《变压器的差动保护》PPT课件

IdA Ida Idb
双绕组三相变压器纵差动保护原理接线图 （a）接线图（b）对称工况下的相量关系
所以 IdA 超前 I da3高0、°，低若压直侧接电将
流引入差动保 护，将会在继 电器中产生很 大的差动电流。
克服措施：将 引入差动继电 器的Y侧的电流 也采用两相电 流差。
d侧——采用Y，Y12接线方式， 将各相电流直接接入差动继电器 内；
由式（6-11）知，电流互感器和变压器变比不一致产生的最大不平
衡电流为：
Iunb.max f za Ik.max
2 由变压器带负荷调节分接头而产生的不平衡电流
改变分接头的位置，实际上就是改变变压器的变比。 电流互感器的变比选定后不可能根据运行方式进行调整， 只能根据变压器分接头未调整时的变比进行选择。因此， 由于改变分接头的位置产生的最大不平衡电流为：
讨论，两者相抵消
采用同型系数 Kst 表示互感器型号对不平衡电流的影响：Iunb Kst I1
当两个电流互感器型号同相时，取 Kst 0.5 ；否则取1。
励磁电流大小讨论取决于TA铁芯是否饱和以 及饱和的程度
曲线1——铁芯的基本磁化曲线； 曲线2——励磁电流随时间的变化曲线； 曲线3——励磁电流按照曲线2变化时的磁滞回线； S点——饱和点。
Iset K I rel l.max
Krel ——可靠系数，取1.3；
Il.max ——变压器的最大负荷电流。在最大负
荷电流不能确定时，可取变压器额定电 流。
2 纵差动保护灵敏系数的校验
纵差动保护的灵敏系数可按下式校验：
I k . min .r
K sen
I k . min .r I set
——各种运行方式下变压器区内端部故障时， 流经差动继电器的最小差动电流；

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= I2Ｙ- I2Δ=4.55A-4.32A=0.23A。 为了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I2Ｙ>I2Δ，则有 I2Ｙ- I2Δ的差电流流过差动回路，形成磁势 （I2Ｙ- I2Δ）Wcd,适当选取Wph的匝数，并应 满足下式的要求: I2ΔWph =（I2Ｙ- I2Δ）Wcd 接线时要注意极性，应使I2Δ在Wph上所产生的 磁势，与（I2Ｙ- I2Δ）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。
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：
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。
1LH
1DL
I
2LH
2DL
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。

6.1 电力变压器的故障、不正常工作状态及 保护方式
（一）变压器故障
变压器故障类型：油箱内部故障和油箱外部故障。
油箱内故障： 绕组相间、匝间短路、绕组接地（绕组和外壳短路）
铁芯烧损。 油箱外故障： 套管和引出线上发生相间和接地故障。
6.1 电力变压器的故障、不正常工作状态及 保护方式 (二) 变压器不正常工作状态 变压器不正常工作状态：
电流变换到二次侧过程中的传变误差不一致，从而在差
动回路中产生较大的不平衡电流。
6.2 变压器的纵差动保护
6.2.2不平衡电流产生的原因
（一）稳态情况下的不平衡电流
3）变压器正常运行时由励磁电流引起的不平衡电流
变压器的励磁支路相当于变压器内部故障支路，
励磁电流全部流入差动继电器。变压器正常运行时，励
变压器 一次侧按Y 接n线TA(时Y)电 流3I互T5N感(Y器) 的变比为：
nTA()
ITN() 5
ITN变(Y压) 器 二ITN次()侧按Δ接线时电流互感器的变比为：
6.2 变压器的纵差动保护
6.2.4 减小不平衡电流的措施
（二）减小暂态不平衡电流的影响
1. 采用带小气隙的电流互感器 2. 采用速饱和变流器以减小暂态过程中非周期分量电流的影响
6.2 变压器的纵差动保护 6.2.4减小不平衡电流的措施
（一）减小稳态情况下的不平衡电流
1. 采用自耦变流器
图6.6 不平衡电流的补偿
I2.Y I2.
6.2 变压器的纵差动保护
6.2.4减小不平衡电流的措施
（一）减小稳态情况下的不平衡电流
2. 利用带速饱和铁芯的差动继电器中的平衡线圈 3. 减小电流互感器的二次负荷 4. 减小因电流互感器性能不同引起的稳态不平衡电流。 5. 减小因 接线两侧相位不一致引起的稳态不平衡电流。

励磁涌流的产生
图6-8 励磁涌流的产生及电流变化曲线 （a）稳态时电压与磁通关系；（c）变压器铁芯的磁化曲线瞬 间合闸时电压与磁通关系
励磁涌流的产生


com
m
2m
np
m
m
Im
t
p
（b）t=0,u=0瞬间空载合闸时电压与磁 通关系 图6-8变压器励磁涌流


I exs
t
（d）励磁涌流波形
变压器各侧电压等级和额定电流不同，因而采用的电流互感
器型号不同，它们的特性差别很大，故引起较大的不平衡
电（实际上是两个电流互感器励磁电流之差）
I unb
3K err K st I k . max K TA.d
（6-12）
Kerr——电流互感器误差，取0.1； KSt——电流互感器同型系数，对发电机线路纵差保护取0.5；对变压器、 母线差动保护取1；
6.4.3变压器的励磁涌流及其抑制措施
变压器励磁电流仅流经变压器的某一侧，因此，通过电流 互感器反应到差动回路中不能被平衡，在外部故障时，由 于电压降低，励磁电流减小，它的影响就更小。可忽略不 计。 但是当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，则 可能出现数值很大的励磁电流(又称为励磁涌流)。
UX1

I Y(1)
I Y(2)
KD UT
I Y(1)
I Y(2)
KD W2 UA

I Y(2)
UX2
I (1)

I (2)

I (1)

I

(2)
I Y(2) - I (2)


Wd
(a)
(b)