变压器差动保护课件.ppt
2电力变压器保护,North China Electric Power University,华北电力大学,变压器保护主要内容,2.1 变压器的故障类型和不正常工作状态2.2 变压器的纵差动保护2.3 变压器相间短路的后备保护2.4 变压器接地短路的后备保护,变压器保护,2.1 变压器的故障类型和不正常工作状态,2.1.1变压器故障和不正常运行状态,(1)油箱内部故障,1)各相绕组之间的相间短路；2)单相绕组部分线匝之间的匝间短路；3)单相绕组和铁心间绝缘损坏引起的接地短路。,(2)油箱外部故障,1)引出线的相间短路；2)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。,1.变压器故障,(1)外部相间短路引起的过电流；(2)外部接地短路引起的过电压；(3)负荷超过额定容量引起的过负荷；(4)漏油等原因引起的油面降低；(5)过励磁。,2.1.1变压器故障和不正常运行状态,2.变压器异常运行状态,1.瓦斯保护：反应变压器油箱内各种短路故障和油面降低。2.纵差动保护或电流速断保护：反应变压器绕组、套管及引出线上的故障。,2.1.2变压器应装设的保护,3.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。,2.1.2变压器应装设的保护,4.接地短路的后备保护,(1)零序电流保护及方向零序电流保护；(2)零序电压保护；(3)间隙电流保护。,5.过负荷保护6.过励磁保护7.变压器的其他非电量保护,(1)油温高保护；(2)冷却器故障保护；(3)压力释放保护等。,变压器保护,2.2 变压器的纵差动保护,2.2 变压器的纵差动保护,2.2.1 变压器纵差动保护的基本原理2.2.2 变压器差动保护的不平衡电流2.2.3 变压器励磁涌流及其鉴别方法2.2.4 微机型比率制动特性的变压器差动保护2.2.5 变压器分侧差动保护2.2.6 变压器零序电流差动保护,2.2.1 变压器纵差动保护的基本原理,正常运行或外部故障时，应使,TA变比选取原则,判据：,内部故障时：,2.2.1 变压器纵差动保护的基本原理,2.2.2 变压器差动保护的不平衡电流,一、稳态运行条件下的不平衡电流,正常运行或故障后已达稳态，差动电流中只有工频分量；忽略变压器的励磁电流(25%),1.三相电力变压器保护的接线,(1)Y/Y-12接线双绕组三相变压器,正常运行或外部故障时,(2)Y/-11接线两绕组三相变压器,1.三相电力变压器保护的接线,由于存在相位差，无论如何选择TA变比，差电流不可能为零。,(2)Y/-11接线两绕组三相变压器,1.三相电力变压器保护的接线,解决办法：,选择两侧同相位的电流量构成差动回路。,(2)Y/-11接线两绕组三相变压器,1.三相电力变压器保护的接线,(2)Y/-11接线两绕组三相变压器,1.三相电力变压器保护的接线,负序分量：,(2)Y/-11接线两绕组三相变压器,1.三相电力变压器保护的接线,零序分量：,(2)Y/-11接线两绕组三相变压器,1.三相电力变压器保护的接线,(2)Y/-11接线两绕组三相变压器,1.三相电力变压器保护的接线,负序分量：,(2)Y/-11接线两绕组三相变压器,1.三相电力变压器保护的接线,零序分量：,(2)Y/-11接线两绕组三相变压器,1.三相电力变压器保护的接线,零序分量：,(2)Y/-11接线两绕组三相变压器,1.三相电力变压器保护的接线,常规变压器保护接线方式：,(2)Y/-11接线两绕组三相变压器,1.三相电力变压器保护的接线,常规变压器保护接线方式：,侧电流互感器计算变比取为：,侧电流互感器计算变比取为：,(2)Y/-11接线两绕组三相变压器,1.三相电力变压器保护的接线,微机变压器保护接线方式：,常规变压器保护接线方式复杂，TA极性容易接错；星形侧TA断线判断困难。,微机变压器保护中各侧均采用星形接线方式，由内部计算完成相位的转换。,(3)三绕组变压器差动保护接线,常规保护中：Y侧电流互感器接成型，而侧电流互感器接成Y型。,1.三相电力变压器保护的接线,(3)三绕组变压器差动保护接线,常规保护中：Y侧电流互感器接成型，而侧电流互感器接成Y型。,1.三相电力变压器保护的接线,变压器正常运行和外部故障时满足：,(3)三绕组变压器差动保护接线,对照上面二式，可得电流互感器选择原则：,1.三相电力变压器保护的接线,2.TA计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流,难以完全满足造成。,对于Y/d-11变压器：,TA的一次额定电流为：10、12.5(12)、15、20、25、30、40、50、60、75的十进位倍数，保护用TA一次额定电流为1505000A。,2.TA计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流,例某Y/d-11变压器容量为31.5MVA，变比为115/10.5，选择电流互感器的变比，并计算额定运行条件下的不平衡电流。