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1、14 毕业设计（论文）题目 35KV变压器差动保护差动动作的原因分析 学生姓名 夏 羿 学 号 2009307332 专 业 电力系统继电保护与自动化 班 级 20093073 指导教师 何 安 国 评阅教师 何 安 国 完成日期 年月日目 录摘要:2前言2一35KV变压器差动保护介绍21.1 35KV变压器差动保护简述31.2 35KV变压器差动保护的特点31.3 35KV变压器差动保护的动作原理41.4 35KV变压器差动保护的保护范围及优缺点4二35KV变压器差动保护误动作分析及处理52.1 不平衡电流增大引起的误动作52.1.1受电流互感器变流比影响52.1.2受电流互感器接线方式的影
2、响52.1.3各侧电流互感器型号不同52.1.4电流互感器饱和52.1.5电流互感器断线52.1.6电流互感器变流比不配套或接线错误62.1.7整定值不合理或者差动继电器接线不正确62.1.8 变压器带负荷调整分接头产生不平衡电流62.2 变压器励磁涌流引起误动作62.3 电磁干扰的因素引起的误动作62.4 差动保护电流互感器二次回路接触不良或开路62.5 变压器差动保护二次回路接地问题72.6 电流互感器二次电缆绝缘问题72.7 变压器差动保护用电流互感器的选择7三变压器差动保护提高可靠性的措施83.1 提高安装质量，加强基建管理83.2 新投设备应做躲涌流实验83.3 变压器投运后，必须利
3、用负荷电流来检查CT回路接线正确83.4 减小CT误差93.5 加强运行管理93.6 35KV变压器投运前，差动回路正确性的检查方法9四35KV变压器差动保护误动作案例分析10致 谢13参考文献1435KV变压器差动保护差动动作的原因分析学生：夏 羿指导老师：何安国（三峡电力职业学院）摘要：电力变压器是电力系统中最关键的主设备之一，它承担着电压变换，电能分配和传输，并提供电力服务。因此,变压器的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证。随着大容量机组、新建变电站陆续投入电网运行，电力系统不断增大，继电保护的原理结构也越来越复杂。差动保护具有其独特的优点，它是通过比较变压器两侧电
4、流的大小与相位来区分是内部故障还是外部故障，主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。所以被广泛应用于变压器的主保护。作为主设备主保护的微机型纵联差动(简称纵差或差动)保护，虽然经过不断的改进，但是还存在一些误动作的情况，由于自然灾害或人为的因素，如保护定值整定错误、二次回路接线不规范、电流互感器极性接反等，造成变压器差动保护误动作的情况时有发生。这将造成变压器的非正常停运，会影响系统的安全稳定运行，影响对用户的供电，造成很大的经济损失。为了保证差动保护正确动作，本文阐述了35KV变压器差动保护原理，分析了可能引起差动
5、保护继电器误动作的原因，提出了切实可行的防范措施，以及差动保护误动作的解决方法。关键词：变压器，差动保护，主保护，误动作，防范措施，解决方法前言：在国内35KV及以下的变电所中，普遍采用的保护是以分立式继电器构成的。其最大的特点是二次回路构成简单、直观明了、经济、可靠、灵敏。当电力系统发生故障时，就会伴随着电流突增、电压突降以及电流与电压间相位差角发生变化，这些基本特点就构成了各种不同原理的继电保护装置。作为变压器主保护的纵联差动（简称差动）保护，正确动作率始终在百分之五十到百分之六十徘徊，这对变压器的安全和系统的稳定运行很不利。造成变压器差动保护不正确动作是多方面的，与设计研究、制造、安装调
6、试和运行维护部门都有关系，虽然实际工作中各个相关的制造厂家都在不断的改进技术，提高差动保护动作的可靠性和稳定性，但是变压器差动保护错误动作的事例仍然很多。所以，本论文研究了35KV变压器差动保护的原理，以及差动保护的错误动作的情况，并分析了差动保护错误动作的原因，并研究出了解决方法以及防范措施，希望能提高35KV变压器差动保护装置运行稳定性和可靠性。一35KV变压器差动保护介绍1.1 35KV变压器差动保护简述变压器的差动保护是变压器的主保护，是按照循环电流原理装设的。主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。在绕组变
7、压器的两侧均装设的有电流互感器，其二次侧按循环电流法接线，即如果两侧电流互感器的同极性端都朝向母线侧，则将同极性端子相连，并在两接线之间并联接入电流继电器。在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器的二次电流之差，也就是说差动继电器是接在差动回路的。重理论上来讲，正常运行或外部故障时，差动回路电流为零。实际上由于两侧电流互感器的特性不可能完全一致等原因，在正常运行和外部短路时，差动回路中仍然有不平衡电流Iumb流过，此时流过继电器的电流Ik为Ik=I1-I2=Iumb要求不平衡电流应当尽量的小，以确保继电器不会错误动作。当变压器内部发生相间短路故障时，在差动回路中由于I2改变了方向或等于零（无电
