變壓器差動保護

1、North China Electric Power University變壓器保護變壓器保護主要內(nèi)容主要內(nèi)容2.1 變壓器的故障類型和不正常工變壓器的故障類型和不正常工作狀態(tài)作狀態(tài)2.2 變壓器的縱差動保護變壓器的縱差動保護2.3 變壓器相間短路的后備保護變壓器相間短路的后備保護2.4 變壓器接地短路的后備保護變壓器接地短路的后備保護變壓器保護變壓器保護2.1 變壓器的故障類型和變壓器的故障類型和不正常工作狀態(tài)不正常工作狀態(tài)2.1.12.1.1變壓器故障和不正常運行狀態(tài)變壓器故障和不正常運行狀態(tài) (1)(1)油箱內(nèi)部故障油箱內(nèi)部故障1) 1)各相繞組之間的相間短路；各相繞組之間的相間短路；

2、2) 2)單相繞組部分線匝之間的匝間短路；單相繞組部分線匝之間的匝間短路； 3) 3)單相繞組和鐵心間絕緣損壞引起的接地短路。單相繞組和鐵心間絕緣損壞引起的接地短路。(2)(2)油箱外部故障油箱外部故障1) 1)引出線的相間短路；引出線的相間短路；2) 2)絕緣套管閃爍或破壞、引出線通過外殼絕緣套管閃爍或破壞、引出線通過外殼發(fā)生的單相接地短路。發(fā)生的單相接地短路。1. 1.變壓器故障變壓器故障(1)(1)外部相間短路引起的過電流；外部相間短路引起的過電流；(2)(2)外部接地短路引起的過電壓；外部接地短路引起的過電壓；(3)(3)負荷超過額定容量引起的過負荷；負荷超過額定容量引起的過負荷；(4

3、)(4)漏油等原因引起的油面降低；漏油等原因引起的油面降低；(5)(5)過勵磁。過勵磁。2.1.12.1.1變壓器故障和不正常運行狀態(tài)變壓器故障和不正常運行狀態(tài) 2. 2.變壓器異常運行狀態(tài)變壓器異常運行狀態(tài)1. 1.瓦斯保護：反應變壓器油箱內(nèi)各種短路故障和油面瓦斯保護：反應變壓器油箱內(nèi)各種短路故障和油面降低。降低。 2. 2.縱差動保護或電流速斷保護：反應變壓器繞組、套縱差動保護或電流速斷保護：反應變壓器繞組、套管及引出線上的故障。管及引出線上的故障。2.1.22.1.2變壓器應裝設的保護變壓器應裝設的保護 3. 3.相間短路的后備保護相間短路的后備保護(1)(1)過電流保護；過電流保護；(

4、2)(2)低電壓起動的過電流保護；低電壓起動的過電流保護；(3)(3)復合電壓起動的過電流保護；復合電壓起動的過電流保護；(4)(4)負序電流及單相式低電壓起動的過電流保護；負序電流及單相式低電壓起動的過電流保護；(5)(5)阻抗保護。阻抗保護。2.1.22.1.2變壓器應裝設的保護變壓器應裝設的保護 4. 4.接地短路的后備保護接地短路的后備保護(1)(1)零序電流保護及方向零序電流保護；零序電流保護及方向零序電流保護；(2)(2)零序電壓保護；零序電壓保護；(3)(3)間隙電流保護。間隙電流保護。5. 5.過負荷保護過負荷保護6. 6.過勵磁保護過勵磁保護7. 7.變壓器的其他非電量保護變

5、壓器的其他非電量保護 (1)(1)油溫高保護；油溫高保護；(2)(2)冷卻器故障保護；冷卻器故障保護；(3)(3)壓力釋放保護等。壓力釋放保護等。變壓器保護變壓器保護2.2 變壓器的縱差動保護變壓器的縱差動保護2.2 變壓器的縱差動保護變壓器的縱差動保護2.2.1 變壓器縱差動保護的基本原理變壓器縱差動保護的基本原理2.2.2 變壓器差動保護的不平衡電流變壓器差動保護的不平衡電流2.2.3 變壓器勵磁涌流及其鑒別方法變壓器勵磁涌流及其鑒別方法2.2.4 微機型比率制動特性的變壓器差微機型比率制動特性的變壓器差動保護動保護2.2.5 變壓器分側(cè)差動保護變壓器分側(cè)差動保護2.2.6 變壓器零序電流

