电力变压器的继电保护

1、电力变压器的继电保护第一节 概述一、更压器的故障：”各项绕组之间的相间短路油箱内部故障I单项绕组部分线匝之间的匝间短路单项绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故陣引出线的相间短路油箱外部故陣I绝缘套管闪烁或破坏引出线通过外壳发生的单相接地短路二、更压器不正常工作状态：外部短路或过负过电流油箱漏油造成油面降低交压器中性点接地外加电压过高或频率k过励磁等三、应装设的继电保护装置（1）瓦斯保 防御交压器油箱内各种短路故障和油面降低重瓦厂跳闸轻瓦厂信号（2）纵差动保护和电流速断保旷防御交压器绕组和引出线的多相短路、大接地电流系统侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路（3）相间短路的后备保护。作为（1

2、） （2）的后备（a）过电流保护（b）复合电压起动的过电流保护（O 负序过电流（4）零序电流保护：防御大接地电流系统中交压器外部接地短路（5）过负荷保护：防御变压器对称过负荷（6）过励磁保护：防御变压器过励磁笫二节：变压器纵基动保护一、构成变压器纵差动保护的基本原则戒绕组变圧器纵筮 功保护单相原理图正常运行或外部故障时 f I ! 12= nB所以两侧的CT变比应不同，且应使 HI 1=1 2 即：匕上或匕 = i j i 2=口即：按相实现的纵差动保护，其电流互感器变比的选择原则是两侧CT变比的比值等于变压器的变比。二. 不平衡电流产生的原因和消除方法:理论上，正常运行和区外故障时,j=l,

3、r-12M=0 o 实际上，很多闵素使Ij=lbp#o。（Ibp为不平衡电流） 下面讨论不平衡电流产生的原因和消除方法：1. 由萸压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流：（r/A-11） Y.dll接线方式两侧电流的相位差30 o消除方法：相位校正。更压器Y侧CT （二次侧）：形。Y.dll更压器侧CT （二次侧）：Y形。Y.Y12精品2c:;2;-BhlA2 -lB2lA22IAgL1*仙2Ac虹-2ABh甲2I2可见，差动臂中的山2和1A2-IB2同相位了，但卩A2-IB2| = V3|lA25为使正常运行或区外故障时,lj=O,则应使呦IA2 | = |1 A2A I/11AiAi即高压

4、侧电流互感变比应加大/3信.该项不平衡电流已清除.2. 由计算变比与实际更比不同而产生的不平衡电流：CT 的变比是标准化的，如:600/5,800/5,1000/5,1200/5./Iji所以,很难完全满足或一呼=心即Ij#o,产生Ibp.消除方法:利用差动继电器的平衡线圈进行磁补偿.假设正常运行和区外故陣时,12f12M,Wph接电流小的一侧,12：12- I2nWcd(I2r-12)12”Wph 12”调整 Wph,使 Wcd(I2-12“)= Wph I2“.磁势抵消.铁芯中,6=6cd-6ph=0.所以黃2中无感应电势J不动作.实际上,Wph.js可能不是整数.Wph.zd应是整数.故

5、仍有一残余的不平衡电流.Ibp=Afzdd.max/ nil其 Afzd=(VCTph.js-Wph.zd)/ (Wph.js+Wph.zd)Id.max -外部故障时，流过变压器高压侧的最七短路电流.此不平衡电流在整定计算中应予以考虑.3. 由两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流:(CT变换误差)Ibp.CT =Ktx-Kcrld.max/ nil 其中 Ktx =1此不平衡电流在整定计算中应予以考虑.4. 由变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流：改变分接头改更nB破坏nl2/ nll= nB或的关系.产生新的不平衡电流(CT二次侧不允许开路，即nl2, nil不能改变)，Ibp.

