变压器保护课件

《变压器保护课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《变压器保护课件（82页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、6.1 电力变压器的故障类型和不正常运行状态及保 护配置6.2 变压器纵差动保护6.3 变压器的励磁涌流及其鉴别原理6.4 变压器相间短路的后备保护1、电力变压器的故障类型变压器的故障可分为变压器的故障可分为油箱内故障油箱内故障和和油箱外故障油箱外故障两类。两类。内部内部：绕组的：绕组的相间短路相间短路、匝间短路匝间短路、接地短路接地短路，以及，以及铁芯烧毁铁芯烧毁等。等。外部外部：套管和引出线上发生的：套管和引出线上发生的相间短路相间短路和和接地短路接地短路。2.不正常的运行状态外部相间短路、接地短路引起的外部相间短路、接地短路引起的相间过电流和零序过相间过电流和零序过电流电流，负荷超过其额

2、定容量引起的，负荷超过其额定容量引起的过负荷过负荷、油箱漏油、油箱漏油引起的引起的油面降低油面降低，以及，以及过电压过电压、过励磁过励磁等。等。（1 1）瓦斯保护）瓦斯保护作用：反应变压器作用：反应变压器油箱内部的短路故障油箱内部的短路故障以及以及油面降低油面降低。重瓦斯保护重瓦斯保护动作于跳开变压器各电源侧断路器，动作于跳开变压器各电源侧断路器，轻瓦轻瓦斯保护斯保护动作于发出信号。动作于发出信号。应装设瓦斯保护的变压器容量界限是：应装设瓦斯保护的变压器容量界限是：800kVA及以上及以上的油浸式变压器和的油浸式变压器和 400kVA及以上的车间内油浸式变压及以上的车间内油浸式变压器。同样对带

3、负荷调压的油浸式变压器的调压装置，也器。同样对带负荷调压的油浸式变压器的调压装置，也应装设瓦斯保护。应装设瓦斯保护。 （2 2）纵差保护或电流速断保护）纵差保护或电流速断保护作用：反应作用：反应电力变压器绕组电力变压器绕组、套管及引出线发生的短路套管及引出线发生的短路故障故障。l 6300kVA6300kVA及以上并列运行、及以上并列运行、10000kVA10000kVA及以上单独运行及以上单独运行的变压器、发电厂厂用变，应装设的变压器、发电厂厂用变，应装设纵差动保护纵差动保护。l 10000kVA10000kVA及以下的变压器，应装设及以下的变压器，应装设电流速断保护电流速断保护。l 对于对

4、于2000kVA2000kVA以上的变压器，当电流速断保护灵敏度以上的变压器，当电流速断保护灵敏度不能满足要求时，也应装设不能满足要求时，也应装设纵差动保护纵差动保护。（3 3）过电流保护）过电流保护作用：反应作用：反应外部相间短路引起的变压器过电流外部相间短路引起的变压器过电流，同时，同时作为瓦斯保护和纵差保护的后备保护，其动作时限按作为瓦斯保护和纵差保护的后备保护，其动作时限按阶梯形原则来整定阶梯形原则来整定。常采用：常采用：l 过电流保护过电流保护l 低电压起动过电流保护低电压起动过电流保护l 复合电压起动过电流保护复合电压起动过电流保护 （4 4）零序保护）零序保护作用：反应作用：反应

5、变压器高压侧（或中压侧），以及外部元变压器高压侧（或中压侧），以及外部元件的接地短路件的接地短路。 变压器中性点直接接地运行，应装设变压器中性点直接接地运行，应装设零序电流保护零序电流保护；变压器中性点可能接地或不接地运行时，应装设变压器中性点可能接地或不接地运行时，应装设零序零序电流电流、零序过电压保护零序过电压保护。（5 5）过负荷保护）过负荷保护变压器长期过负荷运行时，绕组会因发热而受到损伤。变压器长期过负荷运行时，绕组会因发热而受到损伤。400kVA400kVA以上的变压器，当数台并列运行或单独运行并作以上的变压器，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。

