变压器保护讲稿.ppt

《变压器保护讲稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《变压器保护讲稿.ppt（134页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、变压器保护讲稿 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望变压器保护配置原则 变压器（及其它元件设备如发动机、电动机等，有别于架空线路）造价昂贵，检修困难，检修成本高，停电的经济影响大，在考虑保护配置时，应最大限度地保证设备安全。切除变压器对系统扰动大，在考虑保护配置时，应最大限度地缩小故障影响范围，防止误动与拒动。加强主保护，简化后备保护：可实现快速主保护双重化；后备除零序保护与线路保护配合外，相间保护只保证对各侧母线短路有灵敏度，不必作相邻出线故障的后备。

2、22007年7月变压器保护配置原则非电量保护：主要有瓦斯保护、压力保护、温度保护、油位保护和冷却器故障保护。800KVA及以上油浸式变和400KVA及以上车间内油浸式变，均应装设瓦斯保护。轻瓦斯发信号，重瓦斯跳各侧断路器。32007年7月变压器保护配置原则引出线、套管和内部短路故障保护：(1)6.3MVA以下厂用工作变，10MVA以下厂用备用变和单独运行变，当后备保护时限大于0.5s时，应装设电流速断保护。(2)6.3MVA以上厂用工作变或并列运行变，10MVA以上厂用备用变和单独运行变，当电流速断保护灵敏度不满足时，应装设纵差保护纵差保护。(3)高压侧电压为330KV及以上时，可装设双重双重

3、纵差保护。42007年7月变压器保护配置原则引出线、套管和内部短路故障保护：(4)对发变组，当发电机和变压器之间没有断路器时，100MVA及以下的机组，可只装发变大差；100MVA以上的机组，还要装单独的发电机差动保护；200MVA以上的机组，还要再装单独的变压器差动保护，由此构成完全的双重化快速主保护。(5)当变压器纵差保护对单相接地灵敏度不足时，可增设零序差动保护零序差动保护。52007年7月变压器保护配置原则外部相间短路故障保护：(1)过流保护过流保护宜用于降压变；(2)复压过流保护复压过流保护宜用于升压变、系统联络变、过流保护灵敏度不足的降压变；(3)对升压变和系统联络变，当以上保护灵

4、敏度不足时，可装设阻抗保护阻抗保护。(4)以上保护既作为主保护的后备，也作为相邻母线和线路保护的后备。62007年7月变压器保护配置原则中性点直接接地系统中外部单相接地短路故障保护：(1)对中性点直接接地运行的变压器，应装设零序电流保护；其中，110KV和220KV变，保护分为2段，每段两时限；330KV和500KV变，保护分为2段，每段一时限。72007年7月变压器保护配置原则中性点直接接地系统中外部单相接地短路故障保护：(2)对中性点可能接地也可能不运行接地的变压器，应装设两种接地保护，其中一种用于接地运行状态，另一种用于对因失去接地中性点而引起电压升高的保护，分3种情况：中性点全绝缘变中

5、性点全绝缘变，装设零序电压保护，只在单相接地且失去接地中性点时动作；分级绝缘且中性点装有放电分级绝缘且中性点装有放电间隙变间隙变，装设零序电压保护和间隙零序电流保护；分级绝分级绝缘但中性点不装放电间隙变缘但中性点不装放电间隙变，装设零序电压保护。82007年7月变压器保护配置原则中性点直接接地系统中外部单相接地短路故障保护：(3)自耦变压器，高、中压侧共有接地点并直接接地（或经小电抗接地），应在高、中压侧分别装设零序方向电流保护。92007年7月变压器保护配置原则异常运行保护：(1)过负荷保护。(2)过激磁保护。102007年7月变压器保护配置原则保护配置总结：(1)短路故障主保护：重瓦斯、压

6、力、纵差保护，零差保护；(2)短路故障后备保护：复压（方向）过流、零序（方向）过流、低阻抗保护；(3)异常运行保护：过负荷、过激磁保护，以及轻瓦斯、温度、油位、冷却器故障等保护。112007年7月变压器纵差动保护一般差动保护的基本原理：差动保护的理论基础：基尔霍夫定理 被保护对象（网络或接点）注：为方便公式录入，电流符号均代表瞬时值或相量。122007年7月一般差动保护的基本原理：差动保护的理论基础：基尔霍夫定理 被保护对象（网络或接点）变压器纵差动保护132007年7月变压器纵差动保护比较理想的差动回路：发电机纵联差动 电动机纵联差动 电抗器纵联差动 短线路纵联差动 一般各侧CT变比相同，造

