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1、第十章第十章 电力变压器保护电力变压器保护第十章第十章 电力变压器保护电力变压器保护l第一节第一节 电力变压器的故障、异常工作状态电力变压器的故障、异常工作状态及其保护方式及其保护方式l第二节第二节 变压器的差动保护变压器的差动保护l第三节第三节 变压器的气体保护变压器的气体保护l第四节第四节 变压器的电流速断保护变压器的电流速断保护l第五节第五节 变压器相间短路的后备保护及过负变压器相间短路的后备保护及过负荷保护荷保护l第六节第六节 变压器的零序保护变压器的零序保护对本章学习的要求对本章学习的要求对本章学习的要求是：对本章学习的要求是：（1 1）了解变压器可能产生的故障类型和异常工作的状态；
2、）了解变压器可能产生的故障类型和异常工作的状态；（2 2）掌握变压器的保护方式；）掌握变压器的保护方式；（3 3）熟练掌握纵差动保护的工作原理及特点；）熟练掌握纵差动保护的工作原理及特点；（4 4）了解不平衡电流可能产生的原因及特点，减小措施；）了解不平衡电流可能产生的原因及特点，减小措施；（5 5）了解励磁涌流产生原因及特点，以及变压器差动保护）了解励磁涌流产生原因及特点，以及变压器差动保护中如何克服励磁涌流的影响；中如何克服励磁涌流的影响；（6 6）掌握变压器差动保护整定计算原则；）掌握变压器差动保护整定计算原则；（7 7）掌握带速饱和变流器的差动继电器（）掌握带速饱和变流器的差动继电器（
3、BCH-2BCH-2或或BCH-1BCH-1）的构造和特性；的构造和特性；（8 8）了解电流、电压保护在变压器保护中的作用；）了解电流、电压保护在变压器保护中的作用；（9 9）掌握瓦斯保护中的工作原理及接线。）掌握瓦斯保护中的工作原理及接线。第一节第一节 电力变压器的故障、异常工电力变压器的故障、异常工作状态及其保护方式作状态及其保护方式变压器的故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障。变压器的故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障。1 1、油箱内部故障有、油箱内部故障有，绕组的相间短路、绕组的匝间短路、直接，绕组的相间短路、绕组的匝间短路、直接接地系统侧绕组的接地短路。接地系统侧绕组的接地短路。2
4、 2、油箱外部故障主要有、油箱外部故障主要有，油箱外部绝缘套管、引出线上发生相，油箱外部绝缘套管、引出线上发生相间短路或一相碰接箱壳（或称直接接地短路）。间短路或一相碰接箱壳（或称直接接地短路）。3 3、变压器的异常工作状态有过负荷、变压器的异常工作状态有过负荷；由外部短路引起的过电流；由外部短路引起的过电流；油箱漏油引起的油位下降；外部接地短路引起中性点过电压；油箱漏油引起的油位下降；外部接地短路引起中性点过电压；绕组过电压或频率降低引起的过励磁；变压器油温升高和冷绕组过电压或频率降低引起的过励磁；变压器油温升高和冷却系统故障等。却系统故障等。变压器应装设如下保护变压器应装设如下保护：(1)
5、(1)为反应油箱内部各种短路故障和油面降低，对于为反应油箱内部各种短路故障和油面降低，对于0.8MVA0.8MVA及以及以上的油浸式变压器和户内上的油浸式变压器和户内0.4MVA0.4MVA以上变压器应装设瓦斯保护。以上变压器应装设瓦斯保护。(2)(2)为反应变压器绕组和引出线的相间短路，以及中性点直接接为反应变压器绕组和引出线的相间短路，以及中性点直接接地电网侧绕组和引出线的接地短路及绕组匝间短路，应装设地电网侧绕组和引出线的接地短路及绕组匝间短路，应装设纵差保护或电流速断保护。纵差保护或电流速断保护。第一节第一节 电力变压器的故障、异常工电力变压器的故障、异常工作状态及其保护方式作状态及其
6、保护方式(3)(3)为反应外部相间短路引起的过电流和作为瓦斯、纵差保为反应外部相间短路引起的过电流和作为瓦斯、纵差保护（或电流速断保护）的后备保护，应装设过电流保护。护（或电流速断保护）的后备保护，应装设过电流保护。(4)(4)为反应大接地电流系统外部接地短路，应装设零序电流为反应大接地电流系统外部接地短路，应装设零序电流保护。保护。(5)(5)对于对于0.4MVA0.4MVA以上的变压器，当数台并列运行或单独运行以上的变压器，当数台并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应装设过负荷保护。过并作为其他负荷的备用电源时，应装设过负荷保护。过负荷保护通常只装在一相，其动作时限较长，延时动作
7、负荷保护通常只装在一相，其动作时限较长，延时动作于发信号。于发信号。(6)(6)高压侧电压为高压侧电压为500KV500KV及以上的变压器，对频率降低和电及以上的变压器，对频率降低和电压升高而引起的变压器励磁电流升高，应装设变压器过压升高而引起的变压器励磁电流升高，应装设变压器过励磁保护。励磁保护。(7)(7)对变压器温度和油箱内压力升高，以及冷却系统故障，对变压器温度和油箱内压力升高，以及冷却系统故障，按变压器现行标准要求，应装设相应的保护装置。按变压器现行标准要求，应装设相应的保护装置。第二节变压器的差动保护第二节变压器的差动保护差动保护能正确区分差动保护能正确区分被保护元件保护区内、被保
8、护元件保护区内、外故障，并能瞬时切外故障，并能瞬时切除保护区内的故障。除保护区内的故障。变压器差动保护用来变压器差动保护用来反应变压器绕组、引反应变压器绕组、引出线及套管上各种短出线及套管上各种短路故障，是变压器的路故障，是变压器的主保护。主保护。 10-1 变压器差动保护原理接线图变压器差动保护原理接线图第二节变压器的差动保护第二节变压器的差动保护一、不平衡电流产生的原因及减小一、不平衡电流产生的原因及减小不平衡电流的方法不平衡电流的方法（一）稳态不平衡电流 1、变压器各侧电流相位不同引起不平衡电流 在电力系统中大、中型变压器采用Y，d11接线的很多，变压器一、二次侧线电流相位差30，如果两
