变压器保护原理

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1.1 变压器比率制动式差动保护

比率制动式差动保护是变压器的主保护，能反映变压器内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障。

变压器保护装置最多可实现四侧差动，动作特性图如图6-1-1所示：

制制制制制I op) I op.00I res.0制制制制制 I res)

图6-1-1 比率差动保护动作特性图

1.1.1 比率差动原理 1.1.1.1

差动动作方程如下

Iop?Iop.0当 Ires?Ires.0 ;

Iop?Iop.0?S?Ires-Ires.0? 当 Ires?Ires.0 (6-1-1)

Iop为差动电流，Iop.0为差动最小动作电流整定值，Ires为制动电流，Ires.0为最小制动

电流整定值，S为比率制动系数整定值，各侧电流的方向都以指向变压器为正方向。 1.1.1.1.1 对于两侧差动：

??Iop = |I1?I2| ??Ires = |I 1?I2| / 2

1.1.1.1.2 对于三侧及以上数侧的差动：

(6-1-2)

(6-1-3)

???Iop= | I1 +I2 +…+ Ik | ???Ires= max{ |I 1|，|I2|，…，|Ik| }

(6-1-4)

(6-1-5)

???式中：3?K?4，I1，I2，…Ik分别为变压器各侧电流互感器二次侧的电流。

1.1.1.1.3 对于无电源低压侧带分支的两圈变差动：

???Iop = |I1?I2?I3| (6-1-6)

可编辑

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???Ires = |I1?I2?I3| / 2

(6-1-7)

???式中：I1、I2、I3分别为变压器高压侧、低压侧A分支和低压侧B分支电流互感器二

次侧的电流。

1.1.2 励磁涌流判别

保护利用三相差动电流中的二次谐波分量作为励磁涌流闭锁判据。

判别方程如下：

Iop.2?K2?Iop.1

(6-1-8)

式中：Iop.2为A，B，C三相差动电流中最大二次谐波电流，K2为二次谐波制动系数，

Iop.1为三相差动电流中最大基波电流。

该判据闭锁方式为“或”闭锁，即涌流满足(6-1-8)式，同时闭锁三相保护。

1.1.3 比率制动式差动保护逻辑图

如图6-1-2所示：

差动硬压板投入差动软压板投入差动启动元件动作差动元件动作二次谐波制动闭锁控制字TA断线检测图6-1-2 差动保护逻辑图

&差动出口&断线信号 1.1.4 差流速断、差流越限保护逻辑图

差流速断保护逻辑图如图6-1-3所示：

可编辑

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差动硬压板投入差流速断动作&速断启动元件动作速断软压板投入图6-1-3 差流速断保护逻辑图

当任一相差动电流大于差流速断整定值时瞬时动作于跳各侧断路器。 差流越限保护逻辑图如图6-1-4所示：

速断出口

制制制制制制制制制制制制制制制制制制制制制制制图6-1-4 差流越限保护逻辑图

&t&制制制制制制

1.1.5 TA断线判别

当三相电流都大于0.2倍的额定电流时，启动TA断线判别程序，满足下列条件认为TA断线：

a．本侧三相电流中至少一相电流不变； b．最大相电流小于1.2倍的额定电流； c．任意一相电流为零。

1.2 过流保护

变压器的中、低压侧发生区外故障时，由于后备保护装置直流电源故障而造成保护拒动时有发生，严重地威胁变压器的安全运行和电网的稳定，为了避免这种情况的发生，变压器的中、低压侧各设一段过流保护，作为变压器的后备保护，该保护动作后作用于变压器各侧断路器。

1.2.1 过流保护的逻辑图

如图6-2-1所示：

过流硬压板投入过流软压板投入过流动作过流启动元件动作图6-2-1 过流保护的逻辑图

可编辑

&t&过流出口