變壓器短路計算分析課件

1、變壓器短路計算分析第1頁，共34頁。主要內(nèi)容變壓器短路計算的基本方法y/d-11型變壓器D側(cè)相間短路分析y/d-11型變壓器y側(cè)相間和單相接地短路分析y/y-12型變壓器短路分析自耦變壓器短路分析全國繼電保護(hù)競賽選拔題講解第2頁，共34頁。變壓器短路計算分析方法 一、采用對稱分量法:根據(jù)故障類型計算短路點(diǎn)處序分量計算分支系數(shù)計算變壓器短路側(cè)電流電壓的序分量及相分量根據(jù)變壓器的連接組別計算其它側(cè)序分量計算其它側(cè)相分量二、全電流法計算短路點(diǎn)的電流短路繞組電流另一側(cè)繞組電流另一側(cè)線電流需用到kcl 和kvl及電流大小關(guān)系 第3頁，共34頁。電壓電流對稱分量經(jīng)變壓器的變換 序分量經(jīng)不同連接的組別的變壓

2、器后將有相位偏移，相位偏移的一般公式為(逆時針為正)：正序分量：1(12N)300 YD:取正；D-Y為負(fù)。 F1=F1ej1負(fù)序分量： 2- 1 F2=F2ej2零序分量：Y/D不能傳變特別的：對于Y/D-11 正序分量Y-D相位偏移30度,D-Y相位偏移-30度 負(fù)序分量Y-D相位偏移30度,D-Y相位偏移30度 第4頁，共34頁。y/d-11(y/d-1)變壓器短路對于y/d-11(y/d-1)型接線的變壓器一側(cè)短路后另一側(cè)短路的電流電壓電氣量將發(fā)生變化.零序電流,測量阻抗也將發(fā)生變化.下面討論各種情形下各側(cè)電氣量的計算和分析,為后面變壓器主保護(hù)的原理,整定,調(diào)試打下基礎(chǔ).第5頁，共34

3、頁。D側(cè)兩相短路第6頁，共34頁。第7頁，共34頁。第8頁，共34頁。D側(cè)兩相短路時電流相量圖Yn側(cè)最大相電流是故障電流的2/sqrt(3)倍，其它兩相為最大相的一半，方向相反；最大相電流為D側(cè)兩故障相中的滯后相第9頁，共34頁。D側(cè)兩相短路時電壓相量圖Yn側(cè)電壓最低相為D側(cè)兩故障相中的滯后相，其它兩相電壓較高，相位差近180度，yn側(cè)相間電壓較高，電流相等的兩相間電壓最高第10頁，共34頁。阻抗的變化單相測量阻抗: ZA=ZK(短路阻抗) ZBZk;ZcZK相間測量阻抗: ZABZK; ZBCZK; ZCAZK單相阻抗能反應(yīng)低壓側(cè)相間短路阻抗;相間0度接線不能反應(yīng)低壓側(cè)相間短路阻抗第11頁，

4、共34頁。Yn側(cè)單相接地短路第12頁，共34頁。Yn側(cè)單相接地電流相量圖 d側(cè)各相電流分布與yn側(cè)接地相有關(guān)，d側(cè)滯后于yn側(cè)接地相的電流為0，其它兩相大小相同，相位相反，數(shù)值為故障電流的1/sqrt(3)倍。D側(cè)無零序電流第13頁，共34頁。Y側(cè)單相接地電壓相量圖 y側(cè)接地相電壓為0，其它兩相電壓較高；d側(cè)電流為0相電壓最高，其它兩相電壓相等，相間電壓較高；d側(cè)無零序電壓。第14頁，共34頁。阻抗的變化單相測量阻抗: ZAZK(短路阻抗) ZBZk;ZcZK相間測量阻抗: ZABZK; ZBCZK; ZCA=ZK單相阻抗不能反應(yīng)高壓側(cè)接地短路阻抗;相間0度接線有一相反應(yīng)高壓側(cè)接地短路阻抗第1