7、成不平衡的因素很少，灵敏度高。142007年7月实际上存在测量误差，造成正常工况下有不平衡电流：变压器纵差动保护差动保护的理想动作特性：152007年7月变压器纵差动保护变压器差动保护与理想差动保护的重要差别：(1)由于包含磁路联系，只近似满足基尔霍夫定律；(2)变压器各侧CT一般不同型，变比差别大，在外部短路时不平衡电流偏大，灵敏度相对较低；(3)有载调压使不平衡电流增大；(4)发电机差动对横向故障（匝间）无效，变压器差动保护对匝间有作用。162007年7月变压器纵差动保护单相变压器差动保护原理推导：变压器各侧电流以流入变压器为正方向设选第1侧为参考侧（一般选主电源侧），可将励磁磁势折合到参

8、考侧，则：172007年7月变压器纵差动保护单相变压器差动保护原理推导：近似满足基尔霍夫定律。如考虑励磁电流，也可认为完全满足基尔霍夫定律。182007年7月变压器纵差动保护单相变压器差动保护原理推导：设选第1侧为参考侧（一般选主电源侧），将各侧1次电流换算到该侧的2次电流，沿用一次电流符号，则：或192007年7月变压器纵差动保护平衡系数：相当于把各侧电流折合到参考侧2次特例202007年7月变压器纵差动保护设若由3个单相变压器构成3相变压器，则第j侧额定电流折合到参考侧2次：（U应是额定空载电压）212007年7月变压器纵差动保护各侧电流除以参考侧2次额定电流：此即是变压器的通用差动平衡方

9、程，以标么值表示，电流基值为基准侧的额定电流。222007年7月变压器纵差动保护变压器等值电路：当变压器内部发生匝间或相间短路故障时，相当于在等值电路的故障处经短路电抗接地，因此产生差流：232007年7月变压器纵差动保护3相变压器差动平衡方程推导：242007年7月变压器纵差动保护经星角变换后（以A相为例，另2相类似）若选Y侧为参考侧，则252007年7月变压器纵差动保护262007年7月变压器纵差动保护272007年7月变压器纵差动保护以上两种算法本质上是相同的282007年7月变压器纵差动保护变压器内部短路故障电流分析292007年7月变压器纵差动保护不平衡电流引起不平衡的因素多-励磁电

10、流Ie（正常运行时可忽略）-CT匹配误差和暂态误差（测量误差）-绕组变比误差（平衡误差）-调压误差差动电流正常运行时，各侧电流是平衡的，差动电流应等于0，但由于一些原因，使之不等于0，即产生了不平衡电流。302007年7月变压器纵差动保护在额定电流范围内的CT误差应该很小，这里以3为例。在正常运行情况下，最大不平衡电流应该和负荷成正比，因所有元件均线性。CT标称变比误差，0.03*2平衡系数计算误差，0.02多侧最大调压误差之和不平衡电流的估计：静态最大不平衡电流（在额定负载下）312007年7月变压器纵差动保护不平衡电流的估计：暂态最大不平衡电流（在最大外部短路电流下）暂态CT变比误差，取0

11、.1*2非周分量系数，1.02.0，微机保护可取1.3平衡系数计算误差，微机保护0.02多侧最大调压误差之和应考虑各侧出口三相短路的情况，取最大不平衡电流。322007年7月变压器纵差动保护不平衡电流的估计：不平衡电流曲线332007年7月变压器纵差动保护变压器差动保护动作判据定义：差动电流：制动电流：或：或：(1)(2)(3)制动电流：外部故障时要反映故障电流大小，内部故障时应尽量小。342007年7月变压器纵差动保护变压器差动保护动作判据：比例制动折线352007年7月变压器纵差动保护变压器差动保护：整定可靠系数为加速切除变压器严重内部故障，通常增设差流速断保护，上图中水平虚线所示。涌流闭