6、AU=ALJ- Id.max/ nil 无法消除.此不平衡电流在整定计算中应予以考虑.由以上分析可知，稳态情况下,Ibp由三部分组成.Ibp二 lbp.T+ Ibp.CT +Ibp. AU5. 暂态情况下的不平衡电流：(1)非周期分量的影响：比稳态】bp大，且含有很大的非周期分量，持续时间比较长(几十周波).晟大值出现在短路后几个周波.引入非周期分量函数KFzq.Ibp.CT=Kfzq-KcrKtx-d.max/ nil措施:快速饱和中间变流器，抑制非周期分量.(2)由】Ly产生的不平衡电流：当交压器电压突然增加的情况下(如:空载投入,区外短路切除后). 励磁涌流.可达(6-8) Ic.其波形

7、参看教材173页，图62特点： 有很大的直流分量.(80%基波) 有很大的谐波分量，尤以二次谐波为主.(2()%基波) 波形间出现间断(削去负波后)措施： 采用具有速饱和铁芯的差动继电器； 间断角原理的差动保护； 利用二次谐波制动； 利用波形对称原理的差动保护。三. BCH2型差动继电器的工作原理：具有比较良好的躲过变压器励磁涌流特性的差动继电器。出，Wd 施A两部分组成：速饱和巫流器和执行元件（电流继电器）速饱和变流器有三个铁芯柱A. B. C, A、C柱截面积相等且为E柱截面积的一半。E 柱：Wphl,Wph2,Wcd,Wd，A 柱：WdC 柱：W2led Wcd cd =cd4oTId

8、wd d=dBA+dBCId 刚d”=勿疋各柱上的磁通：A =曲d购/ B = cd eVdAB” c = cd”+ c/AC ”BCW2中感应的电流达到一定数值时，执行元件动作分析Wd ,Wdw的作用：1）当通入正弦电流时，H4C”与dbc相抵消，短路线圈不起作用2）外部短路时，有较大的非周期分量。I2h 62h（仅在两个边柱上环流）一E2，二E2”已二E2 -E2”3）IgO, I2h0I2h 62h磁路状态改变一铁心饱和动作安匝f即，动作电流上升fI2h Id2 W2h f 3d2 f 具有制动特性3. 制动特性：Id2.J=F（12h）制动特性曲线：1）当I2h很小时，铁芯还耒饱和，所

9、以起动电流变化不大，制动特性起始部分比较平缓。2）当I2h很大时，铁芯严重饱和，启动电流迅速増加，特性曲线上翘。从原点作特性曲线的切线，它与水平轴线的夹角为aK2h=iga 制动系数 一般取0。3-0o 44. 为什么能改善內部故障时保护的灵敏性：直线2为元制动特性纵差保护的动作电流(Idz.J=Kk*Ibp.max)曲线3为制动特性曲线由图中可见，对无制动的纵差保护为短路电流较小的内部故障时，灵敏度往往不能满足要求，而 如果采用BCH一1型继电器，应在I2h=Id.max时，使IdzJ=Kk*lbp.maxo即通过a点的曲线3。阿为 曲线3始终位于直线1上面，即在任何大小的外部短路电流作用下

10、，继电器不会误动。对于内部故漳，分三种情况说明如何改善灵敏性：1)单侧供电变压器:E侧无电源,W2h接于负荷侧，內部故障时,12h二0继电器动作电流为Idz.J 对应图中d点，显然灵敏度提高很多。E侧无电源，接于电源侧，内部故障时，也二22直线4 （这是晟不利的电流）它与制动电流特性曲线交于b点（dz.J2）,在b点以上，是继电器的动作区（4高于3）可见灵敏度提高很多。zhgw-A/v-gI3）双侧供电变压器:设Ig=2I2h一直线5它去制动特性曲线交于c点(Idzjl),在c点之上(5高于3)动作。实际上，介于bd之间，显然，灵敏度提高很多。另外，制动线圈的接入方式时，保护的灵敏度是有影响的。原则：在外部故障时，使制动作用晟大，保护不误动在内部故障时，使制动作用晟小，保护灵