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1、,变压器差动保护,单 位：电力分公司,授课人：#,华北油田公司电力分公司,目 录,第一部分,第二部分,差动保护基本原理,不平衡电流对差动保护影响,第三部分,差动保护误动作原因分析,第四部分,怎样提高差动保护的可靠性,变压器差动保护简述,差动保护是变压器电气量的主保护。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。,CJ,差动保护的基本原理(1),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,CJ,Icd0,20A,20A
2、,差动保护的基本原理(2),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，理论上流过差动继电器的差流Icd0，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(3),变压器区内发生故障,20A,10A,Icd=30A,20A,10A,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(4),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
3、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：,微差保护的动作判据：,差动保护门槛值一般整定为（0.4-0.8）Ie,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,微机变压器差动保护,差动保护的基本原理(5),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,0,0.5,2i1,i1,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,微机变压器差动保护,差动保护的基本原理(6),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2A,0.5,0,差动
4、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,微机变压器差动保护,差动保护的基本原理(7),变压器区内故障分析（单电源）,计算结果：,将计算结果代入判据：,+,0,+,0,i1,门槛2A,0.5,差动保护动作,实际短路电流与参考方向相同,i1,i1,i1,i1,0.5i1,差动保护的基本原理(8),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,Iset,Ie,0,Icd,Ir,(IrIe),(IrIe),动作区,0.5,区外故障特点差动电流小制动电流大,区内
5、故障特点差动电流大制动电流小,非动作区,差动保护的基本原理(9),差动保护的动作特性分析（2）,Iset,Ie,0,Icd,Ir,动作区,0.5,非动作区,拐点电流的设置,拐点电流一般设置为变压器的额定电流的（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！,二、不平衡电流的产生及影响 变压器差动保护其差动回路中的不平衡电流大，必须采取措施躲开不平衡电流或设法减小不平衡电流的影响。 (一)变压器励磁涌流的特点及减小其对纵差保护影响的措施 1励磁涌流的产生及特点 变压器的励磁电流
6、只通过变压器的原边线圈，它通过电流互感器进入差动回路形成不平衡电流，在正常运行情况下，其值很小，一般不超过变压器额定电流35。当发生外部短路时，由于电压降压，励磁电流更小，因此这些情况下对差动保护的影响一般可以不考虑。 当变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复过程中，由于变压器铁心中的磁通量的突变，使铁心瞬间饱和，这时将出现数值很大的励磁电流，可达510倍的额定电流，称为励磁涌流。此电流通过差动回路，如不采取措施，纵差动保护将会误动作,变压器励磁电流形成的不平衡电流,Iop,QF1,QF2,TA1,TA2,K1,KD,（二）变压器两侧接线组别不同引起的不平 衡电流及消除措施 电力系统中常用的Y
