電力系統(tǒng)繼電保護(hù)-6 電力變壓器保護(hù)

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)6 電力變壓器保護(hù)6.1 電力變壓器的故障類型和不正常工作狀態(tài) 變壓器套管和引出線上的相間短路、接地短路、繞組的匝變壓器套管和引出線上的相間短路、接地短路、繞組的匝間短路是比較常見的故障形式；而變壓器油箱內(nèi)發(fā)生相間間短路是比較常見的故障形式；而變壓器油箱內(nèi)發(fā)生相間短路的情況比較少。短路的情況比較少。變壓器短路視頻變壓器短路視頻6.2 變壓器縱差動(dòng)保護(hù)6.2.1 變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的基本原理和接線方式變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的基本原理和接線方式（圖（圖6-1：雙繞組：雙繞組單相變壓器縱差動(dòng)單相變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的原理接線圖）保護(hù)的原理接線圖）6.2.1 變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的基本原理和接線方式變

2、壓器縱差動(dòng)保護(hù)的基本原理和接線方式圖6.2雙繞組三相變壓器縱差動(dòng)保護(hù)原理接線圖（）接線圖；（）對(duì)稱工況下的相量關(guān)系6.2.1 變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的基本原理和接線方式變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的基本原理和接線方式電力系統(tǒng)中常常采用三繞組變壓器。圖電力系統(tǒng)中常常采用三繞組變壓器。圖63所示的是所示的是Y，d11接線方式三繞組變壓器縱差動(dòng)保護(hù)單相示意接線方式三繞組變壓器縱差動(dòng)保護(hù)單相示意圖，接入縱差動(dòng)繼電器的差電流為：圖，接入縱差動(dòng)繼電器的差電流為：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：d側(cè)互感器用側(cè)互感器用Y接線方式；兩個(gè)接線方式；兩個(gè)Y側(cè)互感器則采用側(cè)

3、互感器則采用d接線方式。接線方式。（圖（圖6-3：三繞組變壓器縱差動(dòng)：三繞組變壓器縱差動(dòng)保護(hù)接線單相示意圖）保護(hù)接線單相示意圖）123rIIII6.2.2 變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流及克服方法變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流及克服方法1 計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流變壓器兩側(cè)的電流互感器都是根據(jù)產(chǎn)品目錄選取的標(biāo)準(zhǔn)變比，其規(guī)格種類是變壓器兩側(cè)的電流互感器都是根據(jù)產(chǎn)品目錄選取的標(biāo)準(zhǔn)變比，其規(guī)格種類是有限的。變壓器的變比也是有標(biāo)準(zhǔn)的，三者的關(guān)系很難完全滿足式有限的。變壓器的變比也是有標(biāo)準(zhǔn)的，三者的關(guān)系很難完全滿足式(6-4)，令，令變比差系數(shù)為：變比差系

4、數(shù)為： 根據(jù)式根據(jù)式(6-3)可得：可得：由式由式(6-11)知，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：知，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：121TATzaTAnnfn11221zaTunbTATAf In IIInn6.2.2 變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流及克服方法變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流及克服方法2 由變壓器帶負(fù)荷調(diào)節(jié)分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流由變壓器帶負(fù)荷調(diào)節(jié)分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流改變分接頭的位置，實(shí)際上就是改變壓器改變分接頭的位置，實(shí)際上就是改變壓器的變比。電流互感器的變比選定后不可能的變比。電流互感器的變比選定后不可能根據(jù)運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)整，只能根據(jù)變

5、壓器根據(jù)運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)整，只能根據(jù)變壓器分接頭未調(diào)整時(shí)的變比進(jìn)行選擇。因此，分接頭未調(diào)整時(shí)的變比進(jìn)行選擇。因此，由于改變分接頭的位置產(chǎn)生的最大不平衡由于改變分接頭的位置產(chǎn)生的最大不平衡電流為：電流為：（變壓器保護(hù)仿真圖（變壓器保護(hù)仿真圖1）6.2.2 變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流及克服方法變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流及克服方法3 電流互感器傳變誤差產(chǎn)生的不平衡電流電流互感器傳變誤差產(chǎn)生的不平衡電流（圖（圖6-4：電流互感器等效電路）：電流互感器等效電路）6.2.2 變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流及克服方法變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流及克服方法曲線1-鐵芯的基本磁化曲線(通常簡稱為磁化曲線)；曲線2-勵(lì)磁

6、電流隨時(shí)間的變化曲線；曲線3-勵(lì)磁電流按照曲線2變化時(shí)的磁滯回線；S點(diǎn)-飽和點(diǎn)。（圖（圖6-5a：勵(lì)磁電流中無直流偏移：勵(lì)磁電流中無直流偏移時(shí)的電流互感器鐵芯的磁滯回線）時(shí)的電流互感器鐵芯的磁滯回線）（圖（圖6-5b：勵(lì)磁電流：勵(lì)磁電流中有直流偏移時(shí)曲線）中有直流偏移時(shí)曲線）6.2.2 變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流及克服方法變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流及克服方法剩磁-電流互感器一次側(cè)電流消失后，勵(lì)磁電流也相應(yīng)地變?yōu)榱恪Ｓ捎诖艤鼐€的磁滯現(xiàn)象，鐵芯中將長期存在殘留磁通，稱為剩磁。10誤差曲線-電流互感器誤差達(dá)到10時(shí)，一次電流與二次負(fù)載電阻之間的關(guān)系曲線。通常都以電流互感器的10誤差曲線來選擇電流互

7、感器的型號(hào)。6.2.2 變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流及克服方法變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流及克服方法電流互感器的暫態(tài)誤差電流互感器的暫態(tài)誤差非周期非周期分量的存在大大增加了電流互感器分量的存在大大增加了電流互感器的飽和程度，由此產(chǎn)生的誤差稱為的飽和程度，由此產(chǎn)生的誤差稱為電流互感器的暫態(tài)誤差。差動(dòng)保護(hù)電流互感器的暫態(tài)誤差。差動(dòng)保護(hù)是瞬時(shí)動(dòng)作的，必須考慮非周期分是瞬時(shí)動(dòng)作的，必須考慮非周期分量引起的暫態(tài)不平衡電流。量引起的暫態(tài)不平衡電流。下圖為變壓器外部故障時(shí)的暫態(tài)電流和縱差動(dòng)保護(hù)暫態(tài)不平衡電流的錄波圖。下圖為變壓器外部故障時(shí)的暫態(tài)電流和縱差動(dòng)保護(hù)暫態(tài)不平衡電流的錄波圖。故障初始：電流互感器不飽和，

8、不平衡故障初始：電流互感器不飽和，不平衡電流不大；幾個(gè)周波后：電流互感器開電流不大；幾個(gè)周波后：電流互感器開始飽和，不平衡電流逐漸達(dá)到最大值；始飽和，不平衡電流逐漸達(dá)到最大值；隨著一次電流非周期分量的衰減：不平隨著一次電流非周期分量的衰減：不平衡電流又逐漸下降并趨于穩(wěn)態(tài)不平衡電衡電流又逐漸下降并趨于穩(wěn)態(tài)不平衡電流。流。結(jié)論：暫態(tài)不平衡電流比穩(wěn)態(tài)不平衡電結(jié)論：暫態(tài)不平衡電流比穩(wěn)態(tài)不平衡電流大許多倍，且含有很大的非周期分量流大許多倍，且含有很大的非周期分量，其特性完全偏于時(shí)間軸的一側(cè)。，其特性完全偏于時(shí)間軸的一側(cè)。（變壓器內(nèi)（變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖）部結(jié)構(gòu)圖）圖圖6.6縱差動(dòng)保護(hù)的暫態(tài)不平衡電流縱差動(dòng)保

