耦电流互感器来进行平衡，或利用速饱和电流互感器中的平衡线圈或专门 的差动继电器中的平衡线圈来实现平衡，消除不平衡电流。 3、 由变压器励磁涌流引起的不平衡电流及其减小措施 由于变压器空载投入时产生的励磁涌流只通过变压器的一次绕组，而二次绕组 因开路而无电流，从而在差动回路中产生相当大的不平衡电流。这可通过在差动 回路中接入速饱和电流互感器，继电器则接在速饱和电流互感器的二次侧，以减 小励磁涌流对差动保护的影响。 此外，在变压器正常运行和外部短路时，由于变压器两侧电流互感器的型式和 特性不同，从而也在差动回路中产生不平衡电流。变压器分接头电压的改变，改 变了变压器的电压比，而电流互感器的变流比不可能相应改变，从而破坏了差动 回路中原有的电流平衡状态，也会产生新的不平衡电流。……总之，产生不平衡 电流的因素很多，不可能完全消除，而只能设法使之减小到最小值。
路时，变压器一次侧电流互感器TA1的二次电流 I1' 与变压器
二次侧电流互感器TA2的二次电流
I
' 2
相等或接近相等，因此
流入电流继电器KA（或差动继电器KD）的电
流
I KA
I1'
I
' 2
0
，继电器KA（或KD）不动作。而在差动保
护的保护区内k-2点发生短路时，对于单端供电的变压器来
说，I2' 0 ，因此 IKA I1' ，超过继电器KA（或KD）所整定的动 作电流 Iop(d) ，使KA（或KD）瞬时动作，然后通过出口继电器
变压器差动保护
变压器差动保护一、引言：电力变压器对电力系统的安全稳定运行至关重要。
一旦发生故障遭到损坏，将会造成很大的经济损失，因此，对继电保护的要求很高，差动保护是变压器主保护之一，动作迅速、灵敏而且可靠。
该保护也是我们继电保护调试人员在工作中经常接触到的设备。
下面将介绍一些有关于差动保护方面的一些知识。
二、差动保护的作用：差动保护是防止变压器内部故障的主保护，在35KV及以上变电站中普遍采用，主要用于保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。
差动保护的范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备以及连接这些设备的导线。
简单地讲，就是输入的两端TA之间的设备。
由于差动保护对保护区外故障不会动作，因此差动保护不需要与区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合，发生区内故障时，可以整定为瞬时动作。
差动保护原理简单、使用电气量单纯、保护范围明确、动作不需延时，所以用于变压器主保护。
三、差动保护的原理：差动保护是利用基尔霍夫电流定律中“在任意时刻，对电路中的任一节点，流经该节点的电流代数和恒为零”的原理工作的。
差动保护把被保护的变压器看成是一个节点，在变压器的各侧均装设电流互感器，把变压器各侧电流互感器副边按差接线法接线，即各侧电流互感器的同极性端都朝向母线侧，将同极性端子相连，并联接入差动继电器。
在继电器线圈中流过的电流是各侧电流互感器的副边电流之差，也就是说差动继电器是接在差动回路的，从理论上讲，正常情况下或外部故障时，流入变压器的电流和流出的电流（折算后的电流）相等，差回路中的电流为零。
当变压器正常运行或区外故障（流过穿越性电流）时，各侧电流互感器的副边电流流入保护装置，通过微机保护程序运行，各侧电流存在的相位差由软件自动进行校正，自动计算出各侧电流IH-(IM-IL)接近为零（IH为高压侧电流，IM为中压侧电流，IL为低压侧电流）则保护不动作。
变压器差动保护整定计算
变压器差动保护整定计算一、差动保护原理变压器差动保护是通过测量变压器两侧电流的差值来实现。
差动电流是指变压器两侧电流的差值，当变压器正常运行时，两侧电流大小是相等的，差动电流为零。
但当变压器发生内部故障时，两侧电流会不同，产生差动电流，差动保护即通过检测差动电流实现对变压器内部故障的保护。
二、整定计算方法1、动作电流的整定（1）按变压器额定电流进行整定动作电流整定值为变压器额定电流的5%~15%。
