变压器差动保护

可见：励磁涌流的大小决定于
合闸瞬间电压相位（当U为最大时合闸不出现励磁涌 流）
剩磁的大小方向（如合闸时与ф∑同相则励磁涌流更 大）
电源、变压器容量（大型变压器励磁涌流的倍数较 中小型变压器的倍数小）
3、励磁涌流的特点
励磁涌流很大，可达额定电流的6~8倍，并且只流 过电源侧，全部作为不平衡电流进入差动回路；
nTA（Y）=In（Y）/5， nTA（Δ）=In（Δ）/5 流入继电器的电流为
IK=IY2-IΔ2=IY1/ nTA（Y） -IΔ1/ nTA（Δ） = IY1×5/ In（Y）- IΔ1×5/ In（Δ） =0
例题：
例Se=31.5MVA，115/10.5KV In（Y）=31.5×103/√3×115=158（A） In（Δ）=31.5×103/√3×10.5=1730A nTA（Y）=158/5 nTA（Δ）=1730/5
任务三 配置变压器纵差动保护
一、变压器纵差动保护的工作 原理
1、变压器差动保护的工作原理 与线路纵差保护的原理相同，都是比
较被保护设备各侧电流的相位和数值的 大小。
2、变压器差动保护与线路差动保护的区别： 由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不
相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相 同。因此，为了保证纵差动保护的正确工作， 须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧 电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故 障时，两侧二次电流相等。 例如图所示的双 绕组变压器，应使
利用励磁涌流中波形间断的特点，采用具有波形间 断角的差动继电器构成差动保护
采用二次谐波制动的差动电流继电器
（二）变压器两侧接线方式不同引起的不平衡电 流及消除的措施
变压器两侧接线方式不同，使变压器两侧电 流大小和相位不同，所以在选择变压器两侧电 流互感器的变比和接线时，应加以考虑。
1、由于变压器两侧电流大小不同，两侧电流互 感器的变比应按变压器两侧的额定电流选择。

型号不同，KSS=1
（五）变压器调压分接头改变产生的不平 衡电流及解决的方法
1、带负荷调压的变压器在运行中常常需要改变 分接头来调电压，但计算电流互感器的变比， 只能按某一变比计算，此时通过平衡线圈或其 他方法已消除了不平衡电流，在运行过程中， 调压改变抽头后，已调整平衡的差动保护又出 现新的不平衡。
含有大量的直流分量和高次谐波分量，主要为直流 分量和二次谐波分量
波形具有间断角
4、减小励磁涌流的措施
采用延时动作或提高保护动作值来躲过励磁涌流
（利用延时使保护失去速动的优点，而提高保护动 作值则降低了保护的灵敏度）
利用励磁涌流中的非周期分量，采用具有速饱和变 流器的差动电流继电器构成差动保护
3、措施
利用自耦变流器消除不平衡电流。自耦变流器接在电 流较小的一侧。
利用平衡线圈补偿，在采用带速饱和变流器的差动电 流继电器构成的变压器的差动保护中，可将平衡线圈 接在电流互感器二次电流较小的一侧。
差动继电器由电抗变压器接入时，通过调节电抗变压 器的抽头和铁芯气隙的大小来调节。
注意：平衡线圈的实际匝数为整数，与计算匝数之间 也有误差，因此也会有一很小的不平衡电流，此电流 在整定时予以考虑。
（四）应用：
适用于励磁涌流较大的变压器。
KSS=1 ΔU——变压器分接头改变引起的相对误差，取调压范围
的一半；
Δf——平衡线圈整定匝数与计算匝数不等产生的相对 误差，初算时取0.05；
IK.max/nTA——外部最大短路电流归算到二次侧的数 值。
三、变压器差动保护方式
1、差动电流速断保护 1）、躲过励磁涌流 Iact=KrelINT （Krel
性接地时的最小短路电流
2、带加强型速饱和变流器的差动继电器构成的 变压器纵差动保护
3、比率制动型差动继电器构成的变压器纵差动 保护
4、标积制动式变压器纵差动保护 5、2次谐波制动原理构成的变压器纵差动保护 6、鉴别波形间断角的变压器纵差动保护 7、利用波形对称原理构成变压器纵差动保护 8、变压器分侧差动保护
（四）两侧电流互感器型号不同产生的不 平衡电流采取的措施
1、由于变压器两侧电压等级和额定电流不同， 所以各侧采用不同的型号，而产生一不平衡电 流，此不平衡电流是由两侧电流互感器的相对 误差引起的，型号相同的相对误差较小，型号 不同则误差较大。
2、措施：整定计算中引入同型系数KSS