9、護(hù)的暫態(tài)不平衡電流（）外部短路電流；（）縱差動(dòng)保護(hù)暫態(tài)不平衡電流（）外部短路電流；（）縱差動(dòng)保護(hù)暫態(tài)不平衡電流6.2.2 變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流及克服方法變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流及克服方法4 變壓器勵(lì)磁電流產(chǎn)生的不平衡電流變壓器勵(lì)磁電流產(chǎn)生的不平衡電流將變壓器參數(shù)折算到二次側(cè)后，單相變壓器將變壓器參數(shù)折算到二次側(cè)后，單相變壓器等效電路如圖等效電路如圖6-7表示。顯然，勵(lì)磁回路相當(dāng)表示。顯然，勵(lì)磁回路相當(dāng)于變壓器內(nèi)部故障的故障支路。勵(lì)磁電流于變壓器內(nèi)部故障的故障支路。勵(lì)磁電流 全全部流入差動(dòng)繼電器中，形成不平衡電流，即部流入差動(dòng)繼電器中，形成不平衡電流，即正常運(yùn)行和外部故障時(shí)：變壓器不會(huì)飽

10、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)超過額定電流的勵(lì)磁電流一般不會(huì)超過額定電流的25，對(duì)縱差動(dòng)保護(hù)的影響常常略去不計(jì)；變壓，對(duì)縱差動(dòng)保護(hù)的影響常常略去不計(jì)；變壓器空載投入或外部故障切除電壓恢復(fù)時(shí)：變器空載投入或外部故障切除電壓恢復(fù)時(shí)：變壓器電壓從零或很小的數(shù)值突然上升到運(yùn)行壓器電壓從零或很小的數(shù)值突然上升到運(yùn)行電壓。在這個(gè)電壓上升的暫態(tài)過程中，變壓電壓。在這個(gè)電壓上升的暫態(tài)過程中，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)磁電流稱為勵(lì)磁涌流。流。這個(gè)暫態(tài)勵(lì)磁電流稱為勵(lì)磁涌流。unbII圖6.7雙繞組單相變壓器等效電路圖6

11、.8Imax與變壓器額定容量ST 的關(guān)系曲線6.2.2 變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流及克服方法變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流及克服方法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(1) 應(yīng)盡可能使用型號(hào)、性能完全相同的應(yīng)盡可能使用型號(hào)、性能完全相同的D級(jí)電流互感器，使得兩側(cè)電流互級(jí)電流互感器，使得兩側(cè)電流互感器的磁化曲線相同，以減小不平衡電流。感器的磁化曲線相同，以減小不平衡電流。(2) 減小電流互感器的二次負(fù)載并使各側(cè)二次負(fù)載相同，能夠減少鐵芯的飽減小電流互感器的二次負(fù)載并使各側(cè)二次負(fù)載相同，能夠減少鐵芯的飽和程度，相應(yīng)地也減少了不平衡電流。和程度，相應(yīng)地也減少了不平衡電流。（變壓器內(nèi)部繞

12、組圖）（變壓器內(nèi)部繞組圖）6.2.3 縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算原則縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算原則 1 縱差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流的整定原則縱差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流的整定原則變壓器某側(cè)電流互感器二次回路斷線時(shí)，另一側(cè)電流互感器的二次電流變壓器某側(cè)電流互感器二次回路斷線時(shí)，另一側(cè)電流互感器的二次電流全部流入差動(dòng)繼電器中，要引起保護(hù)的誤動(dòng)。有的差動(dòng)保護(hù)采用斷線識(shí)全部流入差動(dòng)繼電器中，要引起保護(hù)的誤動(dòng)。有的差動(dòng)保護(hù)采用斷線識(shí)別的輔助措施，在互感器二次回路斷線時(shí)將差動(dòng)保護(hù)閉鎖。若沒有斷線別的輔助措施，在互感器二次回路斷線時(shí)將差動(dòng)保護(hù)閉鎖。若沒有斷線識(shí)別的措施，則差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流必須大于正常運(yùn)行情況下變壓器的識(shí)別的措施，則差動(dòng)

13、保護(hù)的動(dòng)作電流必須大于正常運(yùn)行情況下變壓器的最大負(fù)荷電流，即最大負(fù)荷電流，即6.2.3 縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算原則縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算原則 2 縱差動(dòng)保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)縱差動(dòng)保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)縱差動(dòng)保護(hù)的靈敏系數(shù)可按下式校驗(yàn)：縱差動(dòng)保護(hù)的靈敏系數(shù)可按下式校驗(yàn)：當(dāng)按前述整定原則整定的動(dòng)作電流不能滿當(dāng)按前述整定原則整定的動(dòng)作電流不能滿足靈敏度要求時(shí)，需要采用具有制動(dòng)特性足靈敏度要求時(shí)，需要采用具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器。的差動(dòng)繼電器。（變壓器保護(hù)仿真圖）（變壓器保護(hù)仿真圖）6.2.4 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 差動(dòng)繼電器的制動(dòng)特性差動(dòng)繼電器的制動(dòng)特性 具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電

14、器具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器在差動(dòng)繼電器中引入一個(gè)在差動(dòng)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)電流，繼電器的動(dòng)作能夠反應(yīng)變壓器穿越電流大小的制動(dòng)電流，繼電器的動(dòng)作電流不再是按躲過最大穿越電流整定，而是根據(jù)制動(dòng)電流電流不再是按躲過最大穿越電流整定，而是根據(jù)制動(dòng)電流自動(dòng)調(diào)整。自動(dòng)調(diào)整。（圖（圖6-10：繼電器制動(dòng)特性）：繼電器制動(dòng)特性）6.2.4 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6.2.4 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6.2.4 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6.2.4 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6.2.4 具有制

15、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6.2.4 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 2 差動(dòng)繼電器在內(nèi)部故障時(shí)的動(dòng)作行為差動(dòng)繼電器在內(nèi)部故障時(shí)的動(dòng)作行為變壓器內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)電流與制動(dòng)電流的關(guān)系與系統(tǒng)運(yùn)行方式有關(guān)。變壓器內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)電流與制動(dòng)電流的關(guān)系與系統(tǒng)運(yùn)行方式有關(guān)。繼電器采用制動(dòng)特性后，變壓器內(nèi)部故障時(shí)將動(dòng)作電流靈敏度大為提高了。繼電器采用制動(dòng)特性后，變壓器內(nèi)部故障時(shí)將動(dòng)作電流靈敏度大為提高了。對(duì)于數(shù)字式保護(hù)，制動(dòng)電流通常由各側(cè)電流綜合而成，以簡化整定計(jì)算和調(diào)對(duì)于數(shù)字式保護(hù)，制動(dòng)電流通常由各側(cè)電流綜合而成，以簡化整定計(jì)算和調(diào)試，常見的方法有試，常見的方法有(以雙繞

