电力变压器保护(张举)

1、12 31.油箱内部故障（1）各相绕组之间的相间短路。（2）单相绕组的匝间短路。 456（1）大容量变压器的过励磁;（2）外部相间短路引起的过电流;（3）外部接地短路引起的过电流和中性点过电压;（4）过负荷;（5）漏油等原因引起的油面降低;78 （1）重瓦斯保护。1.主保护（2）纵联差动保护。（3）电流速断保护。92.外部相间短路的后备保护（1）过电流保护（2）低电压起动的过电流保护（3）复合电压起动的过电流保护（4）负序电流及单相式低电压起动的过电流保护（5）阻抗保护103.外部接地短路的后备保护（1）零序电流保护（2）零序电流方向保护（3）零序过电压保护（4）间隙电流保护和零序电压保护11

2、12 5.其他非电量保护 轻瓦斯保护、油温高保护、冷却器故 障、压力释放保护等 13141521II 2211TATAnInITTATAnnn1221II 1I2ITn1TAn2TAn1I *2I rII-IunbrII 1621II 1I2ITn1TAn2TAn1I *2I JII-ITAkrnII/17181.由励磁涌流所产生的不平衡电流正常情况下，励磁电流为额定电流的（2%5%）空载投入变压器产生励磁涌流外部故障切除后电压恢复产生励磁涌流19（1）单相变压器的励磁涌流分析2Wefi)(tu1W20 0t)sin(tUumdtdurmmtcos)cos(则铁心中的磁通为：合闸21设合闸时电

3、压的初相角0经过0.01秒，铁心中磁通达到：rm 222teINefI.efIefir 、utumrm2变压器励磁涌流的波形图23例1例2例3例4基 波100100100100二次谐波36315023三次谐波76.99.410四次谐波96.25.4-直 流6680627324（2）励磁涌流的特征含有很大的衰减非周期分量；含有大量的高次谐波，其中以二次谐波为主；涌流波形不连续，有间断角；涌流波形不对称；25 （3）影响涌流特征的因素电源电压的大小；合闸时电压的初相角；铁芯中剩磁的大小和方向；变压器铁芯的饱和磁通；26 三相变压器的接线方式；变压器的中性点接地方式；三相变压器铁芯的结构形式；系统的

4、阻抗大小和相角；27 防止励磁涌流引起差动保护误动的方法采用具有速饱和铁芯的差动继电器；采用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；28291AI1BI1CI1AI1BI1CI2AI2BI2CI2AI2BI2CITn1TAn2TAnY，d11变压器接线和向量图301AI1BI1CI1AI301BI1CI2BI2CI2AI2BI2CI30I2AI312AI2BI2CI2AI2BI2CI302B2AII2C2BII2A2CII321AI1BI1CI1AI1BI1CI2AI2BI2CI2AI2BI2CI2B2AII2AITn1TAn2TAnI-II-II-I*332AI2

5、BI2CI2AI2BI2CI302B2AII2C2BII2A2CII5/311YATAIn5/12ATAInTnTAnnTA321343.由计算变比与标准变比不同产生的不平衡电流TTATAnnn12TnTAnnTA321110Y11Y12YY1235）kV( 5 .10/5 .38/%5 . 241101112/0YYMVAST5 .31)(1651103105 .3131AIH)(4725 .383105 .3131AIM)(17325 .103105 .3131AIL365/47232TAn5/3001TAn5/20003TAn5/10002TAn5/17323TAn5/16531TAn3

6、776. 46016532HI09. 420047232MI33. 440017322LI38|1 |21TATTAzannnf|31 |21TATTAzannnf110Y11Y12YY1239利用差动继电器的平衡线圈进行补偿 )(21bddWWIWI 1I2I1I 2I *21II 2I dWbW2WdbI-I*40平衡线圈通常接在二次电流较小的一侧setdcalbWIIW. 22.) 1(41其中：|.setdcalbsetbcalbzaWWWWfTAkzaconunbnIfKI/max.在整定计算中不平衡电流按下式计算：42zafmax.kIconK区外短路的最大短路电流三相电流互感器接

7、线系数平衡线圈的计算匝数与整定匝数不等的相对误差43calbW.setbW.平衡线圈的计算匝数平衡线圈的整定匝数setdW.差动线圈的整定匝数444.由电流互感器变比误差产生的不平衡电流理想特性II 1TA2TAunbI45由电流互感器变比误差引起的不平衡电流tki外部短路电流46差动保护的不平衡电流unbit47考虑非周期分量的影响时：TAKTAssaperconTAunbnIfKKKI/max.TAkTAssconTAunbnIfKKI/max.48aperKssKTAf非周期分量影响系数电流互感器同型系数电流互感器的幅值误差，取10%495.有载调压变压器分接头位置改变产生的不平衡电流T

