继电保护教材第六章电力干式变压器的继电保护

电力干式变压器的继电保护较好节概述一、干式变压器的故障：绕组间的相间短路、油箱内部故障、单个绕组与部分匝间的匝间短路、单个绕组或出线间通过外壳的单相接地故障、出线间的相间短路、油箱外部故障、绝缘套管闪光或损坏、出线间通过外壳的单相接地短路、 干式变压器工作状态异常：由于外部短路或过载、过流油箱漏油，油位降低，干式变压器中性点接地过高或频率降低、过励磁等。 3.安装的继电保护装置(1)气体保护防止干式变压器油箱各种短路故障和重气体跳闸轻气体信号(2)纵向差动保护和电流速断保护防止干式变压器绕组和出线多相短路、单相接地短路和大接地电流系统侧绕组和出线绕组匝间短路(3)作为(1)(2)的后备，(a)过流保护，(b)复合电压起动过流保护， (c)负序过流，(4)零序电流保护：防止大接地电流系统中干式变压器外部接地短路，(5)过载保护：防止干式变压器对称过载，(6)过励磁保护：防止干式变压器过励磁第2节：干式变压器纵联差动保护干式变压器纵联差动保护的基本原理是正常运行或外部故障时两侧CT比值应不同，且应为：或=即按相实现纵联差动保护。 电流互感器变比的选择原则是两侧电流互感器变比之比等于干式变压器变比。二.不平衡电流产生的原因及消除方法：理论上，正常运行时Ij=I1'-I2'=0，区外故障。其实很多因素使得Ij=Ibp0。(Ibp是不平衡电流)不平衡电流产生的原因及消除方法讨论如下：1 .干式变压器两侧电流相位不同引起的不平衡电流：(/-11) Y. D11接线方式——两侧电流相差30。消除方法：相位校正。干式变压器y侧CT(二次侧)呈三角形。y . y . d11干式变压器的侧CT(二次侧)为y形。

Y.Y12表明，差动臂处于相同的相位。但为了使正常运行或区外故障时Ij=0，高压侧电流互感比应提高3倍。不平衡电流已被清除。2.由不同的计算比值和实际比值引起的不平衡电流：CT的比值是标准化的，如：600/5800。完全满足Ij0，生产Ibp是非常困难的。排除法：采用差动继电器的平衡线圈进行磁补偿。在正常运行和区外故障的假设下，I2'' I2 '和Wph接小电流侧，I2 '。I2 ' '-I2 'WCD(I2 ' '-I2 ')I2 'WPHI2。使wcd (I2'-I2')=wphi2 '。磁势被抵消。在铁芯中，= CD- ph=0。所以W2没有感应电势，j不作用。事实上，Wph.js可能不是整数。Wph.zd应该是整数，所以还有剩余不平衡电流。IBP=fzdId.max/nl1,其中：fzd=(wph . js-wph . ZD)/(wph . jswph . ZD)id . max-当存在外部故障时，流经干式变压器高压侧的较大短路电流。整定计算中应考虑这种不平衡电流。3.两侧不同类型电流互感器引起的不平衡电流为：(CT变换误差)IBP。CT=KTXKER Id.max/在nl1中，整定计算要考虑Ktx=1。4.负载调整干式变压器抽头引起的不平衡电流：改变抽头改变nB破坏nl2/nl1=nB或的关系，产生新的不平衡电流。(CT二次侧不允许开路，即nl2和nl1不能改变)，Ibp的Id.max/nl1。 u= u不能消除。设置计算中应考虑这种不平衡电流。从以上分析可以看出，Ibp在稳态时由三部分组成。IBP=IBP。t IBP。t IBP。 u5。不平衡电流在瞬态： (1)非周期分量：的影响大于稳态IBP，并且它含有很大的非周期分量。持续时间长(几十个周期)。短路后几个周期出现较大值。引入非周期分量函数KFZQ。IBP。Id.max/nl1测量：快速使中间转换器饱和，抑制非周期分量。当干式变压器电压突然升高时(如：空载投入，区域外短路消除后)，ILy 3360产生的不平衡电流。IL浪涌电流可达(6-8)Ie。其波形见教材第173页，图6-2。特征：具有大的DC分量。(80基波)谐波分量大，尤其是二次谐波。(20基波)波形之间有间断。(切断负波后)基于间断角原理的差动保护；二次谐波制动；基于波形对称原理的差动保护。3.BCH-2差动继电器的工作原理：一种具有良好的避免干式变压器励磁涌流特性的差动继电器。它由两部分组成：快速饱和变换器和执行器(电流继电器)。快饱和变换器有A、B、C三个核心柱，A、C的截面积相等，是B柱截面积的一半。b栏：Wph1、Wph2、Wcd、Wd'A栏：wd "c栏：各栏上的W2磁通：当W2中的感应电流达到一定值时，进行元件动作分析。Wd’、Wd”的作用如下：1)引入正弦电流时，两者相互抵消，短路线圈不工作；2)发生外部短路时，会有较大的非周期分量。由于大的非周期分量电流——铁芯饱和，——可以避免涌流的根本原因。4.具有制动特性的BCH-1差动继电器的工作原理。1.组成：三芯柱六线圈。Wg—连接在差动电路中的工作线圈。wph——平衡线圈，功能同上。两个Wph制动线圈连接到差动电路的一个臂上。两个w2次级线圈的输出与电流继电器相连。2.工作原理：1)假设不考虑制动线圈的作用：i2h=0iggg 'E2 'e=E2 ' E2 "g "E2 "，即工作线圈和次级线圈之间的电流等效为1 #p#分页标题#e#