,158A,1730A,Y,1730/5=346,300/5=60,2000/5=400,1730/400=4.32,Iunb=4.55 4.32=0.23(A),(1)采用自耦变流器进行补偿,改变自耦变流器的变比，使,从而流入继电器的电流近似为零,2.TA计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流,减小不平衡电流的措施：,装设于小电流一侧,(2)采用中间变流器平衡线圈进行补偿,2.TA计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流,减小不平衡电流的措施：,TS 中间变流器Wb 平衡线圈Wd 差动线圈,流入继电器的电流满足磁势平衡条件：,平衡线圈加在二次电流较小的一侧(H侧)。,(3)微机保护中采用平衡系数进行补偿,2.TA计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流,减小不平衡电流的措施：,按照 构成差动电流会有不平衡电流,引入平衡系数：,保证正常运行或外部故障时，差电流为零。,(3)微机保护中采用平衡系数进行补偿,2.TA计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流,减小不平衡电流的措施：,按照 构成差动电流会有不平衡电流,引入平衡系数：,此时不平衡电流与电流互感器变比选取无关。,(3)微机保护中采用平衡系数进行补偿,2.TA计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流,减小不平衡电流的措施：,Iunb=4.550.9485 4.32=-0.004(A),两绕组变压器举例：,(3)微机保护中采用平衡系数进行补偿,2.TA计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流,减小不平衡电流的措施：,三绕组变压器举例：,容量S31.5MVA，变比110kV/38.5kV/11kV，接线方式Y/Y/-12-11,计算变压器各侧额定电流：,110kV侧：,35kV侧：,10kV侧：,(3)微机保护中采用平衡系数进行补偿,2.TA计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流,减小不平衡电流的措施：,容量S31.5MVA，变比110kV/38.5kV/11kV，接线方式Y/Y/-12-11,选择TA变比：,110kV侧：200/535kV侧：500/510kV侧：2000/5,三绕组变压器举例：,(3)微机保护中采用平衡系数进行补偿,2.TA计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流,减小不平衡电流的措施：,容量S31.5MVA，变比110kV/38.5kV/11kV，接线方式Y/Y/-12-11,平衡系数：,三绕组变压器举例：,(3)微机保护中采用平衡系数进行补偿,2.TA计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流,减小不平衡电流的措施：,假设在正常运行时该变压器满载运行，中压侧的容量为20MVA，低压侧的容量为11.5MVA，则有高压侧电流为165.3A，中压侧电流为300A，低压侧电流为603.6A。,在微机保护中整定时不再考虑该因素产生的不平衡电流，可以认为,三绕组变压器举例：,3.变压器有载调压产生的不平衡电流,调压的范围：,假定Y/d-11变压器的电流互感器计算变比和实际变比一致,4.由电流互感器传变误差产生的不平衡电流,由于电流互感器励磁电流的存在，电流互感器存在传变误差，电流互感器的二次电流为：,变压器差动回路中流过的电流为：,实际上两侧TA特性不完全相同，则不平衡电流不为零,4.由电流互感器传变误差产生的不平衡电流,考虑两侧误差方向相同，最严重情况为一侧无误差；一侧有最大误差(10%),：电流互感器的同型系数,同型时取0.5，不同型时取1,二、暂态运行条件下的不平衡电流,1.暂态情况下互感器变换误差,计及非周期分量的影响，引入非周期分量系数：,非周期分量系数，取值1.52。,外部故障时，除了工频分量之外还有非周期分量，该分量不易传送到互感器二次侧，成为励磁电流，导致互感器饱和传变误差增大。,2.励磁电流产生的不平衡电流,电力变压器正常运行时，用于建立磁场的励磁电流很小(25%In)，不考虑其对差动保护的影响；,变压器在空载合闸或外部故障切除后电压恢复时，可能产生很大的暂态励磁电流（励磁涌流48In）,一般不能从定值躲励磁涌流。,综合考虑稳态和暂态条件下的不平衡电流，不考虑励磁涌流的影响，变压器差动保护中的不平衡电流按下式计算：,