12、锁的问题在后面专门分析。362007年7月变压器纵差动保护变压器差动保护：整定取以上2者之大者，同时应保证在保护安装处金属性两相或单相短路时有灵敏度。差流速断保护的动作整定值可按下面方法计算：372007年7月变压器纵差动保护例：220KV/110KV/35KV变压器容量200MVA，三侧CT变比分别为600/5、1200/5和3000/5，220KV侧调压共5档以220KV侧为参考侧基准电流：382007年7月变压器纵差动保护平衡系数：392007年7月变压器纵差动保护不平衡电流：整定：402007年7月变压器纵差动保护换算到有名值，最终整定值：412007年7月变压器纵差动保护差动保护接线

13、（保护装置外部调整）保护装置422007年7月变压器纵差动保护差动保护接线（保护装置内部调整）保护装置432007年7月变压器纵差动保护内部接线调整公式（Y 变换，以Y/D11绕组为例）两侧计算电流均不含零序分量，内、外部调整方式等效内、外部调整方式等效三相对称基波三相对称基波时：442007年7月变压器纵差动保护内部接线调整公式（Y变换，以Y/D11绕组为例）侧电流等于绕组电流减去环流；两侧计算电流均不含零序分量；与单相绕组差动不完全等效，y侧不能消除涌流互相影响。452007年7月变差保护的励磁涌流问题励磁涌流产生的机理 如图，当变压器空载合闸时，回路方程为：先假设铁芯不饱和，则46200

14、7年7月变差保护的励磁涌流问题微分方程的解为：其中：472007年7月变差保护的励磁涌流问题磁通的直流衰减分量的大小与合闸角 有关，当=90时直流衰减分量为0，当=0时直流衰减分量初试值最大，当剩磁磁通和直流衰减分量同向时，磁通的峰值将超过变压器的铁芯具有饱和特性，磁通的工作点距离饱和点不会太远，因此，在如此大的磁通下，励磁电流将发生严重畸变，产生励磁涌流。482007年7月变差保护的励磁涌流问题492007年7月变差保护的励磁涌流问题502007年7月变差保护的励磁涌流问题单相变压器励磁涌流波形512007年7月变差保护的励磁涌流问题单相变压器励磁涌流波形特点 数值很大，可达稳态励磁电流的1

15、00倍以上，可达额定电流的几倍，足以造成差动保护误动；含有明显非周分量，使波形偏于时间轴的一边，且相邻波形间存在明显间断角，间断角可计算；衰减时间较长，一般衰减到额定电流的25左右需0.53s，变压器容量越大，衰减越慢；励磁涌流中含明显的高次谐波成分，其中尤以二次谐波含量大；空投到匝间短路时，电流中不含涌流成分。522007年7月变差保护的励磁涌流问题三相变压器励磁涌流波形三相变压器励磁涌流波形示例532007年7月变差保护的励磁涌流问题三相变压器励磁涌流波形特点 影响励磁涌流的因素复杂；任何情况下至少两相有涌流；经星角变换后往往有一相对时间轴保持近似对称，其中二次谐波含量较小；励磁涌流中仍以

16、二次谐波含量最大，但不能保证每相的二次谐波都达到15%以上（最低相可达7以下），因此三相励磁涌流闭锁必须采用或闭锁；空投到匝间短路时，经变换后的故障相电流中可能含涌流成分，因而会延误动作。542007年7月变差保护的励磁涌流问题励磁涌流问题：二次谐波制动 二次谐波制动判据只能起到制动作用，对动作毫无帮助；必须采用“或”闭锁；空投到匝间短路时，保护动作慢；在真正的区内严重故障时，很容易从暂态信号中检出二次谐波电流，也可因CT饱和而检出二次谐波电流，从而造成保护动作慢甚至拒动（越级），因之需设置差流速断差流速断判据；没有理论依据表明能100保证制动成功（特别是涌流衰减过程中谐波比例如何变化），常以

