变压器纵差动保护
变压器差动保护的基本原理
变压器差动保护的基本原理1、变压器差动保护的工作原理与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。
2、变压器差动保护与线路差动保护的区别:由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。
因此，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.变压器纵差动保护的特点1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法1）励磁涌流在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下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。
2）产生励磁涌流的原因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，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr,其幅值为如图8-6所示.此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7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.-3）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.4）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；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.2、不平衡电流产生的原因（1）稳态情况下的不平衡电流①变压器两侧电流相位不同电力系统中变压器常采用Y，d11接线方式，因此,变压器两侧电流的相位差为30°,如下图所示，Y侧电流滞后△侧电流30°，若两侧的电流互感器采用相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流也相差30°左右，从而产生很大的不平衡电流。
变压器的纵差动保护原理及整定方法
热电厂主变压器的纵差动保护原理及整定方法浙江旺能环保股份有限公司 作者：周玉彩一、构成变压器纵差动保护的基本原则我们以双绕组变压器为例来说明实现纵差动保护的原理，如图1所示。
由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，因此，为了保证纵差动保护的正确工作，就必须适当选择两侧电流互感器的变比，使得在正常运行和外部故障时，两个二次电流相等，亦即在正常运行和外部故障时，差动回路的电流等于零。
例如在图1中，应使图1 变压器纵差动保护的原理接线'2I =''2I =1'1l n I =21''l n I 或 12l l n n 1'1''I I =B n 式中：1l n —高压侧电流互感器的变比；2l n —低压侧电流互感器的变比；B n —变压器的变比（即高、低压侧额定电压之比）。
由此可知，要实现变压器的纵差动保护，就必须适当地选择两侧电流互感器的变比，使其比值等于变压器的变比B n ，这是与前述送电线路的纵差动保护不同的。
这个区别是由于线路的纵差动保护可以直接比较两侧电流的幅值和相位，而变压器的纵差动保护则必须考虑变压器变比的影响。
二、变压器纵差动保护的特点变压器的纵差动保护同样需要躲开流过差动回路中的不平衡电流，而且由于İ1′′ n İ1′差动回路中不平衡电流对于变压器纵差动保护的影响很大，因此我们应该对其不平衡电流产生的原因和消除的方法进行认真的研究，现分别讨论如下： 1、由变压器励磁涌流LY I 所产生的不平衡电流变压器的励磁电流仅流经变压器的某一侧，因此，通过电流互感器反应到差动回路中不能平衡，在正常运行和外部故障的情况下，励磁电流较小，影响不是很大。
但是当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，由于电磁感应的影响，可能出现数值很大的励磁电流（又称为励磁涌流）。
励磁涌流有时可能达到额定电流的6~8倍，这就相当于变压器内部故障时的短路电流。
变压器的纵差动保护原理及整定方法
热电厂主变压器的纵差动保护原理及整定方法浙江旺能环保股份有限公司 作者：周玉彩一、构成变压器纵差动保护的基本原则我们以双绕组变压器为例来说明实现纵差动保护的原理，如图1所示。
由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，因此，为了保证纵差动保护的正确工作，就必须适当选择两侧电流互感器的变比，使得在正常运行和外部故障时，两个二次电流相等，亦即在正常运行和外部故障时，差动回路的电流等于零。