7、，dll接线的变压器，由于三角形侧的线电流比星形侧的同一相线电流相位超前300，因此如果两侧电流互感器都按通常接线方式接成星形，则即使变压器两侧电流互感器二次电流的数值相等，在差动保护回路中也会出现不平衡电流 为了消除此不平衡电流，可采用相位补偿法。即将变压器星形侧的电流互感器的二次侧接成三角形，而将变压器三角形侧的电流互感器二次侧接成星形，从而将电流互感器二次测的电流相位校正过来。,电力变压器在运行时，由于联接组别和变比不同，各侧电流大小及相位也不同。需通过数学方法对TA联接和变比进行补偿。消除电流大小和相位差异。变压器各侧电流互感器采用星形接线，二次电流直接接入本装置。电流互感器各侧的极性
8、都以母线侧为极性端。变压器各侧TA 二次电流相位由软件调整，装置采用 Y- 变换调整差流平衡。,（三）电流互感器的实际变比与计算变比不 等引起的不平衡电流及减小影响的措施,利用差动继电器中平衡线圈消除不平衡电流影响原理图,I2Y,I2,(四）两侧互感器型号不同产生的不平衡电流及采取 的措施 此不平衡电流是由两侧互感器的相对误差引起的，型号相同的相对误差较小，型号不同则相 对误差就会较大。 此不平衡电流应在保护的整定计算中予以考虑，既适当增加保护的动作电流。计算时引入同型系数Kss .若同型Kss取0。5，若不同型Kss取1。（五）变压器调压分接头改变产生的不平衡电流及解决的方法 带负荷调压的变
9、压器在运行中常常需要改变分接头来调电压，这样就 改变了变压器的变比原已调整平衡的差动保护；又会出现新的不平衡电流。 此不平衡电流采用提高动作电流来解决。,运行实践及统计表明，在变压器纵差保护不正确动作的类型中，因整定值不妥及TA二次回路不良所占的比率很大。因此，为提高保护的可靠性，除了必须保证保护装置高质量之外，还必须对其各元件整定值进行合理的整定及确保其二次回路的正确性、良好性。,1、多发生的不正确动作类型 统计表明，经常发生的差动保护不正确动作的类型有：正常运行时（系统无故障及无冲击）的误动，区外故障时误动、系统短路故障被切除时误动。,三、差动保护误动作原因分析,2、不正确动作原因分析（1
10、）变压器正常运行时差动保护误动 分析及统计表明，正常运行时差动保护误动的主要原因有：（A）由于TA二次回路中接线端子螺丝松动，而使回路连线接触不良或短时开路；（B）TA二次回路中一相接触不良，在接触不良点产生电弧进而造成单相接地或两相之间短路（指TA二次回路短路）；（C）TA二次电缆芯线（相线）外层绝缘破坏或损伤，在运行中由于振动等原因造成接地短路；（D）差动TA二次回路多点接地，其中一个接地点在保护装置盘上，其他接地点在变电站端子箱内，两个接地点之间的地电位相差太大，或由于试验等原因，在差动元件中产生差流使其误动。在雷雨天易发生。,（2）区外故障切除时的误动 区外故障被切除时，流过变压器的电
11、流突然减小到额定负荷电流之下。在此暂态过程中，由于电流中自由分量的存在，使两侧差动TA二次电流之间的相位短时（4060ms）发生了变化，在差动元件中产生差流。两侧差动TA的暂态特性相差越大，差流值越大，持续的时间就越长。又由于流过变压器的电流较小，差动元件的制动电流较小；当差动元件拐点电流整定得过大时，差动元件处于无制动状态。此时，若初始动作电流定值偏小，保护容易误动。,（3）区外故障时的误动 区外故障差动保护误动的情况有两种，一种是近区故障（故障点距变压器近）而故障电流很大；另一种是远区故障而故障电流很小（比变压器额定电流大不多）。 前一种故障时保护误动的原因，多因一侧的TA饱和，在差动元件
12、中产生的差流特别大；后一种故障时保护误动的原因，多是两侧差动TA暂态特性相差大及差动元件定值整定有误（拐点电流过大、启动电流过小等）所致。,四、怎样提高差动保护的可靠性为提高纵差保护的动作可靠性，应作好以下工作：（1）严防TA二次回路接触不良或开路 在保护装置安装调试之后，或变压器大修后投运之前，应仔细检查TA二次回路，拧紧二次回路中各接线端子的螺丝，且螺丝上应有弹簧垫或防震片。（2）严格执行反措要求 所有差动TA二次回路只能有一个公共接地点；且该接地点应在保护盘上。,（3）确保差动TA二次电缆各芯线之间及各芯线对地的绝缘 应结合主设备检修，定期检查差动TA二次电缆各芯线对地及各芯线之间的绝缘
13、；用1000V摇表测量时，各绝缘电阻应不小于5M。 另外，在配线过程中，不要损坏电缆芯线外层的绝缘，接端子线的裸体外露部分尽量要短，以免因振动等原因而造成接地或相间短路。,（4）纵差保护用TA的选择 在选择变压器纵差保护TA时，一定要保证各组TA的容量及精度等级。优先采用暂态特性好的TP级TA。 另外，选择二次电缆时，差动TA二次回路电缆芯线的截面应够。对于长电缆，其芯线截面应不小于4mm2（铜线）。 保护装置内部辅助TA的特性应好，还可由软件设置抗TA饱和陷井。,（5）合理的整定值 在对变压器纵差保护各元件的定值进行整定时，应根据变压器的容量、结构、在系统中的位置及系统的特点，合理而灵活地选择定值，以确保保护的动作灵敏度及可靠性。,完毕 谢谢！,华北油田公司水电厂,