16、組變壓器為例以雙繞組變壓器為例):（圖（圖6-11：內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流）：內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流）6.2.4 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 2 差動(dòng)繼電器在內(nèi)部故障時(shí)的動(dòng)作行為差動(dòng)繼電器在內(nèi)部故障時(shí)的動(dòng)作行為變壓器內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)電流與制動(dòng)電流的關(guān)系與系統(tǒng)運(yùn)行方式有關(guān)。變壓器內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)電流與制動(dòng)電流的關(guān)系與系統(tǒng)運(yùn)行方式有關(guān)。繼電器采用制動(dòng)特性后，變壓器內(nèi)部故障時(shí)將動(dòng)作電流靈敏度大為提高了。繼電器采用制動(dòng)特性后，變壓器內(nèi)部故障時(shí)將動(dòng)作電流靈敏度大為提高了。對(duì)于數(shù)字式保護(hù)，制動(dòng)電流通常由各側(cè)電流綜合而成，以簡化整定計(jì)算和調(diào)對(duì)于數(shù)字式保護(hù)，制動(dòng)電流通

17、常由各側(cè)電流綜合而成，以簡化整定計(jì)算和調(diào)試，常見的方法有試，常見的方法有(以雙繞組變壓器為例以雙繞組變壓器為例):（圖（圖6-11：內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流）：內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流）6.2.4 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 2 差動(dòng)繼電器在內(nèi)部故障時(shí)的動(dòng)作行為差動(dòng)繼電器在內(nèi)部故障時(shí)的動(dòng)作行為變壓器內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)電流與制動(dòng)電流的關(guān)系與系統(tǒng)運(yùn)行方式有關(guān)。變壓器內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)電流與制動(dòng)電流的關(guān)系與系統(tǒng)運(yùn)行方式有關(guān)。繼電器采用制動(dòng)特性后，變壓器內(nèi)部故障時(shí)將動(dòng)作電流靈敏度大為提高了。繼電器采用制動(dòng)特性后，變壓器內(nèi)部故障時(shí)將動(dòng)作電流靈敏度大為提高了。對(duì)于數(shù)字式保

18、護(hù)，制動(dòng)電流通常由各側(cè)電流綜合而成，以簡化整定計(jì)算和調(diào)對(duì)于數(shù)字式保護(hù)，制動(dòng)電流通常由各側(cè)電流綜合而成，以簡化整定計(jì)算和調(diào)試，常見的方法有試，常見的方法有(以雙繞組變壓器為例以雙繞組變壓器為例):（圖（圖6-11：內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流）：內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流）直線3-差動(dòng)繼電器的制動(dòng)特性曲線6.2.4 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 2 差動(dòng)繼電器在內(nèi)部故障時(shí)的動(dòng)作行為差動(dòng)繼電器在內(nèi)部故障時(shí)的動(dòng)作行為變壓器內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)電流與制動(dòng)電流的關(guān)系與系統(tǒng)運(yùn)行方式有關(guān)。變壓器內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)電流與制動(dòng)電流的關(guān)系與系統(tǒng)運(yùn)行方式有關(guān)。繼電器采用制動(dòng)特性后，變壓器內(nèi)部

19、故障時(shí)將動(dòng)作電流靈敏度大為提高了。繼電器采用制動(dòng)特性后，變壓器內(nèi)部故障時(shí)將動(dòng)作電流靈敏度大為提高了。對(duì)于數(shù)字式保護(hù)，制動(dòng)電流通常由各側(cè)電流綜合而成，以簡化整定計(jì)算和調(diào)對(duì)于數(shù)字式保護(hù)，制動(dòng)電流通常由各側(cè)電流綜合而成，以簡化整定計(jì)算和調(diào)試，常見的方法有試，常見的方法有(以雙繞組變壓器為例以雙繞組變壓器為例):（圖（圖6-11：內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流）：內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流）6.2.4 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 2 差動(dòng)繼電器在內(nèi)部故障時(shí)的動(dòng)作行為差動(dòng)繼電器在內(nèi)部故障時(shí)的動(dòng)作行為變壓器內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)電流與制動(dòng)電流的關(guān)系與系統(tǒng)運(yùn)行方式有關(guān)。變壓器內(nèi)部故障

20、時(shí)，差動(dòng)電流與制動(dòng)電流的關(guān)系與系統(tǒng)運(yùn)行方式有關(guān)。繼電器采用制動(dòng)特性后，變壓器內(nèi)部故障時(shí)將動(dòng)作電流靈敏度大為提高了。繼電器采用制動(dòng)特性后，變壓器內(nèi)部故障時(shí)將動(dòng)作電流靈敏度大為提高了。對(duì)于數(shù)字式保護(hù)，制動(dòng)電流通常由各側(cè)電流綜合而成，以簡化整定計(jì)算和調(diào)對(duì)于數(shù)字式保護(hù)，制動(dòng)電流通常由各側(cè)電流綜合而成，以簡化整定計(jì)算和調(diào)試，常見的方法有試，常見的方法有(以雙繞組變壓器為例以雙繞組變壓器為例):（圖（圖6-11：內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流）：內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流）6.3 變壓器的勵(lì)磁涌流及鑒別方法6.3.1 單相變壓器的勵(lì)磁涌流單相變壓器的勵(lì)磁涌流變壓器的額定磁通變壓器的額定磁通指變壓器

21、運(yùn)行電壓等于額定電壓時(shí)，鐵芯中產(chǎn)指變壓器運(yùn)行電壓等于額定電壓時(shí)，鐵芯中產(chǎn)生的磁通。生的磁通。6.3.1 單相變壓器的勵(lì)磁涌流單相變壓器的勵(lì)磁涌流變壓器穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)：鐵芯不會(huì)飽和；變壓器穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)：鐵芯不會(huì)飽和；變壓器空載合閘后的暫態(tài)過程中：變壓器空載合閘后的暫態(tài)過程中：（圖（圖6-12：變壓器的暫態(tài)磁通）：變壓器的暫態(tài)磁通）6.3.1 單相變壓器的勵(lì)磁涌流單相變壓器的勵(lì)磁涌流如圖如圖6-13所示：所示：在在(0,2)周期內(nèi)周期內(nèi)勵(lì)磁涌流的波形如圖勵(lì)磁涌流的波形如圖6-14所示，波形完全偏離時(shí)間軸的一側(cè)，且是間所示，波形完全偏離時(shí)間軸的一側(cè)，且是間斷的。波形間斷的寬度稱為勵(lì)磁涌流的間斷角斷的。波形

22、間斷的寬度稱為勵(lì)磁涌流的間斷角J，顯然，顯然J=21。11m1110,0,2(647)(coscos)/,2iL或（圖（圖6-14：勵(lì)磁涌流）：勵(lì)磁涌流）6.3.1 單相變壓器的勵(lì)磁涌流單相變壓器的勵(lì)磁涌流勵(lì)磁涌流中除了基波分量外，還存在大量的非周期分量和諧波分量。勵(lì)磁涌流中除了基波分量外，還存在大量的非周期分量和諧波分量。由于勵(lì)磁涌流是周期函數(shù)，可以展開成傅立葉級(jí)數(shù)：由于勵(lì)磁涌流是周期函數(shù)，可以展開成傅立葉級(jí)數(shù)： 將式將式(6-47)代入式（代入式（6-50），就可以計(jì)算出非周期分量和各次諧波分），就可以計(jì)算出非周期分量和各次諧波分量。通常關(guān)心的是勵(lì)磁涌流中非周期分量和高次諧波分量的含量（即

