35KV变压器的差动保护原因分析.doc

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毕业设计（论文）

题目 35KV变压器的差动保护原因分析

学生姓名 侯 黎
学 号 2009307309
专 业 电力系统继电保护与自动化
班 级 20093073班
指导教师 何 安 国
评阅教师

完成日期 2011年 11月 10 日
目 录

摘 要 2
前 言 3
1变压器差动保护理论基础 3
1.1变压器差动保护的基本原理 3
1.2变压器纵差动保护的特点 3
1.2.1．励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法 3
1.2.2．不平衡电流产生的原因 4
1.2.3、减小不平衡电流的措施 4
1.2.4.三绕组变压器比率制动的差动保护原理 5
1.2.5.差动速断保护 5
1.3 变压器差动保护的特点 5
1.4变压器差动保护两种误动原因的简单分析 6
2　变压器差动保护带负荷测试 7
2.1变压器差动保护带负荷测试内容 7
2.2　变压器差动保护带负荷测试数据分析 8
2.2.1　看电流相序 8
2.2.2　看电流的对称性 8
2.2.3　看各侧电流幅值，核实CT变比 8
2.2.4　看两（或三）侧同名相电流相位，检查差动保护电流回路极性组合的正确性 9
2.2.5　看差流（或差压）大小，检查整定值的正确性 9
3变压器差动保护的重点分析 10
3.1加强主保护，应使差动保护更完善和简化整定计算 10
3.2差动保护用的电流互感器的基本要求 10
3.3度和快速性差动保护的高灵敏的前提是安全、可靠 11
3.4简化后备保护 11
4变压器差动保护动作后的处理 12
4.1运行中差动保护动作 12
4.2差动保护动作后的处理。 12
致 谢 13
参 考 文 献 14

35KV变压器的差动保护原因分析

学 生：侯 黎
指导教师：何安国
（三峡电力职业学院）

摘 要： 变压器的差动保护是反应变压器各端电流互感器二次电流流入差动继电器的电流差而动作的。在保护范围内无故障时，差动继电器内不平衡电流应接近于零。但在某些情况下，保护范围内无故障时差动继电器内仍有较大的不平衡电流。本文对变压器差动保护的这个特点进行介绍，并简单分析了变压器差动保护两种误动作的原因。
关键词 变压器差动保护； 不平衡电流； 误动原因分析；

前 言
差动保护是用某种通信通道将电气设备两端的保护装置纵向联接起来，并将两端的电气量进行比较，从而判断保护是否动作。根据基尔霍夫定律，保护范围内流入与流出的电流应该相等（变压器应该归算到同侧）。当保护范围内发生故障时，其流入与流出的电流就不相等了。差动保护就是根据这个不平衡电流动作的。因此，这种保护方法有很高的动作选择性和灵敏度，适用于保护大容量、强电流、高电压及对灵敏度要求高的电气设备。所以，这种方法广泛用于保护大容量、高电压的变压器，并以其优越的保护性能成为大容量、高电压变压器的主要保护方法。然而值得注意的是，由于变压器在结构和运行上具有一些特点，因此在实际运行中保护范围内无故障时，差动保护装置也具有较大的不平衡电流，这种不平衡电流可能引起差动保护装置的误动作。另外，即使考虑了变压器差动保护的这些特点并加以修正，由于这种保护装置的复杂性在有些情况下也常出现一些误动作现象。本文将就变压器差动保护两种误动作的原因加以简单的分析。