6、差動保護變壓器零序電流差動保護2.2.1 變壓器縱差動保護的基本原理變壓器縱差動保護的基本原理TALTTAHnnnHLIIHLTAHTALIInndHLIIIdI正常運行或外部故障時，應使0dITA變比選取原則ILIHIHILIdnTnTAHnTAL判據(jù)：dHLsetIIII內(nèi)部故障時：kdIImaxunbrelsetIKI2.2.1 變壓器縱差動保護的基本原理變壓器縱差動保護的基本原理dIILIHIHILIdnTnTAHnTAL2.2.2 變壓器差動保護的不平衡電流變壓器差動保護的不平衡電流一、穩(wěn)態(tài)運行條件下的不平衡電流 正常運行或故障后已達穩(wěn)態(tài)，差動電流中只有工頻分量；忽略變壓器的勵磁電流

7、(25%)1. 三相電力變壓器保護的接線(1) Y/Y-12接線雙繞組三相變壓器TALTTAHnnnaAIIaATAHTALIInn正常運行或外部故障時(2) Y/-11接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器保護的接線2AI302AI2BI2CI2BI2CICrI 由于存在相位差，無論由于存在相位差，無論如何選擇如何選擇TATA變比，差電流不變比，差電流不可能為零?？赡転榱?。(2) Y/-11接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器保護的接線解決辦法：解決辦法： 選擇兩側(cè)同相位的電流量構成差動回路。選擇兩側(cè)同相位的電流量構成差動回路。(2) Y/-11接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器

8、保護的接線2B2AII2C2BII2A2CII2AI302AI2BI2CI2BI2CI22BAII2AI22CBII2BI22ACII2CIY(2) Y/-11接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器保護的接線2B2AII2C2BII2A2CII2AI2BI2CI2AI2BI2CI22BAII2AI22CBII2BI22ACII2CIY負序分量：(2) Y/-11接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器保護的接線22BAII2AI22CBII2BI22ACII2CIY零序分量：2AI2BI2CI(2) Y/-11接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器保護的接線22ABII22BCII22CA

9、II2AI302AI2BI2CI2BI2CI2AI22CAII2BI22ABII2CI22BCIIY(2) Y/-11接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器保護的接線22ABII22BCII22CAII2AI22CAII2BI22ABII2CI22BCIIY負序分量：2AI2BI2CI2AI2BI2CI(2) Y/-11接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器保護的接線Y2AI2BI2CI2AI22CAII2BI22ABII2CI22BCII零序分量：(2) Y/-11接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器保護的接線02IIA22CAII02IIB22ABII02IIC22BCIIY2AI

10、2BI2CI零序分量：(2) Y/-11接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器保護的接線常規(guī)變壓器保護接線方式：YTATAYYnNnN111YYABATAYTAIIInn11YYabABTAYTAIIIInnTATAY3Tnnn(2) Y/-11接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器保護的接線常規(guī)變壓器保護接線方式：Y側(cè)電流互感器計算變比取為：Y側(cè)電流互感器計算變比取為：TATAY3Tnnn/5nI3/5YnI(2) Y/-11接線兩繞組三相變壓器1. 三相電力變壓器保護的接線微機變壓器保護接線方式： 常規(guī)變壓器保護接線方式復雜，TA極性容易接錯；星形側(cè)TA斷線判斷困難。 微機變壓器保護中

11、各側(cè)均采用星形接線方式，由內(nèi)部計算完成相位的轉(zhuǎn)換。(3) 三繞組變壓器差動保護接線HAHBMAMBLAdTAHTAMTALIIIIIInnn 常規(guī)保護中：Y側(cè)電流互感器接成型，而側(cè)電流互感器接成Y型。1. 三相電力變壓器保護的接線 HAHBMAMBLAIIIII(3) 三繞組變壓器差動保護接線 常規(guī)保護中：Y側(cè)電流互感器接成型，而側(cè)電流互感器接成Y型。1. 三相電力變壓器保護的接線 dHAHBMAMBLAIIIIII變壓器正常運行和外部故障時滿足：033TAHHAHBTAMMAMBTALLATHLTHMnIInIInInn033HAHBMAMBLATHLTHMIIIIInn30TAMMAMBT

12、ALLAHAHBTAHTHMTAHTHLnIInIIInnnn(3) 三繞組變壓器差動保護接線 對照上面二式，可得電流互感器選擇原則：1. 三相電力變壓器保護的接線 dHAHBMAMBLAIIIIII30TAMMAMBTALLAHAHBTAHTHMTAHTHLnIInIIInnnn1TAMTAHTHMnnn31TALTAHTHLnnn2. TA計算變比與實際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流難以完全滿足造成。TATAY3TnnnTATATTATATAunbnInnnnInII3)31 (3TATTATAnnnf31 記對于Y/d-11變壓器：設變壓器星形側(cè)一次電流為三角側(cè)一次電流為，TA的變比為YIT

