變壓器繼電保護(hù)2

1、q變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對(duì)供電的可靠性和系統(tǒng)的件，它的故障將對(duì)供電的可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的影響，同時(shí)大容量的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的影響，同時(shí)大容量的變壓器也是十分貴重的元件，因此需要根變壓器也是十分貴重的元件，因此需要根據(jù)變壓器容量和重要程度裝設(shè)性能良好，據(jù)變壓器容量和重要程度裝設(shè)性能良好，工作可靠的繼電保護(hù)裝置。工作可靠的繼電保護(hù)裝置。 1.1. 變壓器內(nèi)部故障變壓器內(nèi)部故障 油箱內(nèi)故障：油箱內(nèi)故障：繞組的相間繞組的相間短路短路、接地短路、接地短路、 匝間短路、鐵心燒損等匝間短路、鐵心燒損等. 油箱外部故障：油箱外部故障：套管

2、和引出線上發(fā)生相間短套管和引出線上發(fā)生相間短 路和接地短路路和接地短路 油箱內(nèi)部故障非常危險(xiǎn)，高溫電弧不僅會(huì)油箱內(nèi)部故障非常危險(xiǎn)，高溫電弧不僅會(huì)燒毀繞組和鐵芯，還會(huì)使變壓器油絕緣分解產(chǎn)燒毀繞組和鐵芯，還會(huì)使變壓器油絕緣分解產(chǎn)生大量氣體，引起變壓器油箱爆炸的嚴(yán)重后果生大量氣體，引起變壓器油箱爆炸的嚴(yán)重后果油箱內(nèi)故障油箱內(nèi)故障油箱外部故障油箱外部故障2.2. 變壓器不正常運(yùn)行狀態(tài)主要包括：變壓器不正常運(yùn)行狀態(tài)主要包括： 1)1) 由于由于變壓器外部相間短路變壓器外部相間短路引起的過(guò)電流引起的過(guò)電流（相間（相間短路短路過(guò)電流）過(guò)電流） 2)2) 由于由于變壓器外部接地短路變壓器外部接地短路引起的過(guò)電

3、流和中性點(diǎn)引起的過(guò)電流和中性點(diǎn)過(guò)電壓過(guò)電壓（接地短路（接地短路過(guò)電流、中性點(diǎn)過(guò)電壓）過(guò)電流、中性點(diǎn)過(guò)電壓） 3)3) 由于由于負(fù)荷超過(guò)額定容量負(fù)荷超過(guò)額定容量引起的過(guò)負(fù)荷引起的過(guò)負(fù)荷（過(guò)負(fù)荷）（過(guò)負(fù)荷） 4)4) 由于由于漏油等原因漏油等原因而引起的油面降低而引起的油面降低（油面降低）（油面降低） 5)5) 在在過(guò)電壓過(guò)電壓或或低頻率低頻率等異常運(yùn)行方式下，發(fā)生變壓等異常運(yùn)行方式下，發(fā)生變壓器的過(guò)勵(lì)磁器的過(guò)勵(lì)磁（過(guò)勵(lì)磁）（過(guò)勵(lì)磁） 變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)會(huì)使繞組和鐵芯變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)會(huì)使繞組和鐵芯過(guò)熱。此外，對(duì)于中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的星形接過(guò)熱。此外，對(duì)于中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的星形接線方式變壓器

4、，外部接地短路時(shí)有可能造成變線方式變壓器，外部接地短路時(shí)有可能造成變壓器中性點(diǎn)過(guò)電壓，威脅變壓器的絕緣；大容壓器中性點(diǎn)過(guò)電壓，威脅變壓器的絕緣；大容量變壓器在過(guò)電壓或低頻率等異常運(yùn)行方式下量變壓器在過(guò)電壓或低頻率等異常運(yùn)行方式下會(huì)發(fā)生變壓器的過(guò)勵(lì)磁，引起鐵芯和其它金屬會(huì)發(fā)生變壓器的過(guò)勵(lì)磁，引起鐵芯和其它金屬構(gòu)件的過(guò)熱。構(gòu)件的過(guò)熱。 變壓器不正常運(yùn)行時(shí)，繼電保護(hù)應(yīng)根據(jù)其變壓器不正常運(yùn)行時(shí)，繼電保護(hù)應(yīng)根據(jù)其嚴(yán)重程度，發(fā)出告警信號(hào)，使運(yùn)行人員及時(shí)發(fā)嚴(yán)重程度，發(fā)出告警信號(hào)，使運(yùn)行人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的措施，以確保變壓器的安全。現(xiàn)并采取相應(yīng)的措施，以確保變壓器的安全。 3.3. 保護(hù)方式保護(hù)方式 1)

5、1)瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù) q特點(diǎn)：特點(diǎn)：動(dòng)作迅速，靈敏性高，安裝接線簡(jiǎn)單。反動(dòng)作迅速，靈敏性高，安裝接線簡(jiǎn)單。反應(yīng)油箱內(nèi)的各種故障，不反應(yīng)油箱外部的故障。應(yīng)油箱內(nèi)的各種故障，不反應(yīng)油箱外部的故障。 q對(duì)變壓器油箱內(nèi)的各種故障、應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，對(duì)變壓器油箱內(nèi)的各種故障、應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動(dòng)作。其它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動(dòng)作。其中輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳開(kāi)中輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳開(kāi)變壓器各電源側(cè)的斷路器。變壓器各電源側(cè)的斷路器。 q裝設(shè)范圍：裝設(shè)范圍：800kVA及以上的油浸式變壓器和及以上的油浸式變壓器和400kVA及以

6、上的車間內(nèi)油浸式變壓器。及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器。 2)2)縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù) 對(duì)變壓器繞組、套管及引出線上的故障，應(yīng)裝設(shè)差動(dòng)對(duì)變壓器繞組、套管及引出線上的故障，應(yīng)裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)。保護(hù)或電流速斷保護(hù)。 縱差動(dòng)保護(hù)范圍：縱差動(dòng)保護(hù)范圍：63006300kVAkVA以上并列運(yùn)行的變壓器；以上并列運(yùn)行的變壓器；1000010000kVAkVA以上單獨(dú)運(yùn)行的變壓器；容量為以上單獨(dú)運(yùn)行的變壓器；容量為63006300kVAkVA以上以上的發(fā)電廠廠用變壓器和工業(yè)企業(yè)中的重要變壓器。的發(fā)電廠廠用變壓器和工業(yè)企業(yè)中的重要變壓器。 電流速斷的保護(hù)適用：電流速斷的保護(hù)適

7、用：1000010000kVAkVA以下的變壓器，且以下的變壓器，且其過(guò)電流保護(hù)的時(shí)限大于其過(guò)電流保護(hù)的時(shí)限大于0.50.5s s時(shí)。時(shí)。 縱差動(dòng)保護(hù)和電流速斷動(dòng)作后，均應(yīng)跳開(kāi)變壓器各縱差動(dòng)保護(hù)和電流速斷動(dòng)作后，均應(yīng)跳開(kāi)變壓器各電源側(cè)的斷路器。電源側(cè)的斷路器。 3)3)外部相間短路時(shí)，應(yīng)采用的保護(hù)外部相間短路時(shí)，應(yīng)采用的保護(hù) q對(duì)于外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流，對(duì)于外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流，應(yīng)采用下列保護(hù)：應(yīng)采用下列保護(hù)： a a、過(guò)電流保護(hù)：過(guò)電流保護(hù)：用于降壓變壓器，保護(hù)的整定值考用于降壓變壓器，保護(hù)的整定值考慮在事故狀態(tài)下可能出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷電流慮在事故狀態(tài)下可能出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷電流 b

