变压器差动保护的基本原理及逻辑图(共19页)

1、变压器差动保护(boh)的基本原理及逻辑图发布(fb)日期：2009-5-19 11:07:16(阅7237次)关键词: HYPERLINK /keyword.asp?keyword=%B1%E4%D1%B9%C6%F7 t _blank 变压器 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=%B2%EE%B6%AF%B1%A3%BB%A4 t _blank 差动保护(boh) HYPERLINK /keyword.asp?keyword=%C0%F8%B4%C5%D3%BF%C1%F7 t _blank 励磁涌流 1、 HYPERLINK /keyword.asp?keywo

2、rd=变压器 变压器 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护的工作原理 与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。2、 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护与线路 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护的区别： 由于 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器高压侧和 额定电流不相等再加上 HYPERLINK /keyword.

3、asp?keyword=变压器 变压器各侧电流的相位往往不相同。因此，为了保证纵 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。 例如图8-5所示的双绕组 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器，应使 8.3.2 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器纵 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护的特点 1 、 HYPERLINK /ke

4、yword.asp?keyword=励磁(l c)涌流 励磁(l c)涌流的特点(tdin)及克服 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=励磁涌流 励磁涌流的方法（1） HYPERLINK /keyword.asp?keyword=励磁涌流 励磁涌流： 在空载投入 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下， HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器励

5、磁电流的数值可达 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器额定68倍 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器励磁电流通常称为 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=励磁涌流 励磁涌流。 （2）产生 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=励磁涌流 励磁涌流的原因 因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-m。但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+m，如果考虑剩磁r，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达

6、到2m+r，其幅值为如图8-6所示。此时 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的68倍，形成 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=励磁涌流 励磁涌流。 （3） HYPERLINK /keyword.asp?keyword=励磁(l c)涌流 励磁(l c)涌流的特点(tdin)： 励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。 HYPERLINK

7、 /keyword.asp?keyword=励磁涌流 励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=励磁涌流 励磁涌流以2次谐波为主。 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=励磁涌流 励磁涌流的波形出现间断角。表8-1 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=励磁(l c)涌流 励磁(l c)涌流实验数据(shj)举例条件谐波分量占基波分量的百分数（%）直流分量基波二次谐波三次谐波四次谐波五次谐波 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=励磁涌流 励磁涌流第一个周期第二个周期

8、第八个周期585858100100100626365252830457233内部短路故障电流电流互感器饱和电流互感器不饱和38010010049324 9724（4）克服 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=励磁涌流 励磁涌流对 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器纵差保护影响的措施： 采用带有速饱和变流器的差动继电器构成 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护； 利用二次谐波制动原理构成的 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护； 利用间断角原

9、理构成的 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护； 采用模糊识别闭锁原理构成的 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护。2、 不平衡电流产生的原因（1）稳态情况下的不平衡电流 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器两侧电流相位不同 电力系统中 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器常

10、采用Y，d11接线方式，因此， HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器两侧电流的相位差为30，如下图所示，Y侧电流滞后侧电流30，若两侧的电流互感器采用相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流也相差30左右，从而产生很大的不平衡电流。 电流互感器计算变比与实际(shj)变比不同 由于变比的标准化使得其实际变比与计算变比不一致，从而产生不平衡电流。 【实例分析1】由电流互感实际变比与计算变比不等产生的不平衡电流分析 在表8-2中， HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器 型号、变比、Y,d11 接线。计算由于电流互感器的实

11、际变比与计算不等引起(ynq)的不平衡电流。计算结果如表8-2。由表8-2可见，由于电流互感器的实际变比与计算变比不等，正常情况将产生0.21A的不平衡电流。 表8-2 计算(j sun) HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器额定( dng)运行时 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护(boh) 差动保护臂中的不平衡电流电压侧（KV）38.5（40.4）6.3额定电流（A）120（114.3）733电流互感器接线方式Y电流互感器计算变比733/5电流互感器的实际变比300/5=601000/5=200差动臂的电流207.

