第六章回顧概述自動重合閘的作用、對自動重合閘的基本要求、自動重合閘的類型三相自動重合閘單側電源線路的三相一次自動重合閘：構成、動作時間整定雙測電源線路的三相一次自動重合閘：動作時間和同期問題單相自動重合閘自動重合閘與繼電保護的配合第七章電力變壓器保護第七章電力變壓器保護電力變壓器是電力系統中使用相當普遍和十分重要的電氣設備。如果發生故障，將給供電的可靠性和系統的正常運行帶來嚴重的后果。同時，大容量變壓器也是十分貴重的設備為了保證變壓器的安全運行，防止故障的擴大，按照變壓器可能發生的故障，裝設靈敏、快速、可靠和選擇性好的保護裝置是十分重要的第一節變壓器的故障類型和不正常工作狀態第一節變壓器的故障類型和不正常工作狀態變壓器的故障可以分為油箱內故障和油箱外故障兩種：油箱內故障：繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵芯的燒損等油箱外故障：套管和引出線上發生相間短路和接地短路油箱內故障時產生的電弧，不僅會損壞繞組的絕緣、燒毀鐵芯；而且，由于絕緣材料和變壓器油因受熱分解而產生的大量氣體，有可能引起變壓器油箱的爆炸對于變壓器發生的各種故障，保護裝置應盡快地將變壓器切除第一節變壓器的故障類型和不正常工作狀態變壓器的不正常運行狀態包括：變壓器外部短路引起的過電流負荷長時間超過額定容量引起的過負荷風扇故障或漏油等原因引起冷卻能力的下降變壓器中性點過電壓變壓器過勵磁變壓器處于不正常運行狀態時，繼電保護應根據其嚴重程度，發出告警信號，使運行人員及時發現并且采取相應的措施，以確保變壓器的安全第二節變壓器保護典型配置方案第二節變壓器保護典型配置方案為了保證變壓器的安全運行，變壓器一般應裝設下列保護：瓦斯保護縱差保護或者電流速斷保護外部相間短路和接地短路時的后備保護過負荷保護過勵磁保護其他非電量保護第二節變壓器保護典型配置方案瓦斯保護電力變壓器通常采用變壓器油作為絕緣和冷卻介質當變壓器油箱內故障時，變壓器油和其他絕緣材料會因受熱而分解，產生大量氣體。氣體排出的多少和速度與變壓器故障的嚴重程度有關利用這種氣體實現保護的裝置，稱為瓦斯保護瓦斯保護又可分為輕、重瓦斯保護，輕瓦斯保護動作于信號，重瓦斯保護動作于跳變壓器各側斷路器第二節變壓器保護典型配置方案縱差保護或者電流速斷保護變壓器內部故障時，如變壓器引出線、套管以及油箱內部短路時，會出現兩側電流不平衡狀況，可以裝設縱差保護與線路縱差保護類似，變壓器縱差保護能夠正確區分區內外各種故障，不需與其他元件的保護配合，可以無延時地切除區內各種故障，具有獨特的優點，因而被廣泛地用作變壓器的主保護對于變壓器內部或者外部故障時，均會出現流過變壓器電流增大的現象，可以裝設電流速斷保護第二節變壓壓器保護典型型配置方案外部相間短路路和接地短路路時的后備保保護除主保護以外外，變壓器還還應裝設相間間短路和接地地短路的后備備保護后備保護的作作用是防止外外部故障引起起的變壓器繞繞組過電流，，并作為相鄰鄰元件保護的的后備以及在在可能條件下下作為變壓器器內部故障時時主保護的后后備相間短路的后后備保護通常常采用過電流流保護、阻抗抗保護等接地短路的后后備保護通常常采用零序電電流保護、零零序電壓保護護等等第二節變壓壓器保護典型型配置方案過負荷保護變壓器長期過過負荷運行時時，繞組會因因發熱而受到到損傷。因此此，對容量400kVA的變壓器，應應裝設過負荷荷保護過勵磁保護對頻率降低和和電壓升高而而引起變壓器器過勵磁時，，勵磁電流急急劇增加，鐵鐵芯及附近的的金屬構件損損耗增加，引引起高溫。長長時間或多次次反復過勵磁磁，將因過熱熱而使絕緣老老化。