8、 b、復(fù)合電壓（負(fù)序電壓和線電壓）起動(dòng)的過(guò)電流保復(fù)合電壓（負(fù)序電壓和線電壓）起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)：護(hù)：用于升壓變壓器及過(guò)電流保護(hù)靈敏性不滿足要用于升壓變壓器及過(guò)電流保護(hù)靈敏性不滿足要求的降壓變壓器上求的降壓變壓器上 c c、負(fù)序電流及單相式低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)：負(fù)序電流及單相式低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)：用用于大容量升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器于大容量升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器 d d、阻抗保護(hù)：阻抗保護(hù)：對(duì)升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器當(dāng)采對(duì)升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器當(dāng)采用用b b、c c的保護(hù)不能滿足靈敏性和選擇性要求時(shí)，采用的保護(hù)不能滿足靈敏性和選擇性要求時(shí)，采用阻抗保護(hù)。阻抗保護(hù)。 4)4)外部接

9、地短路時(shí)，應(yīng)采用的保護(hù)外部接地短路時(shí)，應(yīng)采用的保護(hù) a a、中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)內(nèi)，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)內(nèi)，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù) b b、自耦變壓器和高、中壓側(cè)中性點(diǎn)都直接接地的自耦變壓器和高、中壓側(cè)中性點(diǎn)都直接接地的三繞組變壓器，當(dāng)有選擇性要求時(shí)，應(yīng)增設(shè)零序三繞組變壓器，當(dāng)有選擇性要求時(shí)，應(yīng)增設(shè)零序方向元件方向元件 。5)5)過(guò)負(fù)荷保護(hù)過(guò)負(fù)荷保護(hù) 對(duì)對(duì)400400kVAkVA以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單獨(dú)以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行并作為其它負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過(guò)運(yùn)行并作為其它負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過(guò)負(fù)荷的情況，裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。負(fù)荷的情況，裝設(shè)過(guò)負(fù)

10、荷保護(hù)。 6)6)過(guò)勵(lì)磁保護(hù)過(guò)勵(lì)磁保護(hù) 高壓側(cè)電壓為高壓側(cè)電壓為500500kVkV及以上的變壓器，對(duì)頻率降低和及以上的變壓器，對(duì)頻率降低和電壓升高而引起的變壓器勵(lì)磁電流的升高，應(yīng)裝設(shè)過(guò)電壓升高而引起的變壓器勵(lì)磁電流的升高，應(yīng)裝設(shè)過(guò)勵(lì)磁保護(hù)。勵(lì)磁保護(hù)。（在變壓器過(guò)勵(lì)磁允許的范圍內(nèi)，保護(hù)作（在變壓器過(guò)勵(lì)磁允許的范圍內(nèi)，保護(hù)作 用于信號(hào)，超過(guò)允許值，可動(dòng)作于跳閘）用于信號(hào)，超過(guò)允許值，可動(dòng)作于跳閘） 7)7)其它保護(hù)其它保護(hù) 對(duì)變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障，對(duì)變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)裝設(shè)可作用于信號(hào)或動(dòng)作于跳閘的保護(hù)裝置。應(yīng)裝設(shè)可作用于信號(hào)或動(dòng)作于跳閘的保護(hù)裝置。

11、1.1.構(gòu)成變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的基本原則構(gòu)成變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的基本原則 雙繞組變壓器雙繞組變壓器-高壓側(cè)高壓側(cè)低壓側(cè)低壓側(cè)1I2I2I12II1I1TAn2TAnTn 為變壓器兩側(cè)為變壓器兩側(cè)的一次電流的一次電流參考方向均由母線參考方向均由母線指向變壓器指向變壓器 2I1I 、 分別為分別為兩側(cè)電流互感兩側(cè)電流互感器的變比。器的變比。 1TAn2TAn則流入差動(dòng)繼電器則流入差動(dòng)繼電器KDKD的電流為：的電流為： 12rIII因此縱差動(dòng)保護(hù)的因此縱差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)為：動(dòng)作判據(jù)為：rsetII1I2I 為相應(yīng)的電為相應(yīng)的電流互感器二次電流流互感器二次電流設(shè)變壓器的變比為設(shè)變壓器的變比為: : 忽略

12、變壓器忽略變壓器的損耗，正常運(yùn)行和區(qū)的損耗，正常運(yùn)行和區(qū)外故障時(shí)有外故障時(shí)有: :12/TnUU.21TIn I-高壓側(cè)高壓側(cè)低壓側(cè)低壓側(cè)1I2I2I12II1I1TAn2TAnTn21211211221(1)rTATATTATTATATAIIInnn IInnInnn則差動(dòng)電流可表示為：則差動(dòng)電流可表示為：若選擇電流互感器的變比，若選擇電流互感器的變比，使之滿足使之滿足: : 21TATTAnnn122TrTAn IIIn則有：則有：正常運(yùn)行和變壓器外部故障時(shí)，正常運(yùn)行和變壓器外部故障時(shí)，差電流為零，保護(hù)不會(huì)動(dòng)作；差電流為零，保護(hù)不會(huì)動(dòng)作； q由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不由于變壓器高

13、壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不同，為確?？v差動(dòng)保護(hù)的正常工作，必須適同，為確?？v差動(dòng)保護(hù)的正常工作，必須適當(dāng)選取電流互感器的變比，使得在正常運(yùn)行當(dāng)選取電流互感器的變比，使得在正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，兩個(gè)二次電流相等，即應(yīng)使：和外部故障時(shí)，兩個(gè)二次電流相等，即應(yīng)使： 1212122211T AT AT ATT AIIIInnnInnI 或其中其中 ：高壓側(cè)電流互感器變比高壓側(cè)電流互感器變比1TAn2TAnTn：變壓器的變比變壓器的變比：低壓側(cè)低壓側(cè)電流互感器電流互感器變比變比要實(shí)現(xiàn)變壓器的縱差保護(hù)，必要實(shí)現(xiàn)變壓器的縱差保護(hù)，必須適當(dāng)?shù)倪x擇兩側(cè)電流互感器須適當(dāng)?shù)倪x擇兩側(cè)電流互感器的變比，使其比值等于變壓器

14、的變比，使其比值等于變壓器的變比的變比 ，即，即 Tn21TATTAnnnq由于變壓器常采用由于變壓器常采用Y Y，d11d11的接線方式，因此，的接線方式，因此，其兩側(cè)電流的相位差為其兩側(cè)電流的相位差為 ，若兩側(cè)電流互感，若兩側(cè)電流互感器仍采用通常的接線方式，則二次電流由于相器仍采用通常的接線方式，則二次電流由于相位不同，也會(huì)有一個(gè)差電流流入繼電器，為消位不同，也會(huì)有一個(gè)差電流流入繼電器，為消除這種不平衡電流的影響，通常都是將變壓器除這種不平衡電流的影響，通常都是將變壓器星形側(cè)的三個(gè)電流互感器接成三角形，而將變星形側(cè)的三個(gè)電流互感器接成三角形，而將變壓器三角形側(cè)的三個(gè)電流互感器接成星形，并壓

15、器三角形側(cè)的三個(gè)電流互感器接成星形，并適當(dāng)考慮聯(lián)接方式后，即可把二次電流的相位適當(dāng)考慮聯(lián)接方式后，即可把二次電流的相位校正過(guò)來(lái)。校正過(guò)來(lái)。 30-YAIdAI1TAn2TAndAIYAYBII變壓器星形側(cè)的三個(gè)電變壓器星形側(cè)的三個(gè)電流互感器接成三角形流互感器接成三角形變壓器三角形側(cè)的三個(gè)變壓器三角形側(cè)的三個(gè)電流互感器接成星形電流互感器接成星形YCIYBIdCIdBIdaIdbIdcIYAIYBIYCIdAIdBIdCIYAIYBIYCI星形側(cè)一次電流星形側(cè)一次電流dAIdBIdCI30三角形側(cè)一次電流三角形側(cè)一次電流YAIYBIYCIYAYBIIYBYCIIYCYAII星形側(cè)二次電流星形側(cè)二次