9、侧电流互感器采用相同接线方式，即使I I1 1和I2I2的数值相等，其不平衡电流为I Iunb1unb1=2I=2I1 1sin15=0.518Isin15=0.518I1 1。因此，必须补偿由于两侧电流相位不同而引起的不平衡电流。具体方法是将Y,d11接线的变压器星形接线侧的电流互感器接成三角形接线，三角形接线侧电流互感器接成星形接线，这样可以使两侧电流互感器二次联接臂上的电流相位一致。1 1、变压器各侧电流相位不同、变压器各侧电流相位不同引起不平衡电流引起不平衡电流2 2、由于电流互感器计算变比与选用的标、由于电流互感器计算变比与选用的标准变比不同而引起的不平衡电流准变比不同而引起的不平衡
10、电流高压侧保护臂中电流比该侧互感器二次侧电流大倍，为高压侧保护臂中电流比该侧互感器二次侧电流大倍，为使正常负荷时两侧保护臂中电流接近相等，故高压侧使正常负荷时两侧保护臂中电流接近相等，故高压侧电流互感器变比应增大倍考虑。电流互感器变比应增大倍考虑。变压器星形接线侧按三角形接线的电流互感器变比为变压器星形接线侧按三角形接线的电流互感器变比为 （10-110-1）变压器角形接线侧按星形接线的电流互感器的变比为变压器角形接线侧按星形接线的电流互感器的变比为 （10-210-2）由于实际所选电流互感器的变比不同于计算值，势必在由于实际所选电流互感器的变比不同于计算值，势必在差动回路中出现不平衡电流值。
11、差动回路中出现不平衡电流值。应采取补偿措施应采取补偿措施（1）用自耦变压器）用自耦变压器UT改变差动臂的电流；改变差动臂的电流；（2）用中间变流器）用中间变流器UA进行磁势补偿；进行磁势补偿；（3）用电抗变换器）用电抗变换器UX1和和UX2二次绕组串接差动输出进行磁势补偿。二次绕组串接差动输出进行磁势补偿。3 3由变压器调压引起的不平衡电流由变压器调压引起的不平衡电流当当系系统统运运行行方方式式改改变变时时，需需要要调调节节变变压压器器调调压压分分接接头头以以保保证证系系统统电电压压水水平平。在在当当调调压压分分接接头头位位置置改改变变时时，在在差差动动回回路路中中引引起起很很大大不不平平衡衡
12、电电流流。该该不不平平衡衡电电流流的的大大小小与与调调压压范范围围U U及及变变压压器器一一次次电电流流成成正正比比，可可由由下下式计算式计算在运行中不可能随变压器分接头改变而重新调整差动继在运行中不可能随变压器分接头改变而重新调整差动继电器的参数，因此，电器的参数，因此，UU引起的不平衡电流要在整定计引起的不平衡电流要在整定计算时考虑躲过。算时考虑躲过。4 4由于各则电流互感器误差不同引由于各则电流互感器误差不同引起的不平衡电流起的不平衡电流变压器各侧电压等级和额定电流不同，因而采用的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，故电流互感器型号不同，它
13、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）励磁电流之差） （10-6）Kerr电流互感器误差，取电流互感器误差，取0.1；KSt电流互感器同型系数，对发电机线路纵差保电流互感器同型系数，对发电机线路纵差保护取护取0.5；对变压器、母线差动保护取；对变压器、母线差动保护取1；（二）暂态过程中的不平衡电流（二）暂态过程中的不平衡电流l差差动动保保护护要要躲躲过过外外部部短短路路时时暂暂态态过过程程中中的的不不平平衡衡电电流流，其其中中含含有有很很大大非非周周期期分分量量，偏偏于于时时间间轴轴一一侧侧 如图如图10-410-
14、4（a a）l短短路路电电流流虽虽然然在在初初瞬瞬也也具具有有一一定定成成分分的的非非周周期期分分量量，但但衰衰减减很很快快，只只是是短短暂暂地地延延迟迟了了非非周周期期分分量量的的传传变变。速速饱饱和和变变流流器器一一次次绕绕组组中中只只有有短短路路电电流流周周期期分分量量通通过过，此此时时铁铁芯芯中中B B变变化化很很大大，在在W2W2中中感感生生很很大大电电势势，使使差差动动继继电电器器可可靠靠动动作。如图作。如图10-1410-14（b b）。）。B0IunbiiiiikBB图10-4（a ）图14-4（b）（二）暂态过程中的不平衡电流综和考虑暂态和稳态的影响，总的不平综和考虑暂态和稳
15、态的影响，总的不平衡电流为：衡电流为：（三）变压器的励磁涌流（三）变压器的励磁涌流u变变压压器器励励磁磁电电流流仅仅流流经经变变压压器器的的某某一一侧侧，因因此此，通通过过电电流流互互感感器器反反应应到到差差动动回回路路中中不不能能被被平平衡衡，在在外外部部故故障障时时，由由于于电电压压降降低低，励励磁磁电电流流减减小小，它它的的影影响响就就更更小小。可可忽忽略略不不计。计。u但但是是当当变变压压器器空空载载投投入入和和外外部部故故障障切切除除后后电电压压恢恢复复时时，则则可能出现数值很大的励磁电流可能出现数值很大的励磁电流( (又称为励磁涌流又称为励磁涌流) )。励磁涌流的产生励磁涌流的产生
16、图图10-5 10-5 励磁涌流的产生及电流变化曲线励磁涌流的产生及电流变化曲线（a a）稳态时电压与磁通关系；（）稳态时电压与磁通关系；（c c）变压器铁芯的磁化曲线瞬）变压器铁芯的磁化曲线瞬间合闸时电压与磁通关系间合闸时电压与磁通关系励磁涌流的产生励磁涌流的产生（b）t=0,u=0瞬间空载合闸时电压与磁通关系（d）励磁涌流波形励磁涌流具有以下特点：励磁涌流具有以下特点：包含有很大成份的非周期分量，约占基波的包含有很大成份的非周期分量，约占基波的60%，涌流，涌流偏向时间轴的一侧；偏向时间轴的一侧；包含有大量的高次谐波，且以二次谐波为主，约占基波包含有大量的高次谐波，且以二次谐波为主，约占基
17、波3040%以上；以上；波形之间出现间断角波形之间出现间断角a，可达，可达80以上。以上。防止励磁涌流的影响的措施：防止励磁涌流的影响的措施：根据励磁涌流的特点，可以采取下列措施防止励磁涌流的根据励磁涌流的特点，可以采取下列措施防止励磁涌流的影响：影响：采用具有速饱合铁芯的差动继电器；采用具有速饱合铁芯的差动继电器；利用二次谐波制动而躲开励磁涌流；利用二次谐波制动而躲开励磁涌流；按比较波形间断角来鉴别内部故障和励磁涌流的差动保按比较波形间断角来鉴别内部故障和励磁涌流的差动保护。护。由于速饱和变流器躲过非周期分量性能不够理想，目前，由于速饱和变流器躲过非周期分量性能不够理想，目前，中小型变压器广