17、多次空投试验验证；目前应用最为广泛，经验多，较成熟。552007年7月变差保护的励磁涌流问题励磁涌流问题：差流速断保护差流速断动作区562007年7月变差保护的励磁涌流问题励磁涌流问题：谐波闭锁判据的缺陷 单相变压器的涌流闭锁基本可靠，但不会误闭锁；三相变压器电流经星角变换后，闭锁的可靠性有所降低，同时存在误闭锁（空投匝间故障）的问题；因此任何涌流闭锁都面临2个问题：(1)分相制动（前提）(2)空投时检出匝间故障（结果）572007年7月变差保护的励磁涌流问题励磁涌流问题：谐波闭锁判据的缺陷 星角变换丢掉了相电流的一些信息，模糊了相电流的特征，因此，分析波形特征的算法比较难完全可靠。角星变换需

18、去掉零序分量，使三相电流不能完全独立，因此也存在星角变换同样的问题。星角变换和角星变换均是信息有损信息有损变换。很多基于波形的算法多偏重于定性分析，主观成分较大。在涌流闭锁问题上，动模试验只起到有限枚举有限枚举的效果。涌流在衰减的过程中波形趋向于基波，不利于判别。目前应用的各种涌流闭锁判据都有空投误动的记录。582007年7月变差保护的励磁涌流问题励磁涌流问题：波形对称算法 由于有间断，涌流波形的前后半波波形的变化趋势不同，定义：对正弦基波显然K0(奇点除外)对3种不同的励磁涌流波形，每周波内均有较长连续段波形的K值较大。592007年7月变差保护的励磁涌流问题励磁涌流问题：波形对称算法602

19、007年7月变差保护的励磁涌流问题励磁涌流问题：波形对称算法 经分析，不管是单相涌流还是对称涌流，在每个周波内，至少有连续四分之一周波（90）判为不对称。对于短路故障电流，一般只有30不对称，另180是对称的，因此，波形对称算法能很好地区分涌流和故障。由于不管是单相涌流还是对称涌流，都能判出不对称。因此，理论上讲，可以实现分相闭锁，因而可解决空投到匝间故障的问题。612007年7月变差保护的励磁涌流问题励磁涌流问题：与励磁涌流无关的变压器主保护(1)用变压器原付边的电压电流可表示出变压器耦合关系的微分方程式，不管磁路饱和与否，方程均成立，而当发生内部故障时，方程被破坏。此算法取代电流差动。(2

20、)用变压器原付边的电压电流表示的变压器耦合关系微分方程式，间接导出励磁电感Lm表达式，正常时励磁电感Lm为常数，出现励磁涌流时，励磁电感Lm在正常值和饱和值间变化，变化的频率是工频。此算法和电流差动配合。(3)分绕组差动(4)全绕组差动（零差）622007年7月变差保护的励磁涌流问题励磁涌流问题：与励磁涌流无关的变压器主保护(1)(2)的问题：(a)多数算法需要变压器各绕组漏感参数，但不易准确获取。(b)选取动作域值殊为不易，整定计算困难。(c)引入电压量将大大地丧失电流差动保护的优势。当PT断线时失去主保护更是不能容忍的。(d)鲜有成功运行经验。632007年7月变差保护的励磁涌流问题和应涌

21、流问题642007年7月变差保护的励磁涌流问题和应涌流问题：和应涌流波形（未画出负荷波形）652007年7月变差保护的励磁涌流问题和应涌流问题：波形特点及措施(1)和应涌流先增大，后慢慢减小；(2)T1、T2和应涌流峰值总是相反，时间上相互交错；(3)和应涌流持续时间长，使起始涌流延长；(4)和应涌流中二次谐波含量低，特别是负荷电流较大时，易造成误动；(5)和应涌流中非周分量衰减十分缓慢十分缓慢，引起CT饱和形成差流，甚至造成发动机差动保护误动；(6)目前理论分析尚不完善，经验表明，二次谐波“或”闭锁有利；在保证灵敏度的前提下，适当抬高定值有效。662007年7月变差保护的励磁涌流问题和应涌流

22、问题：差动保护趋势672007年7月其它原理的纵差保护(1)标积差动保护(2)故障分量差动保护(3)（故障分量又称工频变化量或突变量）682007年7月变压器标积差动保护原理推导：对比例制动式差动，定义：差动电流：制动电流：按以上定义，等于把多侧差动折合成两侧差动来考虑，于是可简化为：692007年7月变压器标积差动保护 按比例制动式纵差整定折线，并使之经过原点，于是传统纵差动作方程为：702007年7月变压器标积差动保护按右图，上式可化为：其中(1)式(1)是标积差动的动作方程712007年7月变压器标积差动保护 在对等K值的情况下，标积差动的动作折线比传统比例制动式纵差折线略微 左移了一点

