變壓器的瓦斯保護(hù)和縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)策略分析目錄TOC\o"1-3"\h\u31442變壓器的瓦斯保護(hù)和縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)策略分析 131891.1變壓器的瓦斯保護(hù) 1262681.1.1變壓器瓦斯保護(hù)的基本原理 1180221.1.2瓦斯保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn) 2189381.2變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 2198031.2.1變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的原理 2297121.2.2變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的特點(diǎn) 371261.2.2二次諧波制動(dòng)或比率制動(dòng)的差動(dòng)保護(hù) 514111.2.3差動(dòng)速斷功能 61.1變壓器的瓦斯保護(hù)1.1.1變壓器瓦斯保護(hù)的基本原理瓦斯保護(hù)是針對(duì)變壓器內(nèi)部故障動(dòng)作的主保護(hù)，是通過(guò)變壓器油箱的內(nèi)部因故障所產(chǎn)生的非電氣量的變化來(lái)觸發(fā)保護(hù)，對(duì)變壓器內(nèi)部斷線、匝間短路、層間短路、鐵芯發(fā)生故障和油箱油面下降等異常運(yùn)行狀態(tài)都能進(jìn)行有效的反應(yīng)，瓦斯保護(hù)可以劃分為重瓦斯保護(hù)和輕瓦斯保護(hù)，輕瓦斯保護(hù)在異常運(yùn)行時(shí)作用于信號(hào)，反應(yīng)變壓器內(nèi)部不正常的運(yùn)行狀態(tài)，而重瓦斯保護(hù)在故障時(shí)作用于跳閘，反應(yīng)油箱中的故障，重瓦斯保護(hù)需要在跳閘出口裝自持，來(lái)保證動(dòng)作后不返回。瓦斯保護(hù)的繼電器主要安裝在油箱和油枕之間的連接管道上。圖1.1變壓器瓦斯保護(hù)接線1.1.2瓦斯保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：瓦斯保護(hù)動(dòng)作迅速、靈敏性很高、變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生的輕微故障都能得到有效的反應(yīng)。特別是當(dāng)油箱內(nèi)部繞組發(fā)生匝間短路，因?yàn)樵褦?shù)很少，故障回路會(huì)有很大的短路電流，造成嚴(yán)重的過(guò)熱現(xiàn)象，但油箱外線路反應(yīng)的電流變化卻很小，各種根據(jù)電流量發(fā)生變化而動(dòng)作的保護(hù)難以觸發(fā)，這時(shí)候變壓器的瓦斯保護(hù)就能動(dòng)作切除故障，防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大，對(duì)這類(lèi)故障有著其他保護(hù)難以企及的優(yōu)越性。缺點(diǎn)：瓦斯保護(hù)只能反映油箱內(nèi)部的故障，當(dāng)套管和引出線發(fā)生故障的時(shí)候，瓦斯保護(hù)不能觸發(fā)。1.2變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)1.2.1變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的原理變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)觸發(fā)原理主要是指變壓器兩端的的一次側(cè)電流變化到二次側(cè)后進(jìn)行數(shù)值和相位的對(duì)比來(lái)判斷是否需要?jiǎng)幼鞯谋Ｗo(hù)，保護(hù)的范圍為變壓器高低壓繞組的引出線間?？v聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置主要用于反應(yīng)變壓器定轉(zhuǎn)子線圈以及引出線上發(fā)生相間短路或者大電流系統(tǒng)中發(fā)生了單相接地，與瓦斯保護(hù)相比縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)無(wú)法反應(yīng)匝間的輕微短路，因此不能代替瓦斯保護(hù)的作用，一般與瓦斯保護(hù)配合使用。縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置主要是電流互感器和變壓器兩側(cè)的繼電器通過(guò)串聯(lián)構(gòu)成環(huán)路，電流繼電器并聯(lián)在環(huán)路之上來(lái)測(cè)出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。流經(jīng)繼電器的電流為變壓器高壓側(cè)和變壓器低壓側(cè)電流互感器的二次側(cè)電流差值。當(dāng)不發(fā)生故障變壓器正常運(yùn)行時(shí)或是保護(hù)之外發(fā)生故障的時(shí)候變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)電流互感器流經(jīng)的二次側(cè)電流數(shù)值一樣，相位一致，由此可知繼電器中流過(guò)的電流差為零，但在保護(hù)范圍內(nèi)出現(xiàn)故障，流經(jīng)繼電器的電流之差就不再為零，這時(shí)就會(huì)觸發(fā)保護(hù)，斷路器發(fā)生跳閘，這就是縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)對(duì)變壓器的保護(hù)。1.2.2變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的特點(diǎn)變壓器差動(dòng)保護(hù)正常運(yùn)行的時(shí)候或者外部短路的時(shí)候，在理想狀況下差動(dòng)繼電器中通過(guò)的電流和應(yīng)該是零，保護(hù)裝置無(wú)法被觸發(fā)。