1变压器差动保护理论基础
1.1变压器差动保护的基本原理
差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的，当变压器正常工作或区外故障时，将其看作理想变压器，则流入变压器的电流和流出电流（折算后的电流）相等，差动继电器不动作。当变压器内部故障时，两侧（或三侧）向故障点提供短路电流，差动保护感受到的二次电流和的正比于故障点电流，差动继电器动作。
1．变压器差动保护的工作原理
与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。
2．变压器差动保护与线路差动保护的区别
由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等
1.2变压器纵差动保护的特点
1.2.1．励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法
（1）励磁涌流
在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。
（2）产生励磁涌流的原因
因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，此时变压器铁芯将严重饱和，通过图可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。
（3）励磁涌流的特点
①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。
②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。
③励磁涌流的波形出现间断角。
（4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施
①采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护；
②利用二次谐波制动原理构成的差动保护；
③利用间断角原理构成的变压器差动保护；
④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。
1.2.2．不平衡电流产生的原因
（1）稳态情况下的不平衡电流
①变压器两侧电流相位不同
电力系统中变压器常采用Y，d11接线方式，因此，变压器两侧电流的相位差为30°若两侧的电流互感器采用相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流也相差30°左右，从而产生很大的不平衡电流。
②电流互感器计算变比与实际变比不同</p>
由于变比的标准化使得其实际变比与计算变比不一致，从而产生不平衡电流。
③变压器各侧电流互感器型号不同
由于变压器各侧电压等级和额定电流不同，所以变压器各侧的电流互感器型号不同，它们的饱和特性、励磁电流（归算至同一侧）也就不同，从而在差动回路中产生较大的不平衡电流。
④变压器带负荷调节分接头
变压器带负荷调整分接头，是电力系统中电压调整的一种方法，改变分接头就是改变变压器的变比。整定计算中，差动保护只能按照某一变比整定，选择恰当的平衡线圈减小或消除不平衡电流的影响。当差动保护投入运行后，在调压抽头改变时，一般不可能对差动保护的电流回路重新操作，因此又会出现新的不平衡电流。不平衡电流的大小与调压范围有关。
（2）暂态情况下的不平衡电流
暂态过程中不平衡电流的特点：
①暂态不平衡电流含有大量的非周期分量，偏离时间轴的一侧。
②暂态不平衡电流最大值出现的时间滞后一次侧最大电流的时间（根据此特点靠保护的延时来躲过其暂态不平衡电流必然影响保护的快速性，甚至使变压器差动保护不能接受）。
1.2.3、减小不平衡电流的措施
（1）减小稳态情况下的不平衡电流。
变压器差动保护各侧用的电流互感器，选用变压器差动保护专用的D级电流互感器；当通过外部最大稳态短路电流时，差动保护回路的二次负荷要能满足10%误差的要求。
（2）减小电流互感器的二次负荷。
这实际上相当于减小二次侧的端电压，相应地减少电流互感器的励磁电流。减小二次负荷的常用办法有：减小控制电缆的电阻(适当增大导线截面，尽量缩短控制电缆长度)；采用弱电控制用的电流互感器(二次额定电流为lA)等。
（3）采用带小气隙的电流互感器
这种电流互感器铁芯的剩磁较小，在一次侧电流较大的情况下，电流互感器不容易饱和。因而励磁电流较小，有利于减小不平衡电流。同时也改善了电流互感器的暂态特性。
（4）减小变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流采用相位补偿。
采用适当的接线进行相位补偿法，如变压器为Y，d11接线其相位补偿的方法是将变压器星形侧的电流互感器接成三角形，将变压器三角形侧的电流互感器接成星形。
（5）减小电流互感器由于计算变比与标准变比不同而引起的不平衡电流采用数值补偿。
①采用自耦变流器。
②利用BCH型差动继电器中的平衡线圈。
