变压器差动保护(讲课).ppt

差动电流或 动作电流
制动线 斜率
动作区
起动电流
制动区 拐点电流
制动 电流
下次课的任务：
变压器相间短路的后备保护的原理？
解决办法
在变压器差动保护的整定计算中考绕组变压器差动保护 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。 采取的措施
采用带制动特性的差动继电器构成差动保 护
比率制动式纵差动保护
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。
这会使差动继电器可靠动作。 变压器的差动保护范围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 接这些电气设备的导线。
产生不平衡电流的因素
1. 变压器励磁涌流所产生的不平衡电流； 2. 三相变压器接线产生的不平衡电流； 3. 由计算变比与标准变比不同产生的不平
衡电流； 4. 由电流互感器变比误差产生的不平衡电
导入（电力变压器差动保护）
气体保护不能反应油箱外的引出线和
套管上的任何故障，故不能单独作为变 压器的主保护，须与纵差动或电流速断 保护配合使用。
电力变压器的电流速断保护
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。
装设地点：变压器的电源侧 作用：反应电源侧引出线和绕组的一
������ 外部短路时：更小 ������ 电压突然增加（空载投入变压器或
外部故障切除后电压恢复）时：5~10
IN → 励磁涌流
产生励磁涌流的原因
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u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。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 的磁通+Φm，这样经过半个周期后铁心中的磁通将达到 2Φm。
电力变压器差动保护
复习（变压器气体保护）
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？
气体保护有何优点？为什么不能单独作为 变压器的主保护？
变压器气体保护的评价
（1）优点 能反应油箱内各种故障，且动作迅速、灵 敏性高、接线简单。
（2）缺点 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 保护，须与差动保护或电流速断保护配合 共同作为变压器的主保护。
双绕组变压器纵差动保护原理
① 正常及保护范围外部故障时，差回路中的 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 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：
要求不平衡电流尽可能小，确保继 电器不会误动作。
② 当保护范围内部发生故障时（两电流互感器之 间范围），在差回路中由于I2改变了方向或等于 零（无电源侧），这时流过继电器的电流为I1与 I2之和，为全部的二次侧短路电流之和，即
两侧TA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 定电流不同，因而采用的TA型号不同，特 性差别较大，故引起较大的不平衡电流。
采取的措施
在差动保护的整定计算中加以考虑。
4.变压器调压分接头改变产生的不平衡电流 及解决的办法
产生原因
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 平衡的差动保护，又出现新的不平衡电流。
nTA(Y ) 3I N (Y ) / 5
变压器三角形侧TA变比为： nTA() I N () / 5
模拟式的差动保护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 不同在差动回路中产生的不平衡电流。
对于数字式差动保护，一般将Y侧的三相电流 直接接入保护装置内，由计算机的软件实 现相位补偿功能，以简化接线。
流； 5. 带负荷调整变压器分接头位置改变产生
的不平衡电流。
变压器励磁涌流
励磁涌流 当变压器空载合闸或外部故障切除后电压 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5～ 10倍额定电流。
变压器励磁涌流
变压器的励磁电流
������ 正常情况下：(0.02~0.05)IN
产生原因
电力系统中变压器常采用Y，d11接线方式， 因此，变压器两侧电流的相位差为30°，Y 侧电流滞后△侧电流30°，若两侧的TA采用 相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流 也相差30°左右，从而产生很大的不平衡电 流。
消除措施
采用相位补偿法： 将变压器星形侧的TA二次侧接成三角形， 将变压器三角形侧的TA二次侧接成星形。 变压器星形侧TA变比为：
特点：
•������ 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； •������ 波形经削去负波后出现间断。
防止励磁涌流影响的方法
采用具有速饱和铁芯的差动继电器 采用间断角原理的差动保护 利用二次谐波制动 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 电流及消除措施
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
一、变压器差动保护原理 二、变压器差动保护的不平衡
电流及减小不平衡电流影响的方 法
变压器的纵差动保护
工作原理：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，其二次绕组按环流法接线。
纵差动保 护的动作 判据为：
2.TA实际变比与计算变比不等引起的不平衡 电流及减小影响的措施
采取的措施 采用电流补偿法：将TA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 出与另一侧TA二次电流大小相等。
电流补偿法
利用差动继电器中的平衡线圈补偿
3.两侧TA型号不同，产生的不平衡电流及采 取的措施
产生原因