6、过负荷为其他负荷的备用电源时，应装设过负荷保护。过负荷保护通常保护通常只装在一相只装在一相，延时动作于发信号，延时动作于发信号。无人值守变电所，必要时可动作于自动化减负荷或跳闸。（6 6）过励磁保护）过励磁保护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的升高，应装设过电压升高而引起的变压器励磁电流的升高，应装设过励磁保护。在变压器允许的过励磁范围内，保护作用励磁保护。在变压器允许的过励磁范围内，保护作用于信号，当过励磁超过允许值时，可动作于跳闸。过于信号，当过励磁超过允许值时，可动作于跳闸。过励磁保护反应于

7、实际工作磁密和额定工作磁密之比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。（称为过励磁倍数）而动作。实际工作磁密可通过检测变压器电压幅值与频率的比实际工作磁密可通过检测变压器电压幅值与频率的比值来计算。值来计算。（7 7）其他保护）其他保护对变压器对变压器温度和油箱内压力升高温度和油箱内压力升高，以及，以及冷却系统故障冷却系统故障，应装设相应的非电量保护。应装设相应的非电量保护。变压器保护分类：变压器保护分类：l 非电量保护非电量保护：装设于变压器内部，反映油箱内的：装设于变压器内部，反映油箱内的油、气、温度的变化。油、气、温度的变化。l 电量保护电量保护变压器主保护

8、：瓦斯保护和纵差动保护。变压器主保护：瓦斯保护和纵差动保护。1.1.基本原理基本原理与线路纵联保护相似，都是比较被保护设备各侧电流与线路纵联保护相似，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值大小。的相位和数值大小。电流参考正方向：电流参考正方向：母线指向变压器。母线指向变压器。21IIIr与线路纵联保护的不同：与线路纵联保护的不同：变压器高低压侧的额定电流不相等，为使差动保护正确动作，变压器高低压侧的额定电流不相等，为使差动保护正确动作，需适当选择各侧的电流互感器变比，使正常运行或外部故障时需适当选择各侧的电流互感器变比，使正常运行或外部故障时各侧的二次电流相等。各侧的二次电流相等。21II 2

9、211TATAnInI即：1221IIUUnT考虑到：TTATAnnn12的变比，使：因此应选择电流互感器即即差动电流为差动电流为0，保护不会动作，保护不会动作；变压器内部故障时变压器内部故障时，差动电流差动电流为故障点电流（变换到为故障点电流（变换到TA二次侧），二次侧），数值很大数值很大。1ITTATAnnn12合：若电流互感器的变比符1121)1 (221TATATTAnInnnTATrnIInI221:TATrnIInI则忽略变压器的损耗，在忽略变压器的损耗，在正常运行和区外故障时正常运行和区外故障时一次电流的关系为：一次电流的关系为：021 IInT因此利用差动继电器的动作方程：因此

10、利用差动继电器的动作方程：Ir Iset理论上可区分区内故障和区外故障。2.2.纵差动保护的接线（三相变压器）纵差动保护的接线（三相变压器） 三相变压器通常采用三相变压器通常采用Y,d11的接线方式。的接线方式。Y，d11接线方式：接线方式：变压器变压器Y侧和侧和d侧同相侧同相电流相位不一致，电流相位不一致，IdA超前超前IYA30。2.2.纵差动保护的接线（双绕组三相变压器）纵差动保护的接线（双绕组三相变压器）考虑两侧电流互感器能否均采用考虑两侧电流互感器能否均采用Y Y型接线？型接线？两侧电流互感器均采两侧电流互感器均采用用Y型接线，则如果采型接线，则如果采用用相对相式相对相式，会产生，会

11、产生差流差流。 变压器星形侧变压器星形侧电流互感器按电流互感器按角形接线角形接线变压器角形侧变压器角形侧电流互感器按电流互感器按星形接线星形接线解决方法：解决方法：1) 更改更改TA接线接线dCYAYCrCdBYCYBrBdAYBYArAIIIIIIIIIIII)()()(.解决方法：解决方法：为保证正常运行及外部故障情况下差动回路为保证正常运行及外部故障情况下差动回路没有电流，则该侧的电流互感器变比也应增大没有电流，则该侧的电流互感器变比也应增大 倍。倍。带来问题：带来问题：由于由于Y Y侧采用两相电流差，则该侧流入差动侧采用两相电流差，则该侧流入差动继电器的电流增加了继电器的电流增加了 倍