型号相同，KSS=0.5
流，此时可采用相位补偿接线和选择两侧TA适 当的变比可消除上述不平衡电流。
（三）电流互感器的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
1、计算变比 nTA（Y）=In（Y）×√3/5， nTA（Δ）=In（Δ）/5
2、实际变比：电流互感器都是标准化的定型产品，其变 比均为标准化变比，所以实际选取的变比与计算变比 往往不相等，实际变比应与计算变比相接近但较大的 标准变比。
二、变压器纵差动保护的不平衡电流
（一）、变压器的励磁涌流
1、概念：当变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复 过程中，由于变压器铁心中的磁通量的突变， 使铁心瞬间饱和，这时出现数值很大的励磁电 流，可达6~8倍的额定电流，称为励磁涌 流。
正常情况下：只是变压器的励磁电流， 其值较小 外部短路下：由于电压降低，励磁电流更小 2、励磁涌流的产生
2、措施：在整定计算中予以考虑
根据以上分析，变压器差动保护的最大不平衡电流为：
Iunb.max=（10%KnpKSS+ΔU+Δf）IK.max/nTA 式中：
Knp——非周期分量影响系数，一般取1.5~2.0； 10%——电流互感器的允许最大误差； KSS——同型系数，型号相同，KSS=0.5 型号不同，
例 =1：5计8×算√变3比/5：=2n7TA3（/Y5）
nTA（Δ） =17ຫໍສະໝຸດ Baidu0/5

实际变比：Y侧为300/5
Δ侧为2000/5
Y侧差动臂中的电流为：√3×158/60=4.55 （A）
Δ侧差动臂中的电流为：1730/400=4.32 （A）
不平衡电流为：4.55-4.32=0.23（A）
取2.5~4.5；INT---变压器的额定电流） 2）、躲过外部故障时的最大不平衡电流
Iact=KrelIunbmax Iunbmax按前面公式计算
当差动电流互感器满足10%误差曲线时， 按原则2）整定值小于原则1）整定值。
灵敏度校验
k sen

IKm in Iact

2
IKmin---变压器电源侧两相短路或金属
问题： 变在成选I择采ayT，用A相的相位变位超比补前时偿3加接0以线°考后的虑，同，Y时侧此使T时数A两二值侧次增T接加A成√的Δ3变，，比所使选以I’择ay 为：
nTA（Y）=In（Y）×√3/5， nTA（Δ）=In（Δ）/5 例题：上述变压器中，两侧TA的变比应为：
nTA（Y）=158×√3/5 nTA（Δ）=1730/5 小结：由于变压器两侧接线组别不同可产生不平衡电
2、由于变压器两侧电流相位不同（Y/Δ—11接线变压器， 星形侧电流滞后Δ侧电流30°），两侧电流互感器应 采用“相位补偿接线”，即：将变压器星形侧电流互 感器二次接成三角形，将变压器三角形侧电流互感器 二次接成星形。
明确： IAY、IBY、ICY表示Y侧一次绕组电流 I’ay、I’by、I’cY表示Y侧TA二次电流 Iay、Iby、IcY表示Y侧流入差动臂中的电流 IAΔ、IBΔ、ICΔ表示Δ侧一次绕组电流 I’AΔ、I’BΔ、I’CΔ表示Δ侧绕组中相电流 IaΔ 、IbΔ、Ic Δ 即Δ侧TA二次电流
设铁心无剩磁，U（t）=0时投入变压器，周期分量 磁通ф滞后电压90º，U（t）=0时，ф=－фm，非周期分 量磁通фap，忽略其衰减фap=фm则经过T/2后，由于铁 心中的磁通不能突变，因此必须产生一个幅值等于+фm的 非周期分量磁通抵消－фm，ф∑=2фm，使铁心严重饱和， 励磁电流达到最大。