變壓器保護(hù)基本原理概述(農(nóng)林大學(xué)07級培訓(xùn)-1)ppt課件

1、農(nóng)林大學(xué)實(shí)習(xí)人員培訓(xùn)課件2變壓器維護(hù)根本原理概述2021.121主要內(nèi)容主要內(nèi)容： 變壓器及變壓器維護(hù)根本特點(diǎn) 變壓器維護(hù)的配置原那么 各種主后備維護(hù)原理2變壓器在系統(tǒng)中的位置及特點(diǎn)電力變壓器是電力系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備，其廣泛運(yùn)用于不同電壓等級的變電站中。電力變壓器屬于延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的靜止設(shè)備，相對于輸電線路和發(fā)電機(jī)來說，雖然運(yùn)轉(zhuǎn)比較可靠，發(fā)生缺點(diǎn)時(shí)機(jī)較少，但是大部分變壓器安裝在戶外，受自然條件影響大，還遭到銜接負(fù)荷和電力系統(tǒng)缺點(diǎn)影響，特別是現(xiàn)代電力系統(tǒng)，越來越多的采用大容量電力變壓器，電壓等級高，造價(jià)昂貴，構(gòu)造復(fù)雜，假設(shè)因缺點(diǎn)而遭到損壞，將呵斥很大的經(jīng)濟(jì)損失。另外，變壓器缺點(diǎn)不僅影響供電可靠性，對

2、電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)擾動(dòng)也很大，影響范圍大。 3變壓器維護(hù)概括變壓器維護(hù)對電力變壓器的平安運(yùn)轉(zhuǎn)和電網(wǎng)可靠供電起著極其重要的作用。近年來我國數(shù)字式變壓器維護(hù)研制程度和制造技術(shù)不斷提高，數(shù)字式變壓器維護(hù)曾經(jīng)得到推行運(yùn)用，數(shù)字式維護(hù)安裝在硬件可靠性和維護(hù)性能方面有了較大提高，但與線路維護(hù)等相比較，實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)中變壓器維護(hù)的正確動(dòng)作率依然偏低。變壓器缺點(diǎn)分析實(shí)際和變壓器維護(hù)中勵(lì)磁涌流等問題依然是需求研討的重要內(nèi)容。 4變壓器缺點(diǎn)變壓器缺點(diǎn)分為本體內(nèi)部缺點(diǎn)和外部缺點(diǎn)。本體內(nèi)部缺點(diǎn)是變壓器油箱內(nèi)發(fā)生的缺點(diǎn)，它包括繞組間的相間短路、繞組或引線的單相接地短路及繞組的匝間短路，還有由于各種緣由在變壓器油中產(chǎn)生的間歇性電

3、弧或部分過熱，在開展過程中也能夠引起各種缺點(diǎn)。外部缺點(diǎn)主要是油箱外部引出線的各種相間短路或單相接地短路。變壓器的缺點(diǎn)，特別是內(nèi)部缺點(diǎn)電弧，不僅會(huì)損壞繞組絕緣、燒壞鐵芯，還能夠產(chǎn)生大量汽化氣體，引起油箱爆炸。因此變壓器發(fā)生缺點(diǎn)時(shí)，維護(hù)安裝應(yīng)迅速將缺點(diǎn)變壓器切除。 5變壓器現(xiàn)場缺點(diǎn)情況電壓等級220kV330kV500kV合計(jì)次數(shù)%次數(shù)%次數(shù)%次數(shù)%本體內(nèi)部故障匝間故障1130.5611002401433.33鐵芯故障12.7812.38相間接地故障822.22819.04套管故障1233.331201330.95分接開關(guān)故障411.11240614.28小計(jì)361001100510042100外

4、部故障501354合 計(jì)862896變壓器總臺數(shù)37211614414323本體故障變壓器臺數(shù)361542故障率（次/百臺年）0.960.621.130.972004年全國220kV及以上大型變壓器缺點(diǎn)統(tǒng)計(jì) 6變壓器主要缺點(diǎn)類型現(xiàn)場變壓器所發(fā)生缺點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)情況反映，變壓器內(nèi)部匝間缺點(diǎn)、相間接地缺點(diǎn)、套管缺點(diǎn)以及變壓器外部引線各種短路缺點(diǎn)是變壓器的主要缺點(diǎn)類型。 7變壓器不正常運(yùn)轉(zhuǎn)形狀變壓器不正常任務(wù)形狀主要包括：由于變壓器外部相間短路引起的過電流，外部接地短路引起的過電流和中性點(diǎn)過電壓，冷卻系統(tǒng)缺點(diǎn)和過負(fù)荷，大容量變壓器在過電壓和低頻率等異常工況下的過勵(lì)磁。變壓器長時(shí)間不正常運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)呵斥繞組和鐵芯