（2）按变压器额定容量进行整定动作电流整定值为变压器额定容量的3%~10%。
（3）按计算值进行整定由于变压器容量的变化和负荷的波动，按照变压器的额定电流或额定容量进行整定会产生误判。
因此，一般采用计算法进行动作电流的整定。
计算公式为：式中，Is为动作电流，S为变压器容量，k为重合闸系数，一般取0.8~0.9。
2、校对系数的整定差动保护装置精度有一定的误差，为了提高差动保护的精度，需要进行校对系数的整定。
校对系数的整定方法一般有以下两种：（1）按精度等级进行整定按照差动保护装置的精度等级进行整定，一般取0.8~0.9。
（2）按变压器灵敏系数进行整定根据变压器的灵敏系数进行整定，灵敏系数一般取0.1~0.3。
3、时间延迟的整定为了避免因瞬时故障而误动，差动保护需要进行时间延迟的整定，延迟时间一般为0.15~0.3s。
三、差动保护整定计算示例假设一个变压器的容量为1000kVA，额定电流为100A，差动保护装置的精度等级为0.5级，重合闸系数为0.9，灵敏系数为0.2，时间延迟为0.2s。
则进行差动保护的整定计算如下：（1）动作电流的整定按计算值进行动作电流的整定，Is=0.2某1000某0.9/100=1.8A（2）校对系数的整定根据设备的精度等级进行整定，校对系数为0.9。
（3）时间延迟的整定时间延迟为0.2s。
以上就是变压器差动保护整定计算的详细介绍，差动保护整定是保障变压器安全运行的重要环节，需要进行合理的整定计算，以提高差动保护装置的精度和可靠性。
变压器差动保护
变压器差动保护是按照循环电流的原理构成的，双绕组变压器的两侧装设了电流互感器。
正常情况下或外部故障时，两侧的电流互感器产生的二次电流流入差动继电器的电流大小相等，方向相反，在继电器中电流等于零，因此差动继电器不动作。
当变压器内部或保护区域内的供电线路发生故障时，流入差动继电器的电流就会产生变化，当电流值达到设定值时，继电器就会动作。
一般来说，在电力变压器中有电流流过时，通过变压器两侧的电流不会正好相等，这是和变压器和电流互感器的变比和接线组别有关的。
变压器在投入时，会产生高于额定电流6~8倍的励磁涌流，同时产生大量的高次谐波，其中以二次谐波为主。
由于励磁涌流只流过变压器的某一侧，因此通过电流互感器反应到差动回路中将形成不平衡电流，引起差动保护动作。
变压器差动保护配置有比率制动、差动速断、二次谐波制动以及CT断线闭锁差动等保护功能。
其中本节重点介绍比率制动中差动启动值和差动速断值的调试方法，其他保护功能调试方法将在后面的章节进行介绍。
差动平衡电流的调试举例在调试过程中我们首先要注意差动平衡电流调试，只有搞清楚了差动平衡电流的调试才能更加清楚后面的调试。
1、保护相关配置高中低压侧额定容量为100MVA，电压等级为220kV/110kV/10kV，CT变比分别为300/1、600/1、3000/1，主变接线方式为Y/Y0-△11。
由以上参数可计算，本装置以高压侧二次额定电流为基准电流高压侧二次额定电流AnUSIhahnhn875.0300*220*3100000**3..===中压侧二次额定电流AnUSImammmn875.0600*110*3100000**3..===低压侧二次额定电流AnUSIl alll n455.03000*10*3100000**3..===以上二次额定电流的算法也可以在差动试验界面填入定值由软件自动计算出来。
2、接线方式以高低两侧为例，接线时将测试仪IA、IB、IC接入高压侧电流ABC三相，测试仪Ia、Ib、Ic接入低压侧电流ABC三相。
什么是变压器差动保护
什么是变压器差动保护？变压器差动保护特点及误动作原因一、什么是变压器差动保护？变压器的差动保护是变压器的主保护，是按循环电流原理装设的。
主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。
在绕组变压器的两侧均装设电流互感器，其二次侧按循环电流法接线，即如果两侧电流互感器的同级性端都朝向母线侧，则将同级性端子相连，并在两接线之间并联接入电流继电器。
