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1、第六章第六章 电力变压器保护电力变压器保护 第六章 电力变压器保护 6.1电力变压器的故障类型和不正常工作状态 （一）变压器内部故障（一）变压器内部故障油箱内故障：油箱内故障：绕组相间、匝间短路、绕组接地（绕组和外壳短路）铁绕组相间、匝间短路、绕组接地（绕组和外壳短路）铁芯烧损。芯烧损。油箱外故障：油箱外故障：套管和引出线上发生相间和接地故障。套管和引出线上发生相间和接地故障。本质上讲，油箱外的故障已经不是变压器本身的故障，但按本质上讲，油箱外的故障已经不是变压器本身的故障，但按照继电保护配置及保护区域的划分原则，上述区域的故照继电保护配置及保护区域的划分原则，上述区域的故障属于变压器保护的保
2、护范围，所以归入变压器故障。障属于变压器保护的保护范围，所以归入变压器故障。第六章 电力变压器保护 6.1电力变压器的故障类型和不正常工作状态 （二）变压器不正常运行方式（二）变压器不正常运行方式 外部短路引起的过电流外部短路引起的过电流 外部接地引起的过电流和中性点过电压外部接地引起的过电流和中性点过电压 过负荷、过励磁、油面降低，冷却系统故障过负荷、过励磁、油面降低，冷却系统故障第六章 电力变压器保护 6.1电力变压器的故障类型和不正常工作状态 （三）变压器保护的分类和配置（三）变压器保护的分类和配置分类分类 非电量保护：瓦斯保护非电量保护：瓦斯保护 电量保护：（根据变压器容量及电压等级来
3、配置）电量保护：（根据变压器容量及电压等级来配置）保护配置保护配置 主保护：差动保护、电流速断保护、瓦斯保护主保护：差动保护、电流速断保护、瓦斯保护 后备保护：过电流保护，零序过电流，零序过电压等。后备保护：过电流保护，零序过电流，零序过电压等。 6.2变压器纵差动保护变压器纵差动保护基本原理变压器纵差动保护基本原理 假设变压器为理想变压器假设变压器为理想变压器 （一）正常运行差动电流分析（一）正常运行差动电流分析二次差动回路电流为二次差动回路电流为二次选择合适的电流互感器变比二次选择合适的电流互感器变比即即则有则有6.2变压器纵差动保护变压器纵差动保护基本原理变压器纵差动保护基本原理假设变压
4、器为理想变压器假设变压器为理想变压器（二）区内故障（二）区内故障其中，对于前面所选择的变比，后一项其中，对于前面所选择的变比，后一项为零；前一项和故障点电流成正比为零；前一项和故障点电流成正比（三）保护判据（三）保护判据6.2变压器纵差动保护变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施（一）变压器接线组别导致的相移引起的不平衡电流（一）变压器接线组别导致的相移引起的不平衡电流产生原因：产生原因：电力变压器为了抑制三次谐波，改善波形，一般采用电力变压器为了抑制三次谐波，改善波形，一般采用Y,d-11接线或接线或Y,d-11 接线。导致高压侧和低压侧电流存在相位接线
5、。导致高压侧和低压侧电流存在相位差。差。若采用常规差动接线方式，则由于两侧电流存在相位差，正若采用常规差动接线方式，则由于两侧电流存在相位差，正常运行时必然会出现差动不平衡电流。常运行时必然会出现差动不平衡电流。6.2变压器纵差动保护变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施（一）变压器接线组别导致的相移引起的不平衡电流（一）变压器接线组别导致的相移引起的不平衡电流消除方法消除方法模拟式：模拟式：利用利用CT二次接线的变化对相位进行校正。二次接线的变化对相位进行校正。具体方法是具体方法是Y侧侧CT接成三角形，三角形侧接成接成三角形，三角形侧接成Y形。形。此时，
6、正常运行时的差动电流为此时，正常运行时的差动电流为从而，两侧从而，两侧CT变比要满足变比要满足即即6.2变压器纵差动保护变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施（一）变压器接线组别导致的相移引起的不平衡电流（一）变压器接线组别导致的相移引起的不平衡电流消除方法消除方法数字式：数字式：CT全部接成星形接线。在内部靠软件计算实现移相移相差电流计算其中其中K为平衡系数，由关系式为平衡系数，由关系式 可以推导出来可以推导出来6.2变压器纵差动保护变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施（二）（二）CT计算变比和实际变比不一致引起的