23、（拐点相应左移了一点），除此之外，二者完全等效。但标积差动保护的物理概念更清楚。（在比例制动坐标下）722007年7月变压器标积差动保护定义：动作方程为：含有方向信息732007年7月变压器标积差动保护方向信息的作用：区内大故障时，两侧电流接近同相，则差流大，而制动量为0，灵敏动作；区外大故障时，两侧电流反相，差流为零，而制动量很大，可靠制动；区内小故障时，灵敏度受负荷电流影响。742007年7月变压器标积差动保护动作区：不管区内区外故障，在外部达到最大值752007年7月变压器标积差动保护与纵差灵敏度对比：(1)在K值对等的情况下，标积差动保护动作区小；(2)在K值对等的情况下，标积差动保护

24、在内部小故障下灵敏度较低；(3)如果标积差动保护整定较小的s值，利用制动电流中的方向信息，另加防外部大故障时因CT误差而误动的措施，则可克服上述缺点，且性能更好。例如，当s对应于K=iop.0/ires.0或更小时，标积差动保护的动作区大于纵差动保护的动作区。762007年7月变压器标积差动保护标积差动保护动作区大，但在外部大故障时裕度小，需采取特殊措施防止误动。772007年7月变压器故障分量差动保护原理推导：右图是线性多端口网络示意图，F是网络中任意一点。根据戴维南定理，从F点看网络，网络可等效为电压源和阻抗串联（也可等效为电流源和导纳并联联）。电源电压等于F点电压，阻抗等于各电源短路后从

25、F点看进去的总阻抗。当F点经阻抗ZF短路时，容易求出故障电流iF。782007年7月变压器故障分量差动保护现设F点经阻抗ZF短路，可等效为F点串进去2个方向相反的电压源，电源电压等于F点故障前电压。792007年7月变压器故障分量差动保护根据线性网络的叠加原理，各支路电流等于以下2个网络中对应电流之和，左为故障前网络，右为故障分量网络。802007年7月变压器故障分量差动保护是电流分配系数，由网络结构唯一决定。当网络各支路（含变压器等）阻抗角相同时，各电流分配系数全是实数，且均不小于0，各电流分量与电流总量同相；实际上网络各支路阻抗角很接近，各电流分配系数是复数但虚部比实部小得多，各电流分量与

26、电流总量相角差很小。由于是线性网络，各故障电流分量与总电流呈线性关系，即：812007年7月变压器故障分量差动保护左图：电流分配系数是实数；左图：电流分配系数是复数。822007年7月变压器故障分量差动保护定义故障分量差动保护的差动电流和制动电流如下：则内部故障时：而外部故障时，显然：832007年7月变压器故障分量差动保护内、外部故障时，比值具有显著的差别，即使考虑一定的计算误差，二者之间仍有明显的缓冲区。842007年7月变压器故障分量差动保护对比普通电流差动保护，差动电流和制动电流如下：可见，内部故障时，差动电流没有变化，制动电流受故障前负荷电流影响变化很大（特别是在故障电流比较小时），

27、二者比值可在02之间变化。而外部故障时，显然：852007年7月变压器故障分量差动保护如故障前负荷很小，或故障电流很大，则普通电流差动的动作特性与故障分量差动保护几乎相同，可见，正是负荷电流使普通电流差动特性变坏。另一方面说明当故障前负荷很小，或故障电流很大时，普通差动的差流与制动电流的比值应在2附近或大于2。862007年7月变压器故障分量差动保护差动保护受负荷电流影响示意图：872007年7月变压器故障分量差动保护以两端有源网络为例，用相量图表示负荷电流及故障电流相对大小对差动电流的影响：882007年7月变压器故障分量差动保护误差分析：对2端口网络，一般定义：这里定义的制动量在内部故障时