③在变压器微机保护的软件中采用补偿系数使差动回路的不平衡电流为最小。
（6）由变压器两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流在差动保护的整定计算中加以考虑。
（7）由变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流在变压器差动保护的整定计算中考虑。
（8）减小暂态过程中非周期分量电流的影响
①差动保护采用具有速饱和特性的中间变流器。
②选用带制动特性的差动继电器或间断角原理的差动继电器等，利用其它方法来解决暂态过程中非周期分量电流的影响问题。
1.2.4.三绕组变压器比率制动的差动保护原理
对于三绕组变压器，其差动保护的原理与双绕组变压器的差动保护原理相同
1.2.5.差动速断保护
（1）采用差动速断保护的原因
一般情况下比率制动原理的差动保护能作为电力变压器主保护，但是在严重内部故障时，短路电流很大的情况下，TA严重饱和使交流暂态传变严重恶化，TA的二次侧基波电流为零，高次谐波分量增大，反应二次谐波的判据误将比率制动原理的差动保护闭琐，无法反映区内短路故障，只有当暂态过程经一定时间TA退出暂态饱和比率制动原理的差动保护才动作，从而影响了比率差动保护的快速动作，所以变压器比率制动原理的差动保护还应配有差动速断保护，作为辅助保护以加快保护在内部严重故障时的动作速度。差动速断保护是差动电流过电流瞬时速动保护。
（2）差动速断的整定值按躲过最大不平衡电流和励磁涌流来整定
1.3 变压器差动保护的特点
1、 变压器励磁涌流的存在
变压器励磁电流（激磁电流）仅流经变压器的某一侧，因此通过电流互感器反应到差动回路中将形成不平衡电流。稳态运行时，变压器的励磁电流不大，只有额定电流的2-5%。在差动范围外发生故障时，由于电压降低，励磁电流减小。所以这两种情况下所形成的不平衡电流都很小，对变压器的差动保护影响不大。
但是，当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复的情况下，则可能出现很大的励磁电流即励磁涌流。励磁涌流的大小和衰减时间与外加电压，铁芯的剩磁大小、方向，回路阻抗，变压器的容量和铁芯的性质有关。对于三相交流变压器由于三相之间的相差1200,所以任何瞬间合闸至少有两相出现不同的励磁涌流。
2、变压器各侧绕组的接线方式不同
我国规定的五种变压器标准联结组中，35kV Y/D-11双绕组变压器常被使用。这种联结方式的变压器两侧电流相差300，要想使差动保护不发生误动作就要设法调整CT二次回路的接线和变比，使电源侧和负荷侧的CT二次电流的相差1800且大小相等。这样就能消除Y/D-11变压器接线对差动保护的影响。
3、 电流互感器计算变比与实际变比不同
由于变压器两侧电流互感器都是根据产品目录选取标准的变比而且变压器的变比也是一定的，因此三者不能准确的满足 nLy/nLd=nT的要求。此时差动回路就有不平衡电流流过使保护装置误动。所以通常利用差动继电器的平衡线圈来消除或减小这个差值。即用平衡线圈弥补实际变比与理想值之间的差，使两臂电流差接近零，从而消除或尽量减小不平衡电流。
4、两侧电流互感器型号不同
如果变压器两侧互感器型号不同，它们的饱和特性、励磁电流（归算到同侧）也就不同。因此产生在两臂的电流差就较大，它将影响保护的动作，所以应采用电流互感器的同型系数为1的互感器。
5、 压器带负荷调整分接头
带负荷调整变压器的分接头是电力系统中采用带负荷调压的变压器来调整电压的方法。改变分接头就是改变了变压器的变比，对于已调整好的差动保护装置将产生较大的不平衡电流。由于变压器有载调压是带负荷连续调节的，而差动保护是不可以带电进行调整，所以在整定时必须考虑这个因素。
1.4变压器差动保护两种误动原因的简单分析
1、二次侧负载在流过短路电流下，不能满足CT10%误差曲线的要求。在电流互感器接入系统容量变化或新装保护投入运行时，不可忽略根据差动保护区内短路故障时穿越变压器的最大短路电流和实测的差动回路二次负荷，较核保护用CT的10%误差曲线是否满足要求。确保CT在10%误差范围内。如果不满足CT的10%误差曲线要求，由于CT的容量不足以提供二次负荷所需的要求，在故障时差动保护可能拒动、误动直接影响差动保护的可靠性。此时应适当加大CT变比，并重新较核CT的10%误差曲线直到符合要求。
2、差动保护二次电流回路接地方式不当
差动保护二次电流回路接地时，各侧TA的二次电流回路必须通过一点接于地网，因为变电站的接地网络之间并非绝对等电位，在不同点之间有一定的电位差。当发生短路故障时，有较大的电流流入地网，各点之间的电位差较大。如果差动保护二次电流回路接在地网的不同点，它们之间的电位差产生的电流将流入保护装置，影响差动保护装置动作的准确性甚至使之误动。所以各侧CT的二次电流回路应并联后接到保护装置的差动电流回路中，所有电流回路必须在并联的公共点处接地。
变压器差动保护是变压器的主保护，要求有很高的可靠性，而变压器结构复杂，独具特点，所以必须严格按规程要求认真分析各个细节，了解变压器差动保护的特点，采用相应措施，杜绝事故发生，保证保护可靠动作。