5、5頁，共34頁。Yn側(cè)兩相短路第16頁，共34頁。Yn側(cè)兩相短路電流相量圖第17頁，共34頁。Yn側(cè)兩相短路電壓相量圖第18頁，共34頁。阻抗的變化單相測量阻抗: ZAZK(短路阻抗) ZB=Zk;ZcZK相間測量阻抗: ZABZK; ZBCZK; ZCAZK單相阻抗一相反應(yīng)高壓側(cè)相間短路阻抗;相間0度接線不能反應(yīng)高壓側(cè)接地短路阻抗第19頁，共34頁。y/yn-12接線變壓器第20頁，共34頁。自耦變壓器的短路分析基本分析方法同普通變壓器,利用y型等值電路進(jìn)行分析計算不同之處在于兩側(cè)共用一個繞組,公共繞組的電流與零序電流與短路點(diǎn)位置,各側(cè)阻抗大小等有關(guān).第21頁，共34頁。自耦變接地故障分析高

6、中側(cè)發(fā)生接地故障時,中性點(diǎn)零序電流方向不固定,中性點(diǎn)電流也可能出現(xiàn)為零的情形第22頁，共34頁。繼電保護(hù)競賽選拔試題 Y,d-11接線的變壓器側(cè)發(fā)生兩相短路時,Y側(cè)有一相電流比另外兩相電流大，該相是_( )。同名故障相中的超前相；同名故障相中的滯后相； 同名的非故障相B第23頁，共34頁。在單側(cè)電源線路上發(fā)生A相接地短路，假設(shè)系統(tǒng)圖如下。T變壓器Y0/Y-12接線，Y0側(cè)中性點(diǎn)接地。T變壓器Y0/-11接線，Y0側(cè)中性點(diǎn)接地。T變壓器空載。(10分)問題：請畫出復(fù)合序網(wǎng)圖。 求出短路點(diǎn)的零序電流。 求出M母線處的零序電壓。 分別求出流過M、N側(cè)線路上的各相電流值。設(shè)電源電勢E=1，各元件電抗為

7、XS1=j10，XT1=j10，XMK1=j20，XNK1=j10，XT1= XT0=j10，輸電線路X0=3X1 第24頁，共34頁。復(fù)合序網(wǎng)圖第25頁，共34頁。 X1=j10+j10+j20=j40 X2=j10+j10+j20=j40 X0=j30+j10 =j40由于流過MK線路的零序電流為零，所以在XMK0上的零序電壓降為零。所以M母線處的零序電壓UM0與短路點(diǎn)的零序電壓相等，其值為UM0=UK0=-IK0*X0= j0.00833* j40=-0.3332第26頁，共34頁。流過M側(cè)線路電流只有正序,負(fù)序電流所以 IMA=IK1+IK2=2*(- j0.00833)=- j0.0

8、166 IMB=j0.00833 IMC=j0.00833 流過N側(cè)線路中的電流只有零序電流，沒有正負(fù)序電流所以INA=INB=INC=IK0=-j0.00833第27頁，共34頁。試題3220KV/110KV/35KV變壓器一次繞組為Y0/Y0/-11接線，35KV側(cè)沒負(fù)荷，也沒引線，變壓器實際當(dāng)作兩卷變用，采用的保護(hù)為微機(jī)雙側(cè)差動。問這臺變壓器差動的二次電流需不需要轉(zhuǎn)角（內(nèi)部轉(zhuǎn)角或外部轉(zhuǎn)角）為什么？ 答：對高中側(cè)二次電流必須進(jìn)行轉(zhuǎn)角。一次變壓器內(nèi)部有一個內(nèi)三角繞組，在電氣特性上相當(dāng)于把三次諧波和零序電流接地，使之不能傳變。二次接線電氣特性必須和一次特性一致，所以必須進(jìn)行轉(zhuǎn)角，無論是采用內(nèi)部