例如在图1中，应使图 '2I =''2I = 。
同的。
这个区别是由于线路的纵差动保护可以直接比较两侧电流的幅值和相位，而变压器的纵差动保护则必须考虑变压器变比的影响。
二、变压器纵差动保护的特点变压器的纵差动保护同样需要躲开流过差动回路中的不平衡电流，而且由于差动回路中不平衡电流对于变压器纵差动保护的影响很大，因此我们应该对其不平衡电流产生的原因和消除的方法进行认真的研究，现分别讨论如下： 1、由变压器励磁涌流LY I 所产生的不平衡电流变压器的励磁电流仅流经变压器的某一侧，因此，通过电流互感器反应到差动回路中不能平衡，在正常运行和外部故障的情况下，励磁电流较小，影响不是很大。
但是当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，由于电磁感应的影响，可能出现数值很大的励磁电流（又称为励磁涌流）。
励磁涌流有时可能达到额定电流的6~8倍，这就相当于变压器内部故障时的短路电流。
因此必须想办法解决。
为了消除励磁涌流的影响，首先应分析励磁涌流有哪些特点。
经分析得出，励磁涌流具有以下特点：（1） 包含有很大成分的非周期分量，往往使涌流偏向于时间轴的一侧 ； （2） 包含有大量的高次谐波，而以二次谐波为主； （3） 波形之间出现间断，在一个周期中间断角为ɑ。
根据以上特点，在变压器纵差动保护中，防止励磁涌流影响的方法有： （1） 采用具有速饱和铁心的差动继电器；İ1′′ n İ1′（2） 利用二次谐波制动；（3） 鉴别短路电流和励磁涌流波形的差别等。
变压器纵差动保护的基本原理基础知识讲解
I
理想特性
1TA
2TA
Iunb I
Iunb Knp Kst 0.1Ik.max
措施：在定值计算中加以考虑
5. 带负荷调整变压器分接头产生的不平衡电流
nTA2 nT
nTA1
3
措施：在定值计算中加以考虑
6.2.3 具有制动特性的差动继电器
(Differential relay with restraint characteristic)
变压器纵差动保护的基本原理 基础知识讲解
nTA1 I1 . . I1
nT
nTA2 I2 . . I2
正常运行或外部故障时，应使
KD
Id
I1 I2 0
I1 I2
I1 I2 nTA1 nTA2
nTA2 nTA1
nT
nTA1 I1 . . I1
nT
nTA2 I2 . . I2
KD
Id
I1 I2
将变压器绕组接成三 角形的电流互感器二 次绕组接成星形
2. 三相变压器接线产生的不平衡电流
.
nTA1
.I
A
2
.
.
I
B2
.
. I
C2
I
A2
I
B2
3I
A
2
I
A
2
数值补偿：
I
A1
I
B1
I
C1
nT
I
A1
I
B1
I
C1
nTA 2
.
.I
A
2
.
. I
B
2
.
. I
C2
Id
Id
Id
变压器纵差动保护误动原因分析和防范措施
．
１Ｉ ． Ｈ极 性反 接引 起差 动保 护误动 作 安 装或更 改 二次 回路 时 ， Ｌ 将 Ｈ二 次线 圈极性 Ｋ 、 ２ １Ｋ 反接 ， 使二 次 接 引线 上 电流发 生 变 化 ， 在
差 动 回路 中形成 Ｉｐ 当区外故 障 Ｉｐ 于保 护定 值 时 ， 护将 误 动 作 。在 表 中分 析 了一 相 或 二 相 ｂ， ｂ大 保 或 三相六 类极 性反 接 的 电流向量 ， 与正确 电流 向量加 以比较 ， 求 出继 电器 中 Ｉｐ 小 。其 它 相 且 并 ｂ大
・
继电 保护・
电气 试 验
２０ 年第 ２ ０２ 期
变 压 器 纵 差 动 保 护 误 动 原 因 分 析 和 防 范 措 施
何 琦
（ 州市 涔天河 水利水 电管 理局 永 邮编 ：２ ０ ０ ４ ５０ ）
变压 器纵 差保 护是一 种完 善的快 速保 护 ， 是大 中型变 的主保 护 ， 作 的可靠性 对 变压 器稳 定 其动 运行 起着 重要 作用 。但 在实 际运 行 中特别 是新安 装或更 改二 次 回路 后 ， 正确 动作率 并不 高 ， 响 其 影
系统 的安 全运 行 。为此 ， 通过 对常 见的误 动原 因分析 ， 提 出相应 防范措 施 。 并
一
、
变压 器 纵差保 护正确 接 线分析
１ 变 压器 纵差保 护工 作原 理及接 线规定 ．
纵差保护按循环电流原理构成。见图 １ 当正常运行 或区外故障时 ， ， 在各 侧引导线 中形成环 流 ， 流入 差动 电器 电流 为 Ｉ ０ 保 护不 动 作 。 当区 内故 障 Ｉ＝２ ， 而 ， ｊ Ｉ当它 大 于 继 电器 动作 值 时 ， 保