12、。倍。33312TTATAnnn2) 2) 软件补偿：软件补偿：如果采用微机保护装置，则两侧电流互感器可均采用星如果采用微机保护装置，则两侧电流互感器可均采用星形接线，在软件中合成对应的两侧比较电流，并考虑变形接线，在软件中合成对应的两侧比较电流，并考虑变换系数即可。两侧电流互感器的变比仍取：换系数即可。两侧电流互感器的变比仍取：TTATAnnn12以以Y,d,d11Y,d,d11接线方式为例，接入纵差动继电器的差电流接线方式为例，接入纵差动继电器的差电流为：为：3.3.三绕组变压器接线：三绕组变压器接线：3323231313TTATATTATAnnnnnn321IIIIr设设Ik.max为区

13、外故障时的最大穿越电流（二次侧）为区外故障时的最大穿越电流（二次侧）1121221)1 (TATATTATATrnInnnnIInI211TATTAzannnf令变比差系数为：1.1.计算变比与标准变比不同产生的不平衡电流计算变比与标准变比不同产生的不平衡电流区外故障时：区外故障时：11/TAzaunbnIfImax.max.kzaunbIfI不平衡电流为：变比不一致产生的最大则由于计算变比和实际TTATAnnn12实际很难满足：11221:TAzaTATrnIfnIInI则021 IInT)1 (21TATTAnnnn令1In 则不平衡电流为：解决方法：电流互感器选定后，n为一个常数。可设法

14、补偿掉不平衡电流，则此时引入差动继电器的电流为：121InIIIr1) 数字式纵差动保护装置： 用软件计算实现补偿。2) 电磁式纵差动保护装置电磁式纵差动保护装置用中间变流器进行补偿用中间变流器进行补偿。原理：磁势平衡。原理：磁势平衡。在中间变流器在中间变流器TS的铁心上绕有的铁心上绕有主绕组主绕组Wd，接入差动电流，另，接入差动电流，另外还绕有一个平衡绕组外还绕有一个平衡绕组Wb和二和二次绕组次绕组W2。通过选择绕组匝数，在正常运通过选择绕组匝数，在正常运行和外部故障时，只要满足：行和外部故障时，只要满足：0)(121IWIIWbd即即Wb / Wd=n，则中间变流器内总磁通为，则中间变流器

15、内总磁通为0 0，在二次绕组，在二次绕组上就没有感应电动势，从而没有电流流入继电器。上就没有感应电动势，从而没有电流流入继电器。2.2.变压器带负荷调整接头而产生的不平衡电流变压器带负荷调整接头而产生的不平衡电流调整分接头实际上就是改变变压器的变比，其结果必然将调整分接头实际上就是改变变压器的变比，其结果必然将破坏电破坏电流互感器二次电流的平衡关系流互感器二次电流的平衡关系，产生了新的不平衡电流。，产生了新的不平衡电流。由于改变分接头位置产生的最大不平衡电流为：由于改变分接头位置产生的最大不平衡电流为： Iunb.max=UIk.maxU为由变压器分接头改变引起的相对误差，考虑到可以正负两为由

16、变压器分接头改变引起的相对误差，考虑到可以正负两个方向进行调整，一般个方向进行调整，一般U可取调节范围的一半。可取调节范围的一半。解决办法：解决办法：用提高保护动作电流的方法来躲过这种不平衡电流的影响。用提高保护动作电流的方法来躲过这种不平衡电流的影响。电流互感器的传变误差就是励磁电流：电流互感器的传变误差就是励磁电流：111III3.3.电流互感器传变误差产生的不平衡电流电流互感器传变误差产生的不平衡电流1) 1) 电流互感器的传变误差分析电流互感器的传变误差分析电流互感器的二次电流：电流互感器的二次电流：111111IZLj1IZLjZI111Z1包含电流互感器的漏抗和包含电流互感器的漏抗

17、和二次负载阻抗。二次负载阻抗。区外故障时，由电流互感器传变误差引起的不平衡区外故障时，由电流互感器传变误差引起的不平衡电流：电流：1) 1) 电流互感器的传变误差分析电流互感器的传变误差分析若两个互感器型号相同，则参数差异性小，不平衡若两个互感器型号相同，则参数差异性小，不平衡电流也较小，反之较大。电流也较小，反之较大。采用同型系数采用同型系数Kst 表示互感器型号对不平衡电流的影表示互感器型号对不平衡电流的影响。当两响。当两TA型号、容量相同时取型号、容量相同时取0.5，不同时取，不同时取1，对于对于变压器纵差动保护，两侧变压器纵差动保护，两侧TA变比肯定不一样，变比肯定不一样，因此取因此取