18、泛采用加强型速饱和变流器（中小型变压器广泛采用加强型速饱和变流器（BCH-2型）型）构成的变压器差动保护。构成的变压器差动保护。BCH-2型（型（DCD-2、DCD-2M型）差动继电器，是在速饱和变流器基础上，再加上短型）差动继电器，是在速饱和变流器基础上，再加上短路绕组，以改善躲过非周期分量的性能。路绕组，以改善躲过非周期分量的性能。二、采用二、采用BCH型差动继电器构成的差动型差动继电器构成的差动保护保护（一）（一）BCH-2型差动继电器构成的差动保护型差动继电器构成的差动保护BCH-2型差动继电器由带短路绕组的三柱式速饱和型差动继电器由带短路绕组的三柱式速饱和变流器和变流器和DL-11/
19、0.2型电流继电器组合而成。铁芯型电流继电器组合而成。铁芯中间柱中间柱B的截面是边缘柱截面的二倍，其上绕有的截面是边缘柱截面的二倍，其上绕有一个差动绕组一个差动绕组Wd、两个平衡绕组、两个平衡绕组WbI、WbII以及以及短路绕组一部分，短路绕组另一部分绕在左边芯短路绕组一部分，短路绕组另一部分绕在左边芯柱柱A上，而且两者通过端子上，而且两者通过端子呈同向串联。在右呈同向串联。在右边芯柱边芯柱C上绕有二次绕组上绕有二次绕组W2，它通过端子，它通过端子、与与DL-11/0.2型电流继电器相连接型电流继电器相连接 。图。图10-6为为BCH-2型差动继电器的结构图型差动继电器的结构图二、采用二、采用
20、BCH型差动继电器构成的差动型差动继电器构成的差动保护保护C柱中总磁通为：柱中总磁通为：二、采用二、采用BCH型差动继电器构成的差动型差动继电器构成的差动保护保护C柱中总磁通为：柱中总磁通为：令式则将将IK折算到折算到Wd侧，并以侧，并以 表示，即表示，即 于是式（于是式（10-9）可改写为）可改写为在一般情况下，选取与相同标号抽头在一般情况下，选取与相同标号抽头, ,维持维持 ，且因且因B B柱截面为柱截面为A A柱截面两倍，故磁阻柱截面两倍，故磁阻R RA A=2R=2RB B。即。即 中后两项去中后两项去磁与增磁相等，这说明在保护区内部故障时，短路绕组的存磁与增磁相等，这说明在保护区内部
21、故障时，短路绕组的存在不影响差动绕组中交变电流向二次绕组在不影响差动绕组中交变电流向二次绕组W2W2的传递，不会改的传递，不会改变继电器的动作安匝数和保护的灵敏性。只要流过它的电流变继电器的动作安匝数和保护的灵敏性。只要流过它的电流产生的磁势达到产生的磁势达到604604安匝时，就可以保证接于安匝时，就可以保证接于W2W2上的电流继上的电流继电器能可靠动作。电器能可靠动作。C柱中总磁通为：柱中总磁通为：（10-10）消除了励磁涌流的影响消除了励磁涌流的影响在变压器空载投入或外部短路切除后，电压突然恢复时，在变压器空载投入或外部短路切除后，电压突然恢复时，励磁涌流将以不平衡电流形式流入差动绕组励
22、磁涌流将以不平衡电流形式流入差动绕组WdWd，由于其中，由于其中含有很大成份非周期分量，使铁芯迅速饱和，磁阻增大，含有很大成份非周期分量，使铁芯迅速饱和，磁阻增大，RmRm将更加增大，式将更加增大，式10-1010-10会使大大减小会使大大减小. .而且铁芯饱和后磁路磁阻增大，由而且铁芯饱和后磁路磁阻增大，由A A柱到柱到C C柱磁路长、漏磁柱磁路长、漏磁增大，从而使增大，从而使A A柱到柱到C C柱的助磁磁通显著减小，而柱的助磁磁通显著减小，而B B柱到柱到C C柱柱磁路短，漏磁相对较小，故由磁路短，漏磁相对较小，故由B B柱到柱到C C柱的去磁磁通减少并柱的去磁磁通减少并不显著，但仍有较大
23、去磁作用，因而使不显著，但仍有较大去磁作用，因而使C C柱贯穿于柱贯穿于W2W2的总的总磁通减少的更加显著，使磁通减少的更加显著，使DL-11/0.2DL-11/0.2型电流继电器不易动型电流继电器不易动作，这说明短路绕组的存在加强了躲过非周期分量的影响，作，这说明短路绕组的存在加强了躲过非周期分量的影响，即可靠地消除了励磁涌流的影响。即可靠地消除了励磁涌流的影响。BCH-2型继电器直流助磁特性曲线IDC直流分量电流；直流分量电流；Iac交流动作电流电流交流动作电流电流IacDC有直流分量的动作电流有直流分量的动作电流K=IDC/IacDC-通入继电器直流电流占有直流分量的通入继电器直流电流占
24、有直流分量的动作电流的比例动作电流的比例 =IacDC/Iac-有直流分量的动作电流比无直流电流有直流分量的动作电流比无直流电流时交流动作电流提高的倍数。时交流动作电流提高的倍数。1201008060动作安匝16/28=0.576/8=0.7516/16=12B2-D1A2-B1B2-C1A2-A1，B2-B1C2-C1，D2-D1短路绕组整定板上的插孔位置表10-3 短路绕组接入不同匝数比所对应的动作安匝K值越大，动作电流倍数越大，躲过励磁涌流值越大，动作电流倍数越大，躲过励磁涌流性能越好。性能越好。 A2-A1B2-B1C2-C1D2-D1K0BCH-2型继电器BCH-2型继电器例题例题1
25、0-2用用BCH-2 差动继电器构成差动继电器构成变压器差动保护原理接线图变压器差动保护原理接线图 差差动动线线圈圈接接于于变变压压器器差差动动保保护护的的差差回回路路，当当安安匝匝磁磁势势达达到到一一定定值值时时，二二次次线线圈圈感感应应的的某某一一电电势势值值使使电电流流继继电电器器起起动。动。 平平衡衡线线圈圈的的作作用用是是消消除除变变压压器器两两侧侧电电流流互互感感器器的的计计算算变比与实际变比不一致所产生的不平衡安匝磁势。变比与实际变比不一致所产生的不平衡安匝磁势。 短路线圈的作用是提高差动继电器躲过励磁涌流的能力。短路线圈的作用是提高差动继电器躲过励磁涌流的能力。 (二二)由由B
26、CH-2型继电器组成变压器差型继电器组成变压器差动保护的整定计算动保护的整定计算(二)由BCH-2型继电器组成变压器差动保护的整定计算 l应用应用BCH-2BCH-2型差动继电器构成双绕组变压器差动保型差动继电器构成双绕组变压器差动保护的三相交流侧的接线如教材图护的三相交流侧的接线如教材图10-1010-10所示。现结所示。现结合一个实例来说明其整定计算。合一个实例来说明其整定计算。l例题例题10-2 10-2 某工厂总降压变电所由无限大容量系统某工厂总降压变电所由无限大容量系统供电，其中变压器的参数为供电，其中变压器的参数为SFL110000/60SFL110000/60型，型，60/10.