Ｌ 二次 开路 ， Ｈ 在差 动 回路产 生 Ｉｐ引起保 护误 动作 。在表 中 ， 了 四类 Ｌ 开路 时 的电流 向量 ， ｂ， 分析 Ｈ 并标 出差 动 回路 Ｉｐ大小 。其它相 开路 ， 参照分 析 。 ｂ 请 ４ Ｌ 相加 紧错 误 （ ．Ｈ 接成反 序 ） 引起 差动保 护误 动 任两根 引线 号牌标 反 或对 接 ， 导致 相 别错 误 ， 在差 动 回路 中 产 生 Ｉｐ 引 起 差 动 误 动 。表 中分 ｂ， 析 了三类反 序 的 电流 向量 。其 它相反 序 ， 照分析 。 请参
变压器主保护纵差保护与差动速断保护的区别
变压器主保护纵差保护与差动速断保护的区别下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!1. 引言在变压器保护中，纵差保护和差动速断保护是两种常见的保护方式。
纵联差动保护原理
纵联差动保护原理
纵联差动保护是一种电力系统中常用的保护方式，用于检测和保护主变压器、发电机、母线等重要设备的故障。
其基本原理是比较设备两侧电流的差值，当差值超过设定值时，即认为发生了故障，触发保护动作。
纵联差动保护的工作原理可以分为两个阶段：采样和比较。
首先，在设备两侧分别安装电流互感器，采样得到两侧电流的信号。
这些信号经过放大和调节后，送入差动继电器。
差动继电器进行差动计算，即计算两侧电流的差值。
如果差值低于设定值，差动继电器保持动作，表示系统正常。
但当差值超过设定值，差动继电器即判定为发生故障，触发保护装置的动作。
纵联差动保护的核心是差动继电器，其内部包含了一个差动计算单元和一个保护决策单元。
差动计算单元计算两侧电流的差值，并将结果送入保护决策单元。
保护决策单元根据计算结果，进行故障判定和相应的保护动作。
纵联差动保护的设计要考虑到系统的复杂性和可靠性。
在设计时，需要合理选择互感器的参数、差动计算的方式和设定值。
此外，还需要考虑到与其他保护装置的协调工作，使整个保护系统能够快速、准确地检测和定位故障，并采取适当的措施进行隔离和保护。
综上所述，纵联差动保护通过比较设备两侧电流的差值来检测和保护设备的故障。
它是一种重要的电力系统保护方式，能够有效地提升系统的可靠性和安全性。
变压器的差动保护
2、由变压器两侧电流互感器变流比选择引起的不平衡电流及其消除措施 由于变压器的电压比和电流互感器的变流比各有标准，因此不太可能使之完全 配合恰当，从而不太可能使差动保护两边的电流完全相等，这就必然在差动回路 中产生不平衡电流，为了消除这一不平衡电流，可在电流互感器的二次回路接入 一个自耦电流互感器来进行平衡，或利用速饱和电流互感器中的平衡线圈或专门 的差动继电器中的平衡线圈来实现平衡，消除不平衡电流。 3、 由变压器励磁涌流引起的不平衡电流及其减小措施 由于变压器空载投入时产生的励磁涌流只通过变压器的一次绕组，而二次绕组 因开路而无电流，从而在差动回路中产生相当大的不平衡电流。这可通过在差动 回路中接入速饱和电流互感器，继电器则接在速饱和电流互感器的二次侧，以减 小励磁涌流对差动保护的影响。 此外，在变压器正常运行和外部短路时，由于变压器两侧电流互感器的型式和 特性不同，从而也在差动回路中产生不平衡电流。变压器分接头电压的改变，改 变了变压器的电压比，而电流互感器的变流比不可能相应改变，从而破坏了差动 回路中原有的电流平衡状态，也会产生新的不平衡电流。……总之，产生不平衡 电流的因素很多，不可能完全消除，而只能设法使之减小到最小值。
路时，变压器一次侧电流互感器TA1的二次电流 I1' 与变压器
二次侧电流互感器TA2的二次电流
I
' 2
相等或接近相等，因此
流入电流继电器KA（或差动继电器KD）的电
流
I KA
I1'
I
' 2
0
，继电器KA（或KD）不动作。而在差动保
护的保护区内k-2点发生短路时，对于单端供电的变压器来
说，I2' 0 ，因此 IKA I1' ，超过继电器KA（或KD）所整定的动 作电流 Iop(d) ，使KA（或KD）瞬时动作，然后通过出口继电器
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
6.2 变压器纵差动保护
——基本原理和接线方式 ——减小不平衡电流影响的方法 ——整定计算的基本原则 ——具有制动特性的差动继电器
6.2.1 变压器纵差动保护的基本原理与接线方式
电流差动保护不但能够正确区分区内外故障，而且不需 要与其他元件的保护配合，可以无延时的切除区内故障， 具有独特的优点，因而被广泛的应用于变压器的主保护。 下面具体分析变压器电流差动保护。
nTA1
3
6.2.1 变压器纵差动保护的基本原理与接线方式
4.三绕组变压器的纵联电流差保护
I&1
I&1'
I&3
I& 3'
Id
电力系统常常采用三绕组变
压器。三绕组变压器的纵联
I& 2
差动保护原理与双绕组变压
I
&
' 2
器是一样的。如图所示的变
压器为Yyd11接线方式。
思考：如何构造差动电流？如何选择CT变比？
按相差动
.