16、電流dAIdBIdCI三角形側(cè)二次電流三角形側(cè)二次電流星形側(cè)差動(dòng)星形側(cè)差動(dòng)臂二次電流臂二次電流.()B rYBYCdBIIII要使要使A A相的繼電器在正常運(yùn)行及外部故障時(shí)不動(dòng)作，相的繼電器在正常運(yùn)行及外部故障時(shí)不動(dòng)作，需滿足需滿足：.dATYAIn I由于：由于：.2dAdATAIIn而而流入三個(gè)差動(dòng)繼電器的差動(dòng)電流為：流入三個(gè)差動(dòng)繼電器的差動(dòng)電流為： .()A rYAYBdAIIII.()C rYCYAdCIIII.YAYBdAIII.133YAYAYBYATAIIIIn又由于：又由于：即有：即有：.123YAdATATAIInn所以所以213TATTAnnn按相差動(dòng)按相差動(dòng)Y式中式中 、

17、 、 是流入三個(gè)差動(dòng)繼電器的差電流。是流入三個(gè)差動(dòng)繼電器的差電流。這樣就可以消除兩側(cè)電流相位不一致的影響。這樣就可以消除兩側(cè)電流相位不一致的影響。由于由于 側(cè)采用了兩相電流差，相當(dāng)于變壓器的變比增側(cè)采用了兩相電流差，相當(dāng)于變壓器的變比增加了加了 倍，因此電流互感器變比的選擇應(yīng)該滿足：倍，因此電流互感器變比的選擇應(yīng)該滿足：.A rI.B rI.C rI3213TATTAnnn模擬式的差動(dòng)保護(hù)都是采用這種接線方式，對(duì)于數(shù)模擬式的差動(dòng)保護(hù)都是采用這種接線方式，對(duì)于數(shù)字式差動(dòng)保護(hù)，也可以將星形側(cè)的三相電流直接接字式差動(dòng)保護(hù)，也可以將星形側(cè)的三相電流直接接入保護(hù)裝置內(nèi)，由計(jì)算機(jī)的軟件實(shí)現(xiàn)相位調(diào)整功能，入

18、保護(hù)裝置內(nèi)，由計(jì)算機(jī)的軟件實(shí)現(xiàn)相位調(diào)整功能，以簡(jiǎn)化接線。以簡(jiǎn)化接線。 三三繞組變壓器繞組變壓器1I2I1I2I3I3I123rIIII電力系統(tǒng)中常常采用三繞組變壓器。三繞組變壓器的電力系統(tǒng)中常常采用三繞組變壓器。三繞組變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)原理與雙繞組變壓器是一樣的?？v差動(dòng)保護(hù)原理與雙繞組變壓器是一樣的。 接入縱差動(dòng)繼電器的差電流為：接入縱差動(dòng)繼電器的差電流為： 高壓側(cè)高壓側(cè)中壓側(cè)中壓側(cè)低壓側(cè)低壓側(cè)正常運(yùn)行時(shí)由高壓側(cè)、中壓側(cè)正常運(yùn)行時(shí)由高壓側(cè)、中壓側(cè)同時(shí)向低壓側(cè)提供功率同時(shí)向低壓側(cè)提供功率13Tn23Tn設(shè)變壓器的設(shè)變壓器的13側(cè)和側(cè)和23側(cè)的變比為側(cè)的變比為 和和 ，考慮到正常運(yùn)行和區(qū)外故障時(shí)變

19、壓器各側(cè)電流滿足考慮到正常運(yùn)行和區(qū)外故障時(shí)變壓器各側(cè)電流滿足: : 13Tn23Tn電流互感器變比電流互感器變比的選擇應(yīng)該滿足的選擇應(yīng)該滿足: :31313TATTAnnn變壓器高中壓側(cè)采用星形接線變壓器高中壓側(cè)采用星形接線, ,低壓側(cè)采用三角形接線低壓側(cè)采用三角形接線三相變壓器各側(cè)電流互感器的接線方式和變比的選擇三相變壓器各側(cè)電流互感器的接線方式和變比的選擇也要參照也要參照Y,d11Y,d11雙繞組變壓器的方式進(jìn)行調(diào)整，即雙繞組變壓器的方式進(jìn)行調(diào)整，即側(cè)互感器用側(cè)互感器用Y Y接線方式；兩個(gè)接線方式；兩個(gè)Y Y側(cè)互感器則采用側(cè)互感器則采用接線接線方式。方式。 32323TATTAnnn高壓側(cè)

20、電流折算高壓側(cè)電流折算到低壓側(cè)到低壓側(cè)中壓側(cè)電流折算中壓側(cè)電流折算到低壓側(cè)到低壓側(cè).12313230TTnInII2.差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流及差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流及減小不平衡電流的方法減小不平衡電流的方法 q變壓器的縱差保護(hù)同樣需要躲開(kāi)流過(guò)差動(dòng)回變壓器的縱差保護(hù)同樣需要躲開(kāi)流過(guò)差動(dòng)回路中的不平衡電流，產(chǎn)生不平衡電流的原因和路中的不平衡電流，產(chǎn)生不平衡電流的原因和消除方法如下：消除方法如下： I.I. 由計(jì)算變比與實(shí)際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流由計(jì)算變比與實(shí)際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流II.II. 由變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流由變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流IV.IV. 由

21、變壓器勵(lì)磁涌流所產(chǎn)生的不平衡電流由變壓器勵(lì)磁涌流所產(chǎn)生的不平衡電流 III.III.由兩側(cè)電流互感器型號(hào)不同而產(chǎn)生的不平衡電流由兩側(cè)電流互感器型號(hào)不同而產(chǎn)生的不平衡電流1 1）由計(jì)算變比與實(shí)際變比不同）由計(jì)算變比與實(shí)際變比不同 而產(chǎn)生的不平衡電流而產(chǎn)生的不平衡電流 q由于兩側(cè)電流互感器都是根據(jù)產(chǎn)品目錄選由于兩側(cè)電流互感器都是根據(jù)產(chǎn)品目錄選取標(biāo)準(zhǔn)變比，而變壓器的變比也是一定的，取標(biāo)準(zhǔn)變比，而變壓器的變比也是一定的，因此，三者之間很難滿足因此，三者之間很難滿足: : （或（或 ）的要求，此時(shí)差動(dòng)回路中將有的要求，此時(shí)差動(dòng)回路中將有不平衡不平衡電流流電流流過(guò)。過(guò)。21T ATT Annn213T A

22、TT Annn令變比差系數(shù)為：令變比差系數(shù)為： 121TATzaTAnnfn理論上應(yīng)有理論上應(yīng)有：21TATTAnn n則由：則由：21211211221(1)rTATATTATTATATAIIInnn IInnInnn在正常運(yùn)行和外部故障在正常運(yùn)行和外部故障時(shí)有：時(shí)有：.120Tn II可得可得: : 11zaunbTAf IIn上式即為由計(jì)算變比與實(shí)際變比不同而在差動(dòng)上式即為由計(jì)算變比與實(shí)際變比不同而在差動(dòng)回路產(chǎn)生的不平衡電流?；芈樊a(chǎn)生的不平衡電流。高壓側(cè)電流折算高壓側(cè)電流折算到低壓側(cè)到低壓側(cè)如果將變壓器兩側(cè)的電流都折算到電流互感器的二次如果將變壓器兩側(cè)的電流都折算到電流互感器的二次側(cè)，并

23、忽略側(cè)，并忽略f fzaza的影響，則區(qū)外故障時(shí)變壓器兩側(cè)電的影響，則區(qū)外故障時(shí)變壓器兩側(cè)電流相等，即流相等，即I=II=I2 2=n=nT TI I1 1, ,但方向相反，但方向相反，I I稱為區(qū)外故障時(shí)稱為區(qū)外故障時(shí)變壓器的穿越電流。變壓器的穿越電流。 設(shè)設(shè)I Ik.maxk.max為區(qū)外故障時(shí)最大的穿越電流，則由電流互為區(qū)外故障時(shí)最大的穿越電流，則由電流互感器和變壓器變比不一致產(chǎn)生的最大不平衡電流為：感器和變壓器變比不一致產(chǎn)生的最大不平衡電流為： .max.maxunbzakIf I 如無(wú)特殊說(shuō)明，變壓器各側(cè)電流都是折算到二次側(cè)如無(wú)特殊說(shuō)明，變壓器各側(cè)電流都是折算到二次側(cè) 從二次側(cè)來(lái)看是