在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器的二次电流只差，也就是说差动继电器是接在差动回路的。
从理论上讲，正常运行及外部故障时，差动回路电流为零。
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，在正常运行和外部短路时，差动回路中仍有不平衡点流Iumb流过，此时流过继电器的电流IK为Ik=I1-I2=Iumb 要求不平衡点流应尽量的小，以确保继电器不会误动。
当变压器内部发生相间短路故障时，在差动回路中由于I2改变了方向或等于零（无电源侧），这是流过继电器的电流为I1与I2之和，即Ik=I1+I2=Iumb 能使继电器可靠动作。
变压器差动保护的范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备、以及连接这些设备的导线。
由于差动保护对保护区外故障不会动作，因此差动保护不需要与保护区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合，所以在区内故障时，可以瞬时动作。
二、变压器差动保护特点及误动作原因差动保护是用某种通信通道将电气设备两端的保护装置纵向联接起来，并将两端的电气量进行比较，从而判断保护是否动作。
根据基尔霍夫定律，保护范围内流入与流出的电流应该相等（变压器应该归算到同侧）。
当保护范围内发生故障时，其流入与流出的电流就不相等了。
差动保护就是根据这个不平衡电流动作的。
因此，这种保护方法有很高的动作选择性和灵敏度，适用于保护大容量、强电流、高电压及对灵敏度要求高的电气设备。
所以，这种方法广泛用于保护大容量、高电压的变压器，并以其优越的保护性能成为大容量、高电压变压器的主要保护方法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
从计算结果可以看出正常情况下流入差动回路 的不平衡电流为 Ibp= I2Ｙ- I2Δ=4.55A-4.32A=0.23A。 为了消除这不平衡电流的影响，可将平衡线圈 接入低压侧的保护臂中，由于I2Ｙ>I2Δ，则有 I2Ｙ- I2Δ的差电流流过差动回路，形成磁势 （I2Ｙ- I2Δ）Wcd,适当选取Wph的匝数，并应 满足下式的要求: I2ΔWph =（I2Ｙ- I2Δ）Wcd 接线时要注意极性，应使I2Δ在Wph上所产生的 磁势，与（I2Ｙ- I2Δ）在Wcd上产生的磁势方 向相反，互相抵消，这样差动继电器的执行元 件中就没有电流。
三、两侧电流互感器的型号和所选变比不
完全合适。
所谓所选变比不完全合适是指变压器两侧的 电流互感器都是采用定型产品。所以实际的计算 变比与产品的标准变比是往往不一样的，而且对 变压器两侧的电流互感器来说，这种程度又不一 样。这就在差动回路中引起了不平衡电流。 因变比选择不合适而引起的不平衡电流，可以采 用BCH型差动继电器的平衡线圈Wph利用磁势平 衡原理来消除其影响。其接线图如图（2）所示：
纵差保护：是利用比较被保护 元件各端电流的幅值和相位原 理构成。
1LH
1DL
I
2LH
2DL
变压器纵差保护
变压器纵差保护是反应变压器一、二次侧电流差值的一种快速动 作的保护装置，用来保护变压器内部以及引出线和绝缘套管的相 间短路。 由于变压器各侧的额定电压和额定电流不等，各侧电流相位也不 相同。且高低压侧是通过电磁联系，在电源一侧中有励磁涌流出 现。这些特点都将导致差动回路中暂态不平衡电流和稳态不平衡 电流大大增大。这便构成了实现变压器纵差保的特殊问题。为了 提高纵差保护的灵敏度，有必要分析有关不平衡增大的原因和克 服的办法。
*
Wph.1
Wcd *
Wph.2 * W'd W"d
LJ
W2
Байду номын сангаасLJ
1DL +
1CJ 2CJ
至信号
+
XJ
+
BCJ
I-I
I-I
3CJ
I-I
-
2DL