5、過熱以及絕緣損壞，維護(hù)應(yīng)及時(shí)發(fā)出告警信號，并采取相應(yīng)措施。 8變壓器維護(hù)配置原那么瓦斯維護(hù)用于反映并消除變壓器油箱內(nèi)部各種短路及油面降低。對于0.4MVA及以上車間內(nèi)油浸式變壓器和0.8MVA及以上油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯維護(hù)。帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器充油調(diào)壓開關(guān)，亦應(yīng)裝設(shè)瓦斯維護(hù)。 1、瓦斯維護(hù)對于變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)中能夠出現(xiàn)的各種缺點(diǎn)和異常運(yùn)轉(zhuǎn)形狀，GB/T14285-2006以下簡稱規(guī)程對各種電力變壓器普通應(yīng)裝設(shè)的維護(hù)作出了規(guī)定。9變壓器維護(hù)配置原那么縱差動(dòng)維護(hù)或電流速斷維護(hù)作為變壓器內(nèi)部、套管及引出線短路缺點(diǎn)的主維護(hù)。對于電壓在10kV及以下、容量在10MVA及以下變壓器采用電流速斷維護(hù)。電壓在10

6、kV以上、容量在10MVA及以上變壓器采用縱差動(dòng)維護(hù)。對于10kV重要變壓器，也可采用縱差動(dòng)維護(hù)。而電壓為220kV及以上變壓器采用數(shù)字式維護(hù)時(shí)，應(yīng)采用雙重化維護(hù)配置非電量維護(hù)除外。 2、縱差動(dòng)維護(hù)或電流速斷維護(hù) 10變壓器維護(hù)配置原那么反映外部相間短路引起的變壓器過電流，并作為瓦斯維護(hù)和縱差動(dòng)維護(hù)的后備，35kV66kV及以下中小容量降壓變壓器宜采用過電流維護(hù)，110kV500kV降壓、升壓和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器宜采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流維護(hù)或復(fù)合電流維護(hù)。 3、相間短路后備維護(hù) 11變壓器維護(hù)配置原那么對110kV及以上中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中各種變壓器，當(dāng)變壓器中性點(diǎn)能夠接地運(yùn)轉(zhuǎn)或不接地運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，為

7、反映外部單相接地短路引起的過電流，以及因失去接地中性點(diǎn)引起的變壓器中性點(diǎn)升高，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的零序過電流維護(hù)和零序過電壓維護(hù)。 4、接地短路后備維護(hù) 12變壓器維護(hù)配置原那么應(yīng)裝設(shè)反映變壓器各側(cè)繞組過負(fù)荷情況的過負(fù)荷維護(hù)。5、過負(fù)荷維護(hù) 對于高壓側(cè)為330kV及以上電壓等級的變壓器，應(yīng)裝設(shè)過勵(lì)磁維護(hù)。應(yīng)裝設(shè)可以反映變壓器油溫、繞組溫度及油箱內(nèi)壓力升高，或冷卻系統(tǒng)缺點(diǎn)的維護(hù)。 6、過勵(lì)磁維護(hù) 7、其它維護(hù) 13變壓器差動(dòng)維護(hù)變壓器差動(dòng)維護(hù)是變壓器的主維護(hù)之一。通常其維護(hù)范圍包括了各側(cè)電流互感器以內(nèi)區(qū)域，可以維護(hù)變壓器繞組的相間短路、匝間短路、各側(cè)引出線短路和中性點(diǎn)接地側(cè)變壓器繞組和引出線上的單相接地

8、短路。然而與線路、發(fā)電機(jī)差動(dòng)維護(hù)不同，變壓器普通具有兩個(gè)或更多個(gè)電壓等級，變壓器原副邊電氣量反映的是變壓器各側(cè)磁耦合關(guān)系，因此變壓器差動(dòng)維護(hù)不平衡電流產(chǎn)生的要素更多，特別是變壓器勵(lì)磁涌流、過勵(lì)磁均對維護(hù)有影響，需求采取相應(yīng)措施防止維護(hù)誤動(dòng)。 概述 14變壓器差動(dòng)維護(hù)差動(dòng)維護(hù)原理基于基爾霍夫電流定律，以下圖為雙繞組變壓器縱差動(dòng)維護(hù)原理接線圖。*根本原理 15變壓器差動(dòng)維護(hù)差動(dòng)維護(hù)的動(dòng)作量為差動(dòng)電流，差動(dòng)電流為變壓器各側(cè)電流相量和，變壓器區(qū)內(nèi)缺點(diǎn)時(shí)，差動(dòng)電流為流入缺點(diǎn)點(diǎn)的電流，當(dāng)差動(dòng)電流大于維護(hù)的動(dòng)作電流時(shí)，差動(dòng)維護(hù)動(dòng)作。在變壓器正常運(yùn)轉(zhuǎn)和外部缺點(diǎn)時(shí)，變壓器各側(cè)流入和流出的一次電流之和為零，維護(hù)不