24、同一個(gè)電流從一側(cè)流從二次側(cè)來(lái)看是同一個(gè)電流從一側(cè)流入從另一側(cè)流出入從另一側(cè)流出2 2）由變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭）由變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭 而產(chǎn)生的不平衡電流而產(chǎn)生的不平衡電流 q調(diào)整變壓器分接頭是電力系統(tǒng)中常用的調(diào)壓調(diào)整變壓器分接頭是電力系統(tǒng)中常用的調(diào)壓方法，改變分接頭也就是改變了變壓器的變比方法，改變分接頭也就是改變了變壓器的變比n nT T，分接頭的改變，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的不平衡分接頭的改變，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的不平衡電流。應(yīng)在縱差保護(hù)的整定值中予以考慮。電流。應(yīng)在縱差保護(hù)的整定值中予以考慮。 由此產(chǎn)生的最大不平衡電流為由此產(chǎn)生的最大不平衡電流為: : .max.maxunbkIUI 式中式中U

25、 U為由變壓器分接頭改變引起的相對(duì)誤差，考為由變壓器分接頭改變引起的相對(duì)誤差，考慮到電壓可以正負(fù)兩個(gè)方向進(jìn)行調(diào)整，一般取可調(diào)整慮到電壓可以正負(fù)兩個(gè)方向進(jìn)行調(diào)整，一般取可調(diào)整范圍的一半。范圍的一半。 （U=2U=22.5%)2.5%) 3 3）由電流互感器傳變誤差）由電流互感器傳變誤差 而產(chǎn)生的不平衡電流而產(chǎn)生的不平衡電流 由于兩側(cè)電流互感器的型號(hào)不同，它們的飽由于兩側(cè)電流互感器的型號(hào)不同，它們的飽和特性，勵(lì)磁電流也不同，故在差動(dòng)回路中產(chǎn)和特性，勵(lì)磁電流也不同，故在差動(dòng)回路中產(chǎn)生的不平衡電流就很大。（根據(jù)第四章，電流生的不平衡電流就很大。（根據(jù)第四章，電流互 感 器 誤 差 不 會(huì) 超 過(guò)互 感

26、 器 誤 差 不 會(huì) 超 過(guò) 1 0 % ， 最 大 可 能， 最 大 可 能值值 ） 采用電流互感器同型系數(shù)采用電流互感器同型系數(shù)Kat（同型號(hào)取同型號(hào)取0.50.5，不同型號(hào)取不同型號(hào)取1 1，對(duì)于變壓器一般取，對(duì)于變壓器一般取1 1 ）。）。.maxmax10%unbatkIK I對(duì)于變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)，兩側(cè)電流互感器的變比不一樣，對(duì)于變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)，兩側(cè)電流互感器的變比不一樣，互感器的型號(hào)肯定不同，故互感器的型號(hào)肯定不同，故K Katat=1=1 。 TATA等效電路等效電路1I1I1I一次電流中的一部分消耗在一次電流中的一部分消耗在繞組勵(lì)磁上其繞組勵(lì)磁上其二次電流為：二次電流為：

27、 1L111III 電流互感器的傳變誤差就是勵(lì)磁電流電流互感器的傳變誤差就是勵(lì)磁電流 1I根據(jù)等效電路可得：根據(jù)等效電路可得： 1111111111ZIIILj LZjZZ ZL L包括了電流互感器的漏抗和二次負(fù)載阻抗，一般包括了電流互感器的漏抗和二次負(fù)載阻抗，一般電阻分量占優(yōu)，在定性分析時(shí)可以當(dāng)作純電阻處理。電阻分量占優(yōu)，在定性分析時(shí)可以當(dāng)作純電阻處理。Z ZL L區(qū)外故障時(shí)變壓器兩側(cè)的一次電流為區(qū)外故障時(shí)變壓器兩側(cè)的一次電流為 (折算到二次側(cè)折算到二次側(cè))，故由電流互感器傳變誤差引起的不，故由電流互感器傳變誤差引起的不平衡電流為平衡電流為 :.1122/TATAInIn1221unbIII

28、II不平衡電流實(shí)際上就是兩個(gè)電流互感器勵(lì)磁電流之差。不平衡電流實(shí)際上就是兩個(gè)電流互感器勵(lì)磁電流之差。并且勵(lì)磁電流總是落后于一次電流，故并且勵(lì)磁電流總是落后于一次電流，故 與與 之間之間的相位差不會(huì)超過(guò)的相位差不會(huì)超過(guò)9090o o，它們是相互抵消的。，它們是相互抵消的。假設(shè)假設(shè) 比較大，不平衡電流將小于比較大，不平衡電流將小于 。若兩個(gè)電流。若兩個(gè)電流互感器的型號(hào)相同，它們的參數(shù)差異性小，不平衡電互感器的型號(hào)相同，它們的參數(shù)差異性小，不平衡電流也比較??；反之，不平衡電流比較大。通常采用同流也比較??；反之，不平衡電流比較大。通常采用同型系數(shù)來(lái)表示互感器型號(hào)對(duì)不平衡電流的影響，即型系數(shù)來(lái)表示互感器

29、型號(hào)對(duì)不平衡電流的影響，即 .1I.2I.1I.1I1unbatIK I(a)的的曲線曲線3是電流按照是電流按照曲線曲線2變化時(shí)的磁滯回線，變化時(shí)的磁滯回線，曲線曲線1是鐵芯的是鐵芯的基本磁化曲線基本磁化曲線(通常簡(jiǎn)稱為磁化曲線通常簡(jiǎn)稱為磁化曲線)。由于。由于曲線曲線2的勵(lì)磁電流是對(duì)的勵(lì)磁電流是對(duì)稱變化的，磁滯回線回繞著磁化曲線形成回環(huán)，理論分析時(shí)通常稱變化的，磁滯回線回繞著磁化曲線形成回環(huán)，理論分析時(shí)通常用磁化曲線來(lái)替代磁滯回線。用磁化曲線來(lái)替代磁滯回線。 磁化曲線上的磁化曲線上的s點(diǎn)點(diǎn)稱為飽和點(diǎn)。由于線圈電壓與鐵芯磁通之間的關(guān)稱為飽和點(diǎn)。由于線圈電壓與鐵芯磁通之間的關(guān)系為系為 ，故磁化曲線

30、的斜率，故磁化曲線的斜率(嚴(yán)格講是各點(diǎn)切線的斜率嚴(yán)格講是各點(diǎn)切線的斜率)就是就是勵(lì)磁回路的電感勵(lì)磁回路的電感 。鐵芯未飽和時(shí)，。鐵芯未飽和時(shí)， 很大且基本上是常數(shù)；很大且基本上是常數(shù)；鐵芯飽和后磁化曲線變得很平坦，鐵芯飽和后磁化曲線變得很平坦， 大為減小。大為減小。 duWdtLLL12S31I1 電流互感器鐵芯的磁滯回線電流互感器鐵芯的磁滯回線 1I32(a)(b)b曲線曲線1 1是鐵芯的基本磁化曲線是鐵芯的基本磁化曲線曲線曲線2 2為勵(lì)磁電流為勵(lì)磁電流曲線曲線3 3為磁滯回線為磁滯回線若勵(lì)磁電流中存在大量的非周期分量，飽和后的若勵(lì)磁電流中存在大量的非周期分量，飽和后的 還會(huì)進(jìn)一步還會(huì)進(jìn)一步