28、更小，在外部故障时不变。则：因网络中各阻抗角基本相同，所以有892007年7月变压器故障分量差动保护由于CT暂态误差、调压等原因，上述理想关系经CT传变到2次侧后有了一定的误差：设误差为fs和fr，下标b表示故障前，a表示故障后，故障前电流Is=-ir=Ip。区内故障时有：比值的分子和分母含有与负荷电流Ip有关的项其它项，但Ip前面的系数较小，今作如下估计：902007年7月变压器故障分量差动保护(1)区内轻微故障时，可认为误差变化不大，则粗略估计，当=0或1时，上式最小值2(2)区内严重故障时，可忽略负荷电流，比值计算公式同上 粗略估计，当=0或1时，上式最小值2(3)根据以上推算，可认为区

29、内故障时CT误差影响小，仍有：912007年7月变压器故障分量差动保护区外故障时，故障后两侧1次电流相等方向相反，有：922007年7月变压器故障分量差动保护(1)区外轻微故障时，可认为CT变比误差不大，则上式最大值2f 0.06(2)区外严重故障时，可忽略负荷电流，比值计算公式同上 粗略估计，上式最大值2f0.2(3)根据以上推算，可认为区外故障时有：932007年7月变压器故障分量差动保护实用的动作整定值：实际应用中比例动作斜率可整定为0.81，同时在差动分量上增加一个小门槛，以防小电流时计算误差引起误动。与普通差动保护不同的是，故障分量差动保护与负荷电流无关，因此没有“无制动区”，没有拐

30、点。942007年7月变压器故障分量差动保护变压器调压的影响：变压器调压产生的误差会引入到变比误差中，因变比是一侧相对于另一侧的，所以只在单侧变比误差中体现。同时，对内部故障影响小，对外部故障影响大。例如：若调压变比为70.025，则外部严重故障时，粗略估计：由此可见，斜率整定在0.81是安全的。952007年7月差动保护的饱和问题问题很严重码？变压器外部短路电流受短路电抗限制 CT的抗饱和能力（CT二次负载）差动判据的抗饱和能力（整定计算）饱和几率有多大？非周分量衰减速度 其它设备保护动作时间（持续时间）CT饱和程度962007年7月差动保护的饱和问题纵差：动作曲线斜率调整和多段折线9720

31、07年7月差动保护的饱和问题纵差：不同的制动量公式的抗饱和能力差动电流：制动电流：或：或：(1)(2)(3)动作电流：在严重饱和过程中，等于因饱和而减小的量。982007年7月差动保护的饱和问题纵差：不同的制动量公式的抗饱和能力 制动电流：(1)因通常是最大的电流最易饱和，所以通常制动量减少：(2)因饱和而减少的制动量被其它侧平均，所以下降较少：(3)情况同2，但有可能发生最大电流翻转：次大的电流变成主电流，使制动电流突然降低很多（两侧差动不存在此问题）992007年7月差动保护的饱和问题纵差：不同的制动量公式的抗饱和能力例如：三侧短路电流分别是50，30，-80，则当最大电流衰减到-50-，

32、是很小的正数，则当最大电流衰减到-5+时，另一侧电流变成最大电流，则1002007年7月差动保护的饱和问题纵差：动作曲线斜率调整和多段折线1012007年7月差动保护的饱和问题纵差：动作曲线斜率调整和多段折线（1）制动量下降最快，最早进动作区（2）比(1)慢较可靠（3）在翻转之前同(2)，翻转后总会立即动作，因此对防止严重饱和非常不利。1022007年7月差动保护的饱和问题 标积差动保护防止外部大故障误动的同时措施当禁止差动保护动作当允许差动保护动作1032007年7月差动保护的饱和问题 标积差动保护标积差动也存在制动量翻转问题，但方向不易翻转（严重时仍可能翻转但几率很小），在增加区外闭锁判据

33、后，不易误动1042007年7月差动保护的饱和问题故障分量差动保护外部故障时，比值为当一侧CT不饱和，另一侧饱和误差达到40%时，比值上升到0.5；另一侧饱和误差达到67%时，比值上升到1。故障分量差动保护通常只在故障后短时间内投入运行，过后立即退出，CT应不会达到严重饱和程度，问题不大。（忽略较小的一项f）1052007年7月差动保护的饱和问题Rogowski线圈与光电式CTRogowski线圈骨架不含磁材料，不存在饱和问题，线形测量范围非常宽；磁阻很大，励磁电感非常小，输出是mv级的电压。输出信号是小电压，高内阻，抗干扰差，传输困难；输出信号是电流的微分信号，需要积分器；不宜直接使用，常用