9、會(huì)動(dòng)作。但變壓器差動(dòng)維護(hù)在實(shí)踐正常運(yùn)轉(zhuǎn)和外部短路時(shí)，由于變壓器各側(cè)電流幅值和相位不同，以及勵(lì)磁電流的存在，使得差動(dòng)回路中穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)不平衡電流顯著添加，從而呵斥影響差動(dòng)維護(hù)動(dòng)作行為的特殊問題。 根本原理 16變壓器差動(dòng)維護(hù)1變壓器各側(cè)電流相位不同。變壓器各側(cè)繞組接線組別不同，使各側(cè)電流存在相位差，常規(guī)維護(hù)經(jīng)過各側(cè)電流互感器的不同二次接線校正和補(bǔ)償這種電流相位差，數(shù)字式維護(hù)可由軟件校正相位差。2計(jì)算變比與規(guī)范變比不同。電流互感器選擇的規(guī)范變比與計(jì)算變比不匹配，也會(huì)產(chǎn)生不平衡電流，需求進(jìn)展變比誤差的幅值補(bǔ)償，電磁型差動(dòng)繼電器采用平衡繞組實(shí)現(xiàn)一定的補(bǔ)償，靜態(tài)型差動(dòng)繼電器利用電抗變換器二次電壓調(diào)平衡，數(shù)

10、字式維護(hù)可由軟件計(jì)算進(jìn)展各側(cè)幅值的補(bǔ)償。 特殊問題 17變壓器差動(dòng)維護(hù)5變壓器勵(lì)磁涌流。變壓器勵(lì)磁電流僅流入變壓器一側(cè)，反映為差動(dòng)回路不平衡電流。變壓器穩(wěn)態(tài)勵(lì)磁電流較小，但當(dāng)變壓器空載投入或外部短路缺點(diǎn)切除電壓恢復(fù)時(shí)，將出現(xiàn)數(shù)值很大的勵(lì)磁電流，稱為勵(lì)磁涌流，差動(dòng)維護(hù)需求采取措施防止勵(lì)磁涌流呵斥維護(hù)誤動(dòng)。由于變壓器縱差動(dòng)維護(hù)的上述特點(diǎn)，變壓器差動(dòng)維護(hù)構(gòu)成比較復(fù)雜，需求采取各種方法和措施減小這些不平衡電流的影響，還需求專門的勵(lì)磁涌流和過勵(lì)磁判據(jù)防止差動(dòng)維護(hù)的誤動(dòng)作。特殊問題 18變壓器差動(dòng)維護(hù)勵(lì)磁涌流是變壓器縱差動(dòng)維護(hù)的一個(gè)主要問題。勵(lì)磁涌流的出現(xiàn)有三種情況，當(dāng)投入空載變壓器時(shí)產(chǎn)生空投勵(lì)磁涌流，當(dāng)

11、外部缺點(diǎn)切除電壓恢復(fù)時(shí)產(chǎn)生恢復(fù)勵(lì)磁涌流，當(dāng)兩臺并聯(lián)變壓器，一臺正常運(yùn)轉(zhuǎn)，另一臺空載合閘時(shí)，不僅合閘變壓器有勵(lì)磁涌流，另一臺并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)變壓器中會(huì)出現(xiàn)和應(yīng)涌流。對于后二種涌流，由于變壓器是部分勵(lì)磁，因此均比空投勵(lì)磁涌流小。 勵(lì)磁涌流及其特點(diǎn) 19變壓器差動(dòng)維護(hù)勵(lì)磁涌流是由于變壓器鐵芯嚴(yán)重飽和產(chǎn)生的。以下圖為 三繞組變壓器空載合閘勵(lì)磁涌流。勵(lì)磁涌流及其特點(diǎn) 20變壓器差動(dòng)維護(hù)對于空投勵(lì)磁涌流，當(dāng)空載變壓器合閘時(shí)，某一側(cè)忽然加上電源電壓，由于鐵芯中磁通不能突變，因此出現(xiàn)非周期分量磁通，從而增大的暫態(tài)鐵芯磁通使鐵芯嚴(yán)重飽和，變壓器勵(lì)磁電感降低，相應(yīng)出現(xiàn)數(shù)值很大的勵(lì)磁電流。勵(lì)磁涌流的大小與空載合閘電壓初相角

12、，電源電壓和系統(tǒng)阻抗大小、鐵芯材質(zhì)和型式、剩磁大小和方向及飽和磁通大小、TA傳變特性有關(guān)，對于三相變壓器還與三相繞組的接線方式等有關(guān)。大量文獻(xiàn)和現(xiàn)場實(shí)踐數(shù)據(jù)分析闡明，勵(lì)磁涌流具有如下特點(diǎn)： 勵(lì)磁涌流及其特點(diǎn) 21變壓器差動(dòng)維護(hù)1勵(lì)磁涌流波形明顯偏于時(shí)間軸一側(cè)，含有很大的非周期分量電流，勵(lì)磁涌流數(shù)值大且隨時(shí)間衰減，衰減時(shí)間與變壓器和電網(wǎng)時(shí)間常數(shù)有關(guān)，中小變壓器涌流倍數(shù)大，衰減較快可達(dá)10Ie，衰減時(shí)間0.51s，大型變壓器涌流倍數(shù)較小，衰減慢46 Ie，23s，甚至1min2勵(lì)磁涌流中含有大量的高次諧波分量，其中以二次諧波分量電流為主。對于三相變壓器，三相二次諧波大小不同，但總有至少一相的二次諧