因此，，高壓側電壓壓等級為500kV及以上的變壓壓器，應裝設設過勵磁保護護第三節變壓壓器縱差保護護的基本原理理第三節變壓壓器縱差保護護的基本原理理第三節變壓壓器縱差保護護的基本原理理變壓器縱差保保護不平衡電電流產生的原原因：計算變比與實實際變比不一一致產生的誤誤差帶負荷調壓而而產生的不平平衡電流電流互感器傳傳變誤差產生生的不平衡電電流由于變壓器兩兩側電流的相相位不同而引引起的不平衡衡電流變壓器勵磁涌涌流而產生的的不平衡電流流第三節變壓壓器縱差保護護的基本原理理計算變比與實實際變比不一一致產生的誤誤差第三節變壓壓器縱差保護護的基本原理理帶負荷調壓而而產生的不平平衡電流在電力系統中中，經常采用用帶負荷調壓壓變壓器，利利用改變變壓壓器分接頭的的方法來保持持系統電壓改變分接頭的的位置，實際際上就是改變變了變壓器的的變比。然而而，電流互感感器的變比選選定后不可能能根據運行方方式進行調整整，只能根據據變壓器分接接頭未調整時時的變比進行行選擇假設變壓器分分接頭未調整整時滿足，，則則一旦分接頭頭調整，就會會出現變比差差系數，引起起不平衡電流流第三節變壓壓器縱差保護護的基本原理理電流互感器傳傳變誤差產生生的不平衡電電流第三節變壓壓器縱差保護護的基本原理理電流互感器傳傳變誤差產生生的不平衡電電流上一堂課回顧顧變壓器的故障障類型和不正正常工作狀態態變壓器保護典典型配置方案案變壓器縱差保保護變壓器縱差保保護的基本原原理變壓器縱差保保護不平衡電電流產生的原原因計算變比與實實際變比不一一致產生的誤誤差帶負荷調壓而而產生的不平平衡電流電流互感器傳傳變誤差產生生的不平衡電電流上一堂課回顧顧計算變比與實實際變比不一一致產生的誤誤差上一堂課回顧顧帶負荷調壓而而產生的不平平衡電流帶負荷調壓變變壓器，利用用改變變壓器器分接頭的方方法來保持系系統電壓；改改變分接頭的的位置，實際際上就是改變變了變壓器的的變比；一旦旦分接頭調整整，就會出現現變比差系數數，引起不平平衡電流電流互感器傳傳變誤差產生生的不平衡電電流上一堂課回顧顧第三節變壓壓器縱差保護護的基本原理理由于變壓器兩兩側電流的相相位不同而引引起的不平衡衡電流第三節變壓壓器縱差保護護的基本原理理變壓器勵磁涌涌流而產生的的不平衡電流流勵磁回路相當當于變壓器內內部故障的故故障支路，勵勵磁電流全部部流入差動元元件中，形成成不平衡電流流勵磁電流的大大小取決于勵勵磁電感的數數值，也就是是取決于變壓壓器鐵芯是否否飽和正常運行時和和外部故障時時，勵磁電流流不超過額定定電流的2%~5%，對縱差保護護的影響常常常忽略不計第三節變壓壓器縱差保護護的基本原理理變壓器勵磁涌涌流而產生的的不平衡電流流但是，當變壓壓器在空載合合閘和外部短短路切除后電電壓恢復時，，變壓器電壓壓從零或者很很小的數值突突然上升到運運行電壓在電壓上升過過程中，變壓壓器可能嚴重重飽和，產生生很大的暫態態勵磁電流，，這個暫態勵勵磁電流稱為為勵磁涌流。勵磁涌流最最大值可以達達到額定電流流的4～8倍由于勵磁涌流流很大，若用用動作電流來來躲過影響，，則縱差保護護在內部故障障時靈敏度可可能很低。因因此，必須采采取其他措施施來防止勵磁磁涌流引起縱縱差保護的誤誤動作。這也也是縱差保護護的核心問題第三節變壓壓器縱差保護護的基本原理理減小不平衡電電流的主要措措施：1)補償計算變比比與實際變比比不一致產生生的不平衡電電流第三節變壓壓器縱差保護護的基本原理理減小不平衡電電流的主要措措施：2)減少電流互感感器因性能不不同引起的穩穩態不平衡電電流盡可能使用型型號、性能相相同的D級電流互感器器，使得兩側側電流互感器器的磁化曲線線相同，以減減少不平衡電電流減小電流互感感器的二次負負載（減少二二次電纜的電電阻，增大電電流互感器的的變比）并使使各側二次負負載相同，能能夠減少鐵芯芯的飽和程度度（一次電流流是固定的，，若二次負載載越小，則勵勵磁電流越小小，鐵芯越不不飽和），相相應地減少不不平衡電流第三節變壓壓器縱差保護護的基本原理理減小不平衡電電流的主要措措施：3)減少電流互感