23、量。通常關(guān)心的是勵(lì)磁涌流中非周期分量和高次諧波分量的含量（即它們與基波分量的相對(duì)大小）。顯然，在上述簡化的飽和特性的前提它們與基波分量的相對(duì)大小）。顯然，在上述簡化的飽和特性的前提下，它們只與間斷角有關(guān)，與勵(lì)磁涌流幅值無關(guān)。下，它們只與間斷角有關(guān)，與勵(lì)磁涌流幅值無關(guān)。6.3.1 單相變壓器的勵(lì)磁涌流單相變壓器的勵(lì)磁涌流表表6-1 ：不同間斷角下的諧波含量：不同間斷角下的諧波含量綜合上面的分析，單相變壓器勵(lì)磁涌流有以下特點(diǎn)：綜合上面的分析，單相變壓器勵(lì)磁涌流有以下特點(diǎn)：（1）在變壓器空載合閘時(shí)，涌流是否產(chǎn)生以及涌流的大小與合閘角）在變壓器空載合閘時(shí)，涌流是否產(chǎn)生以及涌流的大小與合閘角有關(guān)，合閘角

24、有關(guān)，合閘角=0和和=時(shí)勵(lì)磁涌流最大。時(shí)勵(lì)磁涌流最大。（2）波形完全偏離時(shí)間軸的一側(cè)，并且出現(xiàn)間斷。涌流越大，間斷）波形完全偏離時(shí)間軸的一側(cè)，并且出現(xiàn)間斷。涌流越大，間斷角越小。角越小。（3）含有很大成分的非周期分量，間斷角越小，非周期分量越大。）含有很大成分的非周期分量，間斷角越小，非周期分量越大。（4）含有大量的高次諧波分量，而以二次諧波為主。間斷角越小，）含有大量的高次諧波分量，而以二次諧波為主。間斷角越小，二次諧波也越小。二次諧波也越小。6.3.2 三相變壓器勵(lì)磁涌流的特征三相變壓器勵(lì)磁涌流的特征 對(duì)于對(duì)于Y,d11接線方式的三相變壓器，引入每相差動(dòng)保護(hù)的接線方式的三相變壓器，引入每相

25、差動(dòng)保護(hù)的電流是兩個(gè)變壓器繞組電流之差，其勵(lì)磁涌流也應(yīng)該是兩電流是兩個(gè)變壓器繞組電流之差，其勵(lì)磁涌流也應(yīng)該是兩個(gè)繞組勵(lì)磁涌流的差值，即：個(gè)繞組勵(lì)磁涌流的差值，即： 下面結(jié)合一個(gè)算例來說明它們的特點(diǎn)。下面結(jié)合一個(gè)算例來說明它們的特點(diǎn)。A rABB rBCC rCAiiiiiiiii 、6.3.2 三相變壓器勵(lì)磁涌流的特征三相變壓器勵(lì)磁涌流的特征6.3.2 三相變壓器勵(lì)磁涌流的特征三相變壓器勵(lì)磁涌流的特征結(jié)合上面的算例，對(duì)于一般情況，三相變壓器勵(lì)磁涌流有以下特點(diǎn)：結(jié)合上面的算例，對(duì)于一般情況，三相變壓器勵(lì)磁涌流有以下特點(diǎn)： 由于三相電壓之間有由于三相電壓之間有120 (2/3)的相位的相位差，因而

26、三相勵(lì)磁涌流不會(huì)相同，任何差，因而三相勵(lì)磁涌流不會(huì)相同，任何情況下空載投入變壓器，至少在兩相中情況下空載投入變壓器，至少在兩相中要出現(xiàn)不同程度的勵(lì)磁涌流。要出現(xiàn)不同程度的勵(lì)磁涌流。 某相勵(lì)磁涌流某相勵(lì)磁涌流(i-B-r)可能不再偏離時(shí)間可能不再偏離時(shí)間軸的一側(cè)，變成了對(duì)稱性涌流。其他兩軸的一側(cè)，變成了對(duì)稱性涌流。其他兩相仍為偏離時(shí)間軸一側(cè)的非對(duì)稱性涌流相仍為偏離時(shí)間軸一側(cè)的非對(duì)稱性涌流。對(duì)稱性涌流的數(shù)值比較小。非對(duì)稱性。對(duì)稱性涌流的數(shù)值比較小。非對(duì)稱性涌流仍含有大量的非周期分量，但對(duì)稱涌流仍含有大量的非周期分量，但對(duì)稱性涌流中無非周期分量。性涌流中無非周期分量。 三相勵(lì)磁涌流中有一相或兩相二次

27、諧波三相勵(lì)磁涌流中有一相或兩相二次諧波含量比較小，但至少有一相比較大。含量比較小，但至少有一相比較大。 勵(lì)磁涌流的波形仍然是間斷的，但間斷角顯著減小，其中又以對(duì)稱性涌流的勵(lì)磁涌流的波形仍然是間斷的，但間斷角顯著減小，其中又以對(duì)稱性涌流的間斷角最小。但對(duì)稱性涌流有另外一個(gè)特點(diǎn)：勵(lì)磁涌流的正向最大值與反向間斷角最小。但對(duì)稱性涌流有另外一個(gè)特點(diǎn)：勵(lì)磁涌流的正向最大值與反向最大值之間的相位相差最大值之間的相位相差120。這個(gè)相位差稱為。這個(gè)相位差稱為波寬波寬，顯然穩(wěn)態(tài)故障電流的，顯然穩(wěn)態(tài)故障電流的波寬為波寬為180。6.3.3 防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方法法 1 采用速飽和中間變

28、流器采用速飽和中間變流器勵(lì)磁涌流中含有大量的非周期分量勵(lì)磁涌流中含有大量的非周期分量，所以可以采用速飽和中間變流器，所以可以采用速飽和中間變流器來防止差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)。對(duì)于來防止差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)。對(duì)于Y,d11接線方式的三相變壓器，常常有一接線方式的三相變壓器，常常有一相是對(duì)稱性涌流，沒有非周期分量相是對(duì)稱性涌流，沒有非周期分量，中間變流器不能飽和，只能通過，中間變流器不能飽和，只能通過差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流來躲過?？疾顒?dòng)繼電器的動(dòng)作電流來躲過?？紤]到對(duì)稱性涌流的幅值比較小，整慮到對(duì)稱性涌流的幅值比較小，整定計(jì)算時(shí)，在式定計(jì)算時(shí)，在式(6-27)中取中取K=1。缺點(diǎn)：速飽和原理的縱差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流大

29、、靈敏度低。并且在變壓缺點(diǎn)：速飽和原理的縱差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流大、靈敏度低。并且在變壓器內(nèi)部故障時(shí)，會(huì)因非周期分量的存在而延緩保護(hù)的動(dòng)作，已逐漸淘器內(nèi)部故障時(shí)，會(huì)因非周期分量的存在而延緩保護(hù)的動(dòng)作，已逐漸淘汰。汰。（ABB公司的公司的SZ9-M-6300KVA /35KV型全密封變壓器）型全密封變壓器）6.3.3 防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方法法 2 二次諧波制動(dòng)的方法二次諧波制動(dòng)的方法二次諧波制動(dòng)二次諧波制動(dòng)根據(jù)勵(lì)磁涌流中含有大量二次諧波分量的特點(diǎn)，當(dāng)根據(jù)勵(lì)磁涌流中含有大量二次諧波分量的特點(diǎn)，當(dāng)檢測(cè)到差電流中二次諧波含量大于整定值時(shí)就將差動(dòng)繼電器閉鎖，以檢測(cè)到差電流中二次諧波