13、波較大。但也有一相能夠出現(xiàn)近似對稱性涌流，諧波含量很低。 勵(lì)磁涌流及其特點(diǎn) 22變壓器差動(dòng)維護(hù)3勵(lì)磁涌流呈現(xiàn)尖頂波，相鄰兩個(gè)波形之間出現(xiàn)延續(xù)，波形延續(xù)的寬度為延續(xù)角，延續(xù)角大小與鐵芯飽和磁通和剩磁大小有關(guān)。勵(lì)磁涌流將呵斥差動(dòng)維護(hù)誤動(dòng)，因此，在思索變壓器縱差動(dòng)維護(hù)的各種方案時(shí)，需求根據(jù)勵(lì)磁涌流的上述特點(diǎn)，采取相應(yīng)的防止維護(hù)誤動(dòng)的措施。 勵(lì)磁涌流及其特點(diǎn) 23變壓器差動(dòng)維護(hù)勵(lì)磁涌流判別不斷是變壓器維護(hù)研制和運(yùn)轉(zhuǎn)的主要問題，多年來進(jìn)展了大量研討和探求，迄今具有現(xiàn)場運(yùn)轉(zhuǎn)閱歷的勵(lì)磁涌流判別原理可歸納為以下幾類：1常規(guī)BCH型具有速飽和變流器的差動(dòng)繼電器，利用非周期分量使速飽和變流器迅速飽和，抑制涌流傳變

14、，防止差動(dòng)維護(hù)誤動(dòng)作。但在變壓器內(nèi)部缺點(diǎn)時(shí)，非周期分量的存在也使縱差動(dòng)維護(hù)延遲動(dòng)作。在三相勵(lì)磁涌流中，能夠有一相沒有非周期分量，必需經(jīng)過提高差動(dòng)繼電器動(dòng)作值來躲過涌流，使得維護(hù)靈敏度較低。 勵(lì)磁涌流判別方法 24變壓器差動(dòng)維護(hù)2二次諧波電流是勵(lì)磁涌流的顯著特點(diǎn)，二次諧波制動(dòng)方法判別差動(dòng)電流中二次諧波分量與基波分量的比值，大于整定值時(shí)閉鎖差動(dòng)維護(hù)，普通二次諧波比的整定值為1520%。二次諧波制動(dòng)是運(yùn)轉(zhuǎn)閱歷最多，運(yùn)用最為廣泛的避越勵(lì)磁涌流的方法。勵(lì)磁涌流判別方法 25變壓器差動(dòng)維護(hù)現(xiàn)代大型變壓器采用冷軋硅鋼片，飽和磁密較高，剩磁較大，使勵(lì)磁涌流中二次諧波含量減少。三相差動(dòng)電流中某一相能夠會(huì)出現(xiàn)對稱

15、性涌流，但三相涌流中至少有兩相或一相二次諧波比能到達(dá)定值，因此，二次諧波制動(dòng)采用三相“或門閉鎖方式，只需有一相二次諧波含量到達(dá)定值，就閉鎖縱差動(dòng)維護(hù)。實(shí)驗(yàn)和分析闡明，在內(nèi)部缺點(diǎn)電流中有較大的二次諧波分量時(shí)，差動(dòng)維護(hù)的動(dòng)作速度會(huì)遭到影響，特別是當(dāng)空載合閘于缺點(diǎn)變壓器上，非缺點(diǎn)相呈現(xiàn)勵(lì)磁涌流，差動(dòng)維護(hù)能夠被閉鎖，隨著涌流衰減，維護(hù)動(dòng)作時(shí)間長達(dá)幾百毫秒。 勵(lì)磁涌流判別方法 26變壓器差動(dòng)維護(hù)3采用波形延續(xù)角原理判別勵(lì)磁涌流，當(dāng)差動(dòng)電流波形的延續(xù)角大于整定值時(shí)，可判別為勵(lì)磁涌流，閉鎖差動(dòng)維護(hù)。由于電流互感器傳變能夠?qū)е卵永m(xù)角消逝，因此需采取一定補(bǔ)償措施恢復(fù)延續(xù)角。與二次諧波制動(dòng)不同的是，延續(xù)角原理采用

16、三相獨(dú)立的閉鎖方式，因此在內(nèi)部缺點(diǎn)，特別是空投于變壓器內(nèi)部缺點(diǎn)時(shí)，維護(hù)有較高的動(dòng)作速度。但對數(shù)字式維護(hù)而言，延續(xù)角原理在采樣速率等方面對硬件要求高，加之受電流互感器等影響較大，處置上較復(fù)雜，目前未能得到推行運(yùn)用。 勵(lì)磁涌流判別方法 27變壓器差動(dòng)維護(hù)4基于波形判別原理判別勵(lì)磁涌流，是數(shù)字式維護(hù)中運(yùn)用較多的一類新方法。其中典型的一種判別方法是比較一周電流波形中前后半波波形的對稱性，對于缺點(diǎn)電流，前后半波呈現(xiàn)正弦對稱波形，而勵(lì)磁涌流的前后半波那么不對稱，這種原理本質(zhì)上是利用電流中的偶次諧波分量來制動(dòng)的。由于對硬件要求不高，實(shí)現(xiàn)方式較為簡便，普通采用三相獨(dú)立出口的閉鎖方式，因此在數(shù)字式維護(hù)中得到運(yùn)用

