差动保护原理及整定计算(020805)

差动保护原理及整定计算

朱新华

一、差动电流互感器基本接线：

差动保护CT有两种接线方式：1、和电流；2、差电流。 对于双绕组变（两圈变）：差流方程为 C?=H?-L?，故属差电流接线，即电流互感器二次绕组反极性与另一组相接，又称180o接线。

对于三绕组变（三圈变）：差流方程为 C?= H?+ M? +L?.，故属和电流接线方式，即电流互感器都以正极性接入机箱，又称Oo接线。

二、变压器一次接线所带来的问题及调整方法（以二圈变为例）

为减少三次谐振波的影响，变压器接线一般采用Y/?-11接线（三圈变为Y/Y/?-11型接线）。

Ic

HIA

A? B? c?

Y/△—11接线 IA IA x

x x IB

Ia Iab

Ib

Ic

Ia

a? b? c? Iab LIA 30o X X X IAB

1

公式推导：磁势平衡方程： N1IA =—N2 Ia ①（N1，N2为高低压侧绕组匝数）。 N1IB =—N2 Ib

N1Ic =—N2 Ic 因为N1ìA+N2 ìa=N1ì。 高低压侧的一次电流：

HìA = ìA HìB = ìB Hìc =ìc

LìA = ìa –ìb LìB = ìb –ìc Lìc = ìc –ìa

HìA =-N2/N1·ìa LìA =ìa – ìb

HìB =-N2/N1·ìB LìB =ìb – ìC 式一

HìC =-N2/N1·ìC Lìc =ìc – ìa 所以说，正常情况下，高、低压侧一次电流的关系如下：

LìA =-N1/N2 （HìA – HìB） LìA + N1/N2 （HìA—HìB）=0

LìB = -N1/N2（HìB – HìC） 即： LìB + N1/N2 （HìB—HìC）=0

Lìc =-N1/N2（HìC– HìA ） LìC + N1/N2 （HìC—Hìa）= 0

这样可以看出，在变压器且两侧同相电流之间除了幅值的差异外，还有角度之差，故为了消除这种影响，可将变压器两侧差动CT按照一定方式的接线来校正，或通过微机进行内部调整来达到差流的平衡。

第一种调整方式：内部调整（通过DCAP3040软件实现），即：高低压CT二次绕组全部采取Y形接线，高低压侧差动CT正极性接线，低压侧CT反极性接线，通过微机进行调整。 微机通过调整应产生低

HIa · · 压两个电流，设为： · CT1 HI′a ，HI′b ， HI′c ， LI′a ， Hib CT2 LI′b ，LI′c ，并使之在正常情 Hic CT3 况下满足： 高压侧 变压器 Lia CT4 Hì′a - Lì′a =Cìa = 0 低压侧 Hì′b - Lì′b =Cìb = 0 Lib CT5 · · · LIC CT6 Hì′c - Lì′c = Cìc = 0

式二

DCAP3040

如图所示，输入微机的高低压侧电流表示式： Hla=HlA/CT1

高压侧 HlB=HlB/CT1 （ CT1为高压侧CT变比）

Hlc=Hlc/CT1 Lla=LlA/CT2

低压侧 LlB=LlB/CT2 （ CT2为低压侧CT变比） Llc=Llc/CT2

又 N1 = U相高 = UN高/

N2 VN低

提问：电压等级到底指哪些电压？

比较式②、③，由于CT都是根据产品目录选取标准的变比，而变压器变比也是一定的，故很难满足： 的关系，故引入了平衡系数KH， KL，使之差流为0。

故微机通过调整后的决流满足，即数学模型：

总结：①平衡系数的推导公式：

②、一次额定电流的计算公式：

③、流入机箱的二次额定电流计算公式： ④、通过调整作为保护用的二次额定电流： 高压侧：

注意：保护用高低压二次额定电流相等，计算用 定值及其他差动定值以此电流为参考，并且高、低压侧用 定值应相等。

第二种调整方式：外部调整

即通过CT的外部接线调整相位，达到角差为“0”，再通过设置平衡系数来达到幅值一致。

与内部调整方式对照，高压侧产生一个，流入单元箱的电流。

H ì a

其他公式的推寻与内部调整一样，也引入了平衡系数，计算公式与内部调整方式一样；保护用二次额定与内部调整一样。

故：所有保护定值与调整方式无关。

三、与差动保护相关的其他原理性问题： 1、谐波制动原理：

①、励磁电流产生只流过高压侧，因此会反应到差动回路中，产生不平衡电流正常情况只有2%—10%IN，影响小，当空投或外部故障切除电压恢复时则可能产生很大励磁电流（励磁涌流）。此电流可达到额定电流的6—8倍。

②、为什么空投时产生励磁涌流及谐波？

Ly+ys uy o wt

-ym

A、 情况下，磁通与电压的关系 B、u =o瞬间空载合闸，磁

通与电压的关系，磁通不能

U=N· 突变，ys为剩磁

C、铁芯的磁化线，铁芯严重饱和 IL剧烈增大。

IL D、励磁通流波形，会有大量的非周期

o 分量和高次谐波分量，经分析，尤以2

次谐波为主，占电流的20%～30%，一

般地饱和系统（非线性系统）产生偶次谐波，非饱和系统（线性系统）产生奇波。

注意：必须首尾相连，否则差流很大。

提问：A、如果尾首相连，差流有什么特点？ B、高、低压极性接反有什么情况？ C、单相极性接反有什么情况？ D、相序接错有什么情况？