发变组保护原理及配置.ppt

第二讲变压器继电保护
#内容提要：
变压器电气量保护的配置
变压器纵差保护
电流电压保护
变压器零序保护

变压器属电网关键大型设备，03年220KV及以
上变压器正确动作率仅为76.21%,其中运行实用部门责任53.06%，制造部门34.69%,基建部门（调试、
接线）4.08%。1电力变压器电气量保护配置
（1）纵差动保护或电流速断保护（主保护）
电流速断保护仅用于10000kVA以下而灵敏度满足要求
的变压器，且其过电流保护的时限大于0.5s时。此外都应
装设纵差动保护。
（2）后被保护（外部相间短路时的保护)
过电流保护。整定值应考虑事故状态下可能出现的过
负荷电流；
复合电压起动的过电流保护。升压变及过电流保护灵敏
性不满足要求的降压变压器上；
负序电流及单相式低电压起动的过电流保护。一般用
于大容量升压变压器和系统联络变压器；
阻抗保护。以上保护不能满足灵敏性和选择性要求时。。（3）中性点直接接地电力网的零序保护。
电力网中部分变压器中性点接地运行，装设专用的保护
装置，如零序过压保护，中性点装放电间隙，加零序电流
保护等。
对自耦变压器和高、中压侧中性点都直接接地的三绕组
变压器，应增设零序方向元件。
（4）过负荷保护
过负荷保护接于一相电流上，并延时作用于信号。对于
无经常值班人员的变电所，必要时过负荷保护可动作于自
动减负荷或跳闸。
（5）过励磁保护
高压侧电压为500kV及以上的变压器，频率降低和电压
升高而引起的变压器励磁电流的升高。过励磁保护反应于
实际工作磁密和额定工作磁密之比(称为过励磁倍数)而动
作。2变压器的纵联差动保护
2.1．变压器纵差动保护基本原理

参考方向：由母线指向变压器为正。

①正常运行及外部短路时
功率方向一侧为正，另一侧为负（与参考方向相反）。
理想情况此时差流为零，差动保护不动作。
②变压器内部发生短路时
两侧电源向故障点提供短路电流，电流实际方向与参考
方向一致，差动继电器流过两侧电流和而动作。
2.2．影响变压器纵差动保护性能的因素
2.2.1变压器励磁涌流I产生不平衡电流
变压器的励磁电流Iμ仅流经变压器的某一侧，通过电流
互感器反应到差动回路中不能被平衡，在正常运行，一般
不超过额定电流的2%~10%。在外部故障时，由于电压降
低，影响就更小。但是当变压器空载投入和外部故障切除
后电压恢复时，总磁通将为。
铁心严重饱和，励磁电流Iμ剧烈增大，此电流就
称为变压器的励磁涌流Iμ.su，最大可达额定电流的
6~8倍，同时包含有大量的非周期分量和高次谐波
分量。
正好在电压瞬时值为最大时合闸，就不会出现
励磁涌流。对三相变压器而言，无论在任何瞬间合
闸，至少有两相要出现程度不同的励磁涌流。
（2）励磁涌流的特点
包含有很大成分的非周期分量，使涌流偏于时间
轴的一侧；
包含有大量的高次谐波，而以二次谐波为主；
波形之间出现间断，在一个周期中间断角为。

2.2.2变压器两侧电流相位不同产生不平衡电流
接线方式：电流互感器仍采用通常的接线方式，则二次
电流由于相位不同，将变压器星形侧的三个电流互感器接
成三角形，这样差动回路两侧的电流就是同相位的了。在互感器接成三角形侧的差动一臂中，电流又增大了倍,就必须将该侧电流互感器的变比减小倍。

式中和为适应Y/△接线的需要而采用互感器
的新变比，为变压器变比。
2.2.3两侧TA型号不同产生不平衡电流
型号不同，饱和特性、励磁电流(归算至同一侧)也就不
同，产生的不平衡电流较大。应采用同型系数
计算变比与实际变比不同也会有不平衡电流。
2.2.4带负荷调整分接头产生的不平衡电流
分接头改换时，会产生一个新的不平衡电流流入差动回
路。在稳态情况下，变压器纵差动保护所采用的最大不
平衡电流：
2.3．变压器传统纵差保护的整定计算原则
2.3.1纵差动保护起动电流的整定
①躲开保护范围外部短路时的最大不平衡电流

②还必须能够躲开变压器励磁涌流的影响。
经验表明，需整定为时，才能躲开
磁涌流的影响。
2.3.2纵差动保护灵敏系数的校验

灵敏系数一般不应低于2。它表征内部故障的反应能力低。
2.4．微机比率值动差动继电器
2.4.1比率制动差动原理

三绕组变压器，设第三绕组侧为P，差动电流

制动电流
或
2.4.2励磁涌流鉴别原理
①二次谐波制动
K为二次谐波制动系数，任一相涌流满足条件，同时闭
锁三相保护。
②波形比较制动
波形比较间断角闭锁

w和分别为励磁涌流波形波宽和间断角，w=360°–°
，w·set=140°左右，set=65°左右。两式同时满足才认为
有励磁涌流出现。
2.4.3差流速断保护元件

AND

ki为大于2的加速系数，为加速系数，一般取