27、5kv60/10.5kv，Y Y，d11d11接线，接线，U Uk k%=9%=9。已知。已知10.5kv10.5kv母母线上三相短路电流在最大运行方式下，在最小运线上三相短路电流在最大运行方式下，在最小运行方式下为，归算到行方式下为，归算到60kv60kv分别为分别为691A691A与与560A560A，10kv10kv侧最大负荷电流为侧最大负荷电流为I IL.maxL.max=450A=450A。归算到。归算到60kv60kv侧侧为为78.75A78.75A。拟采用。拟采用BCH-2BCH-2型差动继电器构成变压器型差动继电器构成变压器差动保护，试进行整定计算。差动保护，试进行整定计算。解
28、：（解：（1）计算变压器一次侧、二次侧额定电流，选出电流）计算变压器一次侧、二次侧额定电流，选出电流互感器的变比，计算电流互感器二次联接臂中的电流，其计互感器的变比，计算电流互感器二次联接臂中的电流，其计 算结果列于表算结果列于表10-4中。中。 表10-4 例题中变压器各侧有关计算数据I1=I2=数据名称各侧数据60KV 10.5KV变压器的额定电流电流互感器的接线方式Y电流互感器变比计算值选择电流互感器标准变比电流互感器二次联接臂电流从上表可以看出，从上表可以看出，I I2 2I I1 1，所以选较大者，所以选较大者10.5kv10.5kv侧为基本侧。平衡绕组侧为基本侧。平衡绕组WbIWb
29、I接接于于10.5kv10.5kv的基本侧，平衡绕组的基本侧，平衡绕组WbIIWbII接于接于60kv60kv侧。侧。（2 2）计算差动保护基本侧的动作电流，在决定一次动作电流时应满足下列三）计算差动保护基本侧的动作电流，在决定一次动作电流时应满足下列三个条件个条件1 1）躲过变压器励磁涌流的条件）躲过变压器励磁涌流的条件2 2）躲过电流互感器二次断线不应误动作的条件）躲过电流互感器二次断线不应误动作的条件3 3）躲过外部穿越性短路最大不平衡电流的条件）躲过外部穿越性短路最大不平衡电流的条件 I Iop1op1=1.3(10.1+0.05+0.05)3950=1027A=1.3(10.1+0.
30、05+0.05)3950=1027A式中式中 可靠系数与电流互感器的同型系数，取可靠系数与电流互感器的同型系数，取1.31.3，取，取1 1 。 变压器于基本侧的额定电流与最大负荷电流；变压器于基本侧的额定电流与最大负荷电流； UU、ffS S 改变变压器分接头调压引起的相对误差与整定匝数不同于计改变变压器分接头调压引起的相对误差与整定匝数不同于计算匝数引起的相对误差；算匝数引起的相对误差；UU取取0.10.1，变比误差，变比误差ffS S取初步取初步0.050.05进行试算。进行试算。 例题10-2例题10-2 在最大运行方式下，变压器二次母线上短路，归算于基本在最大运行方式下，变压器二次母
31、线上短路，归算于基本侧的三相短路电流次暂态值。侧的三相短路电流次暂态值。选取上述条件计算值中最大的作为基本侧的一次动作电流，即选取上述条件计算值中最大的作为基本侧的一次动作电流，即IOP.1取取1027A。差动继电器基本侧的动作电流为差动继电器基本侧的动作电流为式中式中 基本侧的电流互感器变比与其接线系数基本侧的电流互感器变比与其接线系数 （3）确定确定BCH-2型差动继电器各绕组的匝数。该继电器在保持型差动继电器各绕组的匝数。该继电器在保持 时其动作安匝数为时其动作安匝数为为了平衡得更精确。使不平衡电流影响更小，可将接于基本侧平衡绕组为了平衡得更精确。使不平衡电流影响更小，可将接于基本侧平衡
32、绕组WbI作为基本侧动作匝数的一部分，选取差动绕组作为基本侧动作匝数的一部分，选取差动绕组Wd与平衡绕组与平衡绕组WbI的整定匝数的整定匝数Wd.set=6匝，匝，WbIset=1匝，即匝，即 匝。匝。例题例题10-2确定非基本侧平衡绕组确定非基本侧平衡绕组WbII的匝数的匝数选整定匝数匝，其选整定匝数匝，其相对误差为相对误差为要求相对误差的绝对值不超过要求相对误差的绝对值不超过0.050.05。显然。显然不平衡电流不能完全消除，还会剩下一部不平衡电流不能完全消除，还会剩下一部分分 YWbIIWbITA2TA1I1I2因因 0.050.05，故不必重新计算动作电流值。，故不必重新计算动作电流值
33、。例题例题10-2 确定短路绕组匝数确定短路绕组匝数，即确定短路绕组的插头的插孔。它有四组插，即确定短路绕组的插头的插孔。它有四组插孔，见图孔，见图10-7所示。从图所示。从图10-8直流助磁特性曲线可知，短路绕组直流助磁特性曲线可知，短路绕组匝数越多，躲过励磁涌流的性能越好，但当内部故障电流中有较匝数越多，躲过励磁涌流的性能越好，但当内部故障电流中有较大非周期分量时，大非周期分量时，BHC-2型继电器动作时间要延长。因此，对励型继电器动作时间要延长。因此，对励磁涌流倍数大的中小容量变压器，当内部故障时短路电流非周期磁涌流倍数大的中小容量变压器，当内部故障时短路电流非周期分量衰减较快，对保护动
34、作时间要求较低。故多选用插孔分量衰减较快，对保护动作时间要求较低。故多选用插孔C2C1或或D2D1。另外应考虑电流互感器的型式，励磁阻抗小的电流互。另外应考虑电流互感器的型式，励磁阻抗小的电流互感器，如套管式，吸收非周期分量较多，短路绕组应选用较多匝感器，如套管式，吸收非周期分量较多，短路绕组应选用较多匝数的插孔。所选插孔是否合适。应通过变压器空载投入试验确定。数的插孔。所选插孔是否合适。应通过变压器空载投入试验确定。本题宜采用本题宜采用C2C1插孔拧入螺丝，接通短路绕组。插孔拧入螺丝，接通短路绕组。例题例题10-2（4）灵敏系数校验 本列题为单电源应以最小运行方式下本列题为单电源应以最小运行
35、方式下10kV侧两相短路反应到电源侧进行侧两相短路反应到电源侧进行校验，校验，10.5kv侧母线两相短路归算到侧母线两相短路归算到60kV侧流入继电器的电流为侧流入继电器的电流为60kv电源侧电源侧BCH-2型继电器的动作电流为型继电器的动作电流为则差动保护装置的最小灵敏度为则差动保护装置的最小灵敏度为可见，满足灵敏系数要求可见，满足灵敏系数要求 ，各绕组整定匝数如教材图，各绕组整定匝数如教材图10-7中插孔涂中插孔涂黒表示。本题解题完毕。黒表示。本题解题完毕。三、采用带制动特性的差动继电器构成的差动保护 1.BCH1.BCH一一1 1型差动继电器型差动继电器 三柱式铁芯三柱式铁芯电磁型电流继