30、含量大于整定值時(shí)就將差動(dòng)繼電器閉鎖，以防止勵(lì)磁涌流引起的誤動(dòng)。防止勵(lì)磁涌流引起的誤動(dòng)。二次諧波制動(dòng)的差動(dòng)保護(hù)二次諧波制動(dòng)的差動(dòng)保護(hù)采用二次諧波制動(dòng)方法的保護(hù)。采用二次諧波制動(dòng)方法的保護(hù)。6.3.3 防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方法法（圖（圖6-16：二次諧波制動(dòng)查動(dòng)保護(hù)邏輯框圖）：二次諧波制動(dòng)查動(dòng)保護(hù)邏輯框圖）變壓器內(nèi)部故障時(shí)，測(cè)量電流中的暫態(tài)分量也可能存在二次諧波。若二次諧波含量超過K2，差動(dòng)保護(hù)也將被閉鎖，一直等到暫態(tài)分量衰減后才能動(dòng)作。電流互感器飽和也會(huì)在二次電流中產(chǎn)生二次諧波。電流互感器飽和越嚴(yán)重，二次諧波含量越大。差動(dòng)電流速斷保護(hù)-為了加快內(nèi)部嚴(yán)重故障時(shí)縱差動(dòng)保護(hù)的

31、動(dòng)作速度，往往再增加一組不帶二次諧波制動(dòng)的差動(dòng)繼電器，稱為差動(dòng)電流速斷保護(hù)。差動(dòng)電流速斷保護(hù)按躲過最大勵(lì)磁涌流整定，即取K=48。6.3.3 防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方法法（圖（圖6-16：二次諧波制動(dòng)查動(dòng)保護(hù)邏輯框圖）：二次諧波制動(dòng)查動(dòng)保護(hù)邏輯框圖）二次諧波制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：原理簡單二次諧波制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：原理簡單、調(diào)試方便、靈敏度高，在變壓、調(diào)試方便、靈敏度高，在變壓器縱差動(dòng)保護(hù)中獲得了非常廣泛器縱差動(dòng)保護(hù)中獲得了非常廣泛的應(yīng)用。的應(yīng)用。缺點(diǎn)：在具有靜止無功補(bǔ)償裝置缺點(diǎn)：在具有靜止無功補(bǔ)償裝置等電容分量比較大的系統(tǒng)，故障等電容分量比較大的系統(tǒng)，故障暫態(tài)電流中有比較大的二次諧波暫

32、態(tài)電流中有比較大的二次諧波含量，差動(dòng)保護(hù)的速度會(huì)受到影含量，差動(dòng)保護(hù)的速度會(huì)受到影響。若空載合閘前變壓器已經(jīng)存響。若空載合閘前變壓器已經(jīng)存在故障，合閘后故障相為故障電在故障，合閘后故障相為故障電流，非故障相為勵(lì)磁涌流，采用流，非故障相為勵(lì)磁涌流，采用三相或門制動(dòng)的方案時(shí)，差動(dòng)保三相或門制動(dòng)的方案時(shí)，差動(dòng)保護(hù)必將被閉鎖。由于勵(lì)磁涌流衰護(hù)必將被閉鎖。由于勵(lì)磁涌流衰減很慢，保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間可能會(huì)減很慢，保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間可能會(huì)長達(dá)數(shù)百毫秒。長達(dá)數(shù)百毫秒。6.3.3 防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方法法 3 間斷角鑒別的方法間斷角鑒別的方法間斷角鑒別間斷角鑒別勵(lì)磁涌流的波形中會(huì)出現(xiàn)間斷角，而

33、變壓器內(nèi)部故障時(shí)流入勵(lì)磁涌流的波形中會(huì)出現(xiàn)間斷角，而變壓器內(nèi)部故障時(shí)流入差動(dòng)繼電器的穩(wěn)態(tài)差電流是正弦波，不會(huì)出現(xiàn)間斷角。間斷角鑒別的方法就差動(dòng)繼電器的穩(wěn)態(tài)差電流是正弦波，不會(huì)出現(xiàn)間斷角。間斷角鑒別的方法就是利用這個(gè)特征鑒別勵(lì)磁涌流和故障電流，即通過檢測(cè)差電流波形是否存在是利用這個(gè)特征鑒別勵(lì)磁涌流和故障電流，即通過檢測(cè)差電流波形是否存在間斷角，當(dāng)間斷角大于整定值時(shí)將差動(dòng)保護(hù)閉鎖。間斷角，當(dāng)間斷角大于整定值時(shí)將差動(dòng)保護(hù)閉鎖。間斷角的整定值一般取間斷角的整定值一般取65。當(dāng)檢測(cè)到間斷角大于。當(dāng)檢測(cè)到間斷角大于65時(shí)將差動(dòng)保護(hù)時(shí)將差動(dòng)保護(hù)閉鎖。對(duì)于閉鎖。對(duì)于Y,d11接線方式的三相變壓器，非對(duì)稱涌流的

34、間斷角比較大，接線方式的三相變壓器，非對(duì)稱涌流的間斷角比較大，間斷角閉鎖元件能夠可靠的動(dòng)作，并有足夠的裕量；而對(duì)稱性涌流的間斷角閉鎖元件能夠可靠的動(dòng)作，并有足夠的裕量；而對(duì)稱性涌流的間斷角會(huì)小于間斷角會(huì)小于65。進(jìn)一步減小整定值并不是好的方法，因?yàn)檎ㄖ?。進(jìn)一步減小整定值并不是好的方法，因?yàn)檎ㄖ堤?huì)影響內(nèi)部故障時(shí)的靈敏度和動(dòng)作速度。太小會(huì)影響內(nèi)部故障時(shí)的靈敏度和動(dòng)作速度。波寬判據(jù)波寬判據(jù)-由于對(duì)稱性涌流的波寬等于由于對(duì)稱性涌流的波寬等于120，而故障電流而故障電流(正弦波正弦波)的波寬為的波寬為180，因此，因此在間斷角判據(jù)的基礎(chǔ)上再增加一個(gè)反應(yīng)波寬在間斷角判據(jù)的基礎(chǔ)上再增加一個(gè)反應(yīng)波寬的

35、輔助判據(jù)，在波寬大于的輔助判據(jù)，在波寬大于140 (有有20的的裕量裕量)時(shí)也將差動(dòng)保護(hù)閉鎖。時(shí)也將差動(dòng)保護(hù)閉鎖。6.3.3 防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方法法電流互感器飽和會(huì)造成二次側(cè)電流間斷角的消失。這個(gè)現(xiàn)象可以用圖6-17所示的電流互感器等效電路來說明。一次側(cè)的勵(lì)磁涌流i可以看成是一個(gè)恒流源，電流互感器的勵(lì)磁電流i落后于i。對(duì)于圖6-18(a)所示的勵(lì)磁涌流i，在i下降到0的時(shí)刻i0。由于電感電流不能突變，i進(jìn)入間斷區(qū)后i將通過電流互感器的負(fù)載電阻續(xù)流，其結(jié)果是二次側(cè)測(cè)量到的的勵(lì)磁涌流i2在間斷區(qū)出現(xiàn)了相當(dāng)大的反向涌流，間斷角消失，如圖6-18(b)所示。反向涌流是按二