2　变压器差动保护带负荷测试
变压器差动保护原理简单，但实现方式复杂，加上各种差动保护在实现方式细节上的各不相同，更增加了其在具体使用中的复杂性，使人为出错机率增大，正确动作率降低。比如许继公司的微机变压器差动保护计算Y-△接线变压器Y型侧额定二次电流时不乘以，而南瑞公司的保护要乘以。这些细小的差别，设计、安装、整定人员很容易疏忽、混淆，从而造成保护误动、拒动。为了防范于未然，就必需在变压器差动保护投运时进行带负荷测试。
2.1变压器差动保护带负荷测试内容
要排除设计、安装、整定过程中的疏漏（如线接错、极性弄反、平衡系数算错等等），就要收集充足、完备的测试数据。
1．差流（或差压）。变压器差动保护是靠各侧CT二次电流和——差流——工作的，所以，差流（或差压）是差动保护带负荷测试的重要内容。电流平衡补偿的差动继电器（如LCD-4、LFP-972、CST-31A型差动继电器），用钳形相位表或通过微机保护液晶显示屏依次测出A相、B相、C相差流，并记录；磁平衡补偿的差动继电器（如BCH-1、BCH-2、DCD-5型差动继电器），用0.5级交流电压表依次测出A相、B相、C相差压，并记录。
2．各侧电流的幅值和相位。只凭借差流判断差动保护正确性是不充分的，因为一些接线或变比的小错误，往往不会产生明显的差流，且差流随负荷电流变化，负荷小，差流跟着变小，所以，除测试差流外，还要用钳形相位表在保护屏端子排依次测出变压器各侧A相、B相、C相电流的幅值和相位（相位以一相PT二次电压做参考），并记录。此处不推荐通过微机保护液晶显示屏测量电流幅值和相位。
3．变压器潮流。通过控制屏上的电流、有功、无功功率表，或者监控显示器上的电流、有功、无功功率数据，或者调度端的电流、有功、无功功率遥测数据，记录变压器各侧电流大小，有功、无功功率大小和流向，为CT变比、极性分析奠定基础。
负荷电流要多大呢？当然越大越好，负荷电流越大，各种错误在差流中的体现就越明显，就越容易判断。然而，实际运行的变压器，负荷电流受网络限制，不会很大，但至少应满足所用测试仪器精度要求，以及差流和负荷电流的可比性。若二次负荷电流只有0.2A而差流有65mA时，判断差动保护的正确性就相当困难。
2.2　变压器差动保护带负荷测试数据分析
数据收集完后，便是对数据的分析、判断。数据分析是带负荷测试最关键的一步，如果马虎，或对变压器差动保护原理和实现方式把握不够，就会让一个个错误溜走，得出错误的结论。那么对于测得的数据我们应从哪些方面着手呢？
2.2.1　看电流相序
正确接线下，各侧电流都是正序：A相超前B相，B相超前C相，C相超前A相。若与此不符，则有可能：
　　a．在端子箱的二次电流回路相别和一次电流相别不对应，比如端子箱内定义为A相电流回路的电缆芯接在了C相CT上，这种情况在一次设备倒换相别时最容易发生。
　　b．从端子箱到保护屏的电缆芯接反，比如一根电缆芯在端子箱接A相电流回路，在保护屏上却接B相电流输入端子，这种情况一般由安装人员的马虎造成。
2.2.2　看电流的对称性
每侧A相、B相、C相电流幅值基本相等，相位互差120°，即A相电流超前B相120°，B相电流超前C相120°，C相电流超前A相120°。若一相幅值偏差大于10%，则有可能：
　　a．变压器负荷三相不对称，一相电流偏大或一相电流偏小。
　　b．变压器负荷三相对称，但波动较大，造成测量一相电流幅值时负荷大，而测另一相时负荷小。
　　c．某一相CT变比接错，比如该相CT二次绕组抽头接错。
　　d．某一相电流存在寄生回路，比如某一根电缆芯在剥电缆皮时绝缘损伤，对电缆屏蔽层形成漏电流，造成流入保护屏的电流减小。
若某两相相位偏差大于10%，则有可能：
　　a．变压器负荷功率因数波动较大，造成测量一相电流相位时功率因数大，而测另一相时功率因数小。
　　b．某一相电流存在寄生回路，造成该相电流相位偏移。
2.2.3　看各侧电流幅值，核实CT变比