36、电器电磁型电流继电器差动线圈差动线圈Wd，两两个个平平衡衡线线圈圈WbI、WbII制动线圈制动线圈Wres工作线圈工作线圈W2。组成：组成：WbIWbIIWdIresBCH-1BCH-1型继电器结构原理图型继电器结构原理图差差动动线线圈圈：通通以以电电流流产产生生磁磁通通1，在在两两个个二二次次工工作作绕绕组组上上 感应的电势相串联，能使电流继电器动作。感应的电势相串联，能使电流继电器动作。制动线圈：制动线圈：通以电流产生的磁通通以电流产生的磁通res在两边柱形成环路，在在两边柱形成环路，在两个二次工作绕组上感应的电势反向串联，合成电势为零，两个二次工作绕组上感应的电势反向串联，合成电势为零，
37、不会使电流继电器动作。它的作用是使两个边柱的铁芯饱不会使电流继电器动作。它的作用是使两个边柱的铁芯饱和，加大继电器的动作安匝。和，加大继电器的动作安匝。各部分作用各部分作用：铁铁芯芯：两两边边柱柱截截面面小小，易易于于饱饱和和，它它的的作作用用相相当当于于一一级级速速饱饱和变流器。和变流器。安安匝匝制制动动曲曲线线：继继电电器器的的动动作作安安匝匝与与制制动动安安匝匝的的关关系系曲曲线线。当当制制动动安安匝匝磁磁势势较较小小时时，两两边边柱柱铁铁芯芯没没有有饱饱和和，继继电电器器的的动动作安匝不变，仍为作安匝不变，仍为60安匝。安匝。 当制动安匝加大，铁当制动安匝加大，铁芯开始饱和，动作安匝开
38、芯开始饱和，动作安匝开始加大。随着制动安匝磁始加大。随着制动安匝磁势的加大，铁芯饱和程度势的加大，铁芯饱和程度变大，继电器动作安匝加变大，继电器动作安匝加大，如图曲线大，如图曲线1或或2。带带有有制制动动线线圈圈的的变变压压器器差差动动保保护护,以以变变压压器器的的电电源源侧侧为为基基本本侧侧，负负荷荷侧侧为为非非基基本本侧侧。非非基基本本侧侧接接有有平平衡衡线线圈圈、制制动动线线圈圈。当当保保护护范范围围外外部部故故障障时时，在在制制动动线线圈圈中中流流有有短短路路电电流流，使使铁铁芯芯饱饱和和，增增大大了了继继电电器器的的动动作作安安匝匝。外外部部故故障障时时继继电电器器不不动动。内内部部
39、故故障障时时，若若A侧侧无无电电源源，制制动动线线圈圈中中没没有有短路电流，不起制动作用短路电流，不起制动作用 。KAAB1QF2QF1、BCH-1型继电器工作特性型继电器工作特性曲线曲线1 1为不平衡电流与外部短路电流的关系；为不平衡电流与外部短路电流的关系；曲线曲线2 2为无制动继电器的动作电流；为无制动继电器的动作电流；曲线曲线3 3为制动特性曲线，位于直线为制动特性曲线，位于直线1 1之上，交与水平线之上，交与水平线与与a a点。点。从图中可以看出，在任何短路故障时，继电器动作电从图中可以看出，在任何短路故障时，继电器动作电流都大于不平衡电流。流都大于不平衡电流。图图10-15BCH-
40、110-15BCH-1继电器工作特性继电器工作特性1 1、当内部故障时，、当内部故障时，A A侧无电源，制动绕组侧无电源，制动绕组WresWres中无电流通过中无电流通过I Iresres=0=0，其动作电流为，其动作电流为Iop.r.0Iop.r.0，差动绕组由，差动绕组由A A侧提供短路电流，这种情况下保护最灵敏。侧提供短路电流，这种情况下保护最灵敏。2 2、内部故障时，、内部故障时，A A、B B电源提供短路电流相等，电源提供短路电流相等，I Iresres=1/2I=1/2IK K可，即制动绕组中电流为可，即制动绕组中电流为差动绕组中电流一半。如图差动绕组中电流一半。如图10-1510
41、-15曲线曲线5 5所示。直线所示。直线5 5与制动曲线与制动曲线3 3交于交于b b点，在点，在b b点右点右侧直线侧直线5 5在曲线在曲线3 3之上，所以继电器动作。之上，所以继电器动作。3 3、在区内故障时，、在区内故障时，B B侧无电源，制动绕组与差动绕组中电流相等，侧无电源，制动绕组与差动绕组中电流相等，I Iresres=I=IK K，如图直，如图直线线4 4，它与制动曲线，它与制动曲线3 3交于交于C C点，继电器动作电流为点，继电器动作电流为Iopr.2 Iopr.2 ，直线，直线4 4始终在制动曲线始终在制动曲线3 3之上，故继电器能动作。之上，故继电器能动作。Ires135
42、42Iopr0bc0Iunb.maxABWres1Wres2WbIIWbIWd对应图对应图10-14BCH-1 型继电器接于双型继电器接于双绕组变压器差动保护单相原理接线图绕组变压器差动保护单相原理接线图BCH-1 型继电器接于双绕组变型继电器接于双绕组变压器差动保护单相原理接线图压器差动保护单相原理接线图制动线圈的安装位置如下：制动线圈的安装位置如下：(1) 对对单单侧侧电电源源的的双双绕绕组组变变压压器器，制制动动线线圈圈应应接接于于负负荷荷侧侧，外外部故障有制动作用，内部故障没有制动作用。部故障有制动作用，内部故障没有制动作用。(2) 对对于于单单侧侧电电源源的的三三绕绕组组变变压压器器
43、，制制动动线线圈圈应应接接于于流流过过变变压压器最小穿越性短路电流的负荷侧。器最小穿越性短路电流的负荷侧。 (3) 对于双侧电源的三绕组变压器，制动线圈一般接于无电源侧。对于双侧电源的三绕组变压器，制动线圈一般接于无电源侧。 (4) 对对于于双双侧侧电电源源的的双双绕绕组组变变压压器器，制制动动线线圈圈应应接接于于小小电电源源侧侧。当仅有小电源供电时，能保证保护装置的灵敏度。当仅有小电源供电时，能保证保护装置的灵敏度。 2.BCH2.BCH一一1 1型差动保护的整定计算型差动保护的整定计算 (1)确定变压器的基本侧。确定变压器的基本侧。与与BCH一一2型差动继电器相同。型差动继电器相同。 (2
