干式變壓器差動(dòng)保護的基本原理和邏輯框圖

干式變壓器每側電流互感器的型號不同由于干式變壓器每側的電壓等級和額定電流不同，干式變壓器每側電流互感器的型號也不同，其飽和特性和勵磁電流(降低到同一側)也不同，導致差動(dòng)回路不平衡電流較大。干式變壓器有載調壓分接頭是電力系統電壓調節的一種方法，改變分接頭就是改變干式變壓器的比例。在整定計算中，差動(dòng)保護只能按一定比例整定，選擇合適的平衡線(xiàn)圈來(lái)減小或消除不平衡電流的影響。差動(dòng)保護投入運行時(shí)，調壓分接頭發(fā)生變化，一般不可能對差動(dòng)保護的電流回路進(jìn)行再操作，因此會(huì )出現新的不平衡電流。不平衡電流的大小與調壓范圍有關(guān)。(2)暫態(tài)不平衡電流特性：暫態(tài)不平衡電流含有大量非周期分量，偏離時(shí)間軸的一側。較大暫態(tài)不平衡電流出現的時(shí)間滯后于一次側較大電流出現的時(shí)間(根據這一特性，通過(guò)保護延時(shí)來(lái)避免暫態(tài)不平衡電流必然會(huì )影響保護的快速性，甚至使干式變壓器差動(dòng)保護不可接受)。8.3.3減少不平衡電流的措施(1)減少穩態(tài)不平衡電流；干式變壓器差動(dòng)保護選用D級電流互感器；當外部較大穩態(tài)短路電流通過(guò)時(shí)，差動(dòng)保護電路的二次負載應滿(mǎn)足10%誤差的要求。(2)降低電流互感器的二次負荷，實(shí)際上相當于降低二次側的端電壓，相應地降低電流互感器的勵磁電流。降低二次負荷的常用方法有：減小控制電纜的電阻(適當增加導線(xiàn)的截面，盡可能縮短控制電纜的長(cháng)度)；采用電流互感器進(jìn)行弱電控制(額定二次電流為lA)等。(3)氣隙小的電流互感器剩磁小，一次側電流大時(shí)不易飽和。所以勵磁電流小，有利于減小不平衡電流。同時(shí)，電流互感器的暫態(tài)特性得到改善。(4)為減少干式變壓器兩側電流相位不同引起的不平衡電流，采用相位補償

采用適當的接線(xiàn)進(jìn)行相位補償。

圖8-10 y8-10y，d11接線(xiàn)干式變壓器差動(dòng)保護接線(xiàn)圖和相量圖

如果干式變壓器為Y型，d11接線(xiàn)的相位補償方法是將干式變壓器星形側的電流互感器接成三角形，將干式變壓器三角形側的電流互感器接成星形，如圖8-10(a)所示，補償30的相位差。該圖顯示了星形側的初級電流。

它是三角形邊上的一次電流，其相位關(guān)系如圖8-10(b)所示。采用相位補償接線(xiàn)后，干式變壓器星形側電流互感器二次回路差動(dòng)臂中的電流分別與三角形側電流互感器二次回路中的電流同相，如圖8-10(c)所示。這樣，差動(dòng)回路兩側的電流相位相同。(2)干式變壓器星形側電流互感器變比的數值補償

干式變壓器三角形側電流互感器的變比

(3)微機保護中用軟件進(jìn)行相位校正(5)通過(guò)數值補償減小電流互感器不同計算比和標準比引起的不平衡電流(1)采用自耦變換器。使用BCH差動(dòng)繼電器中的平衡線(xiàn)圈。干式變壓器微機保護軟件采用補償系數，使差動(dòng)回路不平衡電流較小。 #p#分頁(yè)標題#e#

(6)干式變壓器兩側不同類(lèi)型的電流互感器引起的不平衡電流應為c

(8)減小瞬態(tài)過(guò)程中非周期分量電流的影響。差動(dòng)保護采用具有快速飽和特性的中間變換器。利用具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器或不連續角原理的差動(dòng)繼電器，通過(guò)其他方法解決暫態(tài)過(guò)程中非周期分量電流的影響。

8.3.4和差比制動(dòng)差動(dòng)保護原理

1.雙繞組干式變壓器比率制動(dòng)差動(dòng)保護原理(1)和差比制動(dòng)動(dòng)作判據(1)差動(dòng)電流：

制動(dòng)電流：

(3)差動(dòng)保護動(dòng)作的較好判據：

制動(dòng)比系數：

外部故障時(shí)，保護不可靠。應滿(mǎn)足以下標準：

差動(dòng)保護動(dòng)作的第二個(gè)判據

2.比率制動(dòng)特性的設置(1)較小起動(dòng)電流Iact0

(2)可以選擇拐點(diǎn)制動(dòng)電流Ibrk0

(3)較大制動(dòng)系數Kbrk.max和制動(dòng)特性斜率S

較大制動(dòng)系數

比率制動(dòng)特性曲線(xiàn)如下

鈮

sp; ③比率制動(dòng)系數的整定值D取0.3～0.5   ④比率制動(dòng)特性的斜率S，由上圖可知

 