31、減小，由于非周期分量引起減小，由于非周期分量引起I I1 1偏離時(shí)間軸的一側(cè)，磁通也偏離偏離時(shí)間軸的一側(cè)，磁通也偏離磁化曲線并按照曲線磁化曲線并按照曲線3 3的局部磁滯回環(huán)變化。顯然，偏離磁化曲的局部磁滯回環(huán)變化。顯然，偏離磁化曲線后線后 會(huì)減小。減小的程度取決于曲線會(huì)減小。減小的程度取決于曲線3 3中中 的數(shù)值。鐵芯未的數(shù)值。鐵芯未飽和時(shí)飽和時(shí) 不大，不大， 仍然很大，可以認(rèn)為不會(huì)受非周期分量的影仍然很大，可以認(rèn)為不會(huì)受非周期分量的影響；鐵芯飽和時(shí)響；鐵芯飽和時(shí) 會(huì)相當(dāng)大，非周期分量的存在將會(huì)顯著地減會(huì)相當(dāng)大，非周期分量的存在將會(huì)顯著地減小小 。 LLbbLbL12S31I1 電流互感器鐵芯

32、的磁滯回線電流互感器鐵芯的磁滯回線 1I32(a)(b)b電流互感器一次側(cè)電流電流互感器一次側(cè)電流I1消失后，勵(lì)磁電流消失后，勵(lì)磁電流I1也相應(yīng)地變?yōu)榱?。也相?yīng)地變?yōu)榱恪Ｓ捎诖艤赜捎诖艤鼐€的線的磁滯磁滯現(xiàn)象，鐵芯中將長(zhǎng)期存在殘留磁通，稱現(xiàn)象，鐵芯中將長(zhǎng)期存在殘留磁通，稱為剩磁。剩磁的大小和方向與一次電流消失時(shí)刻的勵(lì)磁電流為剩磁。剩磁的大小和方向與一次電流消失時(shí)刻的勵(lì)磁電流I1有有關(guān)關(guān) 若將電流互感器一次側(cè)電流若將電流互感器一次側(cè)電流I1逐漸增大，在逐漸增大，在I1比較小時(shí)，電流互比較小時(shí)，電流互感器不飽和。此時(shí)由于感器不飽和。此時(shí)由于 很大且基本不變，勵(lì)磁電流很大且基本不變，勵(lì)磁電流I1很

33、小并隨很小并隨著著I1增大也按比例地增大。當(dāng)勵(lì)磁電流增大也按比例地增大。當(dāng)勵(lì)磁電流I1增大到鐵芯飽和，即磁增大到鐵芯飽和，即磁化曲線的化曲線的s點(diǎn)后，勵(lì)磁電感減小，勵(lì)磁回路的分流增大。而勵(lì)磁點(diǎn)后，勵(lì)磁電感減小，勵(lì)磁回路的分流增大。而勵(lì)磁回路的分流增大又導(dǎo)則勵(lì)磁電感進(jìn)一步下降，其結(jié)果是勵(lì)磁電流回路的分流增大又導(dǎo)則勵(lì)磁電感進(jìn)一步下降，其結(jié)果是勵(lì)磁電流I1迅速增大。鐵芯越飽和則勵(lì)磁電流也越大，并且隨一次電流迅速增大。鐵芯越飽和則勵(lì)磁電流也越大，并且隨一次電流的增加呈非線性的增加。的增加呈非線性的增加。L4 4）由變壓器勵(lì)磁涌流）由變壓器勵(lì)磁涌流I ILYLY所產(chǎn)生的所產(chǎn)生的 不平衡電流不平衡電流 v

34、變壓器的勵(lì)磁電流變壓器的勵(lì)磁電流I僅流經(jīng)變壓器的某僅流經(jīng)變壓器的某一側(cè)，故通過(guò)電流互感器反應(yīng)到差動(dòng)回一側(cè)，故通過(guò)電流互感器反應(yīng)到差動(dòng)回路中不能被平衡掉，正常情況下此電流路中不能被平衡掉，正常情況下此電流很小，一般不超過(guò)額定電流的很小，一般不超過(guò)額定電流的2%10%。在外部故障時(shí)，由于電壓降低，勵(lì)磁電在外部故障時(shí)，由于電壓降低，勵(lì)磁電流減小，影響就更小。流減小，影響就更小。v勵(lì)磁電流的大小取決于勵(lì)磁電感勵(lì)磁電流的大小取決于勵(lì)磁電感L L的數(shù)值，也就是取的數(shù)值，也就是取決于變壓器鐵芯是否飽和。正常運(yùn)行和外部故障時(shí)變壓決于變壓器鐵芯是否飽和。正常運(yùn)行和外部故障時(shí)變壓器不會(huì)飽和，勵(lì)磁電流一般不會(huì)超過(guò)額

35、定電流的器不會(huì)飽和，勵(lì)磁電流一般不會(huì)超過(guò)額定電流的25，對(duì)縱差動(dòng)保護(hù)的影響常常略去不計(jì)。當(dāng)變壓器空載，對(duì)縱差動(dòng)保護(hù)的影響常常略去不計(jì)。當(dāng)變壓器空載投入或外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，變壓器電壓從零或投入或外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，變壓器電壓從零或很小的數(shù)值突然上升到運(yùn)行電壓。很小的數(shù)值突然上升到運(yùn)行電壓。v勵(lì)磁涌流的最大值可達(dá)額定電流的勵(lì)磁涌流的最大值可達(dá)額定電流的6 68 8倍。倍。 v在這個(gè)電壓上升的暫態(tài)過(guò)程中，變壓器可能會(huì)嚴(yán)在這個(gè)電壓上升的暫態(tài)過(guò)程中，變壓器可能會(huì)嚴(yán)重飽和，產(chǎn)生很大的暫態(tài)勵(lì)磁電流。這個(gè)暫態(tài)勵(lì)重飽和，產(chǎn)生很大的暫態(tài)勵(lì)磁電流。這個(gè)暫態(tài)勵(lì)磁電流稱為勵(lì)磁涌流。磁電流稱為勵(lì)磁涌流。q勵(lì)

36、磁涌流的特點(diǎn)：勵(lì)磁涌流的特點(diǎn)： 1)1)包含有很大成分的非周期分量，往往使涌流包含有很大成分的非周期分量，往往使涌流偏于時(shí)間軸的一側(cè)偏于時(shí)間軸的一側(cè) 2)2)包含有大量的直流及高次諧波，而以二次諧包含有大量的直流及高次諧波，而以二次諧波為主；波為主； 3)3)波形之間出現(xiàn)間斷，一個(gè)周期中間斷角為波形之間出現(xiàn)間斷，一個(gè)周期中間斷角為。 i iL Ltq防止勵(lì)磁涌流影響的方法：防止勵(lì)磁涌流影響的方法： 1)1)采用具有速飽和鐵芯的差動(dòng)繼電器采用具有速飽和鐵芯的差動(dòng)繼電器 2)2)鑒別短路電流和勵(lì)磁涌流波形的差別鑒別短路電流和勵(lì)磁涌流波形的差別 3)3)利用二次諧波制動(dòng)等（利用帶比率制動(dòng)利用二次諧波

37、制動(dòng)等（利用帶比率制動(dòng)的差動(dòng)繼電器）的差動(dòng)繼電器） q當(dāng)勵(lì)磁涌流進(jìn)入差動(dòng)回路時(shí)，其中有很當(dāng)勵(lì)磁涌流進(jìn)入差動(dòng)回路時(shí)，其中有很大的非周期分量使速飽和變流器大的非周期分量使速飽和變流器SBL的鐵的鐵芯嚴(yán)重飽和，勵(lì)磁芯嚴(yán)重飽和，勵(lì)磁阻抗銳減，使得勵(lì)阻抗銳減，使得勵(lì)磁涌流中幾乎全部磁涌流中幾乎全部非周期分量及部分非周期分量及部分周期分量電流從周期分量電流從SBL的一次繞組通過(guò)，的一次繞組通過(guò)，傳變到二次回路的傳變到二次回路的電流很小電流很小 。I5 5）減小不平衡電流的主要措施減小不平衡電流的主要措施 可以通過(guò)以下措施來(lái)減小區(qū)外故障時(shí)縱差動(dòng)?？梢酝ㄟ^(guò)以下措施來(lái)減小區(qū)外故障時(shí)縱差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流：護(hù)的不