8、AKconUunbnIUKI/max.TTATAnnn12TnTAnnTA321或U取变压器调压范围的一半50UunbTAunbunbunbIIII.max.变压器差动保护的最大不平衡电流：TAkzaTAssaperconnIUffKKK/)(max.5152dW1bW2Wdres2W2bWresWresWresI-I*KA*53WIBBB54制动绕组的接法对差动保护性能的影响：（1）单侧电源变压器，制动绕组接于负荷侧，外部故障有制动作用，内部故障无制动作用。保护的最小动作电流为ropI. 055（2）单侧电源变压器，制动绕组接于电源侧，外部故障有制动作用，内部故障差电流与制动电流相等。保护的

9、最小动作电流为ropI. 256（3）双侧电源变压器且两侧电源容量相等，制动绕组接于任一侧，外部故障有制动作用，内部故障差电流为制动电流的两倍。保护的最小动作电流为ropI. 157tgKres(一般取0.30.4) ) resIropI.)(kI)(unbImax.unbImax. kI无制动ropI. 0cSropI. 2bropI. 1adI5859（一）比率制动特性60ropI. 0-最小动作电流0 .resI-拐点电流XLK-比率制动特性的斜率 resIopI0 .oprIABC0 .resI61动作判据0 .oprropII)(0 .0 .resresXLoprropIIKII当:

10、当:0 .resresII0 .resresII62（二）比率制动特性的变压器（二）比率制动特性的变压器差动保护的定值整定差动保护的定值整定63oprIresI.0oprIABC0 .resITAknI/)3(max.max.oprI641.最小动作电流按躲过变压器在正常运行条件下产生的不平衡电流整定 TANTzaTAssrelropnIfUfKKI/)(. 065.max.0(3).max.0/oproprXLkTAresIIKInI2.拐点电流3.制动特性的斜率 TANTresnII/)0 . 18 . 0(.0 .66差动保护逻辑框图A相二次谐波B相二次谐波C相二次谐波五次谐波制动CT二

11、次断线差流越限告警A相比率制动C相比率制动B相比率制动A相差动速断B相差动速断C相差动速断差动出口断线信号越限信号1111&6768（一）过电流保护6970（1）对并列运行的变压器（2）对降压变压器.max.1LT NnIIn.1relopT NreKnIIKn.relMsopT NreK KIIK7172QF1QF2tQF 1QF 2KAKTKS跳跳信号IUUU电压回路断线信号KV 1KV2KMKCOKA2IKA3IU2abc接至母线TV76 负序电压继电器的动作电压，通常取: 2.(0.06 0.12)opT NUU777879动作电流的整定原则：（1）躲变压器正常运行时，负序电流滤过器的

12、最大不平衡电流。取：NTrelopIKI.2 .)2 . 01 . 0(80（2）躲过线路一相断线时引起的负序电流02max.22 .2ZZIKKILbrelop81（3）与相邻元件上的负序电流保护在灵敏度上配合。在实际工程中可取：NTopII.2 .)6 . 05 . 0(8283阻抗保护用于330-500kV大型变压器上作为变压器引线、母线及相邻线路的后备保护。阻抗继电器采用同名相的电压、电流：AAIUBBIUCCIU84)2(BCd21AAII1302301221)2(200AjAjAbbbIjeIeIIII85dAjgAjgdAbbbZIjeZIeZZIUUU1302302121)2(

13、2)2(00测量阻抗：dbbmZIUZ)2()2()2(86阻抗继电器采用正、负序电压、电流：)()(2121AAAAIIUU87|2121dAAAAAAmZIUIIUUZ)3(d|dmZZ)1 . 1(d)2(d)1(d|2|2121dAAAgAgdmZIIIZIZZZ|21|0ddmZZZ88阻抗保护的整定计算：（1）与相邻元件的主保护配合tsenopZKZ（2）按相邻母线短路有灵敏度整定)/(bLtuerelopKZZKKKZ899091III02t01t03t04t0II011QFQF2QF1TA092bIoprelIopKIKI1. 0. 0st) 15 . 0(1bKstt5 .

14、0129333tt0.543tt0.5bIIIoprelIIopKIKI1. 0. 0IIIopI1. 094952QF2T1QFQF1T9697st3 . 05981QF1TQFII0303U0_3t0_4t0_1tIII030_2t0_5t112T2QF991003t1t1011QF1T2QF2TQFIII0303U0_2t0_3t0_1t&123ttt1021031041QF1T2QF2TQF03I03U0_2t0_1t&1052t10621tt 107108109110QFII03III03103U0_5t1QF2TjxI. 03同前同前111112113114SBWfU44. 4fUKB SWK44. 4/1115*/fUfUfUBBnnnnn116117118119)() 1(18. 08 . 02sMKttopnnM/ttKMopn120121TVnU /RCTVACU1)2(2fRCnnUUTVyCfUKfRCnnUUTVyC2122123124（一）三绕组变压器差动保护的特点125选择电流互感器的变比时应根据各侧额定电流及三相绕组的接线方式。如果变压器各侧容量不同，在计算变压器各侧额定电流时应按最大容量计算。126电流互感器的选择应保证在正常或外部故障时：0332211TATATArnInInII1I2I1I 2I .3I3I rI1