  當Ibrk0《Ibrk.max和Iact0《Ibrk.max， 則上式可得

 

  即比率制動(dòng)特性的折線(xiàn)BC過(guò)坐標原點(diǎn)，在任何制動(dòng)電流下有相同的制動(dòng)系數。 （4）內部故障靈敏度校驗  在系統較小運行方式下，計算干式變壓器出口金屬性短路的較小短路電流（周期分量），同時(shí)計算相應的制動(dòng)電流，由相應的比率制動(dòng)特性查出對應與的起動(dòng)電流則靈敏系數

   

  要求Ksen 2.0

3.三繞組干式變壓器比率制動(dòng)的差動(dòng)保護原理。 對于三繞組干式變壓器，其差動(dòng)保護的原理與雙繞組干式變壓器的差動(dòng)保護原理相同，但差動(dòng)電流和制動(dòng)電流及較大不平衡電流應做相應的更改。差動(dòng)電流和制動(dòng)電流分別為

 

  在有的干式變壓器差動(dòng)保護直接取三側中較大電流為制動(dòng)電流，即

 

  較大不平衡電流的計算公式如下：

  在微機保護中，考慮采用數值補償系數后誤差非常小Δm≈0，則上式為

 

4.勵磁涌流閉鎖原理  采用二次諧波制動(dòng)原理  在干式變壓器勵磁涌流中含有大量的二次諧波分量，一般約占基波分量的40％以上。利用差電流中二次諧波所占的比率作為制動(dòng)系數，可以鑒別干式變壓器空載合閘時(shí)的勵磁涌流，從而防止干式變壓器空載合閘時(shí)保護的誤動(dòng)。  在差動(dòng)保護中差電流的二次諧波幅值用表示，差電流中二次諧波所占的比率可表示為如下式：

 

  如選二次諧波制動(dòng)系數為定值D3，那么只要大于定值D3，就可以認為是勵磁涌流出現，保護不應動(dòng)作。在值小于D3，同時(shí)滿(mǎn)足比率差動(dòng)其他判據時(shí)才允許保護動(dòng)作。  ∴比率差動(dòng)保護的第三判據應滿(mǎn)足下式#p#分頁(yè)標題#e#

 

  二次諧波制動(dòng)系數D3，有0.15、0.2、0.25三種系數可選 。 5.差動(dòng)速斷保護 （1）采用差動(dòng)速斷保護的原因一般情況下比率制動(dòng)原理的差動(dòng)保護能作為電力干式變壓器主保護，但是在嚴重內部故障時(shí)，短路電流很大的情況下，TA嚴重飽和使交流暫態(tài)傳變嚴重惡化，TA的二次側基波電流為零，高次諧波分量增大，反應二次諧波的判據誤將比率制動(dòng)原理的差動(dòng)保護閉瑣，無(wú)法反映區內短路故障，只有當暫態(tài)過(guò)程經(jīng)一定時(shí)間TA退出暫態(tài)飽和比率制動(dòng)原理的差動(dòng)保護才動(dòng)作，從而影響了比率差動(dòng)保護的快速動(dòng)作，所以干式變壓器比率制動(dòng)原理的差動(dòng)保護還應配有差動(dòng)速斷保護，作為輔助保護以加快保護在內部嚴重故障時(shí)的動(dòng)作速度。差動(dòng)速斷保護是差動(dòng)電流過(guò)電流瞬時(shí)速動(dòng)保護。（2）差動(dòng)速斷的整定值按躲過(guò)較大不平衡電流和勵磁涌流來(lái)整定 

6.干式變壓器比率差動(dòng)保護程序邏輯框圖 （1）干式變壓器差動(dòng)保護程序邏輯框圖

（2）干式變壓器差動(dòng)保護程序邏輯原理  在程序邏輯框圖中D1=Iact0、D2=KrelId/Ibrk為比率制動(dòng)系數 整定值，D3為二次諧波制動(dòng)系數整定值?？梢?jiàn)比率差動(dòng)保護動(dòng)作的三個(gè)判據是“與”的關(guān)系(圖8-14中的與門(mén)Y2)，必須同時(shí)滿(mǎn)足才能動(dòng)作于跳閘。而差動(dòng)速斷保護是作為比率差動(dòng)保護的輔助保護。其定值為D4=Iact.s，在比率差動(dòng)保護不能快速反映嚴重區內故障時(shí)，差動(dòng)速斷保護應無(wú)時(shí)延地快速出口跳閘。因此這兩種保護是“或”的邏輯關(guān)系(圖8-14中 的或門(mén)H3)。比率差動(dòng)保護在TA二次回路斷線(xiàn)時(shí)會(huì )產(chǎn)生很大的差電流而誤動(dòng)作，所以必須經(jīng)TA斷線(xiàn)閉鎖的否門(mén)再經(jīng)與門(mén)Y3才能出口動(dòng)作。當TA斷線(xiàn)時(shí) 與門(mén)Y3被閉鎖住，不能出口動(dòng)作。