18、Kst =1。1IKIstunb励磁电流励磁电流I1的大小取决于的大小取决于电流互感器铁芯是否饱和以电流互感器铁芯是否饱和以及饱和的程度。及饱和的程度。1) 1) 电流互感器的传变误差分析电流互感器的传变误差分析I1与铁芯磁通之间的关系由铁芯的磁滞回线确定。与铁芯磁通之间的关系由铁芯的磁滞回线确定。2励磁电流励磁电流3 3铁芯的磁滞回线铁芯的磁滞回线1 1铁芯的基本磁化曲线，近似分析时常用铁芯的基本磁化曲线，近似分析时常用1 1代替代替3 3。S S点为饱和点，磁化曲线各点切线的斜率就是励磁回点为饱和点，磁化曲线各点切线的斜率就是励磁回路的电感路的电感L1。铁芯未饱和时，铁芯未饱和时， L1很

19、大且接近常数；铁芯饱和后磁很大且接近常数；铁芯饱和后磁化曲线变得很平坦，化曲线变得很平坦， L1大大减小。大大减小。1) 1) 电流互感器的传变误差分析电流互感器的传变误差分析总结：总结：l 一次电流一次电流I1较小时较小时，铁芯不饱和，铁芯不饱和， L1很大且不变，很大且不变，励磁励磁电流很小且随着电流很小且随着I1增大按比例增大增大按比例增大。l 一次电流增大使励磁电流增大到铁芯饱和后一次电流增大使励磁电流增大到铁芯饱和后， L1减小，减小，励磁回路的分流增大，从而导致励磁电感进一步下降，其励磁回路的分流增大，从而导致励磁电感进一步下降，其结果是励磁电流迅速增大。结果是励磁电流迅速增大。铁

20、芯越饱和励磁电流越大，并铁芯越饱和励磁电流越大，并随一次电流的增加呈非线性的增加随一次电流的增加呈非线性的增加。111111IZLj1IZLjZI1111) 1) 电流互感器的传变误差分析电流互感器的传变误差分析若若I1中存在大量的非周期分量，使中存在大量的非周期分量，使I1偏于时间轴一侧，磁通也偏于时间轴一侧，磁通也偏离磁化曲线，沿偏离磁化曲线，沿3局部磁滞回线变化，使局部磁滞回线变化，使L1显著减小。显著减小。当当TA一次侧电流消失后，一次侧电流消失后，I1也相应变也相应变为为0。由于磁滞回线的。由于磁滞回线的“磁滞磁滞”现象，现象，铁芯中将长期存在残留磁通，成为剩磁。铁芯中将长期存在残留

21、磁通，成为剩磁。剩磁大小的方向与一次电流消失时刻的剩磁大小的方向与一次电流消失时刻的励磁电流有关。励磁电流有关。1) 1) 电流互感器的传变误差分析电流互感器的传变误差分析铁芯饱和程度还和二次负载铁芯饱和程度还和二次负载ZL有关。有关。一次电流一定的情况下，一次电流一定的情况下， ZL越大，越大，Z1越大，励磁电流越大，铁芯越易越大，励磁电流越大，铁芯越易饱和。饱和。磁化曲线是根据电流互感器铁芯材料和截面积决定的，电流互感器生磁化曲线是根据电流互感器铁芯材料和截面积决定的，电流互感器生产厂家根据产品的磁化曲线会提供产厂家根据产品的磁化曲线会提供10%误差曲线。误差曲线。为保证纵差动保护正确动作

22、，通常根据电流互感器的为保证纵差动保护正确动作，通常根据电流互感器的10%误差曲线来误差曲线来选择电流互感器的型号。选择电流互感器的型号。根据区外故障最大短路电流根据区外故障最大短路电流Ik.max，在，在10%误误差曲线中找出相应的二次负载阻抗的数值差曲线中找出相应的二次负载阻抗的数值，如果实际的负载阻抗小于，如果实际的负载阻抗小于该数值，则二次电流的误差一定小于该数值，则二次电流的误差一定小于10%，否则应选择容量更大的电，否则应选择容量更大的电流互感器。流互感器。111111IZLj1IZLjZI111则最大不平衡电流为：则最大不平衡电流为：1) 1) 电流互感器的传变误差分析电流互感器