7、不平衡电流计算变比和实际变比不一致引起的不平衡电流产生原因：产生原因：1.要想消除两侧变比不一致引起的不平衡电流，则两侧变比要想消除两侧变比不一致引起的不平衡电流，则两侧变比必须满足必须满足2. 2.CT的生产制造是按标准化生产的，其变比为标准变比。的生产制造是按标准化生产的，其变比为标准变比。不可能正好满足上述关系，一般是在满足容量要求前提下不可能正好满足上述关系，一般是在满足容量要求前提下，配置变比最接近的，配置变比最接近的CT3.不平衡电流估计不平衡电流估计6.2变压器纵差动保护变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施（二）（二）CT计算变比和实际变比
8、不一致引起的不平衡电流计算变比和实际变比不一致引起的不平衡电流解决措施：解决措施：模拟方法模拟方法采用平衡绕组采用平衡绕组（不可能完全消除）（不可能完全消除）数字方法：平衡计算数字方法：平衡计算6.2变压器纵差动保护变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施（三）变压器带负荷调整分接头产生的不平衡电流（三）变压器带负荷调整分接头产生的不平衡电流产生原因：产生原因：1.要想消除两侧变比不一致引起的不平衡电流，则两侧变比要想消除两侧变比不一致引起的不平衡电流，则两侧变比必须满足必须满足2. 2.变压器带负荷调整分接头，其本质是调节变压器的变比变压器带负荷调整分接头
9、，其本质是调节变压器的变比3.不平衡电流估计不平衡电流估计6.2变压器纵差动保护变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施（四）电流互感器传变误差引起的不平衡电流（四）电流互感器传变误差引起的不平衡电流产生原因：产生原因：1.CT等值电路2.暂态非周期分量的影响6.2变压器纵差动保护变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施（四）电流互感器传变误差引起的不平衡电流（四）电流互感器传变误差引起的不平衡电流产生原因：产生原因：1.不平衡电流大小的估计解决措施：解决措施：1.抬高动作门槛2.采用速饱和变流器3.延时确认6.2变压器纵
10、差动保护变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施（五）变压器励磁涌流产生的不平衡电流（五）变压器励磁涌流产生的不平衡电流产生原因：产生原因：1.变压器等值电路2.励磁电流与变压器铁芯特性有关，正常运行时，变压器工作在其铁磁特性线性段，励磁阻抗很大，可近似认为励磁电流为03.空载合闸或故障后电压恢复时，由于剩磁的影响，可能时变压器进入饱和区，从而产生很大的励磁电流6.2变压器纵差动保护变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施变压器纵差动保护的不平衡电流分析及措施（五）变压器励磁涌流产生的不平衡电流（五）变压器励磁涌流产生的不平衡电流解决措施：解决措施：1.差动原
11、理是由基尔霍夫电流定律导出的，变压器本身不满足其前提，因此从原理上无法消除励磁涌流的影响2.寻找判别涌流和故障的特征（研究热点）3.提高动作门槛4.延时6.2变压器纵差动保护变压器纵差动保护的整定计算原则变压器纵差动保护的整定计算原则 原则之一：原则之一：按躲过外部短路故障时的最大不平衡电流整定 可靠系数取1.3最大不平衡电路的计算为外部短路的最大短路电流6.2变压器纵差动保护变压器纵差动保护的整定计算原则变压器纵差动保护的整定计算原则 原则之二：原则之二：按躲过变压器最大励磁涌流整定可靠系数取； 取值为4-8若保护具有励磁涌流识别比索差动保护功能，则不必考虑这一整定原则6.2变压器纵差动保护变压器纵差动保护的整定计算原则变压器纵差动保护的整定计算原则 原则之三：原则之三：按躲过电流互感器二次回路短线引起的差电流可靠系数取1.3； 变压器最大负荷电流6.2变压器纵差动保护变压器纵差动保护的整定计算原则变压器纵差动保护的整定计算原则 灵敏度校验灵敏度校验 为各种运行方式下变压器保护区引出端故障时，流经差动继电器的最小差动电流 灵敏系数一般不应低于2 动作时间：动作时间：由于差动保护不存在于其他保护的配合问题，可以独立判别区内和区外故障，故而动作时间为0