44、)计算差动保护的动作电流计算差动保护的动作电流 躲开变压器空载投入时的励滋涌流躲开变压器空载投入时的励滋涌流: 躲开电流互感器二次断线产生的不平衡电流：躲开电流互感器二次断线产生的不平衡电流： 躲开未装制动线圈侧外部短路时的不平衡电流躲开未装制动线圈侧外部短路时的不平衡电流Iunb： 取以上三条件计算结果中的最大值作为变压器差动保护取以上三条件计算结果中的最大值作为变压器差动保护一次动作电流。一次动作电流。 (3)计算差动线圈匝数计算差动线圈匝数 与与BCH一一2型继电器相同。型继电器相同。 (4)计算平衡线圈匝数计算平衡线圈匝数 与与BCH一一2型继电器相同。型继电器相同。 (5)校验平衡线
45、圈圆整误差校验平衡线圈圆整误差 与与BCH一一2型继电器相同。型继电器相同。 2.BCH一一1型差动保护的整定计算型差动保护的整定计算 (6)计算制动线圈匝数计算制动线圈匝数Wres： 外外部部短短路路差差回回路路通通以以最最大大不不平平衡衡安安匝匝数数时时，以以保保证证继继电电器不动来确定制动线圈的匝数。器不动来确定制动线圈的匝数。 对于双绕组变压器，制动线圈计算匝数为对于双绕组变压器，制动线圈计算匝数为 制动线圈要保证外部短路时可靠制动，其实际匝数应向上制动线圈要保证外部短路时可靠制动，其实际匝数应向上整定。整定。 （7）灵敏度校验）灵敏度校验 首首先先求求出出保保护护范范围围内内校校验验
46、点点短短路路时时流流过过制制动动线线圈圈的的电电流流及及制制动动安安匝匝。依依据据BCH一一1型型差差动动继继电电器器最最大大安安匝匝制制动动曲曲线线2求出继电器的动作安匝，求出继电器的动作安匝，当当计计算算出出的的动动作作安安匝匝小小于于60安安匝匝时时，取取60安安匝匝。差差动动保保护的灵敏度为护的灵敏度为四、二次谐波制动的差动保护四、二次谐波制动的差动保护 四、二次谐波制动的差动保护四、二次谐波制动的差动保护 图图10-1610-16所所示示为为由由LCD-15LCD-15型型差差动动继继电电器器构构成成变变压压器器差差动动保保护护原原理理接接线线图图。该该保保护护由由比比率率制制动动部
47、部分分、差差动动部部分分、二二次次谐谐波波制制动动部部分分、差差动动电电流流速速断断部部分分及及极极化化继电器所组成继电器所组成. .( (一一) )比率制动回路比率制动回路 图图10-16中比率制动回路如图中比率制动回路如图10-17所示，实际上是一比率制动式差动继所示，实际上是一比率制动式差动继电器。它由电抗变换器电器。它由电抗变换器1UX、4UX，整流桥，整流桥U1、U4，稳压管，稳压管VS，电容，电容C1、C4和极化继电器和极化继电器KP所组成。所组成。电容电容C1和和1UX的二次绕组组成工频串联谐振电路，当差动回路通过基波的二次绕组组成工频串联谐振电路，当差动回路通过基波电流时，电流
48、时，C1输出高电压。输出高电压。C4为滤波电容。为滤波电容。1UX和和2UX的二次绕组匝数相的二次绕组匝数相同，同，1UX一次绕组一次绕组Wd称为差动绕组；称为差动绕组；4UX有两个相同匝数的一次绕组有两个相同匝数的一次绕组Wres.1和和Wres.2称为制动绕组，两绕组极性如图称为制动绕组，两绕组极性如图10-17所示。差动绕组是制所示。差动绕组是制动绕组匝数的两倍，即动绕组匝数的两倍，即Wd=2Wres.1=2Wres.2。差动绕组接在差动回路中，。差动绕组接在差动回路中，而两个制动绕组接在两个差动臂中。而两个制动绕组接在两个差动臂中。 四、二次谐波制动的差动保护四、二次谐波制动的差动保护
49、 正正常常运运行行以以及及外外部部短短路路时时，流流过过Wd的的电电流流为为Id=I1-I2,是是不不平平衡衡电电流流，数数值值很很小小。流流过过制制动动绕绕组组Wres的的电电流流即即IdIres，故故继继电电器器不不动动作作。当当发发生生内内部部故故障障时时，差差动动绕绕组组电电流流为为短短路路点点的的总总的的短短路路电电流流，数数值值较较大大，而而制制动动绕绕组组电电流流比比较较小小，即即IdIres，继电器灵敏动作。，继电器灵敏动作。1UX一次侧流过一次侧流过Id，4UX一次侧流过一次侧流过Ires，则在电，则在电抗变换器二次侧产生两个抗变换器二次侧产生两个相应交流电压，并分别经相应交
50、流电压，并分别经过两个全波整流桥过两个全波整流桥U1和和U4整流后，输出直流电整流后，输出直流电压压U1和和U2，分别称为工，分别称为工作电压和制动电压。作电压和制动电压。U1和和U2分别与分别与Id和和Ires成正成正比，即比，即U1=K1Id，U2=K2Ires。U2U11、当不考虑稳压管当不考虑稳压管VSVS作用时的制动特性作用时的制动特性当当差差动动绕绕组组电电流流I Id d满满足足上上式式时时，继继电电器器刚刚好好动动作作，此此时时的的差差动动电电流流I Id d称称为为动动作作电电流流Iop.rIop.r。上上式式在在直直角角坐坐标标系系中中为为一一直直线线，如如图图10-181
51、0-18中中虚虚线线1 1，这这时时的的制制动动特特性性为为通通过过原原点点的的直直线线，斜斜率率m m，改改变变R R1 1、R R2 2、K K1 1、K K2 2可可改改变变制制动动特特性性的的斜斜率率。继继电电器的动作电流器的动作电流I Iop.rop.r与制动电流与制动电流I Iresres之比称为制动系数，即之比称为制动系数，即当工作电压当工作电压U1和制动电压和制动电压U2加到极化继电器上，分别产生电流加到极化继电器上，分别产生电流I1和和I2为为I1=U1/R1=K1Id/R1，I2=U2/R2=K2Ires/R2。如不考虑极化继电器动作所消耗的功率。如不考虑极化继电器动作所消
52、耗的功率时，在理想条件下，继电器动作条件为时，在理想条件下，继电器动作条件为I1I2=0。由此可得出。由此可得出（10-12）（10-11）ABNKIresId2C130图图10-1810-18制动特性制动特性1、当不考虑稳压管、当不考虑稳压管VS作用时的制动特性作用时的制动特性若考虑极化继电器的功率损失时，则继电器动作边界条件若考虑极化继电器的功率损失时，则继电器动作边界条件为为I I1 1I I2 2=I=I0 0，式中，式中I I0 0是为克服极化继电器功率损耗所必需是为克服极化继电器功率损耗所必需的。的。I I0 0通过差动绕组产生动作电流通过差动绕组产生动作电流I Iop.r0op.
