变压器的差动保护.ppt

1、变压器的差动保护,作者：夏江平,纵差保护：是利用比较被保护元件各端电流的幅值和相位原理构成。,变压器纵差保护,变压器纵差保护是反应变压器一、二次侧电流差值的一种快速动作的保护装置，用来保护变压器内部以及引出线和绝缘套管的相间短路。 由于变压器各侧的额定电压和额定电流不等，各侧电流相位也不相同。且高低压侧是通过电磁联系，在电源一侧中有励磁涌流出现。这些特点都将导致差动回路中暂态不平衡电流和稳态不平衡电流大大增大。这便构成了实现变压器纵差保的特殊问题。为了提高纵差保护的灵敏度，有必要分析有关不平衡增大的原因和克服的办法。,一、变压器空载投入和外部故障切除后，电压恢复时产生的励流电流，其中增值最大可

2、达额定电流的510倍，为防止励磁涌流的影响，可采用下述办法： 1、采用具有速饱和变压器的BCH型差动继电器。 2、利用二次谐波制动原理构成的变压器差动保护。 采用鉴别波形“间断角”原理构成的变压器差动保护。,二、变压器两侧电流的相位。,变压器通常采用/11接线方式，对于这种变压器其两侧电流之间有30的相位差。即使变压器两侧电流互感器二次电流数值相等，但是两侧电流存在着相位差，也将在保护装置的差动回路中出现不平衡电流。为了消除这种不平衡电流的影响，通常采用相位差补偿的方法，即将变压器星形侧的电流互感器二次侧接成三角形。,变压器三角形侧的电流互感器二次侧接成星形，来把电流互感器二次电流的相位校正过

3、来。相位差补偿后，为了使每相两差动臂的电流数值相等，在选择电流互感器的变比时，应考虑电流互感器的接线系数Kj，即：差动臂中的电流为KjI1/N,I1为一次电流，电流互感器接三角形接线时Kj=3,接星形连接时Kj=1。在实际选择电流互感器变比时是根据电流互感器定型产品变比确定一个接近并稍大于计算值的标准变比。,三、两侧电流互感器的型号和所选变比不完全合适。 所谓所选变比不完全合适是指变压器两侧的电流互感器都是采用定型产品。所以实际的计算变比与产品的标准变比是往往不一样的，而且对变压器两侧的电流互感器来说，这种程度又不一样。这就在差动回路中引起了不平衡电流。 因变比选择不合适而引起的不平衡电流，可

4、以采用BCH型差动继电器的平衡线圈Wph利用磁势平衡原理来消除其影响。其接线图如图（2）所示：,例：变压器容量为31.5兆伏安，电压为115伏/10.5千伏各侧电流为 IBe（）=31.5/3 10.5 =1730安 IBe ()=31.5/311.5 =158安 变压器低压侧互感器计算变比为nL=1730/5=2000/5=400高压侧计算变比为n2=3 158/5 =273/5=300/5=60 I2= 3158/60 =4.55A I2=1730/400=4.32A,从计算结果可以看出正常情况下流入差动回路的不平衡电流为 Ibp= I2- I2=4.55A-4.32A=0.23A。 为了

5、消除这不平衡电流的影响，可将平衡线圈接入低压侧的保护臂中，由于I2I2，则有I2- I2的差电流流过差动回路，形成磁势（I2- I2）Wcd,适当选取Wph的匝数，并应满足下式的要求: I2Wph =（I2- I2）Wcd 接线时要注意极性，应使I2在Wph上所产生的磁势，与（I2- I2）在Wcd上产生的磁势方向相反，互相抵消，这样差动继电器的执行元件中就没有电流。,四、带负荷调压的变压器在运行中需改变分接头。 当变压器带负荷调整装置时，由于分接头的改变，变压器变比也随之改变。两侧互感器电流的平衡关系被打破，产生了新的不平衡电流，为了消除这一影响，一般采用提高保护动作电流的整定值来解决。,B

6、CH-2型差动继电器,用途 ：BCH-2型差动继电器用于两绕组或三绕组电力变压器以及交流发电机的单相差动保护线路中，作为主保护。,继电器的结构原理及内部接线图见图3,BCH2型差动继电器包括速饱和变流器，一个差动线圈（一次线圈）Wd,两个平衡线圈Wph，Wph，一个短路线圈Wd，一个二次线圈W2和一个DL11型电流继电器。 其中速饱和变流器和短路线圈是用来消除励磁涌流产生的不平衡电流，平衡线圈用来消除电流互感器计算变比和标准变比不同所引起的不平衡电流。,工作绕组接入保护的差动回路，平衡绕组可以按照实际需要接入环流回路或工作回路。短路绕组可根据保护不同的设备来选用A-A；B-B；C-C；D-D。

7、,速饱和变流器构成差动继电器的一些主要技术性能，如直流偏磁特性消除不平衡电流效应的自耦变流器性能等。,差动继电器基本原理是利用非故障时暂态电流中的非周期性分量来磁化变流器导磁体，提高其饱和程度从而构成躲过励磁涌流及穿越性故障时不平衡电流的作用,2002年10月28日，18：00 1主变跳，差动保护发信。 1、当时对差动三相相序进行测量BA=120、CA=240，为正相序正确 2、将1主变与2主变电流相位、大小进行了对比测量，结果如下： 1主变：I4SDI1SD=0 I1SD=2.64A I4SD=2.47A I7SD=5.13A I5SDI2SD=1 I2SD=2.43A I5SD=2.50A

8、 I8SD=5.12A I 6SDI3SD=1 I3SD=2.44A I6SD=2.48A I9SD=5.16A 2主变：I4SDI1SD=180 I1SD=2.52A I4SD=2.53A I7SD=0.44A I5SDI2SD=180 I2SD=2.51A I5SD=2.54A I8SD=0.43A I 6SDI3SD=180I3SD=2.56A I6SD=2.54A I9SD=0.46A,从上述结果分析得知： 纵差保护为环流差动保护，流入继电器的电流为IJ= I1SD+ I4SD,1主变中流入1CJ的电流为IJ= I1SD+ I4SD，由于I1SD与I4SD同相，则IJ= I1SD+ I

9、4SD（直接相加）超过了1CJ的整定值（如果负荷一大） 而2主变，I4SD与I1SD是相位相反，大小相似，所以流过1CJ的电流为1SD与4SD值的差，由I7SD、I8SD、I9SD的值可看出流过继电器的量远小于其整定值。 判断为：1主变LH更换时，其进出线接反。,差动保护接线正确的三种方法 1、目测法 变压器的二次接马到成功在一次接线的基础上互换即Y形侧形成D形，D形侧接成Y形，但相位时钟差仍以一次侧为基准。 2、电压法 通过测量差动继电器的二次线圈的不平衡电压大小来头判断其接线正确与否。如有接错，流入继电器的电流将使二次绕组线圈电压增大。 对于BCH1型差动继电器其不平衡电压不应超过0.15V，即测9端，10端的电压150mV. 对于BCH2型差动继电器其不平衡电压不应超过0.15V,即测10、11两个端子电压150mV。 在轻负荷时其不平衡电压较小，但应三相基本平衡。,3、 六角图法 通过以高压侧电压为基准测出主变各侧电流的大小及相角，按比例绘制而成，形成一个以ID 及IY 为基准的等边六角图，即变压器D形侧电流互感器按同各端连成星形中心的六角组成IYc 、IDb、IYa. IDc. IYb, IDa,按异各端连成星形中心的六角组成为IDc、IYb. IDa. IYc.