用变压器各侧一次电流除以二次电流，得到实际CT变比，该变比应和整定变比基本一致。如果偏差大于10%，则有可能：
　　a．CT的一次线未按整定变比进行串联或并联。
　　b．CT的二次线未按整定变比接在相应的抽头上。
2.2.4　看两（或三）侧同名相电流相位，检查差动保护电流回路极性组合的正确性
这里要将两种接线分别对待，一种是将变压器Y型侧CT二次绕组接成△，另一种是变压器各侧CT二次绕组都接成Y型。对于前一种接线，其两侧二次电流相位应相差180°（三圈变压器，可分别运行两侧，来检查差动保护电流回路极性组合的正确性），而对于后一种接线，其两侧二次电流相位相差角度与变压器接线方式有关。比如一台变压器为Y-Y-△-11接线，当其高、低压侧运行时，其高压侧二次电流应超前低压侧（11—6）×30°，而当其高、中压侧运行时，其高压侧二次电流和中压侧电流仍相差180°。若两侧同名相电流相位差不满足上述要求（偏差大于10°），则有可能：
　　a．将CT二次绕组组合成△时，极性弄错或相别弄错，比如Y-Y-△-11变压器在组合Y型侧CT二次绕组时，组合后的A相电流应在A相CT极性端和B相CT非极性端（或A相CT非极性端和B相CT极性端）的连接点上引出，而不能在A相CT极性端和C相CT非极性端（或A相CT非极性端和C相CT极性端）的连接点上引出。
　　b．一侧CT二次绕组极性接反。在安装CT时，由于某种原因其一次极性未能按图纸摆放时，二次极性要做相应颠倒，如果二次极性未颠倒，就会发生这种情况。
2.2.5　看差流（或差压）大小，检查整定值的正确性
对励磁电流和改变分接头引起的差流，变压器差动保护一般不进行补偿，而采用带动作门槛和制动特性来克服，所以，测得的差流（或差压）不会等于零。那用什么标准来衡量差流（或差压）合格呢？ 对于差流，我们不妨用变压器励磁电流产生的差流值为标准。比如一台变压器的励磁电流（空载电流）为1.2%, 基本侧额定二次电流为5A，则由励磁电流产生的差流等于1.2%×5=0.06A，0.06A便是我们衡量差流合格的标准。对于差压，我们引用《新编保护继电器校验》中的规定：差压不能大于150mv。如果变压器差流不大于励磁电流产生的差流值（或者差压不大于150mv），则该台变压器整定值正确；否则，有可能是：
　　a．变压器实际分接头位置和计算分接头位置不一致。对此，我们有以下证实方法：根据实际分接头位置对应的额定电压或运行变压器各侧母线电压，重新计算变压器各侧额定二次电流，再由额定二次电流计算各侧平衡系数或平衡线圈匝数，再将计算出的各侧平衡系数或平衡线圈匝数摆放在差动保护上，再次测量差流（或差压），如果差流（或差压）满足要求，则说明差流（或差压）偏大是由变压器实际分接头位置和计算分接头位置不一致引起，变压器整定值仍正确，如果差流（或差压）不满足要求，则整定值还存在其它问题。
　　b．变压器Y型侧额定二次电流算错。由于微机变压器差动保护在“计算Y型侧额定二次电流乘不乘”问题上没有统一，所以，整定人员容易将Y型侧额定二次电流算错，从而，造成平衡系数整定错。
　　c．平衡系数算错。计算平衡系数时，通常是先将基本侧平衡系数整定为1，再用基本侧额定二次电流除以另侧电流得到另侧平衡系数，如果误用另侧额定二次电流除以基本侧电流，平衡系数就会算错。
　　d．5.1—5.4中列举的各种因素，都会最终造成差流（或差压）不满足要求，但我们只要按照5.1—5.4依次检查，就会将这些因素一个个排除，此处就不再赘述。
带负荷测试对变压器差动保护的安全运行起着至关重要的作用，对其我们要有足够的重视。带负荷测试前，要深入了解变压器差动保护原理、实现方式和定值意义，熟悉现场接线；带负荷测试中，要按照带负荷测试内容，认真、仔细、全面收集数据；带负荷测试后，要对照上述5条分析方法，逐一检查、逐一判断。只要切实做到了这三点，变压器差动保护就万无一失了。