34、在光电式CT中。1062007年7月差动保护的饱和问题外部短路大电流下CT饱和问题：抗饱和造成误动的措施 Rogowski线圈与光电式CT上位机电源问题可靠性问题成本问题1072007年7月差动保护的饱和问题外部事件引起的误动问题：零序“穿越”电流 电源侧单相接地故障，变压器Y侧三相有很大的零序“穿越”电流，而纵差保护的差动电流和制动电流都很小，此时不平衡主要由不同相CT暂态误差引起，例如：1082007年7月差动保护的饱和问题外部事件引起的误动问题：零序“穿越”电流 如果零序电流达到5倍额定值，Ya、Yb相CT至少有一个暂态误差达到10，则差动电流为：而此时变压器穿越电流不会超过1，因此差动

35、保护可能会误动。1092007年7月差动保护的饱和问题外部事件引起的误动问题：零序“穿越”电流1102007年7月差动保护的饱和问题外部事件引起的误动问题：分支穿越电流 常见的桥接线，进线和桥支路两个CT必须各作为一个差动分支分别引入保护，而不能并联后作为一个差动分支引入保护，否则，在另一分支短路时，差动可能误动。因为并联引入后在外部短路时，制动电流和差动电流都由不平衡电流产生，但差动电流可能越限而制动电流达不到拐点。1112007年7月差动保护的CT断线闭锁(1)目前的主要算法 目前，微机保护重，多采用电流突变情况、变化趋势及电流量大小来判断CT断线。当测量出只有变压器某一侧的一相电流发生变

36、化，且变化趋势是由“有”变到“无”、其它电流没变且在正常负荷范围内时，判为CT断线，此时可能闭锁差动（可选）。当电流的变化不符合上述规律时，则说明电流的变化可能是因故障引起的。1122007年7月差动保护的CT断线闭锁 当已判为CT断线且闭锁差动，但发生其它电流超过一定门槛值（门槛值一般为1.5）时，则解除闭锁，实际上放弃内外故障判别以免冒拒动的危险。对多侧差动保护（例如3侧以上），由于电流很多，计算过程十分烦杂，且为了保证差动保护保护的快速性，CT断线闭锁差动判据与差动保护判据（及其涌流闭锁判据）的时间配合也很麻烦，这些不利因素客观上对差动保护整体可靠性造成一定的影响。1132007年7月差

37、动保护的CT断线闭锁(2)CT断线闭锁差动的问题 如CT二次回路断线，在断口处将产生很高的电压，危及人身和二次设备安全。另外，在断口处可能产生电弧，进而引发电气着火事故。变压器容量越大及CT变比越大，CT二次回路开路的危害性越严重，因此，当差动保护的CT二次开路时，差动动作切除变压器，是防止人身伤害和损坏设备的有效办法。对于大容量的主设备，当CT二次回路断线时，宜发信号，而不要闭锁差动保护。1142007年7月差动保护的CT断线闭锁(1)目前的主要算法 目前，微机保护重，多采用电流突变情况、变化趋势及电流量大小来判断CT断线。当测量出只有变压器某一侧的一相电流发生变化，且变化趋势是由“有”变到

38、“无”、其它电流没变且在正常负荷范围内时，判为CT断线。当电流的变化不符合上述规律时，则说明电流的变化可能是因故障引起的。当已判为CT断线且闭锁差动时，但发生其它电流超过一定门槛值（门槛值一般为1.5)时，则解除闭锁，实际上放弃内外故障判别。1152007年7月变压器零序差动保护装设零序差动的必要性：变压器单相对地（铁芯）短路机率存在，危害性大纵差保护可反应单相对地故障，但纵差保护算法对单相接地故障的灵敏性相对较低多方面原因致使纵差保护定值较高励磁涌流算法延缓纵差保护动作例：保护区内高阻接地故障：变压器负荷电流基本不变，故障电流相对较小，纵差保护不能动作1162007年7月变压器零序差动保护零