36、次回路時(shí)間常數(shù)衰減的非周期分量，變化比較慢。圖6-18(c)所示的i2是對(duì)i2進(jìn)行微分后的絕對(duì)值|i2|的波形。反向涌流經(jīng)過微分后，間斷角又得到恢復(fù)。故可以在i2的波形里測(cè)量間斷角。是動(dòng)作門檻，必須大于i2中殘余的反向涌流，當(dāng)|i2|的持續(xù)時(shí)間超過65/ (=314是一個(gè)常數(shù)) 時(shí)，間斷角閉鎖元件動(dòng)作。6.3.3 防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方法法電流互感器飽和會(huì)造成二次側(cè)電流間斷角的消失。這個(gè)現(xiàn)象可以用圖6-17所示的電流互感器等效電路來說明。一次側(cè)的勵(lì)磁涌流i可以看成是一個(gè)恒流源，電流互感器的勵(lì)磁電流i落后于i。6.3.3 防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方防止勵(lì)磁涌流引起誤動(dòng)的方

37、法法 間斷角原理的優(yōu)點(diǎn)：由于采用按相閉鎖間斷角原理的優(yōu)點(diǎn)：由于采用按相閉鎖的方法，在變壓器合閘于內(nèi)部故障時(shí)，的方法，在變壓器合閘于內(nèi)部故障時(shí)，能夠快速動(dòng)作。能夠快速動(dòng)作。 缺點(diǎn)：對(duì)于其它內(nèi)部故障，暫態(tài)高次諧缺點(diǎn)：對(duì)于其它內(nèi)部故障，暫態(tài)高次諧波分量會(huì)使電流波形畸變波分量會(huì)使電流波形畸變(微分后畸變微分后畸變更加嚴(yán)重更加嚴(yán)重)?；儠?huì)影響電流的波寬?；儠?huì)影響電流的波寬。若波形畸變很嚴(yán)重導(dǎo)致波寬小于整定值若波形畸變很嚴(yán)重導(dǎo)致波寬小于整定值，差動(dòng)保護(hù)也將被暫時(shí)閉鎖而造成動(dòng)作，差動(dòng)保護(hù)也將被暫時(shí)閉鎖而造成動(dòng)作延緩。延緩。變壓器的過勵(lì)磁變壓器的過勵(lì)磁對(duì)于有些工況，例如超高壓遠(yuǎn)距離輸電線路由于對(duì)于有些工況

38、，例如超高壓遠(yuǎn)距離輸電線路由于突然失去負(fù)荷而造成變壓器的過電壓時(shí)，會(huì)造成鐵芯飽和，使勵(lì)磁電突然失去負(fù)荷而造成變壓器的過電壓時(shí)，會(huì)造成鐵芯飽和，使勵(lì)磁電流大大增加。流大大增加。變壓器過勵(lì)磁時(shí)鐵芯的飽和是對(duì)稱的，勵(lì)磁電流沒有間斷現(xiàn)象，也沒變壓器過勵(lì)磁時(shí)鐵芯的飽和是對(duì)稱的，勵(lì)磁電流沒有間斷現(xiàn)象，也沒有偶次諧波分量。對(duì)于有可能產(chǎn)生過勵(lì)磁的大型變壓器，通常根據(jù)過有偶次諧波分量。對(duì)于有可能產(chǎn)生過勵(lì)磁的大型變壓器，通常根據(jù)過勵(lì)磁引起的勵(lì)磁電流中含有大量五次諧波分量的特征，采用五次諧波勵(lì)磁引起的勵(lì)磁電流中含有大量五次諧波分量的特征，采用五次諧波制動(dòng)的方法，來防止縱差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)，其實(shí)現(xiàn)方法與二次諧波制動(dòng)制動(dòng)的

39、方法，來防止縱差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)，其實(shí)現(xiàn)方法與二次諧波制動(dòng)方法類似。方法類似。6.4 變壓器相間短路的后備保護(hù)后備保護(hù)作用后備保護(hù)作用防止由外部故障引起的變防止由外部故障引起的變壓器繞組過電流，并作為相鄰元件壓器繞組過電流，并作為相鄰元件(母線或母線或線路線路)保護(hù)的后備以及在可能的條件下作為保護(hù)的后備以及在可能的條件下作為變壓器內(nèi)部故障時(shí)主保護(hù)的后備。變壓器內(nèi)部故障時(shí)主保護(hù)的后備。6.4.1 過電流保護(hù)過電流保護(hù)保護(hù)裝置的原理接線如圖保護(hù)裝置的原理接線如圖6-19所示，保護(hù)動(dòng)作所示，保護(hù)動(dòng)作后，跳開兩側(cè)斷路器。保護(hù)的啟動(dòng)電流按照躲后，跳開兩側(cè)斷路器。保護(hù)的啟動(dòng)電流按照躲過可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來

40、整定，即過可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來整定，即圖圖6-19：變壓器過電流保：變壓器過電流保護(hù)的單相原理接線圖護(hù)的單相原理接線圖6.4.1 過電流保護(hù)過電流保護(hù)保護(hù)裝置的原理接線如圖保護(hù)裝置的原理接線如圖6-19所示，保護(hù)動(dòng)作所示，保護(hù)動(dòng)作后，跳開兩側(cè)斷路器。保護(hù)的啟動(dòng)電流按照躲后，跳開兩側(cè)斷路器。保護(hù)的啟動(dòng)電流按照躲過可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來整定，即過可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來整定，即圖圖6-19：變壓器過電流保：變壓器過電流保護(hù)的單相原理接線圖護(hù)的單相原理接線圖6.4.2 低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)（圖（圖6-20：低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)原理接線圖）：低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)原理接

41、線圖）6.4.2 低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)只有在電流元件和電壓元件同時(shí)只有在電流元件和電壓元件同時(shí)動(dòng)作后，才能啟動(dòng)時(shí)間繼電器，動(dòng)作后，才能啟動(dòng)時(shí)間繼電器，經(jīng)過預(yù)定延時(shí)后動(dòng)作于跳閘。由經(jīng)過預(yù)定延時(shí)后動(dòng)作于跳閘。由于電壓互感器回路發(fā)生斷線時(shí)，于電壓互感器回路發(fā)生斷線時(shí)，低電壓繼電器將誤動(dòng)作，因此在低電壓繼電器將誤動(dòng)作，因此在實(shí)際裝置中還需配置電壓回路斷實(shí)際裝置中還需配置電壓回路斷線閉鎖的功能，具體邏輯此處從線閉鎖的功能，具體邏輯此處從略。略。采用低電壓繼電器后，電流繼電器的整定值就可以不再考慮并聯(lián)運(yùn)行變壓器切除或電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷，而是按大于變壓器的額定電流整定，

42、即（圖（圖6-20：低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)原理接線圖）：低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)原理接線圖）(655)relsetnreKIIK電流繼電器靈敏度的校驗(yàn)方法與不帶低壓起動(dòng)的過電流保護(hù)相同。此處從略。6.4.3 復(fù)合電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)復(fù)合電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)（圖（圖6-20：復(fù)合電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)的原理接線圖）：復(fù)合電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)的原理接線圖）過電流繼電器和低電壓繼電器的整定原則與過電流繼電器和低電壓繼電器的整定原則與低電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)相同。低電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)相同。 負(fù)序過電壓繼電器的動(dòng)作電壓按躲過正常負(fù)序過電壓繼電器的動(dòng)作電壓按躲過正常運(yùn)行時(shí)的負(fù)序?yàn)V過器出現(xiàn)的最大不平衡電壓運(yùn)行時(shí)的負(fù)