23、的传变误差分析因此电流互感器的最大误差就是因此电流互感器的最大误差就是10%，即：，即：max.kmax.I.I101max.kstmax.unbIK.I10另外，铁芯饱和还与一次电流的频率有关，频率越低，越容易另外，铁芯饱和还与一次电流的频率有关，频率越低，越容易饱和。变压器外部故障时，一次电流中除了稳态分量外，还有饱和。变压器外部故障时，一次电流中除了稳态分量外，还有非周期分量等暂态分量，导致不平衡电流的瞬时值增大，因此非周期分量等暂态分量，导致不平衡电流的瞬时值增大，因此应考虑非周期分量系数应考虑非周期分量系数Knp(取取1.52)：max.kstnpmax.unbIKK.I103.3.

24、电流互感器电流互感器传变误差产生的传变误差产生的产生的不平衡电流产生的不平衡电流2)2)解决方法解决方法A.A.减少因电流互感器性能不同引起减少因电流互感器性能不同引起的稳态不平衡电流方法：的稳态不平衡电流方法：l 尽可能使用型号、性能完全相尽可能使用型号、性能完全相同的同的D D级电流互感器，使两互感器级电流互感器，使两互感器磁化曲线相同。磁化曲线相同。l 减少电流互感器的二次负载，减少电流互感器的二次负载，并使各侧负载相同，减少铁芯的饱并使各侧负载相同，减少铁芯的饱和程度，从而减少不平衡电流。和程度，从而减少不平衡电流。3.3.电流互感器性能不同而产生的不平衡电流电流互感器性能不同而产生的

25、不平衡电流2)2)解决方法解决方法B.B.减少电流互感器的暂态不平衡减少电流互感器的暂态不平衡电流方法：电流方法：采用速饱和特性的中间变流器。采用速饱和特性的中间变流器。当差动电流中含有较大的非周期当差动电流中含有较大的非周期分量时，铁芯迅速饱和，使非周分量时，铁芯迅速饱和，使非周期分量不易传变到变流器二次侧。期分量不易传变到变流器二次侧。而差流中只有周期分量时，很容而差流中只有周期分量时，很容易传变到二次侧。易传变到二次侧。4. 4. 变压器励磁涌流产生的不平衡电流变压器励磁涌流产生的不平衡电流励磁回路相当于变压器内部故障的故障支路，励磁电流全部流励磁回路相当于变压器内部故障的故障支路，励磁

26、电流全部流入差动继电器中，形成不平衡电流。入差动继电器中，形成不平衡电流。即：即：励磁电流的大小取决于励磁电感的数值，即取决于铁芯是否饱励磁电流的大小取决于励磁电感的数值，即取决于铁芯是否饱和。和。IIunb4. 4. 变压器励磁涌流产生的不平衡电流变压器励磁涌流产生的不平衡电流l 正常运行和外部故障时变压器不会饱和，励磁电流一般不超过正常运行和外部故障时变压器不会饱和，励磁电流一般不超过额定电流的额定电流的2%5%，对纵差动保护的影响可忽略不计，对纵差动保护的影响可忽略不计;l 当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，电压上升的当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，电压上升的暂态过

27、程中，变压器可能严重饱和，出现很大的暂态励磁电流，暂态过程中，变压器可能严重饱和，出现很大的暂态励磁电流，称称励磁涌流励磁涌流，其值可达变压器额定电流的，其值可达变压器额定电流的48倍。可能造成保护倍。可能造成保护误动作。误动作。如果用动作电流躲开励磁涌流，则在变压器内部故障时灵敏度很如果用动作电流躲开励磁涌流，则在变压器内部故障时灵敏度很低，一般通过其他措施防止励磁涌流引起纵差动保护的误动。低，一般通过其他措施防止励磁涌流引起纵差动保护的误动。解决方法：见下节。解决方法：见下节。.maxsetrelunbIKI1.3relK可靠系数，取.maxunbI外部短路故障时的最大不平衡电流.max.