速饱和的变流器。因此，它可减少暂态不平衡电流了和励磁涌流的影响。2）Ig=0I2hàΦ2h(仅在两个边柱上环流)— E2’=E2”àE=E2’-E2”3）Ig≠0,I2h≠0I2hàΦ2hà磁路状态改变— 铁心饱和à动作安匝↑即，动作电流上升↑I2hàId2W2h↑àId2↑à具有制动特性3．制动特性：Id2.J=F(I2h)由实验得出如下图。制动特性曲线：1）当I2h很小时，铁芯还未饱和，所以起动电流变化不大，制动特性起始部分比较平缓。2）当I2h很大时，铁芯严重饱和，启动电流迅速增加，特性曲线上翘。从原点作特性曲线的切线，它与水平轴线的夹角为αK2h=tgα------制动系数一般取0。3-0。44．为什么能改善内部故障时保护的灵敏性：上图中：直线1为与外部故障时Id的关系直线2为元制动特性纵差保护的动作电流(Idz.J=Kk*Ibp.max)曲线3为制动特性曲线由图中可见，对无制动的纵差保护为短路电流较小的内部故障时，灵敏度往往不能满足要求，而如果采用BCH—1型继电器，应在I2h=Id.max时，使Idz.J=Kk*Ibp.max。即通过a点的曲线3。因为曲线3始终位于直线1上面，即在任何大小的外部短路电流作用下，继电器不会误动。对于内部故障，分三种情况说明如何改善灵敏性：1）单侧供电干式变压器：B侧无电源，W2h接于负荷侧，内部故障时,I2h=0继电器动作电流为Idz.J对应图中d点，显然灵敏度提高很多。2）单侧供电干式变压器：B侧无电源，接于电源侧，内部故障时，Ig=Id2—直线4（这是较不利的电流）它与制动电流特性曲线交于b点（Idz.J2），在b点以上，是继电器的动作区（4高于3）可见灵敏度提高很多。3）双侧供电干式变压器：设Ig=2I2h—直线5它去制动特性曲线交于c点（Idz.J1），在c点之上（5高于3）动作。实际上，介于b—d之间，显然，灵敏度提高很多。另外，制动线圈的接入方式时，保护的灵敏度是有影响的。原则：在外部故障时，使制动作用较大，保护不误动在内部故障时，使制动作用较小，保护灵敏度较好。综上分析可见，在各种可能的运行方式下，干式变压器发生内部故障时，BCH—1型差动继电器的起动电流均在Idz.J0—Idz.J2之间变化。且Idz.J0，Idz.J1，Idz.J3相差不大，但却比不带制动特性的差动继电器的启动电流小得多。所以BCH—1型差动继电器有较灵敏。 来源：中电力资料网