6.3-变压器励磁涌流及鉴别方法PPT文件格式下载.ppt

1、变压器稳态运行时，铁芯是不饱和的。,6.3.1 单相变压器的励磁涌流,正常运行:不饱和；,空载合闸:由于直流分量的影响，可能饱和；,合闸半个周期后磁通达到最大值，饱和最严重。,是以2为周期变化，在区间：时发生饱和。,变压器的近似磁化曲线如图所示。,6.3.1 单相变压器的励磁涌流,由图可见，铁芯不饱和时，磁化曲线的斜率很大，励磁电流近似为零，铁芯饱和后，磁化曲线的斜率很小，励磁电流大大增加，形成励磁涌流。,6.3.1 单相变压器的励磁涌流,由前面分析可知，在（0，2）周期内，在区间：,铁芯饱和。,因此励磁电流可表示为：,6.3.1 单相变压器的励磁涌流,由图可见，波形完全偏离时间轴的一次，且是

2、间断的，波形间断的宽度称为励磁涌流的间断角。,间断角 是区分励磁涌流和故障电流的一个重要特征，饱和越严重间断角越小。,6.3.1 单相变压器的励磁涌流,的数值与变压器电压（稳态磁通）幅值、合闸角 以及铁芯剩磁 有关。通常关心各种情况下最小的间断角，在计算时可取、，取最大剩磁。变压器的最大剩磁与许多因素有关，现场实测也很困难，具体数值目前还有争议，较为保守的可取，可算得。,6.3.1 单相变压器的励磁涌流,励磁涌流中除了基波分量外，还存在大量的非周期分量和谐波分量。由于励磁涌流是周期函数，可以展开成傅立叶级数：,分解之后可得到非周期分量，基波分量 以及高次谐波分量。,6.3.1 单相变压器的励磁

3、涌流,通常关心的是励磁涌流中非周期分量和高次谐波分量的含量，在上面分析的前提条件下，它们只与间断角有关，与励磁涌流幅值无关，下表给出了集中间断角下的谐波含量。,6.3.1 单相变压器的励磁涌流,综合以上分析，单相变压器励磁涌流的特点为：,（1）在变压器空载合闸时，涌流是否产生以及涌流的大小与合闸角有关，合闸角=0和=时励磁涌流最大；,（2）波形完全偏流时间轴的一侧，并且出现间断，涌流越大，间断角越小；,（3）含有很大成分的非周期分量，间断角越小，非周期分量越大；,（4）含有大量的高次谐波分量，而以二次谐波为主，间断角越小，二次谐波也越小。,6.3.2 三相变压器的励磁涌流,对于Y,d11接线方

4、式的三相变压器，引入每相差动保护的电流是两个变压器绕组电流之差，其励磁涌流也应该是两个绕组励磁涌流的差值，即：,两个励磁涌流相减后，涌流的时域特征和频域特征都有所变化。下面以一算列说明。,6.3.1 单相变压器的励磁涌流,计算条件:,经过计算，可得到励磁涌流的波形以及谐波的含量，如图所示。,三相剩磁:,三相合闸角:,6.3.1 单相变压器的励磁涌流,间断角：78.6,二次谐波含量：14.8%,6.3.1 单相变压器的励磁涌流,间断角：49.6,二次谐波含量：37.6%,6.3.1 单相变压器的励磁涌流,间断角：14.8%,6.3.1 单相变压器的励磁涌流,结合上面算例，对于一般情况，三相变压器

5、励磁涌流有以下特点:,（1）由与三相电压之间有120的相位差，因而三相励磁涌流不会相同，任何情况下空载投入，至少在两相中要出现不同程度的涌流。,（2）某相励磁涌流可能不再偏离时间轴的一侧，变成了对称性涌流。其他两相仍为偏离时间轴一侧的非对称性涌流。对称性涌流的数值比较小，非对称性涌流含有大量的非周期分量，但对称性涌流中无非周期性分量。,（3）三相励磁涌流中有一相或两相二次谐波含量比较小，但至少有一相比较大。,（4）励磁涌流的波形仍然是间断的，但间断角显著减小，其中又以对称性涌流的间断角最小，但对称性涌流的正向最大值与反向最大值之间的相位差（波宽）为120，而稳态电流波宽为180。,6.3.3

6、防止励磁涌流引起误动的方法,1 二次谐波制动的方法,二次谐波制动根据励磁涌流中含有大量二次谐波分量的特点，当检测到差电流中二次谐波含量大于整定值时就将差动继电器闭锁，以防止励磁涌流引起的误动。,二次谐波制动的差动保护采用二次谐波制动方法的保护。,动作判据：,二次谐波幅值,基波幅值,二次谐波制动比，可取15%20%，根据具体情况而定,对于实际运行的三相变压器，早先的二次谐波制动是采用按相制动的方案。若某相的二次谐波含量大于K2，就闭锁该相的差动保护，然而，在涌流严重时，二次谐波含量将小于15%，因此差动保护可能会误动。若降低整定值，则会影响内部故障时纵差动保护的动作速度（等待短路电流二次谐波衰减

7、）。,由于三相励磁涌流中至少有一相二次谐波含量较高，近年来，一般采用“三相或门制动”方案：三相差动电流中只要有一相的二次谐波含量超过制动比，就将三相差动继电器全部闭锁。,变压器内部故障时，测量电流中的暂态分量也可能存在二次谐波，若含量超过K2，差动保护也将会闭锁，直到暂态分量衰减后才能动作。为了加快内部严重故障时纵差动保护的动作速度，往往增加一组不带二次谐波制动的差动保护，称之为差动保护的速断保护，其整定值按躲过最大励磁涌流整定。,闭锁差动保护,不带制动特性差动保护,带制动特性差动保护,二次谐波制动差动保护优点：,简单、调试方便、灵敏度高,二次谐波制动差动保护缺点：,（1）在具有静止无功补偿装

8、置等电容分量比较大的系统，故障暂态电流中含有大量二次谐波，差动保护的动作速度将受影响。,（2）若空载合闸前变压器已经存在故障，合闸后故障相为故障电流，非故障相为励磁涌流，采用三相或门制动的方案时，差动保护必将被闭锁。由于励磁涌流衰减很慢，保护的动作时间可能会长达数百毫秒。,6.3.3 防止励磁涌流引起误动的方法,2 间断角鉴别的方法,间断角鉴别励磁涌流的波形中会出现间断角，而变压器内部故障时流入差动继电器的稳态差电流是正弦波，不会出现间断角。间断角鉴别的方法就是利用这个特征鉴别励磁涌流和故障电流，即通过检测差电流波形是否存在间断角，当间断角大于整定值时将差动保护闭锁。,动作判据一般有间断角判据

9、和波宽判据两种。,6.3.3 防止励磁涌流引起误动的方法,间断角判据间断角的整定值一般取65。当检测到间断角大于65时将差动保护闭锁。对于Y,d11接线方式的三相变压器，非对称涌流的间断角比较大，间断角闭锁元件能够可靠的动作，并有足够的裕量；而对称性涌流的间断角有可能小于65。进一步减小整定值并不是好的办法，因为整定值太小会影响内部故障时的灵敏度和动作速度。,6.3.3 防止励磁涌流引起误动的方法,波宽判据由于对称性涌流的波宽为120，而故障电流的波宽为180，因此在间断角判据基础上再增加一个反应波宽的辅助判据，在波宽小于140（有20的裕量）时也将差动保护闭锁。,6.3.3 防止励磁涌流引起误动的方法,电流源,励磁电流过零，电感电流不能突变,二次侧电流,间断角消失,求导,的持续时间超过,间断角的检测方法,