28、max(10%)unbzanpstkIfUK KI zaf计算变比与实际变比不一致引起的误差；计算变比与实际变比不一致引起的误差；U带负荷调压引起的相对误差；带负荷调压引起的相对误差；0.1电流互感器容许的最大相对误差；电流互感器容许的最大相对误差；npK非周期分量系数，取非周期分量系数，取1.52；采用速饱和变流器时，可取；采用速饱和变流器时，可取1；stK电流互感器的同型系数，取为电流互感器的同型系数，取为1。setrelNIKK IrelK可靠系数，取可靠系数，取1.31.5；K励磁涌流的最大倍数，为励磁涌流的最大倍数，为48；NI变压器额定电流。变压器额定电流。.maxsetrelLI

29、KIrelK可靠系数，取可靠系数，取1.3.maxLI最大负荷电流，若不能确定，取变压器的最大负荷电流，若不能确定，取变压器的额定电流额定电流2setr .min.ksenIIK.max.max(10%)unbzanpstkIfUK KI 为了提高内部故障的灵敏度，差动继电器的动作电流为了提高内部故障的灵敏度，差动继电器的动作电流不再按躲过最大穿越电流不再按躲过最大穿越电流Ik.max整定，而是整定，而是引入一个能引入一个能反应变压器穿越电流大小的制动电流反应变压器穿越电流大小的制动电流，使，使动作电流不动作电流不再固定不变，而是根据制动电流自动调整再固定不变，而是根据制动电流自动调整。,I)

30、II(K,IImin.setg .resresmin.setr .setg .resresg .resresIIIIIr 动作电流动作电流Ires 制动电流制动电流差动继电器的差动继电器的“两折线两折线”特特性性21IIIr,I)II(K,IImin.setg .resresmin.setr .setg .resresg .resresIIII1) 双侧电源供电时双侧电源供电时假定两侧电源的电动势和等效阻抗都相同，则假定两侧电源的电动势和等效阻抗都相同，则Ir=I1 +I2 = 2Ires。（直线（直线1）差动电流只要大于差动电流只要大于Iset.min就能动作。就能动作。1IIres假定取：

31、折线折线3：差动继电器的：差动继电器的制动特性制动特性2) 单侧电源供电，单侧电源供电，I1 为负荷侧为负荷侧Ires=0，差动电流只要大于差动电流只要大于Iset.min就能动作。就能动作。1IIres假定取：折线折线3：差动继电器的：差动继电器的制动特性制动特性3) 单侧电源供电，单侧电源供电，I1 为电源侧为电源侧Ir=Ires=I1，直线直线2，斜率为，斜率为1，动作电流也为，动作电流也为Iset.min 。u 总结：总结：各种运行方式下的变压器内部故障时，有制动特性的差动继电器各种运行方式下的变压器内部故障时，有制动特性的差动继电器动作电流均为最小工作电流动作电流均为最小工作电流Is

32、et.min，即内部故障时动作电流从原，即内部故障时动作电流从原来的来的Iset.max下降到下降到Iset.min及制动线，灵敏度大大提高。及制动线，灵敏度大大提高。1IIres假定取：折线折线3：差动继电器的：差动继电器的制动特性制动特性u 考虑负荷电流的影响：考虑负荷电流的影响：负荷电流不影响差动电流，但会使制动电流增加。负荷电流不影响差动电流，但会使制动电流增加。差动电流与制动电流之间的关系变成差动电流与制动电流之间的关系变成2， 2与与3的交点为的交点为c ，继电，继电器的动作电流将大于器的动作电流将大于Iset.min，仍比不带制动特性时灵敏得多。，仍比不带制动特性时灵敏得多。1I

33、Ires假定取：折线折线3：差动继电器的：差动继电器的制动特性制动特性外部故障时：制动电流相同，都等于变压器的穿越电流。外部故障时：制动电流相同，都等于变压器的穿越电流。内部故障时：灵敏度不同。内部故障时：灵敏度不同。121212120.5()0.50.5cosresresresIIIIIIIII平均电流制动复式制动标积制动 变压器电压和磁通之间的关系dtdu即铁芯中产生的磁通滞后电压90。2) 变压器空载合闸分析变压器空载合闸分析假定变压器在假定变压器在t=0时刻空载合闸。若刚好在时刻空载合闸。若刚好在u=0时接通电路（即时接通电路（即=0时刻合闸）时刻合闸），根据磁通与电压的关系，磁通应为