3变压器差动保护的重点分析
　　 变压器差动保护是变压器的主保护，一般采用的是带制动特性的比率差动保护，因其所具有的区内故障可靠动作，区外故障可靠闭锁的特点使其在系统内得到了广泛的运用。其中有许多文献[1][2]都对上叙二种故障情况做出了详尽的分析，但是从现场工程实际来看，当变压器发生区外短路故障时，由于变压器本身流过巨大的短路电流而对其本体的绝缘和性能造成了破坏，同时伴随着变压器内部发生匝间短路故障的情况也时常发生，这就要求差动保护在这种情况下也能够可靠动作而不被误闭锁，这就对差动保护提出了更高的要求。本文就从上叙工程现场出现的问题出发，对这种情况进行重点分析。 　
3.1加强主保护，应使差动保护更完善和简化整定计算  
加强主保护的目的，是为了简化后备保护，使变压器发生故障能够瞬时切除故障。目前220kV及以上电压等级的变压器纵联差动保护双重化，这是加强主保护的必要措施。差动保护应在安全可靠的基础上使之完善。 
在简化整定计算方面，差动保护应多设置自动的辅助定值和固定的输入定值，使用户需要整定的保护定值减到最少，以发挥微机型继电保护装置的优越性。不需要系统参数，不需要校核灵敏度，可以根据变压器的参数独立完成保护的整定，整定方法简单清晰。
3.2差动保护用的电流互感器的基本要求　　  　
差动保护用的电流互感器需要满足两个条件，其一是稳态误差必须控制在10%误差范围之内，因为整定计算中采用的不平衡稳态电流是按10%误差条件计算。其二是暂态误差，影响电流互感器暂态特性的参数主要有：短路电流及其非周期分量，一次回路时间常数，电流互感器工作循环及经历时间，二次回路时间常数等。电流互感器剩磁对于饱和影响很大，当剩磁与短路电流暂态分量引起的磁通极性相同时，加重二次电流的畸变，因此电流互感器铁心中存在剩磁，则电流互感器可能在一次电流远低于正常饱和值即过早饱和。差动保护的暂态不平衡电流比稳态时大得多，仅在整定计算时将稳态不平衡电流增大二倍是不够安全的。采取抗饱和的办法是使用带有气隙的TPY级电流互感器。但是差动保护广泛使用的是P级电流互感器，对P级电流互感器规定允许稳态误差不超过10%，暂态误差必然要超过稳态误差，在实用上可在按稳态误差选出的技术规范基础上通过“增密”以限制暂态误差。 
采用增密的方法有以下几种：
（1）将准确限值系数增大二倍（允许短路电流为额定电流的倍数）；
（2）将二次额定负担增大一倍；
（3）增大二次电缆截面使二次回路的总电阻减半；
（4）改用5P级电流互感器（复合误差由10%降为5%）。
目前110kV及以下电压等级均采用P级电流互感器，220kV变压器亦采用P级电流互感器或5P级、PR级（剩磁系数小于10%）电流互感器，因此差动保护需要采取抗电流互感器饱和的措施。500kV变压器在500kV侧、220kV侧均用TPY级电流互感器，对于600MW大型发电机变压器组保护，500kV侧均采用TPY级电流互感器，在发电机侧已有TPY级电流互感器可选用。
3.3度和快速性差动保护的高灵敏的前提是安全、可靠  
差动保护应具有高灵敏度和快速性，轻微匝间短路能快速跳闸，但是提高灵敏度和快速性必须建立在安全、可靠的基础上。运行实践说明：使用较低的起动电流值在区外故障或区外故障切除时引起差动保护误动的严重后果，因此对于灵敏度和快速性不要追求过高的指标而忽视可靠性。
提高灵敏度虽对反映轻微故障是有效的，但灵敏度的提高必然降低安全性。变压器的严重故障并不都是由轻微故障发展而来的，故障发生的瞬间仍会发生烧毁设备的事故，同时轻微故障发展为严重故障也需要时间，因此轻微故障带一些时间切除故障也是允许的，长时间的运行实践证实变压器气体保护是动作时间稍长地切除轻微的匝间故障。
轻微匝间故障时产生的机械应力和热效应不大，在200ms内故障切除，不会危及铁心，从检修的角度，只要铁心不损坏，轻微和严重的匝间故障都是需要更换线圈，因此只要差动保护在铁心损坏之前动作，就可以满足检修的要求，不需要追求减少线圈的烧损程度而牺牲保护的安全性。 
3.4简化后备保护 
后备保护作用主要是为了变压器区外故障，特别是考虑在其联接的母线发生故障未被切除的保护，当然也可以兼作变压器主保护的后备（尤其110kV及以下电压等级的变压器）和其联接的线路保护的后备（尤其110kV及以下电压等级的线路）。当加强主保护以后，差动保护双重化配置，气体保护独立直流电源，因此主保护是非常可靠、灵敏、快速的，理应简化后备保护。后备保护只要具备在220kV及以上电压系统是近后备，在110kV及以下电压系统是远后备的基础，不需要仿照线路保护设几段后备保护，线路保护有距离保护，基本不受短路电流的影响，保护范围较固定，配合比较简单。变压器后备保护主要是母线的近后备，110kV及以下电压等级线路的远后备，只要系统内故障能由保护动作切除不致于拒动就满足要求。如果后备保护要从电流保护来解决多段式配合，这是既复杂又困难的问题。变压器后备保护不需作多段配合、定值校核的工作，我们要摆脱整定计算中难以配合的困扰。目前，微机型保护各侧设置相间和接地保护各设3段8时限的复杂保护是作茧自缚，没有好处。 
简化后备保护的原则，作者认为变压器高压侧只设置复合电压过电流保护，中、低压侧设复合电压过电流保护作为远后备，电流限时速断作为母线近后备。
变压器差动保护提高灵敏度和快速性必须建立在安全可靠的基础上，应采取防止因电流互感器饱和和区外故障切除的暂态误差造成误动的措施。 
加强主保护理应简化后备保护，变压器后备保护主要是作为母线的近后备，110kV及以下电压等级线路的远后备，要摆脱整定计算中难以配合的困扰，不作定值校核，为此高压侧后备保护仅设复合电压过流保护，中、低压侧后备保护设复合电压过流保护和电流限时速断保护，前者按变压器额定电流整定，后者按同侧母线的最低灵敏度要求整定，时间应与同侧相邻线路的相应时间相配合。