17、。勵(lì)磁涌流判別方法 28變壓器差動(dòng)維護(hù)雖然隨著對勵(lì)磁涌流的深化研討，各種新的勵(lì)磁涌流判別原理不斷被提出，但國內(nèi)實(shí)踐運(yùn)用的數(shù)字式縱差動(dòng)維護(hù)，依然以二次諧波制動(dòng)和波形判別原理為主要的勵(lì)磁涌流判別方法。勵(lì)磁涌流判別方法 29變壓器差動(dòng)維護(hù)縱差動(dòng)維護(hù)的主要問題是抑制區(qū)外短路缺點(diǎn)時(shí)差動(dòng)回路的不平衡電流，以及變壓器空載投入時(shí)勵(lì)磁涌流的影響，同時(shí)還要保證內(nèi)部短路缺點(diǎn)時(shí)差動(dòng)維護(hù)的靈敏性和快速性。 比率制動(dòng)縱差維護(hù)原理30變壓器差動(dòng)維護(hù)流入差動(dòng)繼電器的不平衡電流與變壓器外部缺點(diǎn)時(shí)的穿越電流有關(guān)，穿越電流越大，不平衡電流越大。假設(shè)差動(dòng)維護(hù)的動(dòng)作電流按照躲過最大穿越電流下的不平衡電流整定，將會(huì)降低內(nèi)部缺點(diǎn)的靈敏度。

18、比率制動(dòng)差動(dòng)維護(hù)，利用反響變壓器穿越電流大小的制動(dòng)電流，使維護(hù)動(dòng)作電流隨制動(dòng)電流而變化，當(dāng)外部短路穿越電流增大，制動(dòng)電流隨之添加，加強(qiáng)了外部缺點(diǎn)時(shí)的制動(dòng)作用，有效地防止了不平衡電流引起的誤動(dòng)，同時(shí)提高了內(nèi)部缺點(diǎn)時(shí)的靈敏度，較好地處理了區(qū)外短路缺點(diǎn)不平衡電流影響與內(nèi)部短路缺點(diǎn)靈敏度間的矛盾。 比率制動(dòng)縱差維護(hù)原理31變壓器差動(dòng)維護(hù)目前廣泛運(yùn)用的數(shù)字式變壓器縱差動(dòng)維護(hù)，普遍運(yùn)用兩折線或三折線比率制動(dòng)特性。 比率制動(dòng)縱差維護(hù)原理IopIop.minIres.oIop.max Ires.maxIres32變壓器差動(dòng)維護(hù)兩折線比率制動(dòng)差動(dòng)維護(hù)動(dòng)作判據(jù)為：比率制動(dòng)縱差維護(hù)原理其中： 為維護(hù)動(dòng)作電流， 為差

19、動(dòng)電流， 為制動(dòng)電流， 為最小動(dòng)作電流， 為維護(hù)起始制動(dòng)電流， 為動(dòng)作特性折線的斜率。 當(dāng) 當(dāng)33變壓器差動(dòng)維護(hù)對于雙繞組變壓器，差動(dòng)電流 ，制動(dòng)電流 。對于多繞組變壓器，差動(dòng)電流仍為變壓器各側(cè)電流矢量之和，即 ，但制動(dòng)電流有不同的選擇和計(jì)算方法。數(shù)字式變壓器維護(hù)中常用的制動(dòng)電流選取方法有三種，它們是： 比率制動(dòng)縱差維護(hù)原理ABC 34變壓器差動(dòng)維護(hù)制動(dòng)電流的選擇要思索到對外部缺點(diǎn)穿越性短路電流的制動(dòng)作用最大，同時(shí)在內(nèi)部缺點(diǎn)情況下，其制動(dòng)作用最小，使維護(hù)靈敏動(dòng)作。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)和外部缺點(diǎn)情況下，以上三種制動(dòng)電流的制動(dòng)作用是等效的，但在大部分內(nèi)部缺點(diǎn)情況下，采用制動(dòng)電流C的維護(hù)較為靈敏。需指出的是，

20、上式中用于差動(dòng)電流、制動(dòng)電流計(jì)算的各側(cè)電流，均已進(jìn)展了各側(cè)電流相位校正和幅值平衡補(bǔ)償。 比率制動(dòng)縱差維護(hù)原理35變壓器差動(dòng)維護(hù)兩折線比率制動(dòng)特性中三個(gè)參數(shù)需求整定，即無制動(dòng)作用下維護(hù)的最小動(dòng)作電流，維護(hù)起始制動(dòng)電流，以及折線的斜率S。 比率制動(dòng)縱差維護(hù)整定計(jì)算36變壓器差動(dòng)維護(hù)變壓器在某些情況下，如超高壓長間隔輸電線路甩負(fù)荷時(shí)會(huì)呵斥變壓器短時(shí)過電壓?，F(xiàn)代大型變壓器飽和磁密較高，在過電壓作用下易呵斥鐵芯飽和，使勵(lì)磁電流大大添加，容易發(fā)生過勵(lì)磁，勵(lì)磁電流成為差動(dòng)維護(hù)的不平衡電流，能夠引起差動(dòng)維護(hù)誤動(dòng)作。當(dāng)過電壓為120%140%額定電壓時(shí)，應(yīng)閉鎖差動(dòng)維護(hù)以防止誤動(dòng)。對于能夠發(fā)生過勵(lì)磁的超高壓大型變