34、根据磁通与电压的关系，磁通应为-m 。a. 若接通前不考虑剩磁若接通前不考虑剩磁即接通前即接通前=0。由于磁通不能突变，因此出现非周期分量磁通。由于磁通不能突变，因此出现非周期分量磁通+m，不考虑损耗，为直流分量。，不考虑损耗，为直流分量。半个周期后，磁通达最大：半个周期后，磁通达最大： = 2m。dtdu)sin(tUum2) 变压器空载合闸分析变压器空载合闸分析b. 接通前考虑剩磁，且接通前考虑剩磁，且为任意角度为任意角度dtdurmmmttUucos)cos()sin()0()0(变压器的饱和磁通一般为变压器的饱和磁通一般为sat =1.151.4。l 正常运行时：正常运行时：变压器的运

35、行电压一般不会超过额定电压的变压器的运行电压一般不会超过额定电压的10%，因此磁通不会超过饱和磁通，铁芯不会饱和。因此磁通不会超过饱和磁通，铁芯不会饱和。l 空载合闸的暂态过程：空载合闸的暂态过程：可能超过饱和磁通。可能超过饱和磁通。最严重的情况：在电压过零时刻（最严重的情况：在电压过零时刻（=0）合闸）合闸， 最大值为最大值为2m+ r 。（如上图）。（如上图）2) 变压器空载合闸分析变压器空载合闸分析励磁涌流分析中，通常用励磁涌流分析中，通常用=t+代替时间，这样代替时间，这样是以是以2为周期为周期变化的。变化的。时最严重。时发生饱和，周期内：在112)2,0(110),coscos(Ar

36、cmsatrm3) 励磁涌流波形励磁涌流波形变压器铁芯不饱和时，磁化曲线的斜率很变压器铁芯不饱和时，磁化曲线的斜率很大，励磁电流大，励磁电流i近似为近似为0；铁芯饱和后，磁；铁芯饱和后，磁化曲线的斜率很小，化曲线的斜率很小， i 大大增加，形成励大大增加，形成励磁涌流。磁涌流。如果不考虑衰减，励磁涌流表示为：如果不考虑衰减，励磁涌流表示为：)cos(cos01mIi1111220或励磁涌流波形完全偏离时间励磁涌流波形完全偏离时间轴的一侧，且是间断的。轴的一侧，且是间断的。3) 励磁涌流波形励磁涌流波形励磁涌流波形间断的角度称为励磁涌流的间断角励磁涌流波形间断的角度称为励磁涌流的间断角J ，显然

37、：，显然： J = 2 1 。间断角间断角J J 是区别励磁涌流与故障电流的重要特征，饱和越严重是区别励磁涌流与故障电流的重要特征，饱和越严重间断角越小。间断角越小。J 与变压器稳态磁通幅值与变压器稳态磁通幅值m，合闸角，合闸角及铁芯剩磁有关，通常只及铁芯剩磁有关，通常只关心各种情况下的最小间断角，计算时可选关心各种情况下的最小间断角，计算时可选m=1.1，=0， sat =1.15， r 取最大剩磁取最大剩磁0.7，由此可得到由此可得到J =108。3) 励磁涌流波形励磁涌流波形励磁涌流中含有大量非周期分量和谐波分量，以二次谐波为主。励磁涌流中含有大量非周期分量和谐波分量，以二次谐波为主。非

38、周期含量及谐波含量与间断角有关。非周期含量及谐波含量与间断角有关。3) 励磁涌流波形励磁涌流波形如果考虑衰减，励磁涌流的波形如下图：如果考虑衰减，励磁涌流的波形如下图：励磁涌流的大小和衰减时间，与外励磁涌流的大小和衰减时间，与外加电压的相位、铁心中剩磁的大小加电压的相位、铁心中剩磁的大小和方向、电源容量的大小、回路的和方向、电源容量的大小、回路的阻抗以及变压器容量的大小和铁心阻抗以及变压器容量的大小和铁心性质等都有关系。性质等都有关系。4) 单相变压器励磁涌流的特点单相变压器励磁涌流的特点l变压器空载合闸时，涌流是否产生以及涌流的大小与合闸角有变压器空载合闸时，涌流是否产生以及涌流的大小与合闸