43、序?yàn)V過器出現(xiàn)的最大不平衡電壓來整定，通常?。簛碚?，通常?。?.(0.06 0.12)(660)setnUU復(fù)合電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)在不對(duì)稱故障時(shí)電壓繼電器的靈敏度高，復(fù)合電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)在不對(duì)稱故障時(shí)電壓繼電器的靈敏度高，并且接線比較簡單，因此應(yīng)用比較廣泛。并且接線比較簡單，因此應(yīng)用比較廣泛。6.4.4 三繞組變壓器相間短路后備保護(hù)的特點(diǎn)三繞組變壓器相間短路后備保護(hù)的特點(diǎn)三繞組變壓器的相間后備保護(hù)在作為相鄰元件的后備時(shí)，應(yīng)該有三繞組變壓器的相間后備保護(hù)在作為相鄰元件的后備時(shí)，應(yīng)該有選擇性地只跳開近故障點(diǎn)一側(cè)的斷路器，保證另外兩側(cè)繼續(xù)運(yùn)行選擇性地只跳開近故障點(diǎn)一側(cè)的斷路器，保證另外兩側(cè)繼續(xù)運(yùn)行

44、，盡可能的縮小故障影響范圍；而作為變壓器內(nèi)部故障的后備時(shí)，盡可能的縮小故障影響范圍；而作為變壓器內(nèi)部故障的后備時(shí)，應(yīng)該跳開三側(cè)斷路器，使變壓器退出運(yùn)行。，應(yīng)該跳開三側(cè)斷路器，使變壓器退出運(yùn)行。K1點(diǎn)故障時(shí)，應(yīng)只跳開斷路器點(diǎn)故障時(shí)，應(yīng)只跳開斷路器QF3； K2點(diǎn)故障時(shí)則將點(diǎn)故障時(shí)則將QF1、QF2、QF3全部跳開。全部跳開。（圖（圖6-22：三繞組變壓：三繞組變壓器過流保護(hù)配置說明圖）器過流保護(hù)配置說明圖）6.5 變壓器接地短路的后備保護(hù)6.5.1 變電所單臺(tái)變壓器的零序電流保護(hù)變電所單臺(tái)變壓器的零序電流保護(hù)中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行的變壓器毫無例中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行的變壓器毫無例外的都采用零序過電流保護(hù)

45、作用變壓外的都采用零序過電流保護(hù)作用變壓器接地后備保護(hù)。零序過電流保護(hù)通器接地后備保護(hù)。零序過電流保護(hù)通常采用兩段式：常采用兩段式： 零序電流零序電流I段段與相鄰元件零序電流與相鄰元件零序電流保護(hù)保護(hù)I段相配合；段相配合；零序電流零序電流II段段與相鄰元件零序電流與相鄰元件零序電流保護(hù)后備段保護(hù)后備段(注意，不是注意，不是II段段)相配合。相配合。與三繞組變壓器相間后備保護(hù)類似，與三繞組變壓器相間后備保護(hù)類似，零序電流保護(hù)在配置上要考慮縮小故零序電流保護(hù)在配置上要考慮縮小故障影響范圍的問題。根據(jù)需要，每段障影響范圍的問題。根據(jù)需要，每段零序電流設(shè)兩個(gè)時(shí)限，并以較短的時(shí)零序電流設(shè)兩個(gè)時(shí)限，并以較

46、短的時(shí)限動(dòng)作于縮小故障影響范圍，以較長限動(dòng)作于縮小故障影響范圍，以較長的時(shí)限斷開變壓器各側(cè)斷路器。的時(shí)限斷開變壓器各側(cè)斷路器。（圖解：（圖解：SEL正在將正在將“交鑰匙交鑰匙”變變電站控制室運(yùn)送至目的地）電站控制室運(yùn)送至目的地）6.5.1 變電所單臺(tái)變壓器的零序電流保護(hù)變電所單臺(tái)變壓器的零序電流保護(hù)如圖所示，零序電流取自變壓器中性如圖所示，零序電流取自變壓器中性點(diǎn)電流互感器的二次側(cè)。在另一條母點(diǎn)電流互感器的二次側(cè)。在另一條母線故障時(shí)，零序電流保護(hù)應(yīng)該跳開母線故障時(shí)，零序電流保護(hù)應(yīng)該跳開母聯(lián)斷路器聯(lián)斷路器QF，使變壓器能夠繼續(xù)運(yùn)，使變壓器能夠繼續(xù)運(yùn)行。所以零序電流行。所以零序電流I段和段和II段

47、均采用兩段均采用兩個(gè)時(shí)限，短時(shí)限個(gè)時(shí)限，短時(shí)限t1、t3跳開母聯(lián)斷路跳開母聯(lián)斷路器器QF，長時(shí)限，長時(shí)限t2、t4跳開變壓器兩側(cè)跳開變壓器兩側(cè)斷路器。斷路器。（圖（圖6-23：零序過電流保護(hù)的系統(tǒng)接線和保護(hù)邏輯）：零序過電流保護(hù)的系統(tǒng)接線和保護(hù)邏輯）6.5.2 自耦變壓器零序電流保護(hù)的特點(diǎn)自耦變壓器零序電流保護(hù)的特點(diǎn)如圖如圖6-24所示，自耦變壓器通常采用三繞組，高、所示，自耦變壓器通常采用三繞組，高、中壓之間除了磁的聯(lián)系外還有電的聯(lián)系，采用中性中壓之間除了磁的聯(lián)系外還有電的聯(lián)系，采用中性點(diǎn)直接接地的星形（點(diǎn)直接接地的星形（YN）接線方式；第三繞組（低）接線方式；第三繞組（低壓繞組）與普通變壓

48、器一樣，與其它兩側(cè)只有磁的壓繞組）與普通變壓器一樣，與其它兩側(cè)只有磁的聯(lián)系，采用三角形（聯(lián)系，采用三角形（d）接線方式。）接線方式。對(duì)于零序電流保護(hù)，兩者的安裝地點(diǎn)不一樣。普通對(duì)于零序電流保護(hù)，兩者的安裝地點(diǎn)不一樣。普通變壓器兩側(cè)的零序電流通常接于各側(cè)接地中性線的變壓器兩側(cè)的零序電流通常接于各側(cè)接地中性線的零序電流互感器上；自耦變壓器兩側(cè)的零序電流保零序電流互感器上；自耦變壓器兩側(cè)的零序電流保護(hù)分別接于本側(cè)三相電流互感器的零序電流濾過器護(hù)分別接于本側(cè)三相電流互感器的零序電流濾過器上。原因如下：上。原因如下：（圖（圖6-24：三相自耦變：三相自耦變壓器零序電流的分布）壓器零序電流的分布）6.5.

