变压器差动保护原理及调试方法

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1、第一部分变压器差动保护的基本原理—————薛峰2013.3山东～济南1变压器差动保护简述一、纵联差动保护是变压器电气量的主保护。规程规定电压等级在10kV以上，容量在10MVA及以上的变压器需配置纵联差动保护。差动保护可以反应变压器内部绕组相间和接地故障。差动保护可以反应引出线至电流互感器之间的相间及接地故障。差动保护可以反应一定程度上的内部绕组匝间短路故障。2CJ高压侧TA极性标注低压侧TA极性标注差动继电器整定值6A电流互感器（TA）变压器变压器差动保护的基本构成差动保护的基本原理(1)一、3CJIcd≈020A20A一个穿越性质的短路电流通过变压器向短路点提供高压侧一次电流从极性端

2、流进二次电流从极性端流出保护规定的TA正方向定义低压侧一次电流从极性端流出二次电流从极性端流进在区外穿越性质的短路电流作用下，如果两侧TA能正确传变，理论上流过差动继电器的差流Icd≈0，所以此时：差动保护不动作！变压器区外故障演示变压器区外发生故障此故障点因由该处线路保护切除故障差动保护的基本原理(2)一、4变压器区内发生故障20A10AIcd=30A20A10A此时差动继电器动作变压器区内故障演示差动保护的基本原理(3)一、5微机变压器差动保护的构成CJ微机变压器差动保护设定微机保护计算参考方向均以母线流向变压器为正方向微机差动保护需要进行的计算：微机差动保护的动作判据：差动保护门槛

3、值一般整定为（0.4-0.8）Ie譬如2A差动保护比例制动系数例如：0.5以上两式均成立则差动保护动作差动保护的基本原理(4)一、6微机变压器差动保护变压器区外故障分析计算结果：将计算结果代入判据：+-≈0+-=2i1≈0门槛2A≈00.52i1i1差动保护不动作实际短路电流与参考方向相同实际短路电流与参考方向反向差动保护的基本原理(5)一、7微机变压器差动保护变压器区内故障分析（双电源）计算结果：将计算结果代入判据：++≈0++≈2i1门槛2A0.5≈0差动保护动作实际短路电流与参考方向相同实际短路电流与参考方向相同≈2i1≈2i1≈0差动保护的基本原理(6)一、8微机变压器差动保护变

4、压器区内故障分析（单电源）计算结果：将计算结果代入判据：+0+0≈i1门槛2A0.5差动保护动作实际短路电流与参考方向相同≈i1≈i1≈i1≈i10.5i1差动保护的基本原理(7)一、9差动保护的动作特性分析（1）区外故障计算结果：+-≈0+-=2i1++≈0++≈2i1区内故障计算结果：变量恒量IsetIe0IcdIr(Ir

5、（0.8-1）倍从特性图上可以看出，当制动电流小于拐点电流时，差动保护的门槛值是固定的，当制动电流大于拐点电流时差动保护的动作门槛是变动的，它随制动电流的增大而增大！差动保护的基本原理(9)一、11三折线差动保护的引入变压器纵差保护，双卷变一般使用两折线可满足特性要求，三卷变一般需用三折线。也可以得出一般规律，小容量低电压等级的变压器一般可使用两折线，三卷变容量一般就不会小，容量不小一般电压等级不会低，所以高电压等级、大容量的变压器差动保护一般使用三折线。三卷变一般使用三折线差动，由于无法使用差制动，一般使用最大侧电流为制动量，因此区内故障时总有一定的制动量。但三折线更考虑了区外故障三

6、侧TA特性不一致而带来的误动问题。故障情况下，高电压等级的变压器差动保护用TA要比低电压等级的变压器差动TA运行环境恶劣，从稳态的大短路电流来讲TA都可能饱和，但是稳态大电流是可以预见的，很容易从分析计算得到，只要根据计算来选择合适的TA参数就可避免TA特性误差而导致的保护误动。但高电压等级系统发生故障，故障电流有暂态分量，TA有暂态饱和问题，而低电压等级的TA则无此问题。暂态饱和比稳态饱和更难处理，因此要在区外故障时制动电流大到一定值时，（譬如3Ie），加大差动动作电流增大的比例（反应为折线斜率加大），以防止区外故障误动。IsetIe0Icd动作区K1=0.5非动作区K2=0.73Ie

7、差动保护的基本原理(10)一、12电流互感器的误差与饱和O要控制互感器误差在允许范围之内，首要的工作是控制励磁电流的大小，要控制励磁电流就要控制好励磁支路的阻抗，主要是Xm。电流互感器在匝数比确定的前提下，铁芯截面、长度又一定下其Xm值的大小取决于磁感应系数μ的大小。即Xm∝μ13关于互感器铁芯励磁互感电抗Xm标准磁化曲线平均磁化曲线14两种不同的短路电流15电流互感器两种不同的饱和情况图解稳态大电流饱和暂态电流饱和16差动保护的三