变压器短路计算分析.ppt

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1、变压器短路计算分析,主要内容,变压器短路计算的基本方法y/d-11型变压器D侧相间短路分析y/d-11型变压器y侧相间和单相接地短路分析y/y-12型变压器短路分析自耦变压器短路分析全国继电保护竞赛选拔题讲解,变压器短路计算分析方法,一、采用对称分量法:根据故障类型计算短路点处序分量计算分支系数计算变压器短路侧电流电压的序分量及相分量根据变压器的连接组别计算其它侧序分量计算其它侧相分量二、全电流法计算短路点的电流短路绕组电流另一侧绕组电流另一侧线电流需用到kcl 和kvl及电流大小关系,电压电流对称分量经变压器的变换,序分量经不同连接的组别的变压器后将有相位偏移，相位偏移的一般公式为(逆时针为

2、正)：正序分量：1(12N)300 YD:取正；D-Y为负。F1=F1ej1负序分量：2-1 F2=F2ej2零序分量：Y/D不能传变特别的：对于Y/D-11 正序分量Y-D相位偏移30度,D-Y相位偏移-30度 负序分量Y-D相位偏移30度,D-Y相位偏移30度,y/d-11(y/d-1)变压器短路,对于y/d-11(y/d-1)型接线的变压器一侧短路后另一侧短路的电流电压电气量将发生变化.零序电流,测量阻抗也将发生变化.下面讨论各种情形下各侧电气量的计算和分析,为后面变压器主保护的原理,整定,调试打下基础.,D侧两相短路,D侧两相短路时电流相量图,Yn侧最大相电流是故障电流的2/sqrt(

3、3)倍，其它两相为最大相的一半，方向相反；最大相电流为D侧两故障相中的滞后相,D侧两相短路时电压相量图,Yn侧电压最低相为D侧两故障相中的滞后相，其它两相电压较高，相位差近180度，yn侧相间电压较高，电流相等的两相间电压最高,阻抗的变化,单相测量阻抗:ZA=ZK(短路阻抗)ZBZk;ZcZK相间测量阻抗:ZABZK;ZBCZK;ZCAZK单相阻抗能反应低压侧相间短路阻抗;相间0度接线不能反应低压侧相间短路阻抗,Yn侧单相接地短路,Yn侧单相接地电流相量图,d侧各相电流分布与yn侧接地相有关，d侧滞后于yn侧接地相的电流为0，其它两相大小相同，相位相反，数值为故障电流的1/sqrt(3)倍。D

4、侧无零序电流,Y侧单相接地电压相量图,y侧接地相电压为0，其它两相电压较高；d侧电流为0相电压最高，其它两相电压相等，相间电压较高；d侧无零序电压。,阻抗的变化,单相测量阻抗:ZAZK(短路阻抗)ZBZk;ZcZK相间测量阻抗:ZABZK;ZBCZK;ZCA=ZK单相阻抗不能反应高压侧接地短路阻抗;相间0度接线有一相反应高压侧接地短路阻抗,Yn侧两相短路,Yn侧两相短路电流相量图,Yn侧两相短路电压相量图,阻抗的变化,单相测量阻抗:ZAZK(短路阻抗)ZB=Zk;ZcZK相间测量阻抗:ZABZK;ZBCZK;ZCAZK单相阻抗一相反应高压侧相间短路阻抗;相间0度接线不能反应高压侧接地短路阻抗,

5、y/yn-12接线变压器,自耦变压器的短路分析,基本分析方法同普通变压器,利用y型等值电路进行分析计算不同之处在于两侧共用一个绕组,公共绕组的电流与零序电流与短路点位置,各侧阻抗大小等有关.,自耦变接地故障分析,高中侧发生接地故障时,中性点零序电流方向不固定,中性点电流也可能出现为零的情形,继电保护竞赛选拔试题,Y,d-11接线的变压器侧发生两相短路时,Y侧有一相电流比另外两相电流大，该相是_()。同名故障相中的超前相；同名故障相中的滞后相；同名的非故障相,B,在单侧电源线路上发生A相接地短路，假设系统图如下。T变压器Y0/Y-12接线，Y0侧中性点接地。T变压器Y0/-11接线，Y0侧中性点

6、接地。T变压器空载。(10分)问题：请画出复合序网图。求出短路点的零序电流。求出M母线处的零序电压。分别求出流过M、N侧线路上的各相电流值。设电源电势E=1，各元件电抗为XS1=j10，XT1=j10，XMK1=j20，XNK1=j10，XT1=XT0=j10，输电线路X0=3X1,复合序网图,X1=j10+j10+j20=j40 X2=j10+j10+j20=j40 X0=j30+j10=j40,由于流过MK线路的零序电流为零，所以在XMK0上的零序电压降为零。所以M母线处的零序电压UM0与短路点的零序电压相等，其值为UM0=UK0=-IK0*X0=j0.00833*j40=-0.3332,