但現(xiàn)實(shí)情況下，往往因?yàn)橛懈鞣N誤差的存在，因此在正常運(yùn)行或者外部短路時(shí)差動(dòng)繼電器中仍有電流流過(guò)，這就是變壓器的不平衡電流。1、各類(lèi)影響因素如下所示：變壓器的勵(lì)磁涌流變壓器的兩側(cè)是通過(guò)電磁進(jìn)行聯(lián)系所以?xún)H有一側(cè)有勵(lì)磁電流，所以反映到二次側(cè)使流過(guò)繼電器的電流之差并不為零。正常運(yùn)行時(shí)，電流值差很小，正常來(lái)說(shuō)不超過(guò)變壓器額定電流的3.0%~5.0%甚至誤差更小，所以不平衡電流數(shù)值也不大。外部發(fā)生短路時(shí)，電壓降低引起了勵(lì)磁電流的降低，同樣也不會(huì)對(duì)保護(hù)產(chǎn)生很大的影響。因此我們可以得出結(jié)論，正常運(yùn)行時(shí)和外部短路時(shí)勵(lì)磁電流基本上不會(huì)對(duì)縱差保護(hù)出現(xiàn)很大的影響。但是，當(dāng)變壓器出現(xiàn)空載投入電源或者是外部故障瞬間切除的時(shí)候，變壓器穿過(guò)鐵芯的磁通劇烈增高，鐵心也因此發(fā)生飽和，根據(jù)飽和曲線可得鐵芯飽和后將出現(xiàn)很大的沖擊電流，勵(lì)磁電流數(shù)值甚至可以達(dá)到5~10倍的額定電流，這就是勵(lì)磁涌流。勵(lì)磁涌流中非周期分量和高次諧波含量很高其中以二次諧波為主，因此勵(lì)磁涌流的波形為正弦波，偏向于時(shí)間軸一側(cè)，勵(lì)磁涌流具有間斷角，勵(lì)磁涌流在開(kāi)始的時(shí)候衰減迅速，衰減到一定程度時(shí)開(kāi)始減慢。勵(lì)磁涌流的高低主要與變壓器容量、鐵芯中剩磁、鐵芯材質(zhì)等息息相關(guān)。變壓器外部故障產(chǎn)生穿越性短路電流非周期分量在短時(shí)間內(nèi)很難從變壓器的一側(cè)變換到另一側(cè)，因此當(dāng)變壓器外部故障的瞬間，因?yàn)闀r(shí)間變化率很小所以非周期分量變換到二次側(cè)有很大的困難，會(huì)造成鐵芯的飽和，甚至是嚴(yán)重飽和。因此，二次電流的誤差將會(huì)更為嚴(yán)重，不平衡電流隨之增大。電流互感器計(jì)算變比與實(shí)際變比不同因?yàn)殡娏骰ジ衅鞯闹谱鞫际前凑找?guī)定生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)變比，但進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行時(shí)變壓器的高壓側(cè)和低壓側(cè)電流的比值一般無(wú)法與變壓器的變比完全相同，因此往往會(huì)產(chǎn)生不平衡電流。變壓器兩側(cè)接線方式變壓器任一側(cè)的接線形式主要有Y型（星型）和D型（三角型），我們常用的主要有Y，d11這種接線方式，星型側(cè)線電流和流經(jīng)變壓器一次側(cè)的電流大小、相位相同，但三角形側(cè)電流相比星型側(cè)流出到線路的電流相位超前30度，因此即使電流互感器所感應(yīng)出的二次側(cè)電流在數(shù)值上是相等的，但因?yàn)橄辔坏牟煌匀粫?huì)出現(xiàn)不平衡電流。變壓器帶負(fù)荷調(diào)節(jié)分接頭在變壓器帶負(fù)荷運(yùn)作的時(shí)候，我們經(jīng)常要改變分接頭的位置來(lái)調(diào)整系統(tǒng)的電壓，這種方式叫做有載調(diào)壓也叫帶負(fù)荷調(diào)節(jié)分接頭，分接頭發(fā)生變化，同樣就是變壓器的變比發(fā)生了變化，縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)如果已經(jīng)按之前的變比調(diào)整好了，那么經(jīng)過(guò)了帶負(fù)荷調(diào)整分接頭后，需要重新按照新的變比進(jìn)行計(jì)算并且調(diào)整，來(lái)重新讓差動(dòng)回路出現(xiàn)平衡,因此新的不平衡電流也就產(chǎn)生了。各類(lèi)影響因素的解決辦法勵(lì)磁涌流的解決方法：最有效的方法是采用BCH型有速飽和鐵芯的差動(dòng)繼電器，當(dāng)發(fā)生外部故障的時(shí)候，鐵芯能夠迅速飽和，不平衡電流難以傳到差動(dòng)繼電器上，因此繼電器不會(huì)發(fā)生誤動(dòng)。還有一種方法是通過(guò)間斷角來(lái)判斷，間斷角的角度大小就可以區(qū)分出是出現(xiàn)了勵(lì)磁涌流還是保護(hù)內(nèi)部出現(xiàn)了故障。圖1.2.2變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)接線 1.2.2二次諧波制動(dòng)或比率制動(dòng)的差動(dòng)保護(hù)變壓器的差動(dòng)保護(hù)中不平衡電流的大小受到外部短路時(shí)的短路電流也可稱(chēng)為穿越電流，穿越電流越大不平衡電流也就隨之增大，因此在差動(dòng)保護(hù)中引入制動(dòng)電流，制動(dòng)電流能夠反映穿越電流大小，保護(hù)電流會(huì)隨著制動(dòng)電流的增大而增大，制動(dòng)系數(shù)指的是二次諧波電流和工頻電流的比值，當(dāng)實(shí)際比值超過(guò)制動(dòng)系數(shù)的比值時(shí)就閉鎖差動(dòng)保護(hù)。其動(dòng)作條件如下： Id≥K式中A:Iop.0—啟動(dòng)電流;B:I圖1.2比率制動(dòng)特性圖1.3變壓器比率保護(hù)原理1.2.3差動(dòng)速斷功能比例差動(dòng)保護(hù)被選擇為變壓器主保護(hù)的時(shí)候，變壓器內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重的故障時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生巨大的故障電流，將有可能導(dǎo)致變壓器嚴(yán)重飽和，因此在這種變壓器飽和的情況下二次電流中的