感器的暫態不不平衡電流以前常常采用用在差動回路路中接入具有有速飽和特性性的中間變流流器的方法來來減少電流互互感器的暫態態不平衡電流流速飽和中間變變流器接線與與中間變流器器類似，只是是沒有平衡繞繞組第三三節節變變壓壓器器縱縱差差保保護護的的基基本本原原理理減小小不不平平衡衡電電流流的的主主要要措措施施：：3)減少少電電流流互互感感器器的的暫暫態態不不平平衡衡電電流流速飽飽和和中中間間變變流流器器采采用用很很容容易易飽飽和和的的鐵鐵芯芯，，當當差差動動電電流流中中含含有有較較大大的的非非周周期期分分量量并并完完全全偏偏離離時時間間軸軸一一側側時時，，鐵鐵芯芯迅迅速速飽飽和和，，導導致致一一個個周周波波內內磁磁通通的的變變化化率率很很小小，，非非周周期期分分量量不不容容易易傳傳變變到到變變流流器器的的二二次次側側但是是，，在在變變壓壓器器內內部部故故障障時時，，故故障障中中電電流流也也含含有有非非周周期期分分量量，，采采用用速速飽飽和和特特性性的的中中間間變變流流器器后后，，縱縱差差保保護護需需待待非非周周期期分分量量衰衰減減后后才才能能動動作作，，延延長長了了故故障障切切除除時時間間，，這這對對變變壓壓器器是是非非常常不不利利的的第四四節節變變壓壓器器勵勵磁磁涌涌流流及及鑒鑒別別方方法法第四四節節變變壓壓器器勵勵磁磁涌涌流流及及鑒鑒別別方方法法一、、變變壓壓器器勵勵磁磁涌涌流流產產生生的的原原因因1變壓壓器器空空載載合合閘閘時時的的磁磁通通空載載合合閘閘時時變變壓壓器器的的磁磁通通：：電力變壓器的飽和磁通一般為變壓器的運行電壓一般不會超過額定電壓的10%，所以在變壓器穩態運行時，鐵芯是不會飽和的但是在變壓器空載合閘時產生的暫態過程中，由于的作用可能會使變壓器磁通大于飽和磁通，造成變壓器鐵芯飽和第四四節節變變壓壓器器勵勵磁磁涌涌流流及及鑒鑒別別方方法法第四四節節變變壓壓器器勵勵磁磁涌涌流流及及鑒鑒別別方方法法一、、變變壓壓器器勵勵磁磁涌涌流流產產生生的的原原因因2變壓壓器器空空載載合合閘閘時時的的電電流流第四節節變變壓器器勵磁磁涌流流及鑒鑒別方方法勵磁涌涌流的的波形形是偏偏向時時間軸軸的一一側的的，且且是間間斷的的勵磁涌涌流中中除了了基波波分量量外，，還存存在大大量的的非周周期分分量和和諧波波分量量。由由于勵勵磁涌涌流是是周期期函數數，可可以展展開成成傅里里葉級級數。。勵磁磁涌流流中各各次諧諧波分分量的的幅值值可以以根據據傅里里葉級級數的的系數數an和bn確定第四節節變變壓器器勵磁磁涌流流及鑒鑒別方方法間斷角（度）非周期分量基波二次諧波三次諧波四次諧波10876.810013.27.82.815069.210028.87.53.518063.710042.40.08.5不同間間斷角角下勵勵磁涌涌流中中的諧諧波含含量如如下所所示：：單相變變壓器器勵磁磁涌流流的特特點：：變壓器器空載載合閘閘時，，涌流流是否否產生生以及及涌流流的大大小與與合閘閘角有有關，，合閘閘角為為0及180度時勵勵磁涌涌流最最大波形完完全偏偏離時時間軸軸的一一側，，并且且出現現間斷斷。涌涌流越越大，，間斷斷角越越小含有很很大成成分的的非周周期分分量，，間斷斷角越越小，，非周周期分分量越越大含有大大量的的高次次諧波波分量量，而而以二二次諧諧波為為主。。間斷斷角越越小，，二次次諧波波越小小第四節節變變壓器器勵磁磁涌流流及鑒鑒別方方法對于三三相變變壓器器，當當進行行空載載合閘閘時，，三相相繞組組均會會產生生勵磁磁涌流流但是，，對于于Y/D11接線的的三相相變壓壓器，，由于于引入入每相相差動動保護護的電電流為為兩個個變壓壓器繞繞組電電流之之差，，其勵勵磁涌涌流也也應該該是兩兩個繞繞組涌涌流之之差兩個勵勵磁涌涌流相相減后后，涌涌流的的時域域特征征和頻頻域特特征都都會有有所變變化第四節節變變壓器器勵磁磁涌流流及鑒鑒別方方法第四節節變變壓器器勵磁磁涌流流及鑒鑒別方方法A相合閘閘角為為0三相變變壓器器勵磁磁涌流流的特特點：：任何情況況下空載載投入變變壓器，，至少在在兩相中中會產生生不同程程度的勵勵磁涌流流某相勵磁磁涌流可可能不再再偏離時時間軸的的一側，，變成了了對稱性性涌流。。