38、平衡電流：(1) (1) 計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流的補(bǔ)償計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流的補(bǔ)償 令令: : 12(1)TATTAnnnn 1nI由計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流為由計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流為 。電流互感器變比選定后，電流互感器變比選定后，n n就是一個(gè)常數(shù)，所以可以用就是一個(gè)常數(shù)，所以可以用 將這個(gè)不平衡電流補(bǔ)償?shù)?。此時(shí)引入差動(dòng)繼電器的將這個(gè)不平衡電流補(bǔ)償?shù)?。此時(shí)引入差動(dòng)繼電器的電流為電流為: :1nI121rIIInIn n就是就是需要補(bǔ)償?shù)南禂?shù)需要補(bǔ)償?shù)南禂?shù) 2WbWdW*TS.1I.2I.1I.2I.1I.2I對(duì)于電磁式縱

39、差動(dòng)保護(hù)裝置，對(duì)于電磁式縱差動(dòng)保護(hù)裝置，可以采用中間變流器進(jìn)行補(bǔ)償?？梢圆捎弥虚g變流器進(jìn)行補(bǔ)償。 在中間變流器在中間變流器TSTS的鐵芯上的鐵芯上繞有主線圈繞有主線圈W Wd d，接入差電，接入差電流流 。另外還繞一個(gè)。另外還繞一個(gè)平衡線圈平衡線圈W Wb b和二次線圈和二次線圈W W2 2。 12II采用這種補(bǔ)償方法時(shí)，由于的匝數(shù)不能平滑調(diào)節(jié)，選用的匝數(shù)與計(jì)算的匝數(shù)不采用這種補(bǔ)償方法時(shí)，由于的匝數(shù)不能平滑調(diào)節(jié)，選用的匝數(shù)與計(jì)算的匝數(shù)不可能完全一致，故仍有一部分不平衡電流流入繼電器，但不平衡電流已大為減可能完全一致，故仍有一部分不平衡電流流入繼電器，但不平衡電流已大為減少。變比差系數(shù)可按下式計(jì)

40、算：少。變比差系數(shù)可按下式計(jì)算： bzadWfnW假設(shè)假設(shè)n0n0，則可以將，則可以將 先經(jīng)先經(jīng)W Wb b后再和后再和 差接起來(lái)。這樣，在正差接起來(lái)。這樣，在正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，只要滿足常運(yùn)行和外部故障時(shí)，只要滿足 ，即，即 ，則中間變流器內(nèi)總磁通等于零，在二次線圈，則中間變流器內(nèi)總磁通等于零，在二次線圈W W2 2上上就沒(méi)有感應(yīng)電勢(shì)，從而沒(méi)有電流流入繼電器。就沒(méi)有感應(yīng)電勢(shì)，從而沒(méi)有電流流入繼電器。 121()0dbWIIW I/bdWWn .1I.2I.12II(2) (2) 減少因電流互感器性能不同引起的穩(wěn)態(tài)不平衡電流減少因電流互感器性能不同引起的穩(wěn)態(tài)不平衡電流 應(yīng)盡可能使用型號(hào)、性能

41、完全相同的應(yīng)盡可能使用型號(hào)、性能完全相同的D D級(jí)電流互感器，級(jí)電流互感器，使得兩側(cè)電流互感器的磁化曲線相同，以減小不平衡使得兩側(cè)電流互感器的磁化曲線相同，以減小不平衡電流。電流。另外，減小電流互感器的二次負(fù)載，能夠減少鐵芯的另外，減小電流互感器的二次負(fù)載，能夠減少鐵芯的飽和程度，相應(yīng)地也減少了不平衡電流。減小二次負(fù)飽和程度，相應(yīng)地也減少了不平衡電流。減小二次負(fù)載的方法，除了減小二次電纜的電阻外，可以增大電載的方法，除了減小二次電纜的電阻外，可以增大電流互感器的變比流互感器的變比n nTATA。二次阻抗。二次阻抗Z Z2 2折算到一次側(cè)的等效折算到一次側(cè)的等效阻抗為阻抗為Z Z2 2/n/n2

42、 2TATA。若采用二次側(cè)額定電流為。若采用二次側(cè)額定電流為1A1A的電流互的電流互感器，等效阻抗只有額定電流為感器，等效阻抗只有額定電流為5A5A時(shí)的時(shí)的1/251/25。 (3) (3) 減少電流互感器的暫態(tài)不平衡電流減少電流互感器的暫態(tài)不平衡電流 根據(jù)電流互感器暫根據(jù)電流互感器暫態(tài)不平衡電流中有態(tài)不平衡電流中有大量的非周期分量、大量的非周期分量、電流特性完全偏離電流特性完全偏離時(shí)間軸一側(cè)的特點(diǎn)，時(shí)間軸一側(cè)的特點(diǎn)，通常采用在差動(dòng)回通常采用在差動(dòng)回路中接入具有速飽路中接入具有速飽和特性的中間變流和特性的中間變流器的方法。器的方法。I速飽和鐵芯速飽和鐵芯由于非周期分量使速飽由于非周期分量使速飽

43、和鐵芯迅速飽和，從而和鐵芯迅速飽和，從而使非周期分量傳遞到二使非周期分量傳遞到二次側(cè)大為減少。次側(cè)大為減少。當(dāng)差電流中只流過(guò)周期分量時(shí)，磁通沿當(dāng)差電流中只流過(guò)周期分量時(shí)，磁通沿著磁滯回線著磁滯回線3 3變化，變化量很大，很容易變化，變化量很大，很容易傳變到二次側(cè)。因此速飽和中間變流器傳變到二次側(cè)。因此速飽和中間變流器能夠大大減小電流互感器的暫態(tài)不平衡能夠大大減小電流互感器的暫態(tài)不平衡電流。對(duì)于實(shí)際保護(hù)裝置，通常在中間電流。對(duì)于實(shí)際保護(hù)裝置，通常在中間變流器中還要采取其它增加鐵芯飽和的變流器中還要采取其它增加鐵芯飽和的輔助措施，如帶加強(qiáng)型速飽和中間變流輔助措施，如帶加強(qiáng)型速飽和中間變流器差動(dòng)保護(hù)

44、器差動(dòng)保護(hù)(BCH-2)(BCH-2)，以進(jìn)一步減少暫態(tài)，以進(jìn)一步減少暫態(tài)不平衡電流。不平衡電流。12S31I11I32b速飽和中間變流器的鐵芯很容易飽速飽和中間變流器的鐵芯很容易飽和和, ,當(dāng)差動(dòng)電流中含有較大的非周期當(dāng)差動(dòng)電流中含有較大的非周期分量時(shí)，鐵芯迅速飽和，磁通沿著分量時(shí)，鐵芯迅速飽和，磁通沿著局部磁滯回線局部磁滯回線33變化，一個(gè)周波內(nèi)變化，一個(gè)周波內(nèi)變化量為很小。由于電流互感器的變化量為很小。由于電流互感器的感應(yīng)電勢(shì)感應(yīng)電勢(shì)( (即等效回路中勵(lì)磁電感上即等效回路中勵(lì)磁電感上的電壓的電壓) )與磁通的變化率成正比，所與磁通的變化率成正比，所以非周期分量不易傳變到變流器的以非周期分

45、量不易傳變到變流器的二次側(cè)。二次側(cè)。.躲開(kāi)保護(hù)范圍外部短路時(shí)流過(guò)繼電器的躲開(kāi)保護(hù)范圍外部短路時(shí)流過(guò)繼電器的 最大不平衡電流，最大不平衡電流，此時(shí)繼電器的起動(dòng)電此時(shí)繼電器的起動(dòng)電流應(yīng)為流應(yīng)為: I: Isetset=K=KrelrelI Iunb.max unb.max （二次側(cè)）二次側(cè)）其其中中I I unb.max unb.max 保護(hù)外部短路時(shí)流過(guò)繼電器的最大不平衡電流保護(hù)外部短路時(shí)流過(guò)繼電器的最大不平衡電流3. 變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算原則變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算原則.max.max(0.1)unbzanpatkIfUK KI 外部短路故障時(shí)最大短路電流；外部短路故障時(shí)最大短路電流；

