变压器电抗器特殊问题及发展方向课件

1、变压器电抗器特殊问题及发展方向变压器电抗器特殊问题及发展方向变压器电抗器保护特殊问题及发展方向 变压器保护发展方向：识别励磁涌流的新技术 电抗器保护的特殊问题变压器的典型电气主接线 变压器保护的特殊问题 高压并联电抗器的典型电气主接线 新原理的电抗器匝间保护及可控电抗器保护 数字化变电站下的变压器电抗器保护变压器电抗器保护特殊问题及发展方向 变压器保护发展方向：识110kV变压器的典型接线：Yn/Y/d-11变压器的典型电气主接线常规的相间，接地故障匝间故障过负荷110kV变压器的典型接线：Yn/Y/d-11变压器的典型电220kV变压器的典型接线：Yn/Yn/d-11常规的相间，接地故障匝间

2、故障过负荷变压器的典型电气主接线220kV变压器的典型接线：Yn/Yn/d-11常规的相间，500kV变压器的典型接线：Yn/a/d-11常规的相间，接地故障匝间故障过激磁过负荷变压器的典型电气主接线500kV变压器的典型接线：Yn/a/d-11常规的相间，接变压器保护的特殊问题差动保护的接线变压器保护的特殊问题差动保护的接线变压器保护的特殊问题电流相位和零序电流问题励磁涌流问题匝间故障和过激磁变压器保护的特殊问题电流相位和零序电流问题励磁涌流问题匝间故变压器保护的特殊问题励磁涌流产生的理论分析)(jB)(iH假设一次匝数为一匝，由电压和磁通的关系：铁心的剩磁稳态磁通的幅值变压器保护的特殊问题

3、励磁涌流产生的理论分析)(jB)(iH假变压器保护的特殊问题励磁涌流产生的理论分析变压器保护的特殊问题励磁涌流产生的理论分析变压器保护的特殊问题影响实际变压器的励磁涌流的因数电压的大小与合闸初相角系统等值阻抗大小和相角变压器三相绕组的接线方式和中性点接地方式三相铁心结构形式（三相三柱或三相五柱、单相变压器）铁心硅钢片组装工艺水平（拼接残余气隙大小）铁心材料（磁化特性、磁滞特性、局部磁滞回环）合闸前铁心磁通大小（剩磁 ）和方向涌流经电流互感器的非线性传变，即互感器饱和特性变压器保护的特殊问题影响实际变压器的励磁涌流的因数电压的大小变压器保护的特殊问题实际变压器的励磁涌流C相出现对称涌流 涌流变压

4、器保护的特殊问题实际变压器的励磁涌流C相出现对称涌流 变压器保护的特殊问题目前应用的励磁涌流识别方法1、二次谐波2、波形比较3、间断角4、其他：模糊识别，三次谐波等变压器保护的特殊问题目前应用的励磁涌流识别方法1、二次谐波2变压器保护的特殊问题变压器接线型式引起的电流相位和零序电流问题正常变压器的负荷电流，Y侧和d侧电流相位相差30接地故障的零序电流：Y侧需要滤除零序电流A相单相接地故障的零序电流回路变压器保护的特殊问题变压器接线型式引起的电流相位和零序电流问变压器保护的特殊问题特殊故障类型：匝间故障匝间故障特点：外部装置检测到的相电流几乎没有变化，差动电流很小，但是短路匝中的环流很大，危及变

5、压器铁芯。变压器保护的特殊问题特殊故障类型：匝间故障匝间故障特点：外部变压器保护的特殊问题特殊故障类型：过励磁B=K*U/f1、变压器磁密 ，B增大时，铁芯趋向饱和，励磁电流急剧增加，造成过励磁现象。电压升高或频率降低均可导致过励磁。2、变压器过励磁时，励磁电流中五次谐波含量急剧增加，因此一般以电流中的五次谐波含量来识别过励磁。变压器保护的特殊问题特殊故障类型：过励磁B=K*U/f1、变识别励磁涌流的新技术500kV及以上大型分相变压器一般有绕组套管TA，如图中的CT6：1、磁通特性原理2、等值电路原理(励磁阻抗或励磁电感)角侧环流CT的引入为变压器新的励磁涌流识别技术提供了条件。识别励磁涌流

6、的新技术500kV及以上大型分相变压器一般有绕组识别励磁涌流的新技术磁通原理双绕组单相变压器模型 由模型知在时刻T(k-1)到Tk范围内对上式积分，并写成递推形式有： 识别励磁涌流的新技术磁通原理双绕组单相变压器模型 由模型知在识别励磁涌流的新技术变压器在正常状态、内部轻微故障和内部严重故障时的-id曲线如下 令，在离散化后定义一个检测函数D为：其中，k为离散时间标志。内部故障时，D = 0；励磁涌流时，D 0。 识别励磁涌流的新技术变压器在正常状态、内部轻微故障和内部严重识别励磁涌流的新技术等值电路原理(以励磁电感为例)铁心磁链与励磁电流的关系 励磁电感与励磁电流的关系 识别励磁涌流的新技术

