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电老虎网|收藏 | 变压器主保护与后备保护知识全解( 二 )


（1）变压器的励磁涌流
空投变压器时产生的励磁电流称作励磁涌流 。励磁涌流的大小与变压器的结构、合闸角、容量、合闸前剩磁等因素有关 。测量表明： 空投变压器时由于铁芯饱和励磁涌流很大 ， 通常为额定电流的2~6倍 ， 最大可达8倍以上 。由于励磁涌流只在充电侧流入变压器 ， 因此会在差动回路中产生很大的差流 ， 导致差动保护误动作 。
励磁涌流具有以下特点： a、涌流数值很大 ， 含有明显的非周期分量； b、波形呈尖顶状 ， 且是间断的； c、含有明显的高次谐波分量 ， 尤其二次谐波分量最为明显； d、励磁涌流是衰减的 。
根据励磁涌流的以上特点 ， 为防止励磁涌流造成变压器差动保护误动 ， 工程中利用： 二次谐波含量高、波形不对称、波形间断角大这三种原理来实现差动保护的闭锁 。
（2）二次谐波制动原理
二次谐波制动的实质是： 利用差流中的二次谐波分量 ， 来判断差流是故障电流还是励磁涌流 。当二次谐波分量与基波分量的百分比大于某一数值（通常为20%）时 ， 判断差流是由于励磁涌流引起的 ， 闭锁差动保护 。
因此二次谐波制动比越大 ， 允许基波中包含的二次谐波电流越多 ， 制动效果也就越差 。
（3）差动速断保护
当变压器内部出现严重故障 ， 故障电流较大导致CT饱和时 ， CT二次电流中也含有大量的谐波分量 ， 根据上面的叙述 ， 这就很可能会由于二次谐波制动导致差动保护闭锁或延缓动作 。这将严重损坏变压器 。为了解决这个问题 ， 通常会设置差动速断保护 。
差动速断元件 ， 实际上是纵差保护的高定值差动元件 。与一般差动元件不同的是 ， 它反映的是差流的有效值 。不管差流的波形如何、含有谐波分量的大小如何 ， 只要差流有效值超过了差动速断的整定值（通常比差动保护整定值要高） ， 它将立即动作切除变压器 ， 不经过励磁涌流等判据的闭锁 。
关于变压器的主保护简单介绍这些 ， 继续介绍一下变压器的后备保护 。变压器的后备保护配置种类很多 ， 这里主要简单介绍一下变压器的 复压闭锁过流保护 和 接地保 护两类后备保护 。
1、复压闭锁过流保护
复压闭锁过流保护是大、中型变压器相间短路故障的后备保护 。适用于升压变压器、系统联络变压器及过流保护不能满足灵敏度要求的降压变压器 。利用负序电压和低电压构成的复合电压能够反映保护范围内的各种故障 ， 降低了过电流保护的整定值 ， 提高了灵敏度 。
复合电压过流保护 ， 由复合电压元件、过流元件、时间元件构成 。保护的接入电流为变压器本侧CT二次三相电流 ， 接入电压为变压器本侧或其他侧PT二次三相电压 。 对于微机保护 ， 可以通过软件将本侧电压提供给其他侧使用 ， 这样就保证了任意某侧PT检修时 ， 仍能使用复压过流保护 。 动作逻辑如下图所示 。

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2、变压器的接地保护
大中型变压器的接地短路故障的后备保护通常有： 零序过流保护、零序过电压保护、间隙保护等等 ， 下面根据中性点三种不同的接地方式进行简单介绍 。
（1）中性点直接接地
电压为110kV及以上中性点直接接地的变压器 ， 在大电流接地系统侧应设置反应接地故障的零序电流保护 。 在高、中两侧均直接接地的变压器 ， 其零序电流保护应带方向 ， 方向宜指向各侧母线 。
零序电流保护的原理与线路的零序保护类似 ， 可参考第30期 。零序电流可取自中性点CT二次电流 ， 也可由本侧CT二次三相电流自产 。方向元件接入的零序电压可取自本侧PT开口三角电压 ， 也可由本侧二次三相电压自产 。在微机保护装置中 ， 主要采取自产方式 。
对于大型三绕组变压器 ， 零序电流保护可采用三段式 。其中I段II段带方向 ， III段不带方向 。每段一般有两级延时 ， 以较短延时缩小故障范围（跳母联或条本侧开关） ， 以较长延时切除变压器（跳三侧开关） 。具体保护配置根据实际情况确定 。


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