46、 .maxkI由于電流互感器計(jì)算變比和實(shí)際變比由于電流互感器計(jì)算變比和實(shí)際變比 不一致引起的相對(duì)誤差。不一致引起的相對(duì)誤差。 zaf單相變壓器單相變壓器: : 121TATzaTAnnfnbzadWfnW/11Y 接線三相變壓器接線三相變壓器: : 1213/zaTATTAfnnn當(dāng)采用中間變流器進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，取補(bǔ)償后剩余的相對(duì)當(dāng)采用中間變流器進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，取補(bǔ)償后剩余的相對(duì)誤差。誤差。 由變壓器分接頭改變引起的相對(duì)誤差，一般由變壓器分接頭改變引起的相對(duì)誤差，一般可取調(diào)整范圍的一半；可取調(diào)整范圍的一半； U0.10.1電流互感器容許的最大穩(wěn)態(tài)相對(duì)誤差；電流互感器容許的最大穩(wěn)態(tài)相對(duì)誤差； K Kat

47、at電流互感器同型系數(shù)，取為電流互感器同型系數(shù)，取為1 1； K Knpnp非周期分量系數(shù)，取非周期分量系數(shù)，取1.5-21.5-2。當(dāng)采用速飽和變。當(dāng)采用速飽和變流器時(shí)，由于有躲非周期分量的性能，取為流器時(shí)，由于有躲非周期分量的性能，取為1 1。12(1)TATTAnnnn q當(dāng)變壓器縱差保護(hù)采用波形鑒別或二次諧波當(dāng)變壓器縱差保護(hù)采用波形鑒別或二次諧波制動(dòng)的原理構(gòu)成時(shí)，本身就具有躲開(kāi)勵(lì)磁涌流制動(dòng)的原理構(gòu)成時(shí)，本身就具有躲開(kāi)勵(lì)磁涌流的特性，無(wú)需再作考慮。而當(dāng)采用具有速飽和的特性，無(wú)需再作考慮。而當(dāng)采用具有速飽和鐵芯的差動(dòng)繼電器時(shí)，雖可利用勵(lì)磁涌流的非鐵芯的差動(dòng)繼電器時(shí)，雖可利用勵(lì)磁涌流的非周期

48、分量使鐵芯飽和，來(lái)避開(kāi)勵(lì)磁涌流的影響，周期分量使鐵芯飽和，來(lái)避開(kāi)勵(lì)磁涌流的影響，但起動(dòng)電流仍需整定為但起動(dòng)電流仍需整定為: :.躲開(kāi)變壓器勵(lì)磁涌流的影響躲開(kāi)變壓器勵(lì)磁涌流的影響才能躲開(kāi)勵(lì)磁涌流的影響。才能躲開(kāi)勵(lì)磁涌流的影響。setrelNIKK IsetrelNIKK IK Krelrel可靠系數(shù)，取可靠系數(shù)，取1.31.31.51.5； I IN N變壓器的額定電流；變壓器的額定電流； K K勵(lì)磁涌流的倍數(shù)勵(lì)磁涌流的倍數(shù)( (即勵(lì)磁涌流與變壓器額定電流的比值即勵(lì)磁涌流與變壓器額定電流的比值) )，取，取4-84-8，可以根據(jù)變壓器的額定容量按勵(lì)磁涌流的上限來(lái)選擇?？梢愿鶕?jù)變壓器的額定容量按勵(lì)

49、磁涌流的上限來(lái)選擇。由于勵(lì)磁涌流很大，實(shí)際的縱差動(dòng)保護(hù)通常采用其它措施來(lái)減少由于勵(lì)磁涌流很大，實(shí)際的縱差動(dòng)保護(hù)通常采用其它措施來(lái)減少它的影響：它的影響：一種是通過(guò)鑒別勵(lì)磁涌流和故障電流的波形差別，在勵(lì)磁涌流時(shí)一種是通過(guò)鑒別勵(lì)磁涌流和故障電流的波形差別，在勵(lì)磁涌流時(shí)將差動(dòng)保護(hù)閉鎖，這時(shí)在整定值中不必考慮勵(lì)磁涌流的影響，即將差動(dòng)保護(hù)閉鎖，這時(shí)在整定值中不必考慮勵(lì)磁涌流的影響，即取取K K=0=0；另一種是采用速飽和變流器減少勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的不平衡電流，采另一種是采用速飽和變流器減少勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的不平衡電流，采用加強(qiáng)型速飽和變流器的差動(dòng)保護(hù)用加強(qiáng)型速飽和變流器的差動(dòng)保護(hù)(BCH2(BCH2型型) )時(shí)

50、，取時(shí)，取K K=1=1 。.在正常運(yùn)行情況下，為防止電流互感器二次在正常運(yùn)行情況下，為防止電流互感器二次回路斷線時(shí)引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作，起動(dòng)電流回路斷線時(shí)引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作，起動(dòng)電流應(yīng)大于變壓器的最大負(fù)荷電流應(yīng)大于變壓器的最大負(fù)荷電流I IL.maxL.max，當(dāng)負(fù)荷當(dāng)負(fù)荷電流不能確定時(shí)，可采用變壓器的額定電流電流不能確定時(shí)，可采用變壓器的額定電流I IN.TN.T, ,并引入可靠系數(shù)并引入可靠系數(shù)relrel( (一般取一般取1.3)1.3)，則保，則保護(hù)裝置的動(dòng)作電流整定值為：護(hù)裝置的動(dòng)作電流整定值為：maxsetrelLrelNTIKIKI按上面三個(gè)條件計(jì)算縱差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流，并選取最

51、大者按上面三個(gè)條件計(jì)算縱差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流，并選取最大者 所有電流都是折算到電流互感器二次側(cè)的數(shù)值。對(duì)于所有電流都是折算到電流互感器二次側(cè)的數(shù)值。對(duì)于Y/Y/-11 -11 接線三相變壓器，在計(jì)算故障電流和負(fù)荷電流時(shí)，要注意接線三相變壓器，在計(jì)算故障電流和負(fù)荷電流時(shí)，要注意Y Y側(cè)側(cè)電流互感器接線方式，通常在電流互感器接線方式，通常在側(cè)計(jì)算比較方便。側(cè)計(jì)算比較方便。 q靈敏系數(shù)可按下式校驗(yàn)：靈敏系數(shù)可按下式校驗(yàn)：min2krsensetIKI其中其中I I k.min.rk.min.r采用保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)，流過(guò)繼電器采用保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)，流過(guò)繼電器的最小差動(dòng)電流。的最小差動(dòng)電流。q按照要求

52、，靈敏系數(shù)一般應(yīng)大于，當(dāng)不滿按照要求，靈敏系數(shù)一般應(yīng)大于，當(dāng)不滿足時(shí)，則需采用具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器。足時(shí)，則需采用具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器。差動(dòng)保護(hù)的整定值越大，則對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)的整定值越大，則對(duì)變壓器 內(nèi)部故障的反應(yīng)能力就越低。內(nèi)部故障的反應(yīng)能力就越低。4 4、具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器、具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器 1 1差動(dòng)繼電器的制動(dòng)特性差動(dòng)繼電器的制動(dòng)特性 如果將變壓器兩側(cè)的電流都折算到電流互感如果將變壓器兩側(cè)的電流都折算到電流互感器的二次側(cè)，則區(qū)外故障時(shí)變壓器兩側(cè)電流器的二次側(cè)，則區(qū)外故障時(shí)變壓器兩側(cè)電流相等，即：相等，即： I I稱為區(qū)外故障時(shí)變壓器的穿越電流。稱為區(qū)外故障時(shí)變壓