12、8/60=3.46（3.3）733/200=3.67不平衡电流3.67-3.46（3.3）=0.21（0.37） HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器各侧电流互感器型号不同 由于 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器各侧电压等级和额定电流不同，所以 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器各侧的电流互感器型号不同，它们的饱和特性、励磁电流（归算至同一侧）也就不同，从而在差动回路中产生较大的不平衡电流。 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器带

13、负荷调节分接头 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器带负荷调整分接头，是电力系统中电压调整的一种方法，改变分接头就是改变 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器的变比。整定计算中， HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护只能按照某一变比整定，选择恰当的平衡线圈减小或消除不平衡电流的影响。当 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护投入运行后，在调压抽头改变时，一般不可能对 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差

14、动保护 差动保护的电流回路重新操作，因此又会出现新的不平衡电流。不平衡电流的大小与调压范围有关。（2）暂态情况下的不平衡电流 暂态过程中不平衡电流的特点： 暂态不平衡电流含有大量的非周期分量，偏离时间轴的一侧。 暂态不平衡电流最大值出现的时间滞后一次侧最大电流的时间（根据此特点靠保护的延时来躲过其暂态不平衡电流必然影响保护的快速性，甚至使 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护不能接受）。 8.3.3减小不平衡电流的措施（1）减小稳态情况下的不平衡电流 HYPERLINK /

15、keyword.asp?keyword=变压器 变压器 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护各侧用的电流互感器，选用 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护专用的D级电流互感器；当通过外部最大稳态短路电流时， HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护回路的二次负荷要能满足10%误差的要求。（2）减小电流互感器的二次负荷 这实际上相当于减小二次侧的端电压，相应地减少电流互感器的励磁电流。减小二次

16、负荷的常用办法有：减小控制电缆的电阻(适当增大导线截面，尽量缩短控制电缆长度)；采用弱电控制用的电流互感器(二次额定电流为lA)等。（3）采用带小气隙的电流互感器 这种电流互感器铁芯的剩磁较小，在一次侧电流较大的情况下，电流互感器不容易饱和。因而励磁电流较小，有利于减小不平衡电流。同时也改善了电流互感器的暂态特性。 （4）减小 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流采用相位补偿 采用适当(shdng)的接线进行相位补偿法。 图8-10 Y,d11接线(ji xin) HYPERLINK /keyword.asp?keywo

17、rd=变压器 变压器 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护(boh) 差动保护(boh)接线图和相量图 如 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器为Y，d11接线其相位补偿的方法是将 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器星形侧的电流互感器接成三角形，将 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器三角形侧的电流互感器接成星形，如图8-10(a)所示，以补偿30的相位差。图中为星形侧的一次电流，为三角形侧的一次电流，其相位关系如图8-10(b)所示。采用

18、相位补偿接线后， HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器星形侧电流互感器二次回路侧差动臂中的电流分别为，它们刚好与三角形侧电流互感器二次回路中的电流同相位，如图8-10(c)所示。这样，差回路中两侧的电流的相位相同。 数值补偿 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器星形侧电流互感器变比 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器三角形侧电流(dinli)互感器变比 软件校正(jiozhng) 微机保护中采用软件进行相位校正（5）减小电流互感器由于计算变比与标准变比不同而引起的不平衡电流

19、采用数值补偿 采用(ciyng)自耦变流器。 利用BCH型差动继电器中的平衡线圈。 在 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器微机保护的软件中采用补偿系数使差动回路的不平衡电流为最小。（6）由 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器两侧电流互感器型号不同而产生(chnshng)的不平衡电流 在 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护(boh) 差动保护(boh)的整定计算中加以考虑。（7）由 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器带负荷调整分接头而产