其他兩兩相仍為為偏離時時間軸一一側的非非對稱性性涌流三相勵磁磁涌流中中有一相或者兩相二次次諧波含含量比較較小，但至少有一一相比較較大勵磁涌流流的波形形仍然是是間斷的的，但間間斷角顯顯著減小小，其中中又以對對稱性涌涌流的間間斷角最最小對稱性勵勵磁涌流流的正向向最大值值與反向向最大值值之間的的相位差差120度第四節變變壓器器勵磁涌涌流及鑒鑒別方法法防止勵磁磁涌流引引起誤動動的方法法：采用速飽飽和中間間變流器器采用很容容易飽和和的鐵芯芯，當差差動電流流中含有有較大的的非周期期分量并并且偏向向時間軸軸的一側側時，鐵鐵芯迅速速飽和，，導致非非周期分分量不容容易傳變變到變流流器的二二次側但是，由由于速飽飽和原理理的縱差差保護動動作電流流大，靈靈敏度低低，并且且在變壓壓器內部部故障時時會因非非周期分分量的存存在而延延緩保護護的動作作，已經經逐漸被被淘汰第四節變變壓器器勵磁涌涌流及鑒鑒別方法法防止勵磁磁涌流引引起誤動動的方法法：二次諧波波制動的的方法檢測到差差電流二二次諧波波含量大大于整定定值時，，閉鎖保保護，防防止勵磁磁涌流引引起的誤誤動。采采用這種種方法的的保護稱稱為二次諧波波制動的的差動保保護。動作判判據為第四節變變壓器器勵磁涌涌流及鑒鑒別方法法早期二次次諧波制制動方案案采用按相制動動，保護可可能誤動動（三相相變壓器器勵磁涌涌流時，，某一相相或者兩兩相二次次諧波含含量可能能較?。┓乐箘畲糯庞苛饕鹫`動動的方法法：二次諧波波制動的的方法近年來廣廣泛采用用“三相或門門制動”的方案案，即三三相中只只要有一一相的二二次諧波波含量超超過制動動比，就就將三相相差動繼繼電器全全部閉鎖鎖但是，變變壓器內內部故障障時，測測量電流流中的暫暫態分量量也可能能存在二二次諧波波。如果果二次諧諧波含量量超過K2，則保護護也被閉閉鎖，一一直等到到暫態分分量衰減減后才能能動作電流互感感器飽和和也會在在二次電電流中產產生二次次諧波，，電流互互感器飽飽和越嚴嚴重，二二次諧波波含量越越大第四節變變壓器器勵磁涌涌流及鑒鑒別方法法防止勵磁磁涌流引引起誤動動的方法法：二次諧波波制動的的方法第四節變變壓器器勵磁涌涌流及鑒鑒別方法法為了加快快內部嚴嚴重故障障時縱差差保護的的動作速速度，往往往再增增加一組組不帶二二次諧波波制動的的差動保保護，稱稱為差動動電流速速斷保護護，差動動電流速速斷保護護定值按按躲過最最大勵磁磁涌流整整定二次諧波波制動的的差動保保護和差差動電流流速斷保保護通過過或門，，連接到到縱差保保護的跳跳閘回路路防止勵磁磁涌流引引起誤動動的方法法：二次諧波波制動的的方法優點：原理簡單單、調試試方便、、靈敏度度高，在在變壓器器縱差保保護中獲獲得了非非常廣泛泛的應用用缺點：在具有靜靜止無功功補償裝裝置等電電容分量量較大的的系統，，故障暫暫態電流流中含有有較大的的二次諧諧波含量量，差動動保護的的速度會會受到影影響若空載合合閘前變變壓器已已經存在在故障，，合閘后后故障相相為故障障電流，，非故障障相為勵勵磁涌流流，采用用二次諧諧波制動動方案，，差動保保護將被被閉鎖。。由于勵勵磁涌流流衰減較較慢，保保護的動動作時間間可能會會長大數數百毫秒秒第四節變變壓器器勵磁涌涌流及鑒鑒別方法法防止勵磁磁涌流引引起誤動動的方法法：間斷角鑒鑒別的方方法勵磁涌流流的波形形會出現現間斷角角，而變變壓器內內部故障障時流入入差動繼繼電器的的穩態差差電流是是正弦波波，不會會出現間間斷角間斷角鑒鑒別的方方法就是是根據這這個特點點鑒別勵勵磁涌流流和