53、r0, I, Iop.r0op.r0是无制动电是无制动电流时的动作电流。流时的动作电流。I Iop.r0op.r0在在1UX1UX二次侧产生动作电压二次侧产生动作电压U Uop.r0op.r0，所以所以I I0 0可表示为：可表示为：此时动作方程为此时动作方程为：（10-13）（10-14）上式中上式中I Id d正好使继电器刚能动作，正好使继电器刚能动作，故称为动作电流，故上式可表示故称为动作电流，故上式可表示为：为：（10-15）上式说明，实际情况下制动特性为不通过原点的上式说明，实际情况下制动特性为不通过原点的直线，如图直线，如图10-1810-18中直线中直线2 2。显然这时。显然这时
54、KresKresm m。ABNKIresId2C130图图10-1810-18制动特性制动特性 2 2当考虑稳压管当考虑稳压管VSVS的作用时的作用时当考虑稳压管当考虑稳压管VSVS的作用时，制动电压只有克服稳压管的作用时，制动电压只有克服稳压管VSVS的反向击穿电压时才的反向击穿电压时才能起到制动作用。制动电压在极化继电器中产生电流能起到制动作用。制动电压在极化继电器中产生电流I I2 2=(U=(U2 2U UW W)/R)/R2 2，U UW W为稳压管为稳压管反向击穿电压，可用流过制动绕组的制动电流反向击穿电压，可用流过制动绕组的制动电流I Ires.0res.0在在4UX4UX二次侧
55、产生的电压二次侧产生的电压U UW W=K=K2 2I Ires.0res.0表示，由此可得到表示，由此可得到(10-16 )上式所表示的制动特性，可用图上式所表示的制动特性，可用图10-1810-18中折线中折线ABCABC表示。代表无制动作用时的动表示。代表无制动作用时的动作电流作电流I Iop.r0op.r0,ON,ON为开始有制动作用时的制动电流为开始有制动作用时的制动电流I Ires.0res.0。在制动电流小于时。在制动电流小于时I Ires.0res.0，继电器无制动作用。其目的是为了提高内部故障时的灵敏性。一般取，继电器无制动作用。其目的是为了提高内部故障时的灵敏性。一般取I
56、Ires.0res.0=(0.5=(0.51)I1)ITNTN/K/KTATA。I Ires.0res.0决定于稳压管决定于稳压管VSVS的反向击穿电压的反向击穿电压U UW W。对于某个继电器来说对于某个继电器来说I Ires.0res.0是一个确定值，不需要整定。需要整定的是无制动作是一个确定值，不需要整定。需要整定的是无制动作用时的动作电流用时的动作电流I Iop.r0op.r0应大于此时的不平衡电流，即应大于此时的不平衡电流，即ABNKIresId2C130(10-17)式中式中I Iunb.Nunb.N额定电流条件下的不平衡电流。额定电流条件下的不平衡电流。图图10-1810-18中
57、中曲曲线线3 3为为对对应应不不同同短短路路电电流流时时的的不不平平衡衡电电流流，K K点点是是对对应应纵纵坐坐标标是是外外部部短短路路时时，最最大大短短路路电电流流通通过过时时产产生生的的最最大大不不平平衡衡电电流流，为为使使在在最最大大不不平平衡衡电电流时不误动作，则继电器一次侧动作电流值为流时不误动作，则继电器一次侧动作电流值为(10-18)所以虚线所以虚线1 1的斜率的斜率m m或制动系数或制动系数KresKres应按下式计算应按下式计算: :(10-19)按上式选取制动特性曲线按上式选取制动特性曲线BCBC的斜率的斜率K Kresres可使继电器在外部短路时通过最大短路电流可使继电器
58、在外部短路时通过最大短路电流时不误动作。时不误动作。（二）（二）2 2次谐波制动回路次谐波制动回路如图如图10-1610-16所示，所示，2 2次谐波制动回路由电抗变换器次谐波制动回路由电抗变换器2UX2UX、电容、电容C2C2、电抗、电抗L L、电容、电容C3C3和和电阻电阻R2R2组成。电抗变换器组成。电抗变换器2UX2UX二次绕组与电容二次绕组与电容C2C2组成组成100Hz100Hz谐振回路谐振回路, ,以便从电容以便从电容C2C2两端取出两端取出2 2次谐波电压，再经电抗次谐波电压，再经电抗L L和电容和电容C3C3组成对组成对50Hz50Hz的阻波器，除去其中的基的阻波器，除去其中
59、的基波分量，并通过整流器波分量，并通过整流器U2U2输出一个输出一个2 2次谐波制动量加在极化继电器上，以防止变压次谐波制动量加在极化继电器上，以防止变压器空载投入的误动作。器空载投入的误动作。 （三）电流速断回路（三）电流速断回路差动电流速断回路由差动电流速断回路由3UX3UX、U3U3和和C5C5组成。组成。3UX3UX二次侧输出一个与差动电流二次侧输出一个与差动电流IdId成正比的电压，经成正比的电压，经U3U3整流、整流、C5C5滤波后加在执行元件滤波后加在执行元件KMKM上，当输出电压达到整定值上，当输出电压达到整定值时，中间继电器时，中间继电器KMKM动作接通跳闸回路。可以利用动作
60、接通跳闸回路。可以利用3UX3UX二次绕组分接头改变动作值。二次绕组分接头改变动作值。（四）制动绕组的接入方式（四）制动绕组的接入方式4UX4UX一次侧制动绕组应根据以下情况接线：一次侧制动绕组应根据以下情况接线：1)1)对于单侧电源双绕组变压器，应将对于单侧电源双绕组变压器，应将4UX4UX的两个一次绕组顺向串联或仅用其中一个绕组的两个一次绕组顺向串联或仅用其中一个绕组接于负荷侧差动臂中。当发生外部短路时，能可靠动作；当发生内部短路时，无制动接于负荷侧差动臂中。当发生外部短路时，能可靠动作；当发生内部短路时，无制动作用，有较高的灵敏性。作用，有较高的灵敏性。2 2）对于双侧电源的双绕组变压器
61、，）对于双侧电源的双绕组变压器，4UX4UX的两个一次绕组分别接于两个负荷侧的差动臂的两个一次绕组分别接于两个负荷侧的差动臂中，其连接应保证正常运行时产生的总磁势为两侧磁势之和。当发生外部故障时，制中，其连接应保证正常运行时产生的总磁势为两侧磁势之和。当发生外部故障时，制动作用最大；而当发生内部故障时作用最小。动作用最大；而当发生内部故障时作用最小。3 3）对于单电源的三绕组变压器，）对于单电源的三绕组变压器，4UX4UX的两个一次绕组应分别接在两负荷侧的差动臂中。的两个一次绕组应分别接在两负荷侧的差动臂中。4 4）对于双电源的三绕组变压器，应将）对于双电源的三绕组变压器，应将4UX4UX的两
