变压器差动保护原理及逻辑图.pdfVIP

变压器差动保护的基本原理及逻辑图 1、变压器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 、变压器差动保护与线路差动保护的区别： 由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相 同。因此，为了保证纵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 绕组变压器 8.3.2 变压器纵差动保护的特点 1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法 （1）励磁涌流： 在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障 切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定 6～8 倍变压器励磁电流 通常称为励磁涌流。 （2 ）产生励磁涌流的原因 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- Φm 。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+ Φm ，如果考虑剩磁Φr ，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到 2 Φm+ Φr ，其 幅值为如图 8-6 所示。此时变压器铁芯将严重饱和，通过图 8-7 可知此时变压器的励磁电流 的数值将变得很大，达到额定电流的 6～8 倍，形成励磁涌流。 （3 ）励磁涌流的特点： ①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。 ②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以 2 次谐波为主。 ③励磁涌流的波形出现间断角。 表 8-1 励磁涌流实验数据举例 （4 ）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施： ①采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护； ②利用二次谐波制动原理构成的差动保护； ③利用间断角原理构成的变压器差动保护； ④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。 2 、 不平衡电流产生的原因 （1）稳态情况下的不平衡电流 ①变压器两侧电流相位不同 电力系统中变压器常采用Y ，d11 接线方式，因此，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。 ②电流互感器计算变比与实际变比不同 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，变压器型号、变比、Y,d11 接线。计算由于电流互感器的实际变比与计算 不等引起的不平衡电流。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 计算变压器额定运行时差动保护臂中的不平衡电流 ③变压器各侧电流互感器型号不同 由于变压器各侧电压等级和额定电流不同，所以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。 ④变压器带负荷调节分接头 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变 压器的变比。整定计算中，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。当差动保护投入运行后，在调压抽头改变时，一般不可能对差动保护 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： ①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。 ②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，甚至使变压器差动保护不能接受）。 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 变压器差动保护各侧用的电流互感器，选用变压器差动保护专用的 D 级电流互感器； 当通过外部最大稳态短路电流时，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