8、源侧），这时流过继电器的电流为I1与I2之和，即Ik=I1+I2=Iumb能使继电器可靠动作。变压器差动保护的范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备、以及连接这些设备的导线。由于差动保护对保护区外的故障不会动作，因此差动保护不需要与保护区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合，所以在区内故障时，可以瞬时动作。1.2 35KV变压器差动保护的特点35KV变压器差动保护是用某种通信通道将电气设备两端的保护装置纵向联接起来，并将两端的电气量进行比较，从而判断保护是否动作。根据基尔霍夫电流定律，保护范围内流入与流出的电流应该相等（变压器应该归算到同侧）。当保护范围内发生故障时，其流入与
9、流出的电流就不相等了。差动保护就是根据这个不平衡电流动作的。因此，这种保护方法有很高的动作选择性和灵敏度，适用于保护大容量、强电流、高电压及对灵敏度要求高的电气设备。所以，这种方法广泛用于保护大容量、高电压的变压器，并以其优越的保护性能成为大容量、高电压变压器的主要保护方法。然而值得注意的是，由于变压器在结构和运行上具有一些特点，因此在实际运行中保护范围内无故障时，差动保护装置也具有较大的不平衡电流，这种不平衡电流可能引起差动保护装置的错误动作。另外，即使考虑了变压器差动保护的这些特点并加以修正，由于这种保护装置的复杂性在有些情况下也常出现一些误动作现象。1.3 35KV变压器差动保护的动作原
10、理差动保护被称为具有绝对选择性的快速保护。其原理基于基尔霍夫电流定律。根据基尔霍夫电流定律，电路中任一结点流入与流出的电流相量和为零。将流入元件的电流与流出元件的电流的相量和称为差动电流。如图1所示，当变压器正常运行或发生区外故障时，差动电流为零，差动保护不动作。当发生区内故障时，差动电流不为零，差动保护动作。差动保护由于电流互感器饱和、变压器变比等因素影响，会产生不平衡电流。针对各种因素引起的不平衡电流，采取引入制动电流，使差动保护不误动作。根据差动电流与制动电流比值大小来判断保护是否动作，称为比率差动。由于主变各侧额定电流大小不等，以及各侧电流互感器变比不相同，差动保护要根据变压器变比及各
11、侧电流互感器变比将各侧二次电流进行折算，使差动电流能真实反应实际一次差动电流。1.4 35KV变压器差动保护的保护范围及优缺点差动保护作为35KV变压器的主保护，它的保护范围为主变各侧差动TA之间的一次电气部分，即：主变引出线及变压器线圈发生多相短路。 单相严重的匝间短路。 在大电流接地系统中保护线圈及引出线上的接地故障。35KV变压器差动保护的优点是能够迅速的有选择性的切除保护范围的故障，当接线正确调试得当的时候，不会发生误动。其缺点是对变压器内部不严重的匝间短路反应不够灵敏。差动保护和瓦斯保护一般是相互配合来完成保护主变任务的。二35KV变压器差动保护错误动作分析及处理2.1 不平衡电流增
12、大引起误动作：2.1.1 受电流互感器变流比的影响由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同， 为了保证纵差动保护的可靠工作， 就必须适当选择两侧电流互感器的变流比， 使得在正常运行和外部故障时两侧二次电流相等所以变压器差动保护不但要比较两侧电流的幅值和相位， 还必须考虑电流互感器变流比的影响。根据差动保护整定计算过程， 差动保护高、低压侧互感器变流比原则是： 高压侧互感器的一次额定电流要稍大于主变压器高压侧额定电流的1732倍，低压侧互感器的一次额定电流稍大于主变压器低压侧额定电流。差动保护用高、低压侧电流互感器变流比配置若不合适， 会引起差流增大。综合自动化变电站的微机差动保护配有制动装置，
13、不会产生误动。但是常规站的电磁型继电器差动保护装置。在区外大故障电流的影响下就易发生保护误动作事故。2.1.2 受电流互感器接线方式的影响例如， 对于Y，dl1接线的变压器其两侧电流的相位差30，这时，应该将变压器星形侧的3只电流互感器接成三角形， 而将变压器三角形侧的3只电流互感器接成星形，从而使二次电流移相， 把二次电流的相位校正过来。2.1.3 各侧电流互感器型号不同由于变压器各侧电流互感器型号不同。即各侧电流互感器的饱和特性和励磁电流不同会引起不平衡电流 该不平衡电流必须满足电流互感器的1O 误差曲线的要求。2.1.4 电流互感器饱从电流互感器的暂态传变特性可知。在外部故障、空载合闸或
14、故障切除电压恢复的暂态过程中， 伴随工频电流的非周期分量和谐波分量电流， 将使变压器差动保护两侧不同型号的电流互感器因严重的非线性饱和而不一致 从而造成差动电流增大，致使差动保护误动作。2.1.5 电流互感器断线如果电流互感器二次回路断线，必然造成断线相电流降低，从而引起差流增大。这时，区外故障的故障电流或者空载合闸的励磁涌流就可能造成差动保护误动作。2.1.6 电流互感器变流比不配套或接线错误1 电流互感器三相变流比不一致三相变流比不一致， 差动继电器内就有大的环流存在，差流就大，躲过外部故障引起的不平衡电流的能力就差。导致保护误动作。比如：某变电站2号主变压器差动用高压侧U 相电流互感器变流比为755而VW 两相电流互感器变流比为1005 此差动保护装置就存在误动作隐患。2 高、低压侧电流互感器极性相序不一致低压侧电流互感器如果极性接反， 那么流入差动继电器的差流就是高、低压侧电流的迭加。此迭加电流极易造成差动-N 护躲不过外部故障引起的不平衡电流而频繁误动；而高压侧互感器如果极性接反(或者相序接错)，会引起相序混乱，在低压侧接线正确的情况下。差流等于两侧电流相量组成长方形的对角线这个电流也会造成差动保护躲不过外部故障引起的不平衡电流而