20、生的不平衡电流 在 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护的整定计算中考虑。 在稳态情况下， HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器的 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护的不平衡电流可由下式决定 （8）减小暂态过程中非周期分量电流的影响 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护采用具有速饱和特性的中间变流器， 选用带制动特性的差动继电器或间断角原理的差动

21、继电器等，利用其它方法来解决暂态过程中非周期分量电流的影响问题。 8.3.4 和差式比率制动式 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护原理 1.双绕组 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器比率制动的 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护原理。（1）和差式比率制动的动作判据 差动电流： 制动(zh dn)电流： HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护(boh) 差动保护(boh)动作的第一判据： 制动(zh dn)比率系数： 外部(wib)

22、故障时，保护可靠地不动作。应满足如下判据： HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护(boh) 差动保护动作的第二判据 2.比率制动特性的整定（1）最小启动电流Iact0 （2）拐点制动电流Ibrk0可选取 （3）最大制动系数Kbrk.max和制动特性斜率S 最大制动系数 比率制动(zh dn)特性曲线如下图 比率制动(zh dn)系数的整定值D取0.30.5 比率制动特性的斜率(xil)S，由上图可知 当Ibrk0Ibrk.max和Iact0Ibrk.max， 则上式可得 即比率制动特性的折线BC过坐标原点，在任何制动电流下有相同的制动系数。（4）内部故障灵敏度

23、校验 在系统最小运行方式下，计算 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器出口金属性短路的最小短路电流（周期分量），同时计算相应的制动电流，由相应的比率制动特性查出对应与的起动电流则灵敏系数 要求Ksen2.03.三绕组(roz) HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器比率(bl)制动的 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护(boh) 差动保护原理。对于三绕组 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器，其 HYPERLINK /keyword.asp?

24、keyword=差动保护 差动保护的原理与双绕组 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器的 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护原理相同，但差动电流和制动电流及最大不平衡电流应做相应的更改。差动电流和制动电流分别为 在有的 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护直接取三侧中最大电流为制动电流，即 最大不平衡电流的计算公式如下： 在微机保护中，考虑采用数值补偿系数后误差非常小m0，则上式为 4.

25、HYPERLINK /keyword.asp?keyword=励磁涌流 励磁涌流闭锁原理 采用二次谐波制动原理 在 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=励磁涌流 励磁涌流中含有大量的二次谐波分量，一般约占基波分量的40以上。利用差电流中二次谐波所占的比率作为制动系数，可以鉴别 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器空载合闸时的 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=励磁涌流 励磁涌流，从而防止 HYPERLINK /keyword

26、.asp?keyword=变压器 变压器空载合闸时保护的误动。 在 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护中差电流的二次谐波幅值用表示，差电流中二次谐波所占的比率可表示为如下式： 如选二次谐波制动系数(xsh)为定值D3，那么只要大于定值D3，就可以认为是 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=励磁(l c)涌流 励磁(l c)涌流出现，保护不应动作。在值小于D3，同时满足比率差动其他判据时才允许保护动作。 比率 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护的第三判据应满足下式 二次谐波制动系

27、数D3，有0.15、0.2、0.25三种系数可选 。5.差动速断保护（1）采用差动速断保护的原因一般情况下比率制动原理的 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护能作为电力 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器主保护，但是在严重内部故障时，短路电流很大的情况下，TA严重饱和使交流暂态传变严重恶化，TA的二次侧基波电流为零，高次谐波分量增大，反应二次谐波的判据误将比率制动原理的 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护闭琐，无法反映区内短路故障，只有当暂态过程经一定时间TA退出暂态饱和比率制动原理的 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护才动作，从而影响了比率 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护的快速动作，所以 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=变压器 变压器比率制动原理的 HYPERLINK /keyword.asp?keyword=差动保护 差动保护还应配有差动速断保护，作为辅助保护以加快保护在内部严重故障时的动作速度。差动速断保护是差动电流过电流瞬时速动保护。（2）差动速断的整定