7、流过M侧线路电流只有正序,负序电流所以 IMA=IK1+IK2=2*(-j0.00833)=-j0.0166 IMB=j0.00833 IMC=j0.00833 流过N侧线路中的电流只有零序电流，没有正负序电流所以INA=INB=INC=IK0=-j0.00833,试题3,220KV/110KV/35KV变压器一次绕组为Y0/Y0/-11接线，35KV侧没负荷，也没引线，变压器实际当作两卷变用，采用的保护为微机双侧差动。问这台变压器差动的二次电流需不需要转角（内部转角或外部转角）为什么？,答：对高中侧二次电流必须进行转角。一次变压器内部有一个内三角绕组，在电气特性上相当于把三次谐波和零序电流接

8、地，使之不能传变。二次接线电气特性必须和一次特性一致，所以必须进行转角，无论是采用内部软件转角方式还是外部回路转角方式。若不转角，当外部发生不对称接地故障时，差动保护会误动。,分析题,某继电器的动作方程为-90arg（UA2UA1）（UA2+UA1）90，其中，UA2=UA2ZZIA2，UA1=UA1ZZIA1。继电器装设在Y/11变压器高压侧（Y侧），试简要分析该继电器在低压侧（侧）短路时的动作行为。【UA2、IA2、UA1、IA1分别为继电器感受到的负序、正序分量，假定系统的正序电抗和负序电抗相等】（答题提示：可将继电器动作方程转换为比幅式，分析变压器低压侧短路时的序分量并变换至高压侧，对

9、比动作方程，得出分析结论）,答:继电器动作方程可变换为：|UA2ZZIA2|UA1ZZIA1|；变压器侧三相短路时，无负序分量，继电器不动作；）变压器侧两相短路时：侧：Ia1=-Ia2；Ua1=Ua2=-Ia2Z2 Y侧：UA1=Ua1e-j30+Ia1 e-j30ZB；IA1=Ia1 e-j30 UA2=Ua1ej30 Ia1 ej30ZB；IA2=-Ia1 ej30 化简后得，|UA2ZZIA2|=|Ua1 Ia1（ZBZZ）|；|UA1ZZIA1|=|Ua1+Ia1（ZBZZ）|比较ZB、ZZ，得结论，ZB=ZZ时，在动作边界，ZBZZ时，继电器动作，ZBZZ时，继电器不动作,试题5,变

10、压器纵差保护经星-角相位补偿后，虽然滤除了零序电流分量，但是变压器纵差保护还是能反映变压器星侧内部的单相接地故障的。（）如果假设变压器的励磁阻抗为无穷大，在接线的变压器的侧线路上发生接地短路时在变压器的侧线圈上将出现零序电流。（）为简化保护的构成，可采用三卷自耦变压器中性点TA二次电流作为高压侧及中压侧接地故障保护的零序电流。（）,对于接线为Yn，d11变压器的微机型纵差保护，校验整定值时，在高压侧A相通电流，除了A相差动元件动作之外，其他相差动元件均可靠不动作。（）接线为Yn、d11的变压器，容量为360MVA。两侧的电压分别为20kV及360kV，两侧差动TA的变比分别为15000/5及1

11、200/5，接线方式为Y、Y，由计算机软件在高压侧移相，其低压侧为基准侧，差动保护两侧之间的平衡系数为0.83 接线为Yn，d11的变压器，其差动两侧TA的接线为Y，y，由计算机软件对高压侧电流进行移相。以低压侧为基准侧，已知差动保护两侧之间的平衡系数为0.8，当在A相差动两侧同时通入值为10A、相位差为180的电流时，A相差动电流为 2A，B相差动电流为 0A，C相差动电流为 8A。,Yn，d11接线的变压器配置有国产微机型全套保护装置，其纵差保护TA的接线为d，Y。当高压侧A相出线套管处发生单相接地故障时，变压器保护动作情况是（）。A）.零序I段和A相差动动作；B）.A相差动和零序I段同时动作；C）.零序I段和A、C两相差动同时动作；D）.A、C两相差动同时动作。设Yn，d11变压器的变比为1，d侧B、C两相短路故障电流为Ik，则Y侧A、B、C三相电流分别为（）A）Ik、Ik、Ik；B）、；C）、；D）、,D,B,试题6,接线为Yn，d1的变压器低压侧接大容量发电机，高压侧B相发生接地短路故障，请绘出变压器两侧的电流向量图及序量图。,