9、軟件轉(zhuǎn)角方式還是外部回路轉(zhuǎn)角方式。若不轉(zhuǎn)角，當(dāng)外部發(fā)生不對稱接地故障時，差動保護(hù)會誤動。第28頁，共34頁。分析題某繼電器的動作方程為-90arg（UA2UA1）（UA2+UA1）90，其中，UA2=UA2ZZIA2，UA1=UA1ZZIA1。繼電器裝設(shè)在Y/11變壓器高壓側(cè)（Y側(cè)），試簡要分析該繼電器在低壓側(cè)（側(cè)）短路時的動作行為?！綰A2、IA2、 UA1、 IA1分別為繼電器感受到的負(fù)序、正序分量，假定系統(tǒng)的正序電抗和負(fù)序電抗相等】（答題提示：可將繼電器動作方程轉(zhuǎn)換為比幅式，分析變壓器低壓側(cè)短路時的序分量并變換至高壓側(cè)，對比動作方程，得出分析結(jié)論）第29頁，共34頁。答:繼電器動作方程可

10、變換為：| UA2ZZIA2|UA1ZZIA1|；變壓器側(cè)三相短路時，無負(fù)序分量，繼電器不動作；）變壓器側(cè)兩相短路時： 側(cè)：Ia1=- Ia2；Ua1= Ua2=- Ia2Z2 Y側(cè)：UA1= Ua1e-j30+ Ia1 e-j30ZB；IA1= Ia1 e-j30 UA2= Ua1ej30 Ia1 ej30ZB；IA2=- Ia1 ej30 化簡后得，| UA2ZZIA2|=| Ua1 Ia1 （ZBZZ）|； |UA1ZZIA1|=| Ua1+ Ia1 （ZBZZ）| 比較ZB、ZZ，得結(jié)論，ZB=ZZ時，在動作邊界，ZBZZ時，繼電器動作，ZBZZ時，繼電器不動作第30頁，共34頁。試題

11、5變壓器縱差保護(hù)經(jīng)星-角相位補(bǔ)償后，雖然濾除了零序電流分量，但是變壓器縱差保護(hù)還是能反映變壓器星側(cè)內(nèi)部的單相接地故障的。 （ ）如果假設(shè)變壓器的勵磁阻抗為無窮大，在接線的變壓器的側(cè)線路上發(fā)生接地短路時在變壓器的側(cè)線圈上將出現(xiàn)零序電流。 （ ）為簡化保護(hù)的構(gòu)成，可采用三卷自耦變壓器中性點(diǎn)TA二次電流作為高壓側(cè)及中壓側(cè)接地故障保護(hù)的零序電流。 （ ） 第31頁，共34頁。對于接線為Yn，d11變壓器的微機(jī)型縱差保護(hù)，校驗整定值時，在高壓側(cè)A相通電流，除了A相差動元件動作之外，其他相差動元件均可靠不動作。（）接線為Yn、d11的變壓器，容量為360MVA。兩側(cè)的電壓分別為20kV及360kV，兩側(cè)差

12、動TA的變比分別為15000/5及1200/5，接線方式為Y、Y，由計算機(jī)軟件在高壓側(cè)移相，其低壓側(cè)為基準(zhǔn)側(cè)，差動保護(hù)兩側(cè)之間的平衡系數(shù)為0.83 接線為Yn，d11的變壓器，其差動兩側(cè)TA的接線為Y，y，由計算機(jī)軟件對高壓側(cè)電流進(jìn)行移相。以低壓側(cè)為基準(zhǔn)側(cè)，已知差動保護(hù)兩側(cè)之間的平衡系數(shù)為0.8，當(dāng)在A相差動兩側(cè)同時通入值為10A、相位差為180的電流時，A相差動電流為 2A ，B相差動電流為 0A ，C相差動電流為 8A 。第32頁，共34頁。Yn，d11接線的變壓器配置有國產(chǎn)微機(jī)型全套保護(hù)裝置，其縱差保護(hù)TA的接線為d，Y。當(dāng)高壓側(cè)A相出線套管處發(fā)生單相接地故障時，變壓器保護(hù)動作情況是（ ）。A）.零序I段和A相差動動作；B）.A相差動和零序I段同時動作；C）.零序I段和A、C