39、序差动的特点：在电路上完全满足基尔霍夫定律；励磁涌流是穿越性电流，不会造成误动；不受调压的影响；各侧CT可完全同型，静态和暂态不平衡较小；基于以上因素，动作整定值较小，灵敏度较高；零序CT极性容易接错，正常运行时不易发现；只反映接地故障，对匝间和相间短路无效。1172007年7月变压器零序差动保护零序差动保护接线微机保护中零序差动保护和纵差可公用CT，不增加硬件成本，但要求纵差y侧CT必须在装置内进行接线调整。微机保护中不需把各CT的2次直接并联，不存在汲出电流问题。保护装置：纵差零差1182007年7月变压器零序差动保护差流计算：设图中各变量均为1次有名值，根据基尔霍夫定律，有：119200

40、7年7月变压器零序差动保护无制动式零差保护的整定计算：(1)按躲过外部单相接地时不平衡电流整定：可靠系数，一般取1.3非周分量系数，一般可取1.3同型系数，同型时取0.5，不同型时取1暂态CT变比误差，取0.1平衡系数误差，变比相同时取0，不同时微机保护0.021202007年7月变压器零序差动保护(2)按躲过外部三相短路时不平衡电流整定：可靠系数，一般取1.3非周分量系数，一般可取1.3同型系数，因三相CT同型，取0.5暂态CT变比误差，取0.11212007年7月变压器零序差动保护(3)按躲过励磁涌流所引起的不平衡电流整定：尽管1次侧零序不平衡电流肯定等于0，但因涌流波形畸变严重，而诸CT

41、的暂态特性不可能完全一致，经CT传变到2次侧的零序电流存在不平衡。此不平衡电流暂无法定量计算，目前推荐值为：普通变压器自耦变压器应取以上3个整定值中最大的最为最终定值，然后按变压器高压侧区内单相金属性短路的最小零序电流校验灵敏度。如灵敏度小于2，则应改用比例制动式零差保护。1222007年7月变压器零序差动保护比例制动式零序差动保护：零序差动不能用两侧零序电流作制动量（外部三相短路时不能可靠制动），需用相电流作制动量，但比例系数应较小。1232007年7月变压器零序差动保护零差与纵差灵敏度对比：设图中各变量均为1次有名值，根据磁路平衡方程，有：1242007年7月变压器零序差动保护纵差的差动电

42、流（折合到y侧1次）为：零差的差动电流为：1252007年7月变压器零序差动保护由此可见，零差的差动电流一般都比纵差的差动电流大，加之零差的动作整定值一般较小（当零差保护采样比例制动特性时），可确信零差较纵差对接地故障有较高的灵敏度。1262007年7月变压器相间故障后备保护1272007年7月变压器接地故障后备保护1282007年7月变压器异常运行保护1292007年7月变压器过激磁保护过激磁保护：原理大型变压器工作磁密1.71.8T，饱和磁密1.92.0T过激磁的发生多和发电机有关：并网前励磁异常或低频时电压调节过高；带负荷切机时减励不当；突甩负荷电压上升过快；系统解列后电压升高自并励电压

43、升高其它：铁磁谐振；调压分接头使用不当(电源侧电压高W小)感应电压磁通密度峰值1302007年7月变压器过激磁保护过激磁保护：危害铁芯饱和，励磁电流急剧增加，铁损增加，引起严重温升励磁电流非正弦波，高次谐波引起涡流损耗更甚1312007年7月变压器过激磁保护过激磁保护：变压器过激磁能力过激磁倍数简记为1322007年7月变压器过激磁保护过激磁保护：反时限特性（公式由ABB提出）图中：t1为预告信号延时，t2和t3分别为反时限延时上限和下限。实际上与变压器耐受能力曲线未必吻合，通常按保守整定1332007年7月变压器过激磁保护过激磁保护：变压器纵差保护误动问题 过激磁时励磁电流中5次谐波比例逐步增加，在过激磁1.2倍左右比例最高，随后将迅速下降。5次谐波闭锁值取35是合适的。当过激磁倍数达到1.4倍以上时，5次谐波比例减少至不足35，但已不必要继续闭锁差动保护了。1342007年7月