13、AnITAn，TA的變比為 TA的一次額定電流為：10、12.5(12)、15、20、25、30、40、50、60、75的十進位倍數(shù)，保護用TA一次額定電流為1505000A。2. TA計算變比與實際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流例某Y/d-11變壓器容量為31.5MVA，變比為115/10.5，選擇電流互感器的變比，并計算額定運行條件下的不平衡電流。115kV10.5kV一次額定電流TA接線TA計算變比TA實際變比二次電流 不平衡電流73.545/315855. 460/3158158A1730AY1730/5=346300/5=602000/5=4001730/400=4.32Iunb = 4

14、.55 4.32 = 0.23(A)(1) 采用自耦變流器進行補償改變自耦變流器的變比，使HLII從而流入繼電器的電流近似為零2. TA計算變比與實際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流減小不平衡電流的措施：裝設于小電流一側(cè)dLHIKII(2) 采用中間變流器平衡線圈進行補償2. TA計算變比與實際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流減小不平衡電流的措施：TS 中間變流器Wb 平衡線圈Wd 差動線圈流入繼電器的電流滿足磁勢平衡條件：2()bHdHLIWW IWIILHbdHIIWWI 平衡線圈加在二次電流較小的一側(cè)(H側(cè))。bdHLdWWIIIW(3) 微機保護中采用平衡系數(shù)進行補償2. TA計算變比與實際變比不

15、一致產(chǎn)生的不平衡電流減小不平衡電流的措施：)(aBAdaIIII按照 構成差動電流會有不平衡電流 引入平衡系數(shù)：)(aBAPdaIIIKI保證正常運行或外部故障時，差電流為零。BAaPIIIKBATATAaIInnITATATnnn3(3) 微機保護中采用平衡系數(shù)進行補償2. TA計算變比與實際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流減小不平衡電流的措施：)(aBAdaIIII按照 構成差動電流會有不平衡電流 引入平衡系數(shù)：)(aBAPdaIIIKITATATPnnnK3()3TTAABaTAn nIIIn()3aTABTATAInIInnTYTAn IIn此時不平衡電流與電流互感器變比選取無關。(3) 微

16、機保護中采用平衡系數(shù)進行補償2. TA計算變比與實際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流減小不平衡電流的措施：TATATPnnnK3Iunb = 4.550.9485 4.32 = -0.004(A)115/10.5 6034009485. 0兩繞組變壓器舉例：Iunb = 4.55 4.32 = 0.23(A)補償前：(3) 微機保護中采用平衡系數(shù)進行補償2. TA計算變比與實際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流減小不平衡電流的措施：三繞組變壓器舉例： 容量S31.5MVA，變比110kV/38.5kV/11kV，接線方式Y(jié)/Y/-12-11 計算變壓器各側(cè)額定電流： )A(3 .1651103105 .31

17、33eBHUSI110kV側(cè)：)A(4 .4725 .383105 .3133eBMUSI35kV側(cè)：)A(3 .1653113105 .3133eBLUSI10kV側(cè)：(3) 微機保護中采用平衡系數(shù)進行補償2. TA計算變比與實際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流減小不平衡電流的措施： 容量S31.5MVA，變比110kV/38.5kV/11kV，接線方式Y(jié)/Y/-12-11選擇TA變比 ：110kV側(cè)：200/535kV側(cè)： 500/510kV側(cè)： 2000/5三繞組變壓器舉例：(3) 微機保護中采用平衡系數(shù)進行補償2. TA計算變比與實際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流減小不平衡電流的措施： 容量S3

18、1.5MVA，變比110kV/38.5kV/11kV，接線方式Y(jié)/Y/-12-11平衡系數(shù)：TALTAHHLPHnnnK3110/11 400.57743400TALTAMMLPMnnnK338.5/11 1000.50523400三繞組變壓器舉例：(3) 微機保護中采用平衡系數(shù)進行補償2. TA計算變比與實際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流減小不平衡電流的措施： 假設在正常運行時該變壓器滿載運行，中壓側(cè)的容量為20MVA，低壓側(cè)的容量為11.5MVA，則有高壓側(cè)電流為165.3A，中壓側(cè)電流為300A，低壓側(cè)電流為603.6A。lmPMhPHunbIIKIKI4006 .6035052. 010033005774. 04033 .165001. 0 在微機保護中整定時不再考慮該因素產(chǎn)生的不平衡電流，可以認為0TAf三繞組變壓器舉例：3. 變壓器有載調(diào)壓產(chǎn)生的不平衡電流調(diào)壓的范圍：12(1)/nnUUU假定Y/d-11變壓器的電流互感器計算變比和實際變比一致33(1)YYTYunbTAYTATAYTAIIInUIInnnn(1)313TTAYYTAYTAnU nInn3133TTAYTTAYYTAYTATAn nn nIUnn