62、个一次绕组接于负荷侧和小电源侧的差的两个一次绕组接于负荷侧和小电源侧的差动臂中。动臂中。5 5）对于多侧电源的三绕组变压器，各侧均接入制动绕组，采用）对于多侧电源的三绕组变压器，各侧均接入制动绕组，采用LCD-11LCD-11型继电器。型继电器。（五）谐波制动的变压器差动保护（五）谐波制动的变压器差动保护的整定计算的整定计算1 1、选择自耦电流变换器变比、选择自耦电流变换器变比 首先计算变压器各侧额定电流首先计算变压器各侧额定电流I ITNTN，选择各侧电流互感器的变比，选择各侧电流互感器的变比K KTATA。计算各。计算各侧差动臂中的电流。选择自耦变流器变比侧差动臂中的电流。选择自耦变流器变
63、比K KUTUT，最后计算变比误差，最后计算变比误差ffS S。1 1、确定保护最小动作电流、确定保护最小动作电流I Iop.r.minop.r.min 保护最小动作电流按躲开最大负荷时不平衡电流保护最小动作电流按躲开最大负荷时不平衡电流Iunb.max来整定，即。对来整定，即。对运行中变压器，可实测运行中变压器，可实测Iunb.max。通常取。通常取Iop.r0=(0.20.5)ITN。3 3确定保护制动特性转折点电流确定保护制动特性转折点电流I Ires.0res.0 保护继电器制动特性转折点电流保护继电器制动特性转折点电流I Iresres按保证外部故障时保护不误动作及提按保证外部故障时
64、保护不误动作及提高内部故障灵敏性要求确定为高内部故障灵敏性要求确定为Ires.0=(1Ires.0=(11.2) I1.2) ITNTN。4 4确定制动系数确定制动系数K Kresres和制动特性的斜率和制动特性的斜率m m由式由式(10-15)(10-15)可得制动系数为：可得制动系数为：（10-20）（五）差动保护的整定计算（五）差动保护的整定计算式中式中 KstTAKstTA的同型系数，取的同型系数，取1 1； KerrTA KerrTA的最大相对误差，取的最大相对误差，取0.10.1； Knp Knp非周期分量系数，取非周期分量系数，取1.51.52.02.0； U U变压器调压引起的
65、误差。取调压范围的一半；变压器调压引起的误差。取调压范围的一半； f fS S变比误差，取实际计算值；变比误差，取实际计算值； K Krelrel可靠系数，取可靠系数，取1.31.3。由图由图10-1810-18中可见直线中可见直线BCBC的斜率的斜率m m为为ABNKIresId2C130图图10-1810-18制动特性制动特性在确定在确定Kres、Iop.r0、Ires.0后，后，m随随Ires大小变化因而不便整定，常取大小变化因而不便整定，常取m=Kres，m确确定后，按定后，按Iop.r0 （标幺值）（标幺值）Kres校验校验Iop.r0。5校验灵敏系数校验灵敏系数（10-21）式中式
66、中 保护区内部两相短路时的最小短路电流；保护区内部两相短路时的最小短路电流；Iop对应制动电流时的动作电流。对应制动电流时的动作电流。（五）差动保护的整定计算（五）差动保护的整定计算5 5差动电流速断动作电流差动电流速断动作电流按躲开变压器空载投入时，出现的最大励磁涌流的按躲开变压器空载投入时，出现的最大励磁涌流的1.51.52 2倍整定。对于倍整定。对于Y,dY,d接线的变压器为：接线的变压器为：Iop=(1.52)Iexs （10-22）（10-22）式中）式中Iexs-最大励磁涌流电流。最大励磁涌流电流。五五 、鉴别波形间断角原理的差动、鉴别波形间断角原理的差动保护保护 励磁涌流波形有较
67、大的间断励磁涌流波形有较大的间断角，而内部短路故障时，电角，而内部短路故障时，电流基本上是正弦波形。据此，流基本上是正弦波形。据此，可采用鉴别波形间断角大小可采用鉴别波形间断角大小的方法躲过励磁涌流。鉴别的方法躲过励磁涌流。鉴别波形间断角的差动保护原理波形间断角的差动保护原理框图如图框图如图10-1910-19所示。电抗变所示。电抗变换器换器1UX1UX、2UX2UX的一次绕组则的一次绕组则分别接分别接于变压器两侧电流互于变压器两侧电流互感器的二次侧。感器的二次侧。1UX和和2UX各有两个二次绕组，其中一各有两个二次绕组，其中一个反极性串联，构成制动回个反极性串联，构成制动回路。制动回路输出电
68、压经整路。制动回路输出电压经整流桥流桥U1整流及滤波后，形成整流及滤波后，形成直流制动电压直流制动电压Ures。五五 、鉴别波形间断角原理的差动、鉴别波形间断角原理的差动保护保护两个电抗变换器的另一个两个电抗变换器的另一个二次绕组顺极性串联，二次绕组顺极性串联，构成差动回路。差动构成差动回路。差动回路输出电压经整流回路输出电压经整流桥桥U2整流后，形成脉整流后，形成脉动的差动电压动的差动电压Ud。调。调整电阻整电阻R1，在正常情，在正常情况下，差动电压最小。况下，差动电压最小。改变改变R2可以改变可以改变2UX的一次电流与其二次的一次电流与其二次电压之间的相角差，电压之间的相角差，使之等于使之
69、等于1UX的一次的一次电流及二次电压间的电流及二次电压间的相角差。相角差。 五五 、鉴别波形间断角原理的差动、鉴别波形间断角原理的差动保护保护l鉴别间断角的电路鉴别间断角的电路如图如图10-2010-20所示，第所示，第一级为抗干扰延时一级为抗干扰延时电路，其作用是抗电路，其作用是抗干扰和躲过不平衡干扰和躲过不平衡电流中的高次谐波电流中的高次谐波分量，由三极管分量，由三极管V11V11截止，截止，C1C1开始充电开始充电到稳压管到稳压管VS1VS1击穿的击穿的时间时间T1T1来实现，来实现，T1T1大约为大约为2.5ms2.5ms。五五 、鉴别波形间断角原理的差动、鉴别波形间断角原理的差动保护保护l第二级为延时记忆电路，第二级为延时记忆电路，由由V12V12、C2C2以及以及VS2VS2构成，构成，其时限决定于其时限决定于R8R8、R9R9与与C2C2充电到充电到VS2VS2的击穿电的击穿电压时间压时间T2T2，T2=T1+3.3msT2=T1+3.3ms，作为判，作为判断间断角用。第三级延断间断角用。第三级延时电路由时电路由V13V13、C3C3、R11R11、VS3VS3构成，其延时大约构成，其延时大约T3=22T3=2224ms24ms，为防止，为防止外部短路时误动作，并外部短路时误动作，并对输出脉冲展宽。对输出脉冲展宽。