39、角有关，合闸角关，合闸角=0=0和和=时励磁涌流最大；时励磁涌流最大；l波形完全偏离时间轴一侧，并且出现间断。涌流越大，间断角波形完全偏离时间轴一侧，并且出现间断。涌流越大，间断角越小。越小。l含有很大成分的非周期分量，间断角越小，非周期分量越大。含有很大成分的非周期分量，间断角越小，非周期分量越大。l含有大量的高次谐波分量，以二次谐波为主。间断角越小，二含有大量的高次谐波分量，以二次谐波为主。间断角越小，二次谐波越小。次谐波越小。ACrCCBrBBArAiiiiiiiii.。，相合闸角为；，三相剩磁计算条件：3/23/407 . 07 . 0,15. 1, 1 . 1.CBACrBrArsa

40、tmA-为反向涌流和为正向涌流，CBAiii.6.4 变压器相间短路的后备保护l 过电流保护过电流保护l 低电压起动过电流保护低电压起动过电流保护l 复合电压起动过电流保复合电压起动过电流保护护 信号max.LrerelsetIKKIKrel 可靠系数，取可靠系数，取1.21.3；Kre 返回系数，取返回系数，取0.850.95；IL.max 变压器可能出现的最大负荷电流。变压器可能出现的最大负荷电流。ILmax的取值：的取值：a. 并列运行变压器并列运行变压器，应考虑切除一台最大容量的变压器时，在，应考虑切除一台最大容量的变压器时，在其他变压器中出现的过负荷。其他变压器中出现的过负荷。nLI

41、nnI1max.n 并联运行变压器的可能最少台数；并联运行变压器的可能最少台数；In 每台变压器的额定电流。每台变压器的额定电流。ILmax的取值：的取值：b. 对降压运行变压器对降压运行变压器，应考虑电动机自启动时的最大电流：，应考虑电动机自启动时的最大电流：max.max.LSSLIKI综合负荷的自启动系数定电流）电流（一般为变压器额正常工作时的最大负荷SSmax.LKI。侧取，中压取侧降压变电所，低压25 . 1355 . 25 . 1106110kVKkVkVSS缺点：缺点：按躲过最大负荷电流整定，启动电流比较大，对升压按躲过最大负荷电流整定，启动电流比较大，对升压变压器和容量较大的变

42、压器，灵敏度可能无法满足要求。变压器和容量较大的变压器，灵敏度可能无法满足要求。动作时限和灵敏系数的校验：动作时限和灵敏系数的校验：和线路的过电流保护相同。和线路的过电流保护相同。NrerelsetIKKIrerelLsetKKUUmin.A. 电流整定电流整定按大于变压器的额定电流整定：按大于变压器的额定电流整定：B. 电压整定：电压整定：（1）按躲过正常运行时的最低工作电压整定：）按躲过正常运行时的最低工作电压整定：UL.max 一般取一般取0.9Un ；Krel 取取1.11.2；Kre 取取1.151.25；B. 电压整定：电压整定：（2）按躲过电动机自启动时的电压整定：）按躲过电动机

43、自启动时的电压整定：C. 灵敏度校验：灵敏度校验：电流灵敏度校验：与过电流保护相同。电流灵敏度校验：与过电流保护相同。电压灵敏度校验：电压灵敏度校验：251.UUKmin.ksetsenUk.min 灵敏度校验点发生三相金属性短路时，保护安装处灵敏度校验点发生三相金属性短路时，保护安装处感受到的最大残压。感受到的最大残压。缺点：缺点：对于升压变，若低电压继电器只接在一侧电压互感对于升压变，若低电压继电器只接在一侧电压互感器上，则另一侧故障时，往往不能满足灵敏度要求。可采器上，则另一侧故障时，往往不能满足灵敏度要求。可采用两组低电压继电器分别接于变压器两侧的用两组低电压继电器分别接于变压器两侧的TV上，触点并上，触点并联，可提高灵敏度，但接线复杂。联，可提高灵敏度，但接线复杂。Nset.U.U）（1200602A. 过电流和低电压整定过电流和低电压整定与低电压启动过电流保护相同。与低电压启动过电流保护相同。B. 负序电压整定：负序电压整定：按躲过正常运行时的负序滤过器出现的最大不平衡电压整定：按躲过正常运行时的负序滤过器出现的最大不平衡电压整定：