.
.
I& B.r (IY'BIY'C)Id'B
.
.
.
I& C.r (IY'CIY'A)Id'C
要使A相的继电器在正常运行及外部故障时不动作，需满足：
I& Y'AI& Y'B Id'A
由于：
I& Y 'AI& Y 'B
3I& Y 'A
3I& YA nTA1
而
即有： 3 I&YA I&dA
由于励磁涌流很大，所以一般很难通过整定值躲过该电流 来避免其影响，需采用其它的措施来处理。
6.2.2 变压器差动保护的不平衡电流及处理方法
5.减小不平衡电流的主要措施 （1）计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流的补偿
I 1
Z1
jL1Z1
I 1
1
jL1
I 1 1
Z1
可见：②励磁电流的大小与二次负载有关，二次负载越 大，励磁电流越大，铁芯越容易饱和。
③互感器厂家会提供10%误差曲线，即电流互感器误差达 到10%时，一次侧电流与二次侧负载阻抗之间的关系。为 了保证互感器正常工作，一般按在外部短路电流最大的情 况下，误差不超过10%来选择互感器。
6.2.2 变压器差动保护的不平衡电流及处理方法
4.变压器励磁电流产生的不平衡电流 将变压器参数折算到二次侧后，单相变压器等效电路如图
所示，显然，励磁回路相当于变压器内部故障的故障支路， 励磁电流全部形成不平衡电流。
Iunb I
I1
I
X m I2
励磁电流的大小取决于励磁电感的数值，也就是取决于变 压器铁芯的饱和程度。
Iun .m baxUIk.max
U
由于分接头改变而引起的相对误差。
6.2.2 变压器差动保护的不平衡电流及处理方法
3.电流互感器传变误差引起的不平衡电流 在前面的讨论中，电流互感器是被当做理想变压器对待的
。实际中的电流互感器并非理想变压器，实际工作中，电流 互感器的励磁电流将流入差动继电器中从而形成不平衡电流 。
IY A
IYA
IY B
nT A1
IY A
IYA nT A1
C
B
A
I Y AI Y B
Y
Id
Id
Id
d
Id A
I A .r (I Y A I Y )B I d A
Id A IdA
nT A2
Id A
IdA nT A2
流入三个差动继电器的差动电流为：
.
.
.