49、2 自耦變壓器零序電流保護(hù)的特點(diǎn)自耦變壓器零序電流保護(hù)的特點(diǎn)圖圖6-25：外部短路及等值零序電路圖：外部短路及等值零序電路圖 a、系統(tǒng)圖；、系統(tǒng)圖；b、等效電路、等效電路 6.5.3 多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的接地后備保護(hù)多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的接地后備保護(hù)對(duì)于多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的變電站，對(duì)于多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的變電站，通常采用一部分變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)通常采用一部分變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，而另一部分變壓器中性點(diǎn)不接地行，而另一部分變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式。這樣可以將接地故障電流運(yùn)行方式。這樣可以將接地故障電流水平限制在合理范圍內(nèi)，同時(shí)也使整水平限制在合理范圍內(nèi)，同時(shí)也使整個(gè)電網(wǎng)零序電流的大小和分布情

50、況盡個(gè)電網(wǎng)零序電流的大小和分布情況盡量不受運(yùn)行方式的變化，提高系統(tǒng)零量不受運(yùn)行方式的變化，提高系統(tǒng)零序電流保護(hù)的靈敏度。如圖序電流保護(hù)的靈敏度。如圖626所所示，示，T2和和T3中性點(diǎn)接地運(yùn)行，中性點(diǎn)接地運(yùn)行，T1中中性點(diǎn)不接地運(yùn)行性點(diǎn)不接地運(yùn)行（圖（圖6-26：多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的變電所）：多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的變電所）6.5.3 多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的接地后備保護(hù)多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的接地后備保護(hù) 1 全絕緣變壓器的接地后備保護(hù)全絕緣變壓器的接地后備保護(hù) 全絕緣變壓器的接地保護(hù)的原理接線如圖全絕緣變壓器的接地保護(hù)的原理接線如圖6-27所示：所示：（圖（圖6-27：全絕緣變壓器接地保護(hù)原理接線

51、圖）：全絕緣變壓器接地保護(hù)原理接線圖）6.5.3 多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的接地后備保護(hù)多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的接地后備保護(hù) 1 全絕緣變壓器的接地后備保護(hù)全絕緣變壓器的接地后備保護(hù) 全絕緣變壓器的接地保護(hù)的原理接線如圖全絕緣變壓器的接地保護(hù)的原理接線如圖6-27所示：所示：（圖（圖6-27：全絕緣變壓器接地保護(hù)原理接線圖）：全絕緣變壓器接地保護(hù)原理接線圖）由于零序電壓保護(hù)只有在中性點(diǎn)失去、由于零序電壓保護(hù)只有在中性點(diǎn)失去、系統(tǒng)中沒有零序電流的情況下才能夠動(dòng)系統(tǒng)中沒有零序電流的情況下才能夠動(dòng)作，不需要與其它元件的接地保護(hù)相配作，不需要與其它元件的接地保護(hù)相配合，故動(dòng)作時(shí)限只需躲過暫態(tài)電壓的時(shí)合，故動(dòng)

52、作時(shí)限只需躲過暫態(tài)電壓的時(shí)間，通常取間，通常取0.30.5s。零序電壓保護(hù)作為中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)零序電壓保護(hù)作為中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)的接地保護(hù)，零序電壓取自電壓互感器的接地保護(hù)，零序電壓取自電壓互感器二次側(cè)的開口三角繞組。二次側(cè)的開口三角繞組。6.5.3 多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的接地后備保護(hù)多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的接地后備保護(hù) 1 全絕緣變壓器的接地后備保護(hù)全絕緣變壓器的接地后備保護(hù) 全絕緣變壓器的接地保護(hù)的原理接線如圖全絕緣變壓器的接地保護(hù)的原理接線如圖6-27所示：所示：（圖（圖6-27：全絕緣變壓器接地保護(hù)原理接線圖）：全絕緣變壓器接地保護(hù)原理接線圖）6.5.3 多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的接地后備

53、保護(hù)多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的接地后備保護(hù) 2 分級(jí)絕緣變壓器接地后備保護(hù)的概念分級(jí)絕緣變壓器接地后備保護(hù)的概念 220kV及其以上的大型變壓器，為了降低造價(jià)，高壓繞組及其以上的大型變壓器，為了降低造價(jià)，高壓繞組采用分級(jí)絕緣，中性點(diǎn)絕緣水平比較低，在單相接地故障采用分級(jí)絕緣，中性點(diǎn)絕緣水平比較低，在單相接地故障且失去中性點(diǎn)時(shí)，其絕緣將受到破壞。且失去中性點(diǎn)時(shí)，其絕緣將受到破壞。（SEL-387變壓器電流查動(dòng)和過流繼電器圖）變壓器電流查動(dòng)和過流繼電器圖）在變壓器的中性點(diǎn)裝設(shè)放電間隙，當(dāng)間隙上在變壓器的中性點(diǎn)裝設(shè)放電間隙，當(dāng)間隙上的電壓超過動(dòng)作電壓時(shí)迅速放電，形成中性的電壓超過動(dòng)作電壓時(shí)迅速放電，形成

54、中性點(diǎn)對(duì)地的短路，從而保護(hù)變壓器中性點(diǎn)的絕點(diǎn)對(duì)地的短路，從而保護(hù)變壓器中性點(diǎn)的絕緣。緣。因放電間隙不能長時(shí)間通過電流，故在放電因放電間隙不能長時(shí)間通過電流，故在放電間隙上裝設(shè)零序電流元件，在檢測(cè)到間隙放間隙上裝設(shè)零序電流元件，在檢測(cè)到間隙放電后迅速切除變壓器。電后迅速切除變壓器。放電間隙是一種比較粗糙的設(shè)施，氣象條件、放電間隙是一種比較粗糙的設(shè)施，氣象條件、連續(xù)放電的次數(shù)都可能會(huì)出現(xiàn)該動(dòng)作而不能連續(xù)放電的次數(shù)都可能會(huì)出現(xiàn)該動(dòng)作而不能動(dòng)作的情況，因此還需裝設(shè)零序電壓元件，動(dòng)作的情況，因此還需裝設(shè)零序電壓元件，作為間隙不能放電時(shí)的后備，動(dòng)作于切除變作為間隙不能放電時(shí)的后備，動(dòng)作于切除變壓器，動(dòng)作電

55、壓和時(shí)限的整定方法與全絕緣壓器，動(dòng)作電壓和時(shí)限的整定方法與全絕緣變壓器的零序電壓保護(hù)相同。變壓器的零序電壓保護(hù)相同。6.6 變壓器零序電流差動(dòng)保護(hù)（圖（圖6-28：自耦變壓器零序：自耦變壓器零序電流差動(dòng)保護(hù)原理接線圖）電流差動(dòng)保護(hù)原理接線圖） 零序差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)與一般差動(dòng)保護(hù)一樣。零序差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)與一般差動(dòng)保護(hù)一樣。整定原則為：整定原則為： (1) 躲過外部單相接地故障時(shí)的不平衡電流。不平躲過外部單相接地故障時(shí)的不平衡電流。不平衡電流的計(jì)算公式與一般電流衡電流的計(jì)算公式與一般電流 差動(dòng)保護(hù)類似。差動(dòng)保護(hù)類似。 (2) 躲過勵(lì)磁涌流情況下和外部三相故障時(shí)產(chǎn)生躲過勵(lì)磁涌流情況下和外部三相故障時(shí)產(chǎn)生的零序不平衡電流。勵(lì)磁涌流對(duì)的零序不平衡電流。勵(lì)磁涌流對(duì) 零序差動(dòng)保護(hù)零序差動(dòng)保護(hù)而言是穿越性電流，理論上不會(huì)產(chǎn)生不平衡電流而言是穿越性電流，理論上不會(huì)產(chǎn)生不平衡電流，三相故障時(shí)一次側(cè)也無零序電流。實(shí)際中產(chǎn)生，三相故障時(shí)一次側(cè)也無零