53、器的穿越電流。 12III 如果將變壓器兩側(cè)的電流都折算到電流互感器的二次側(cè)，則可以認(rèn)為在如果將變壓器兩側(cè)的電流都折算到電流互感器的二次側(cè)，則可以認(rèn)為在正常運(yùn)行和區(qū)外故障時(shí)，同一電流流過(guò)變壓器兩側(cè)，故稱為穿越電流正常運(yùn)行和區(qū)外故障時(shí)，同一電流流過(guò)變壓器兩側(cè)，故稱為穿越電流由互感器變比不一致和互感器傳變誤差產(chǎn)生的不平衡由互感器變比不一致和互感器傳變誤差產(chǎn)生的不平衡電流的討論知：電流的討論知：流入差動(dòng)繼電器的不平衡電流與變壓流入差動(dòng)繼電器的不平衡電流與變壓器外部故障時(shí)的穿越電流有關(guān)。器外部故障時(shí)的穿越電流有關(guān)。12III 具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器正是利用這個(gè)特點(diǎn)，在差動(dòng)具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器正是

54、利用這個(gè)特點(diǎn)，在差動(dòng)繼電器中引入一個(gè)繼電器中引入一個(gè)能夠反應(yīng)變壓器穿越電流大小的制動(dòng)能夠反應(yīng)變壓器穿越電流大小的制動(dòng)電流電流，繼電器的動(dòng)作電流不再是按躲過(guò)最大穿越電流整，繼電器的動(dòng)作電流不再是按躲過(guò)最大穿越電流整定，而是根據(jù)制動(dòng)電流自動(dòng)調(diào)整。對(duì)于雙繞組變壓器，定，而是根據(jù)制動(dòng)電流自動(dòng)調(diào)整。對(duì)于雙繞組變壓器，外部故障時(shí)由于外部故障時(shí)由于 ( (折算到二次側(cè)折算到二次側(cè)) )，制動(dòng)電流制動(dòng)電流I Iresres可取可取: : I Iresres=I=I1 1或或I Iresres=I=I2 2最大穿越電流最大穿越電流.max.max(0.1)unbzanpatkIfUK KI (0.1)unbza

55、npatIfUK KI 為分析方便，均去掉下標(biāo)！為分析方便，均去掉下標(biāo)！故變壓器外部故障時(shí)的不平衡電流與故變壓器外部故障時(shí)的不平衡電流與I Iresres有關(guān)，有關(guān)，可表示為：可表示為： unbresIf I則具有制動(dòng)特性差動(dòng)繼電器的動(dòng)作方程為則具有制動(dòng)特性差動(dòng)繼電器的動(dòng)作方程為 ：()rrelresIKf IK Krelrel是可靠系數(shù)是可靠系數(shù) 由影響變壓器差動(dòng)保護(hù)的因素可知：由影響變壓器差動(dòng)保護(hù)的因素可知：而：而：1reskIIII Ik k變壓器外部故障時(shí)的短路電流變壓器外部故障時(shí)的短路電流流過(guò)變壓器的穿越電流不同流過(guò)變壓器的穿越電流不同, ,差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流也不同差動(dòng)繼電器的動(dòng)作

56、電流也不同.max.max(0.1)unbzanpatkIfUK KI 差動(dòng)電流大于不平衡電流時(shí)，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作差動(dòng)電流大于不平衡電流時(shí)，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作0將差電流與制動(dòng)電流的關(guān)系在一個(gè)平面坐標(biāo)上將差電流與制動(dòng)電流的關(guān)系在一個(gè)平面坐標(biāo)上表示，顯然只有差電流處于曲線的上方時(shí)差動(dòng)表示，顯然只有差電流處于曲線的上方時(shí)差動(dòng)繼電器才能并且肯定動(dòng)作。稱為差動(dòng)繼電器的繼電器才能并且肯定動(dòng)作。稱為差動(dòng)繼電器的制動(dòng)特性，而處于制動(dòng)特性上方的區(qū)域稱為差制動(dòng)特性，而處于制動(dòng)特性上方的區(qū)域稱為差動(dòng)繼電器的動(dòng)作區(qū)，另一個(gè)區(qū)域相應(yīng)地稱為制動(dòng)繼電器的動(dòng)作區(qū)，另一個(gè)區(qū)域相應(yīng)地稱為制動(dòng)區(qū)。動(dòng)區(qū)。 ()relresKf IresIrI

57、()rrelresIKf I0ag()relresKf I.maxsetI.res gI.maxresIresIrI 是一個(gè)關(guān)于是一個(gè)關(guān)于I Iresres的單調(diào)上升函數(shù)。在的單調(diào)上升函數(shù)。在I Iresres比較小比較小時(shí)，電流互感器不飽和，時(shí)，電流互感器不飽和， 是線性上升的是線性上升的（I IresresIIres.gres.g) )；()relresKf I()relresKf I()relresKf II Iresres比較大導(dǎo)致電流互感器飽和后，比較大導(dǎo)致電流互感器飽和后， 的變化率的變化率增加，并不再是線性的增加，并不再是線性的( (I Ires.gres.g-I-Ires.ma

58、xres.max) )。 K KTATA為電流互感器未飽和時(shí)存在的線性誤差，由互為電流互感器未飽和時(shí)存在的線性誤差，由互感器型號(hào)決定，一般小于感器型號(hào)決定，一般小于2。 0ag()relresKf I.maxsetI.res gI.maxresIresIrI 的線性部分可以表示為的線性部分可以表示為: :()relresKf I()()relresrelzaTAresKf IKfUKI設(shè)變壓器穿越電流等于最設(shè)變壓器穿越電流等于最大外部故障電流大外部故障電流I Ik.maxk.max時(shí)，時(shí)，差動(dòng)繼電器動(dòng)作電流和制差動(dòng)繼電器動(dòng)作電流和制動(dòng)電流分別為動(dòng)電流分別為I Iset.maxset.max和和

59、I Ires.maxres.max ，如圖的，如圖的a a點(diǎn)所示。點(diǎn)所示。顯然，此時(shí)差動(dòng)繼電器的顯然，此時(shí)差動(dòng)繼電器的不平衡電流就是最大不平不平衡電流就是最大不平衡電流，故衡電流，故: : .max.maxsetrelunbIKI理論上理論上I Ires.maxres.max = = I Ik.maxk.max ，但制動(dòng)電流也要經(jīng)過(guò)電流互感器測(cè)量，但制動(dòng)電流也要經(jīng)過(guò)電流互感器測(cè)量，互感器飽和會(huì)使測(cè)量到的制動(dòng)電流減小，故互感器飽和會(huì)使測(cè)量到的制動(dòng)電流減小，故 :.max.max.maxreskunbIII令令 .max.max.maxsetresresIKIK Kres.maxres.max稱為

60、制動(dòng)特性的最大制動(dòng)比。稱為制動(dòng)特性的最大制動(dòng)比。 0ag()relresKf I.maxsetI.res gI.maxresIresIrI0ag由于電流互感器的飽和與許多因素有關(guān)，制動(dòng)特性中由于電流互感器的飽和與許多因素有關(guān)，制動(dòng)特性中非線性部分的具體數(shù)值是不易確定的。實(shí)用的制動(dòng)特非線性部分的具體數(shù)值是不易確定的。實(shí)用的制動(dòng)特性要進(jìn)行簡(jiǎn)化，在數(shù)字式縱差動(dòng)保護(hù)中，常常采用一性要進(jìn)行簡(jiǎn)化，在數(shù)字式縱差動(dòng)保護(hù)中，常常采用一段與坐標(biāo)橫軸平行的直線和一段斜線構(gòu)成的所謂段與坐標(biāo)橫軸平行的直線和一段斜線構(gòu)成的所謂兩兩折線折線特性特性(以以I Iset.rset.r表示表示)， I Iset.rset.r的斜