I& A.r (IY'AIY'B)Id'A
3.Yd11三相变压器纵差动保护的两个特殊问题
实际电力系统都是三相变压器（或三相变压器组），并且 通常采用Yd11的接线方式，这样就造成了上述变压器差动 保护在实际应用中存在一些问题，下面具体分析。
6.2.1 变压器纵差动保护的基本原理与接线方式
3.Yd11三相变压器纵差动保护的两个特殊问题
IYA IYB
6.2.1 变压器纵差动保护的基本原理与接线方式
4.三绕组变压器的纵联电流差保护
I&1
I&1'
I& 2
I
&
' 2
I&3
I& 3'
Id
接入差动继电器的差动电流：
I& r I& 1' I& 2' I& 3'
CT变比选取的原则：
n TA 3 n TA1 n TA 3
nT 13
3
n
T
23
n TA 2
第6章 电力变压器保护
主讲：陈坤燚
6.1 电力变压器的故障类型和不正常工作状态 6.2 变压器纵差动保护 6.3 变压器的励磁涌流及鉴别方法 6.4 变压器相间短路的后备保护 6.5 变压器接地短路的后备保护
6.1 电力变压器的故障类型和 不正常工作状态
故障类型
变压器故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障。 1.油箱外故障：主要是套管和引出线上的相间短路和接 地短路。 2.油箱内故障：主要是绕组的相间短路、接地短路、匝 间短路以及铁心的烧损。 油箱内故障时产生的电弧，不仅会损坏绕组的绝缘、烧 毁铁芯，而且由于绝缘材料和变压器油受热分解而产生大 量气体，有可能引起变压器的爆炸。 以上故障中最常见的故障是套管和引出线上的相间短路 和接地短路、绕组的匝间短路。
6.2.2 变压器差动保护的不平衡电流及处理方法
变压器正常工作或外部故障时，励磁电流一般不会超过其 额定电流的2%~5%，对于差动保护的影响可以忽略不计。
变压器励磁电流对差动保护的影响主要是在变压器空载投 入或外部故障恢复时，这两种情况下，变压器的电压将会从 零或者一个很小的数值突然上升到额定电压，此时变压器的 铁心可能会严重饱和，其励磁电流可达额定电流的4-8倍，称 为励磁涌流。
线圈电压与铁芯磁通的关系为：
u W d dt
故磁化曲线的斜率就是励磁回路的
电感， 。L 1
可见，铁芯没有饱和时，斜率很大， 即励磁电感很大且近为常数；
铁芯饱和时，斜率变小，励磁电感 大为减小。
磁化曲线
S 饱和点
I1
磁滞回线
t
励磁电流
6.2.2 变压器差动保护的不平衡电流及处理方法
若励磁电流中存在大量的
nTI1 nTA2
nT I1 nTA2
I rnTn I 1 TA I 22(1nn Tn TTAA )2n 1IT 1A1
选择CT变 比的原则
若选择： nTA2 nT A1
nT
则： (1nTnT A)1 I 1 0 nT A2 nT A1
正常运行或区外短路时： Ir nTnI1TA2I2 0
6.2.1 变压器纵差动保护的基本原理与接线方式
6.2.2 变压器差动保护的不平衡电流及处理方法
2.变压器带负荷调节分接头产生的不平衡电流 电力系统中，变压器常常通过改变分接头的位置来调节
电压，实际上就是改变 可n T变的。但是，电流互感器的变比
是不可调节的，所以当变压器调压后， nTA就n2 T 不A 满足1 nT 了 。由此产生的不平衡电流为：
，变压器的变比也不是标准的。所以，三者的关系很难完
全满足①式。 令变比差系数为：
fz
a
1
nTA1nT nTA2
6.2.2 变压器差动保护的不平衡电流及处理方法
当互感器的变比不满足要求时，流过差动继电器的最大不 平衡电流为：
Iun.m ba xfzaIk.max
I k . max
区外故障时流过变压器的最大短路电流（称为穿越电 流，为折合到互感器二次侧的值。）
6.2.1 变压器纵差动保护的基本原理与接线方式
1.正常工作时理想变压器的一、二次侧的电流关系
I1
+
U1
-
I2
+
U2
-
nT
U1 U2
I1
+
U1
-
I2
+
U2
-
I1 I2
1 nT
I1 I2
1 nT
nTI 1I 20
说明：上述结论对于区外故障时也成立。
6.2.1 变压器纵差动保护的基本原理与接线方式
2.单相变压器纵差动保护的原理和接线图
的差动电流。
6.2.1 变压器纵差动保护的基本原理与接线方式
IYA IYB IYC
IdA
Ida
IdB
Idc
Idb
IdC
IdA
Ida 3 0 o IYA
Idc
IYC
IYB Idb
若两侧电流互感器仍采用通常的接线方式，则二次电流由于相位不同， 也会有一个差电流流入继电器，为消除这种不平衡电流的影响，通常都是将 变压器星形侧的三个电流互感器接成三角形，而将变压器三角形侧的三个电 流互感器接成星形，并适当考虑联接方式后，即可把二次电流的相位校正过 来。
Ida
IdA IdB
若选择：IA.r
I YA Ida nTA1 nTA2
IYC
Idc Idb
IdC
且：
nT A2 nT A1
nT
其中：nT 为变压器变比
则动作的依据依然是：Ir 0
现在的问题是：
Y型侧采用的是相电流，三角形侧采用的不是绕组线电流，而是两
个绕组电流之差，两者相位相差30°，即使在正常运行时也会产生很大
nTA1
nTA2