7、等值电路原理(以励磁电感为例)铁心磁链与识别励磁涌流的新技术等效瞬时电感分析电路 定义原副边差流 定义变压器内部故障时的等效瞬时电感 得识别励磁涌流的新技术等效瞬时电感分析电路 定义原副边差流 定识别励磁涌流的新技术等效瞬时电感分析电路 设非饱和区域内瞬时等效电感绝对值的平均值L1av。饱和区域内瞬时等效电感绝对值的平均值L2av。K=L1av/L2av。如KKset，则为励磁涌流；如KKset，则为短路故障。 识别励磁涌流的新技术等效瞬时电感分析电路 设非饱和区域内瞬时高压并联电抗器的典型电气主接线高压并联电抗器在电力系统中的应用及各种接线型式母线电抗器高压并联电抗器的典型电气主接线高压并联

8、电抗器在电力系统中的应高压并联电抗器的典型电气主接线高压并联电抗器在电力系统中的应用及各种接线型式线路电抗器高压并联电抗器的典型电气主接线高压并联电抗器在电力系统中的应匝间保护灵敏度问题线路单跳后的非全相运行对电抗器保护的影响电抗器保护的特殊问题匝间保护灵敏度问题线路单跳后的非全相运行对电抗器保护的影响电传统的零序功率方向原理的匝间保护动作方程：电抗器保护的特殊问题:匝间保护灵敏度问题内部匝间故障外部接地故障当内部匝间故障很小时，如外部系统零序电抗Xso趋向0时，零序电压趋向0，零序功率方向判据失效。传统的零序功率方向原理的匝间保护动作方程：电抗器保护的特殊问绝对值比较式的零序功率方向匝间保护

9、动作方程：电抗器保护的特殊问题:匝间保护灵敏度问题保护测量零序电压保护测量零序电流电抗器零序电抗系统零序电抗绝对值比较式的零序功率方向匝间保护动作方程：电抗器保护的特殊电抗器保护的特殊问题:匝间保护灵敏度问题 内部匝间故障时： 测量零序电压：动作量：制动量：动作量很大，制动量为零，方向继电器动作最灵敏。电抗器保护的特殊问题:匝间保护灵敏度问题 内部匝间故障时：电抗器保护的特殊问题:匝间保护灵敏度问题内部匝间故障时： 测量零序电压：动作量：制动量：动作量为零，制动量很大，方向继电器可靠不动。电抗器保护的特殊问题:匝间保护灵敏度问题内部匝间故障时： 零序阻抗原理的匝间保护动作方程：电抗器保护的特殊

10、问题:匝间保护灵敏度问题内部故障时，零序测量阻抗为系统零序阻抗。外部故障时，零序测量阻抗为电抗器零序阻抗。系统零序阻抗电抗器零序阻抗。零序阻抗原理的匝间保护动作方程：电抗器保护的特殊问题:匝间保线路 A相为瞬时性故障，A相线路两侧开关跳开后，A相处于低频振荡，振荡频率一般为3040Hz。振荡过程，三相电压向量图如下：由于此时电抗器的A相电压和电流中含有大量的非工频量，流过保护安装处的电压和电流为工频量和非工频量的混叠。序分量法不再成立。即用工频付式计算 匝间保护存在误动的可能性，且振荡频率越低，振荡电压越高，误动的可能性越大。 电抗器保护的特殊问题:线路非全相运行线路 A相为瞬时性故障，A相线

11、路两侧开关跳开后，A相处于低频假设 A相为纯非工频量，根据下面的电路图计算匝间保护的动作特性图。图中L及Ln均为1000kV电抗器的实际参数。电抗器保护的特殊问题:线路非全相运行假设 A相为纯非工频量，根据下面的电路图计算匝间保护的动作特新原理的电抗器匝间保护：负序阻抗原理的匝间保护。新原理的电抗器匝间保护内部故障时，负序测量阻抗为系统负序阻抗。外部故障时，负序测量阻抗为电抗器负序阻抗。系统负序阻抗电抗器负序阻抗。新原理的电抗器匝间保护：负序阻抗原理的匝间保护。新原理的电抗新原理的电抗器匝间保护零序阻抗原理和负序阻抗原理的匝间保护灵敏度取决于对应的零序电流和负序电流门槛实际电力系统中系统负序阻抗和零序阻抗均远小于电抗器的阻抗。因此故障时，负序电流和零序电流的大于主要取决于电抗器的负序阻抗和零序阻抗。XL0=XL+3Xn，XL2=XL。故XL0 XL2。负序电流大于零序电流。新原理的电抗器匝间保护零序阻抗原理和负序阻抗原理的匝间保护灵可控电抗器固定高压并联电抗器的容量无法调节，在系统潮流变化大时难以及时有效控制电压，在一定程度上限制聊线路的输送能力。可控电抗器能根据需要自动调节容量，优点显著。可控电抗器分:有级可调式可控电抗器