变压器保护第1讲

第六章电力变压器保护第六章电力变压器保护6.1电力变压器的故障类型和不正常工作状态（一）变压器内部故障油箱内故障：绕组相间、匝间短路、绕组接地（绕组和外壳短路）铁芯烧损。油箱外故障：套管和引出线上发生相间和接地故障。本质上讲，油箱外的故障已经不是变压器本身的故障，但按照继电保护配置及保护区域的划分原则，上述区域的故障属于变压器保护的保护范围，所以归入变压器故障。第六章电力变压器保护6.1电力变压器的故障类型和不正常工作状态（二）变压器不正常运行方式外部短路引起的过电流外部接地引起的过电流和中性点过电压过负荷、过励磁、油面降低，冷却系统故障第六章电力变压器保护6.1电力变压器的故障类型和不正常工作状态（三）变压器保护的分类和配置分类非电量保护：瓦斯保护电量保护：（根据变压器容量及电压等级来配置）保护配置主保护：差动保护、电流速断保护、瓦斯保护后备保护：过电流保护，零序过电流，零序过电压等。6.2变压器纵差动保护6.2.1变压器纵差动保护基本原理假设变压器为理想变压器（一）正常运行差动电流分析21II1I1I2I***2III*1HLTIIn二次差动回路电流为二次选择合适的电流互感器变比10TCTHCTLnnnCTLTCTHnnn即则有CTHHCTLCTHTCTLLHTdiffnInnnnIInI)1(0diffI6.2变压器纵差动保护6.2.1变压器纵差动保护基本原理21II1I1I2I***2III*假设变压器为理想变压器（二）区内故障CTHHCTLCTHTCTLLHTdiffnInnnnIInI)1(其中，对于前面所选择的变比，后一项为零；前一项和故障点电流成正比（三）保护判据setdiffII6.2变压器纵差动保护6.2.2变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施（一）变压器接线组别导致的相移引起的不平衡电流产生原因：电力变压器为了抑制三次谐波，改善波形，一般采用Y,d-11接线或Y,d-11接线。导致高压侧和低压侧电流存在相位差。若采用常规差动接线方式，则由于两侧电流存在相位差，正常运行时必然会出现差动不平衡电流。6.2变压器纵差动保护6.2.2变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施（一）变压器接线组别导致的相移引起的不平衡电流消除方法模拟式：利用CT二次接线的变化对相位进行校正。具体方法是Y侧CT接成三角形，三角形侧接成Y形。YAIYBIYCIYAIYBIYCIdAIdBIdCIdAIdBIdCIYBYAIIdAIIIIIIIdaIdbIdcI此时，正常运行时的差动电流为)3(33030CTCTYTCTYjYCTCTYjYdiffnnnneInIneII从而，两侧CT变比要满足03CTCTYTnnn3CTTCTYnnn即6.2变压器纵差动保护6.2.2变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施（一）变压器接线组别导致的相移引起的不平衡电流消除方法数字式：CT全部接成星形接线。在内部靠软件计算实现移相aYaYbYbYbYcYcYcYaYiiiiiiiiiccYdiffcbbYdiffbaaYdiffaKiiiKiiiKiii移相差电流计算其中K为平衡系数，由关系式可以推导出来3CTTCTYnnn6.2变压器纵差动保护6.2.2变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施（二）CT计算变比和实际变比不一致引起的不平衡电流产生原因：1.要想消除两侧变比不一致引起的不平衡电流，则两侧变比必须满足2.CT的生产制造是按标准化生产的，其变比为标准变比。不可能正好满足上述关系，一般是在满足容量要求前提下，配置变比最接近的CT3.不平衡电流估计3CTTCTYnnn121TATzaTAnnfnmaxmaxunbzakIfI6.2变压器纵差动保护6.2.2变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施（二）CT计算变比和实际变比不一致引起的不平衡电流解决措施：模拟方法采用平衡绕组（不可能完全消除）1I1I2I2WbWdW2I**STII1I2I数字方法：平衡计算ccYdiffcbbYdiffbaaYdiffaKiiiKiiiKiii6.2变压器纵差动保护6.2.2变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施（三）变压器带负荷调整分接头产生的不平衡电流产生原因：1.要想消除两侧变比不一致引起的不平衡电流，则两侧变比必须满足2.变压器带负荷调整分接头，其本质是调节变压器的变比3.不平衡电流估计3CTTCTYnnn.max.maxunbkIUI6.2变压器纵差动保护6.2.2变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施（四）电流互感器传变误差引起的不平衡电流产生原因：1.CT等值电路LZ1eL1I1I1eI1Z2.暂态非周期分量的影响121eIS36.2变压器纵差动保护6.2.2变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施（四）电流互感器传变误差引起的不平衡电流产生原因：1.不平衡电流大小的估计maxmax0.1unbstkIKI解决措施：1.抬高动作门槛2.采用速饱和变流器3.延时确认6.2变压器纵差动保护6.2.2变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施（五）变压器励磁涌流产生的不平衡电流产生原因：1.变压器等值电路eL1I2IeI2.励磁电流与变压器铁芯特性有关，正常运行时，变压器工作在其铁磁特性线性段，励磁阻抗很大，可近似认为励磁电流为03.空载合闸或故障后电压恢复时，由于剩磁的影响，可能时变压器进入饱和区，从而产生很大的励磁电流6.2变压器纵差动保护6.2.2变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施（五）变压器励磁涌流产生的不平衡电流解决措施：1.差动原理是由基尔霍夫电流定律导出的，变压器本身不满足其前提，因此从原理上无法消除励磁涌流的影响2.寻找判别涌流和故障的特征（研究热点）3.提高动作门槛4.延时6.2变压器纵差动保护6.2.3变压器纵差动保护的整定计算原则原则之一：按躲过外部短路故障时的最大不平衡电流整定.maxsetrelunbIKI可靠系数取1.3最大不平衡电路的计算.max.max(0.1)unbzanpstkIfUKKI为外部短路的最大短路电流maxkI6.2变压器纵差动保护6.2.3变压器纵差动保护的整定计算原则原则之二：按躲过变压器最大励磁涌流整定可靠系数取1.3-1.5；取值为4-8若保护具有励磁涌流识别比索差动保护功能，则不必考虑这一整定原则NrelsetIKKIK6.2变压器纵差动保护6.2.3变压器纵差动保护的整定计算原则原则之三：按躲过电流互感器二次回路短线引起的差电流可靠系数取1.3；变压器最大负荷电流max.LrelsetIKImax.LI6.2变压器纵差动保护6.2.3变压器纵差动保护的整定计算原则灵敏度校验minkRsensetIKI为各种运行方式下变压器保护区引出端故障时，流经差动继电器的最小差动电流minkRI灵敏系数一般不应低于2动作时间：由于差动保护不存在于其他保护的配合问题，可以独立判别区内和区外故障，故而动作时间为0