21、壓器，根據(jù)過勵(lì)磁電流中含有顯著的五次諧波分量，閉鎖差動(dòng)維護(hù)。通常選擇差動(dòng)電流中五次諧波分量與基波分量比值大于35%作為閉鎖判據(jù)，防止差動(dòng)維護(hù)誤動(dòng)。 過勵(lì)磁閉鎖37變壓器差動(dòng)維護(hù)在變壓器嚴(yán)重內(nèi)部缺點(diǎn)時(shí)，短路電流程度較高，使得電流互感器飽和，其二次電流中高次諧波分量增大，能夠影響到比率差動(dòng)維護(hù)的快速動(dòng)作，因此，變壓器縱差動(dòng)維護(hù)應(yīng)配置差動(dòng)電流速斷維護(hù)，作為輔助維護(hù)加快內(nèi)部嚴(yán)重缺點(diǎn)時(shí)維護(hù)的動(dòng)作速度，其本質(zhì)是反響差動(dòng)電流的電流瞬時(shí)速斷維護(hù)。 差動(dòng)電流速斷維護(hù)38變壓器差動(dòng)維護(hù)對于220500kV大型變壓器，單相接地短路是主要缺點(diǎn)方式之一。為提高切除自耦變壓器內(nèi)部單相接地短路缺點(diǎn)的可靠性，可增設(shè)零序差動(dòng)維

22、護(hù)。變壓器零序電流差動(dòng)維護(hù)由變壓器中性點(diǎn)側(cè)零序電流互感器和變壓器星形側(cè)電流互感器的零序回路構(gòu)成，可以采用比率制動(dòng)特性或標(biāo)積制動(dòng)特性，比率制動(dòng)特性通常采用兩折線動(dòng)作特性，零序電流作為制動(dòng)量，維護(hù)最小動(dòng)作電流應(yīng)躲過外部三相短路最大不平衡電流。比率制動(dòng)零序差動(dòng)維護(hù)也可以采用高中壓側(cè)相電流作為制動(dòng)量，有利于防止外部三相短路時(shí)的誤動(dòng)作，維護(hù)最小動(dòng)作電流躲過正常時(shí)三相TA誤差不一致產(chǎn)生的三相不平衡電流，維護(hù)靈敏度較高。 零序電流差動(dòng)維護(hù)39變壓器差動(dòng)維護(hù)該維護(hù)具有不受勵(lì)磁涌流直接影響，不受電壓分接頭調(diào)整影響的特點(diǎn)，對于單相接地缺點(diǎn)，比相間縱差動(dòng)維護(hù)有更高的靈敏度，因此在大型變壓器特別是500kV自耦變壓器

23、中得到運(yùn)用。對于零序差動(dòng)維護(hù)， 側(cè)三相電流互感器均二次并聯(lián)，發(fā)生單相缺點(diǎn)時(shí)，健全相互感器將從缺點(diǎn)相互感器汲出電流，對零序差動(dòng)維護(hù)靈敏度有降低作用，但內(nèi)部單相接地缺點(diǎn)時(shí)，其靈敏度依然比相間差動(dòng)維護(hù)高。另外，零序電流互感器極性校驗(yàn)比較困難，難以用變壓器負(fù)荷電流進(jìn)展檢驗(yàn)。 零序電流差動(dòng)維護(hù)40變壓器差動(dòng)維護(hù)零序電流差動(dòng)維護(hù)接線表示圖IodIod(a) 普通變壓器 (b) 自耦變壓器41變壓器差動(dòng)維護(hù)分側(cè)縱聯(lián)差動(dòng)維護(hù)是在變壓器星形側(cè)的每一相繞組裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)維護(hù)，也稱為分相差動(dòng)維護(hù)。分側(cè)縱聯(lián)差動(dòng)維護(hù)可用于自耦變壓器，此時(shí)變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)和中性點(diǎn)側(cè)應(yīng)采用同類型一樣變比的電流互感器。分側(cè)差動(dòng)維護(hù)的整定計(jì)