4变压器差动保护动作后的处理
差动保护是为了保证变压器的安全可靠的运行，即当变压器本身发生电气方面的故障(如层间、匝间短路)时尽快地将其退出运行，从而减少事故情况下变压器损坏的程度。规程规定，对容量较大的变压器，如并列运行的6300kVA及以上、单独运行的10000kVA及以上的变压器，要设置差动保护装置。与瓦斯保护相同之处是这两种保护动作都比较灵敏、迅速，都是保护变压器本身的主要保护。与瓦斯保护不同之处在于瓦斯保护主要是反映变压器内部过热引起油气分离的故障，而差动保护则是反映变压器内部(差动保护范围内)电气方面的故障。差动保护动作，则变压器两侧(三绕组变压器则是三侧)的断路器同时跳闸。
4.1运行中差动保护动作
运行中的变压器，如果差动保护动作引起断路器跳闸，运行人员应采取如下措施：
1)首先拉开变压器各侧闸刀，对变压器本体进行认真检查，如油温、油色、防爆玻璃、瓷套管等，确定是否有明显异常。
2)对变压器差动保护区范围的所有一次设备进行检查，即变压器高压侧及低压侧断路器之间的所有设备、引线、铝母线等，以便发现在差动保护区内有无异常。
3)对变压器差动保护回路进行检查，看有无短路、击穿以及有人误碰等情况。
4)对变压器进行外部测量，以判断变压器内部有无故障。测量项目主要是摇测绝缘电阻。
4.2差动保护动作后的处理。
1)经过上述步骤检查后，如确实判断差动保护是由于外部原因，如保护误碰、穿越性故障引起误动作等，则该变压器可在重瓦斯保护投跳闸位置情况下试投。
2)如不能判断为外部原因时，则应对变压器进行更进一步的测量分析，如测量直流电阻、进行油的简化分析、或油的色谱分析等，以确定故障性质及差动保护动作的原因。
3)如果发现有内部故障的特征，则须进行吊芯检查。
4)当重瓦斯保护与差动保护同时动作开关跳闸，应立即向调度员汇报，不得强送。
5)对差动保护回路进行检查，防止误动引起跳闸的可能。
除上述变压器两种保护外还有定时限过电流保护、零序保护等。
当主变压器由于定时限过电流保护动作跳闸时，首先应解除音响，然后详细检查有无越级跳闸的可能，即检查各出线开关保护装置的动作情况，各信号继电器有无掉牌，各操作机构有无卡死等现象。
如查明是因某一出线故障引起的越级跳闸，则应拉开出线开关，将变压器投入运行，并恢复向其余各线路送电；如果查不出是否越级跳闸，则应将所有出线开关全部拉开，并检查主变压器其他侧母线及本体有无异常情况，若查不出明显的故障，则变压器可以空载试投送一次，运行正常后再逐路恢复送电。当在送某一路出线开关时，又出现越级跳主变压器开关，则应将其停用，恢复主变压器和其余出线的供电。若检查中发现某侧母线有明显故障征象，而主变压器本体无明显故障，则可切除故障母线后再试合闸送电，若检查时发现主变压器本体有明显的故障征兆时，不允许合闸送电；应汇报上级听候处理。当零序保护动作时，一般是系统发生单相接地故障而引起的，事故发生后，立即汇报调度听候处理。