BCH—2型差动继电器包括速饱和变流器，一 个差动线圈（一次线圈）Wd,两个平衡线圈Wph， Wph，一个短路线圈Wd，一个二次线圈W2和一个 DL—11型电流继电器。 其中速饱和变流器和短路线圈是用来消除励磁涌流 产生的不平衡电流，平衡线圈用来消除电流互感器 计算变比和标准变比不同所引起的不平衡电流。 工作绕组接入保护的差动回路，平衡绕组可以 按照实际需要接入环流回路或工作回路。短路绕 组可根据保护不同的设备来选用A-A；B-B；C-C； D-D。
变压器三角形侧的电流互感器二次侧接成星形， 来把电流互感器二次电流的相位校正过来。相 位差补偿后，为了使每相两差动臂的电流数值 相等，在选择电流互感器的变比时，应考虑电 流互感器的接线系数Kj，即：差动臂中的电流 为KjI1/N,I1为一次电流，电流互感器接三角形 接线时Kj=√3,接星形连接时Kj=1。在实际选择 电流互感器变比时是根据电流互感器定型产品 变比确定一个接近并稍大于计算值的标准变比。
变压器通常采用Ｙ/Δ—11接线方式，对于这种 变压器其两侧电流之间有30°的相位差。即使 变压器两侧电流互感器二次电流数值相等，但 是两侧电流存在着相位差，也将在保护装置的 差动回路中出现不平衡电流。为了消除这种不 平衡电流的影响，通常采用相位差补偿的方法， 即将变压器星形侧的电流互感器二次侧接成三 角形。
一、变压器空载投入和外部故障切除后，
电压恢复时产生的励流电流，其中增值最 大可达额定电流的5—10倍，为防止励磁 涌流的影响，可采用下述办法： 1、采用具有速饱和变压器的BCH型差动 继电器。 2、利用二次谐波制动原理构成的变压器 差动保护。 采用鉴别波形“间断角”原理构成的变压 器差动保护。
二、变压器两侧电流的相位。
四、带负荷调压的变压器在运行中需改变 分接头。
当变压器带负荷调整装置时，由于分接头的改 变，变压器变比也随之改变。两侧互感器电流 的平衡关系被打破，产生了新的不平衡电流， 为了消除这一影响，一般采用提高保护动作电 流的整定值来解决。
BCH-2型差动继电器
用途 ：BCH-2型差动继电器用于两绕组
或三绕组电力变压器以及交流发电机的 单相差动保护线路中，作为主保护。 继电器的结构原理及内部接线图见图3
2﹟主变：I4SD—I1SD=180° I1SD=2.52A I4SD=2.53A I7SD=0.44A I5SD—I2SD=180° I2SD=2.51A I5SD=2.54A I8SD=0.43A I 6SD—I3SD=180°I3SD=2.56A I6SD=2.54A I9SD=0.46A 从上述结果分析得知： 纵差保护为环流差动保护，流入继电器的电流为IJ= I1SD+ I4SD
速饱和变流器构成差动继电器的一些主要技术 性能，如直流偏磁特性消除不平衡电流效应的自 耦变流器性能等。
差动继电器基本原理是利用非故障时暂态电 流中的非周期性分量来磁化变流器导磁体，提高 其饱和程度从而构成躲过励磁涌流及穿越性故障 时不平衡电流的作用
2002年10月28日，18：00 1﹟主变跳，差动保护发信。 1、当时对差动三相相序进行测量B—A=120°、C—A=240°， 为正相序—正确 2、将1﹟主变与2﹟主变电流相位、大小进行了对比测量，结果 如下： 1﹟主变：I4SD—I1SD=0° I1SD=2.64A I4SD=2.47A I7SD=5.13A I5SD—I2SD=1° I2SD=2.43A I5SD=2.50A I8SD=5.12A I 6SD—I3SD=1° I3SD=2.44A I6SD=2.48A I9SD=5.16A
I1.y * * I2.y I2.y - I2. Wcd W2
I1. * * I2.
I
Wph I2.y I2.
例：变压器容量为 31.5 兆伏安，电压为 115 伏 /10.5千伏各侧电流为 IBe（Δ）=31.5/√3̅ ×10.5 =1730安 IBe (Ｙ)=31.5/√3̅×11.5 =158安 变 压 器 低 压 侧 互 感 器 计 算 变 比 为 nLΔ=1730/5=2000/5=400 高压侧计算变比为 n2 Ｙ=√3̅ × 158/5 =273/5=300/5=60 I2Ｙ= √3̅×158/60 =4.55A I2Δ=1730/400=4.32A