变压器接线分析.ppt

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1、变压器接线组别与差动保护李德家2009年4月第一节、变压器差动保护的基本原理在电力系统中，电力变压器是电力系统中十分重要的设备，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重影响。对于大容量变压器除了常见的速断保护、过流保护和气体保护之外，一般还装设电流差动保护。纵差保护主要用来保护6300KVA及以上的电力变压器内部、套管及引线上的各种短路故障。为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等，相位相反，即高、低压侧CT产生的三相电流至差动继电

2、器的矢量和为零，Icd=iA+ia=iB+ib=iC+ic=0，保护装置不会动作。当变压器发生故障时，两侧电流完全叠加使保护装置准确动作。下图中：第二节变压器差动保护需要解决的两个问题一、变压器差动保护需要克服励磁涌流引起的误动作在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流，通常称为励磁涌流。产生励磁涌流的原因，是因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非

3、周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半个周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如下图1所示。此时变压器铁芯将严重饱和，通过下图2可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。励磁涌流的特点：①、励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。②、励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。③、励磁涌流的波形出现间断角。针对励磁涌流的特点采取克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施：①、采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护；

4、②、利用二次谐波制动原理构成的差动保护；③、利用间断角原理构成的变压器差动保护；④、采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。二、克服不平衡电流引起的差动保护误动作产生不平衡电流的原因主要有：（1）稳态情况下的不平衡电流  ①、变压器接线组别原因使两侧电流相位不同②、电流互感器计算变比与实际变比不同③、变压器各侧电流互感器型号不同，饱和特性、励磁电流（归算至同一侧）也就不同④、变压器带负荷调节分接头（2）暂态情况下的不平衡电流 ①、暂态不平衡电流含有大量的非周期分量，偏离时间轴的一侧。  ②、暂态不平衡电流最大值出现

5、的时间滞后一次侧最大电流的时间（根据此特点靠保护的延时来躲过其暂态不平衡电流必然影响保护的快速性，甚至使变压器差动保护不能接受）。减小不平衡电流的措施（1）减小稳态情况下的不平衡电流   变压器差动保护各侧用的电流互感器，选用变压器差动保护专用的D级电流互感器；当通过外部最大稳态短路电流时，差动保护回路的二次负荷要能满足10%误差的要求。　（2）减小电流互感器的二次负荷   这实际上相当于减小二次侧的端电压，相应地减少电流互感器的励磁电流。减小二次负荷的常用办法有：减小控制电缆的电阻(适当增大导线截面，尽量缩短控制电缆

6、长度)；采用弱电控制用的电流互感器(二次额定电流为lA)等。　（3）采用带小气隙的电流互感器   这种电流互感器铁芯的剩磁较小，在一次侧电流较大的情况下，电流互感器不容易饱和。因而励磁电流较小，有利于减小不平衡电流。同时也改善了电流互感器的暂态特性。　（4）减小变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流采用相位补偿-----CT的接线方式，下面将重点讲述。（5）数值补偿----选择CT变比变压器星形侧电流互感器变比变压器三角形侧电流互感器变比（6）减小电流互感器由于计算变比与标准变比不同而引起的不平衡电流采用数值补偿 

7、 ①采用自耦变流器。  ②利用BCH型差动继电器中的平衡线圈。  ③在变压器微机保护的软件中采用补偿系数使差动回路的不平衡电流为最小。（7）由变压器两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流，在差动保护的整定计算中加以考虑。（8）由变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流，在变压器差动保护的整定计算中考虑。（9）减小暂态过程中非周期分量电流的影响  ①差动保护采用具有速饱和特性的中间变流器；  ②选用带制动特性的差动继电器或间断角原理的差动继电器等，利用其它方法来解决暂态过程中非周期分量电流的影响问题。在工程实际应用中

8、，目前大多配置有综合保护装置，其差动保护的CT线路，对任意接线组别的变压器都可以采用全星形连接,其相位补偿可以由保护装置内部的软件来实现；但是对于没有自动变换功能的差动保护装置，则需要考虑根据变压器的接线组别，确定变压器高、低压侧CT的接法以期获得相位补偿。第三节、变压器在逆相序状态下的