24、算原那么與發(fā)電機(jī)差動(dòng)維護(hù)一樣。分側(cè)差動(dòng)維護(hù)不受勵(lì)磁涌流、過勵(lì)磁電流影響，也不受電壓分接頭調(diào)整及電流互感器變比不同的影響，對于變壓器繞組接地缺點(diǎn)有較高的靈敏度，但不能反響匝間短路。由于要求裝設(shè)維護(hù)的每一個(gè)繞組均有兩個(gè)引出端，通常的三相變壓器無法裝設(shè)分側(cè)差動(dòng)維護(hù)。 分側(cè)差動(dòng)維護(hù)42變壓器瓦斯維護(hù)變壓器內(nèi)部缺點(diǎn)，包括細(xì)微的匝間短路等，能夠缺點(diǎn)電流比較小，反響電氣量的維護(hù)靈敏度不滿足要求。電力變壓器通常利用變壓器油作為絕緣和冷卻介質(zhì)。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)缺點(diǎn)時(shí)，在缺點(diǎn)電流和缺點(diǎn)點(diǎn)電弧的作用下，絕緣油和其它絕緣資料會(huì)因受熱而分解，產(chǎn)生大量氣體，氣體的多少與流速，與缺點(diǎn)嚴(yán)重程度有關(guān)，利用氣體動(dòng)作的維護(hù)安裝為瓦斯

25、維護(hù)。瓦斯維護(hù)43變壓器瓦斯維護(hù)瓦斯繼電器安裝在變壓器本體油箱與油枕之間的銜接納道中。瓦斯維護(hù)包括二種維護(hù)，一個(gè)是反響變壓器內(nèi)部不正常情況或細(xì)微缺點(diǎn)時(shí)氣體容積大小的輕瓦斯維護(hù)，動(dòng)作于信號，另一個(gè)是反響變壓器嚴(yán)重缺點(diǎn)時(shí)油流速度的重瓦斯維護(hù)，動(dòng)作于跳開缺點(diǎn)變壓器。瓦斯維護(hù)能反響繞組細(xì)微匝間短路、鐵芯部分燒損、繞組內(nèi)部斷線、絕緣逐漸劣化、油面下降等缺點(diǎn)，但對變壓器外部套管及引線缺點(diǎn)不能反響，對絕緣突發(fā)性擊穿的反響不如差動(dòng)維護(hù)快，因此瓦斯維護(hù)作為變壓器的主維護(hù)之一，與縱差動(dòng)維護(hù)相互配合，相互補(bǔ)充，共同構(gòu)成快速靈敏的變壓器維護(hù)主維護(hù)。 瓦斯維護(hù)44變壓器后備維護(hù)變壓器后備維護(hù)主要包括相間短路后備維護(hù)、接

26、地短路后備維護(hù)，以及過勵(lì)磁維護(hù)和過負(fù)荷維護(hù)。 1、相間短路后備維護(hù)相間后備維護(hù)用以防止變壓器外部短路引起變壓器繞組的過電流及作為變壓器本身差動(dòng)維護(hù)和瓦斯維護(hù)的后備，當(dāng)變壓器所銜接母線未裝設(shè)公用母線維護(hù)時(shí)也作為母線的主要維護(hù)。相間后備維護(hù)可選用過電流維護(hù)、復(fù)合電壓負(fù)序電壓和線間電壓啟動(dòng)的過電流維護(hù)、或復(fù)合電流維護(hù)負(fù)序電流和單相式電壓啟動(dòng)的過電流維護(hù)。 45變壓器后備維護(hù)1、相間短路后備維護(hù)對于兩側(cè)或三側(cè)有電源的雙繞組變壓器和三繞組變壓器，各側(cè)相間短路后備維護(hù)可帶兩段或三段時(shí)限，以短時(shí)限減少缺點(diǎn)范圍，長時(shí)限切除缺點(diǎn)變壓器。為滿足選擇性的要求或?yàn)榻档秃髠渚S護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，相間短路后備維護(hù)可帶方向，方向

27、宜指向各側(cè)母線，但斷開變壓器各側(cè)斷路器的后備維護(hù)不帶方向。相間后備維護(hù)宜分別裝設(shè)于各側(cè)，為了提高復(fù)合電壓啟動(dòng)的靈敏度，可以同時(shí)利用變壓器的各側(cè)復(fù)合電壓去啟動(dòng)過電流維護(hù)。 46變壓器后備維護(hù)1、相間短路后備維護(hù)作為電氣主設(shè)備的繼電維護(hù)，其根本功能是保證主設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)平安。變壓器繞組的過電流是影響變壓器平安的一個(gè)重要要素，當(dāng)變壓器外部短路缺點(diǎn)長期未被切除例如低壓母線缺點(diǎn)，變壓器將因較長時(shí)間經(jīng)過短路大電流導(dǎo)致嚴(yán)重內(nèi)部缺點(diǎn)，甚至呵斥變壓器的損壞。因此相間后備維護(hù)在每一側(cè)配置一段不帶方向元件的過電流維護(hù)，斷開變壓器各側(cè)斷路器，其定值獨(dú)立整定，可以作為設(shè)備本身對內(nèi)部及外部缺點(diǎn)維護(hù)的最后一道防線，可以最終切除