致 谢

经过三个多月的时间，我顺利的完成了这次毕业设计。从总体上来说，我对自己的成果还是比较满意的，也基本上达到了老师的要求。这段时间我翻阅了许多的书籍，从对变电站的生疏，到了解，再到深入研究，第一次完成了一件实际应用的设计。不过由于本人经历、阅历、实际操作能力有限。难免存在一些不近人意的地方，请各位老师指点。
通过本次设计，不仅丰富了我的专业知识，还让我深深体会到了认识事物的过程。从拿到题目，再查阅资料，对题目进行设计、论证、修改到设计的完成。体现了理论联系实际的重要性。更重要的是这次设计让我学会了让自己独立完成一件事情，为将来参加工作做好基础。本设计的顺利完成，自己付出了许多劳动，但与何老师的细心指教是分不开的。在过程中体现出何老师的渊博专业知识，更体现出了何老师的宽厚待人的品质。我在设计过程中不但学会了勤奋求实的工作精神，更懂得了待人的品质。这一切将在我以后的工作生涯中起着重要的作用。借此机会，向帮助过我的老师，特别是何老师，表示衷心的谢意！
在此过程中，我还要特别感谢给予我帮助的同学、朋友们，是在他们的鼓励、支持下我才会有今天的成绩。

参 考 文 献

[1] 贺家李等，电力系统继电保护原理[M]，北京，水电出版社，1984.
[2] 王钧英等，新编保护继电器校验[M]，北京，中国电力出版社，1998.
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[4] 玛丽英.供电网络继电保护.北京:中国电力出版社,2008.
[5] 张保会,尹项根.电力系统继电保护[M].北京:中国电力出版社,2005
[6] 王维俭. 电气主设备继电保护原理与应用. 北京：中国电力出版社，1998.
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[8] 王梅义. 电网继电保护应用 北京：中国电力出版社 1998.
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[10] 李宏任. 实用继电保护. 北京：机械工业出版社 2002.
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[12] 常美生.张小兰.高电压技术.高等教育出版社,2006.
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