28、缺點(diǎn)，從而保證設(shè)備和系統(tǒng)的平安。47變壓器后備維護(hù)1、相間短路后備維護(hù)對于變壓器低壓側(cè)無公用母線維護(hù)，而且變壓器高壓側(cè)相間短路后備維護(hù)，對低壓側(cè)母線相間短路靈敏度不夠時(shí)，可在低壓側(cè)配置兩套相間短路后備維護(hù)，以提高切除低壓側(cè)母線缺點(diǎn)的可靠性。 48變壓器后備維護(hù)2、接地短路后備維護(hù)接地缺點(diǎn)是電力系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)方式，對110kV及以上中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)銜接的各種變壓器，對外部單相接地短路引起的過電流，應(yīng)裝設(shè)接地短路后備維護(hù)。變壓器接地缺點(diǎn)的零序維護(hù)由零序過電流維護(hù)，零序過電壓維護(hù)、間隙零序過電流維護(hù)構(gòu)成。按照變壓器中性點(diǎn)接地方式的不同，接地后備維護(hù)分別思索如下。 49變壓器后備維護(hù)2、接地短路后備

29、維護(hù)1變壓器中性點(diǎn)直接接地的零序維護(hù)由兩段式零序過電流維護(hù)構(gòu)成，通常以較短時(shí)限動(dòng)作于減少缺點(diǎn)范圍，以較長時(shí)限動(dòng)作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。對自耦變壓器和高、中壓側(cè)均接地的三繞組變壓器，為滿足選擇性要求，可增設(shè)零序方向元件，方向指向各側(cè)母線。50變壓器后備維護(hù)2、接地短路后備維護(hù)2對于中性點(diǎn)能夠接地運(yùn)轉(zhuǎn)或不接地運(yùn)轉(zhuǎn)的變壓器，應(yīng)配置兩種接地維護(hù)。一種接地維護(hù)用于變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)轉(zhuǎn)形狀，通常設(shè)置兩段式零序過流維護(hù)。另一種接地維護(hù)用于變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)轉(zhuǎn)形狀，需按照變壓器的不同情況分別思索。a) 全絕緣變壓器。除了裝設(shè)兩段式零序過電流維護(hù)，以滿足變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)轉(zhuǎn)要求，還應(yīng)增設(shè)零序過電壓維護(hù)，

30、以順應(yīng)變壓器所銜接電力網(wǎng)失去接地中性點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)中性點(diǎn)過電壓的維護(hù)。 51變壓器后備維護(hù)2、接地短路后備維護(hù)b) 分級絕緣變壓器。中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)放電間隙，可以對中性點(diǎn)絕緣薄弱部分起到過電壓維護(hù)作用。此時(shí)，除了用于中性點(diǎn)直接接地運(yùn)轉(zhuǎn)變壓器的兩段式零序過電流維護(hù)外，還要增設(shè)反響間隙放電的零序電流維護(hù)和零序過電壓維護(hù)，當(dāng)變壓器所接電力網(wǎng)失去接地中性點(diǎn)，又發(fā)生單相接地缺點(diǎn)時(shí)，反響間隙放電的零序過電流維護(hù)和零序過電壓維護(hù)動(dòng)作，經(jīng)短延時(shí)跳開變壓器各側(cè)斷路器。兩段式零序過流維護(hù)、零序過電壓維護(hù)的整定同上。根據(jù)閱歷，間隙零序過電流維護(hù)其一次動(dòng)作電流可取為100 。維護(hù)動(dòng)作延時(shí)取0.3s。 52變壓器后備維護(hù)3、變壓

31、器過勵(lì)磁維護(hù)按照變壓器的任務(wù)原理，變壓器的任務(wù)磁密B與變壓器外加電壓U及其頻率f具有以下關(guān)系：B=k(U/f)，式中k為常數(shù)。相對于額定值的電壓升高和頻率降低，將呵斥磁密超越額定任務(wù)磁密，出現(xiàn)過勵(lì)磁景象。過勵(lì)磁導(dǎo)致變壓器鐵芯的嚴(yán)重飽和，伴隨產(chǎn)生過量的渦流損耗，使鐵芯及附近的金屬構(gòu)件發(fā)熱、絕緣老化，甚至損傷變壓器。與系統(tǒng)并列運(yùn)轉(zhuǎn)的變壓器在系統(tǒng)解列忽然甩負(fù)荷時(shí)使變壓器電壓升高，或由鐵磁諧振引起過電壓，或由于誤操作或變壓器分接頭調(diào)整不當(dāng)，而大型變壓器任務(wù)磁密較低，在這些情況下，均可呵斥變壓器的過勵(lì)磁，發(fā)電機(jī)變壓器組中升壓變壓器，由于發(fā)電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速下降，導(dǎo)致頻率較低，也會(huì)使變壓器過勵(lì)磁。 53變壓器后備維護(hù)3、變壓器過勵(lì)磁維護(hù)對于超高壓大型變壓器應(yīng)思索裝設(shè)過勵(lì)磁維護(hù)。變壓器在細(xì)微的過勵(lì)磁下允許繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，對于較高的過勵(lì)磁，允許變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間隨過勵(lì)磁倍數(shù)而不同。在整定變壓器過勵(lì)磁維護(hù)時(shí)，必需有變壓器制造廠提供的變壓器允許的過勵(lì)磁才干曲線。 024變壓器過勵(lì)磁倍數(shù)曲線t(min)B/Bn=NN=f