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1、秦皇岛超高压管理处换流变保护原理介绍换流变保护原理介绍本材料内容属周贵勇个人版权所有，未经许可不得复印或作其它商业用途 秦皇岛超高压管理处主要内容1. 换流变保护配置、取量及动作后果 2. 换流变保护原理介绍 3. 换流变保护装置界面及硬件简介 4. 换流变保护屏压板简介秦皇岛超高压管理处1.换流变保护配置、取量及动作后果1.1换流变保护配置换流变保护分为电量和非电量保护，电量保护采用双重化冗 余配置，两套保护功能完全相同，取量、出口完全独立；非电量 保护配置单套保护。每套换流变电量保护由5个SBH-101装置和1个SBH-105装置结 构。秦皇岛超高压管理处1.换流变保护配置、取量及动作后果
2、换流变保护SBH-101(18n-58n)换流变保护装置 SBH-105（68n）换流变保护装置 换流变本体保护SCK-102测控装置（12n） XBB-12本体保护箱（44nA44nD）每套换流变非电量保护由4个XBB-12装置和1个SCK- 102测控装置结构。秦皇岛超高压管理处1.换流变保护配置、取量及动作后果型 号数量保护类型SBH-100系列保护装置1 （SBH-101 （18n）8换流变引线差动保护 换流变引线及换流变过流保护 换流变过流保护SBH-100系列保护装置2 （SBH-101（28n）8换流变差动保护； 热过负荷保护； SBH-100系列保护装置3 （SBH-101（3
3、8n）8换流变引线和换流变差动保护； SBH-100系列保护装置4 （SBH-101（48n）8绕组差动（Y0/Y侧） SBH-100系列保护装置5 （SBH-101（58n）8绕组差动（侧）SBH-100系列保护装置6 （SBH-105（68n）8零序差动保护； 零序过流保护； 换流变过激磁保护 换流变引线过电压保护 饱和保护 非电量保护装置（XBB-12）4换流变本体跳闸信号及部分报警信号测控装置（SCK-102）4换流变本体跳闸信号及部分报警信号 平抗非电量保护信号 水冷跳闸信号 直流控制保护跳闸出口 最后断路器保护跳闸出口秦皇岛超高压管理处1.换流变保护配置、取量及动作后果1.2换流变
4、保护取量保护取量原则：两套冗余配置的换流变保护取量分别 取自电压、电流互感器不同的二次绕组，两套保护之间不 应有任何电气联系，当一套保护退出时不应影响另一套保 护的运行。 1.3换流变保护动作后果换流变电量保护动作后果 换流变非电量保护动作后果 移相闭锁 移相闭锁 跳两侧换流变进线断路器 跳两侧换流变进线断路器 起动断路器失灵保护 起动交流断路器锁定继电器 起动交流断路器锁定继电器秦皇岛超高压管理处1.换流变保护配置、取量及动作后果秦皇岛超高压管理处2.换流变保护原理介绍2.1换流变差动保护差动保护作为换流变的主保护，能反映换流变内部相 间短路、匝间层间短路及高压侧单相接地故障。2.1.1换流
5、变差动保护原理:换流变差动设有二次/五次谐波制动是换流变的主保 护，通过检测换流变网侧和阀侧电流的矢量和，来判别其 是否发生故障，当正常运行和区外故障时差流几乎为0， 保护不动作。当发生区内故障时，若差流满足比率制动方 程，且无二次/五次谐波闭锁，保护动作出口；若差流满 足差流速断方程，保护不设闭锁直接出口。秦皇岛超高压管理处2.换流变保护原理介绍逻辑构成： 差流越限告警 差流速断保护 比率制动式差动保护（二次/五次谐波制动） TA断线闭锁差动保护秦皇岛超高压管理处2.换流变保护原理介绍该逻辑只适用于换流变大差、小差保护，换流变引线 差动、绕组差动、零序差动不设二次/五次谐波闭锁功能 。秦皇岛
6、超高压管理处2.换流变保护原理介绍2.1.2动作方程比率制动式差动保护动作方程：Idz为差动电流，Izd为制动电流； Kzd为可以整定的比率制动系数； Idz.min为差动起动电流； Izd.min为最小制动电流； 其差动电流Idz和制动电流Izd为： Idz=I1I2， Izd=I1+I2秦皇岛超高压管理处2.换流变保护原理介绍2.1.3思考题：1.影响换流变差动保护的因素有哪些？换流变差动保护需要考虑励磁涌流、过激磁、TA 断线、换流变变比、CT变比、分接头、换流变组别、 CT极性、等因素的影响。对于现场工作来说CT极性是 差动保护正确动作的关键因素。秦皇岛超高压管理处2.换流变保护原理介
7、绍2.1.4 为消除对差动保护的影响因素采取的措施二次谐波制动五次谐波制动TA断线闭锁差动补偿平衡系数相位补偿极性校验秦皇岛超高压管理处二次谐波制动方程：五次谐波制动方程：2.换流变保护原理介绍二次谐波制动原理,用以躲过变压器空投时励磁 涌流造成的保护误动。五次谐波制动原理，用以防止变压器过激磁造成 的保护误动。 秦皇岛超高压管理处2.换流变保护原理介绍TA断线闭锁差动TA断线条件： 本侧三相电流中一相中无电流； 其它两相电流无变化； 对侧电流无变化。TA断线闭锁条件：当任一相差动电流大于0.1In时起动TA断线判别程序 ，发生TA断线时可选择是否闭锁差动保护,但是当差电流 大于1.2In时取
8、消闭锁；对于引线差动、绕组差动和零序 差动，当差电流大于1.0In时取消闭锁。 秦皇岛超高压管理处2.换流变保护原理介绍平衡系数计算： 计算变压器各侧的一次侧额定电流In=Sn/(3Un) 式中：Sn变压器的额定容量，单位kVA；Un计算侧额定线电压，单位kV。 计算变压器各侧流入装置的二次电流in=Kj（In/na） 式中：Kj变压器TA的二次接线系数。当采用三角形接线时 Kj=3；当采用星形接线时Kj=1；na电流互感器变比。 平衡系数计算Kpl=in/IN 式中:IN电流互感器的二次侧额定电流。秦皇岛超高压管理处2.换流变保护原理介绍相位补偿：通过电流矢量相减消除相角误差。以组别为Y/-
9、11 为例Iah*=Iah-Ibh；Ibh*=Ibh-Ich ；Ich*=Ich-IahIah、Ibh、Ich为高压侧相电流， Iah*、 Ibh*、 Ich*为高压侧线电流，角度左移 30 度，实现相角前移 30度的补偿。换流变保护采用套管CT，不需补偿相位。秦皇岛超高压管理处2.换流变保护原理介绍CT二次回路极性正极性：一次侧为P1指向P2；二次侧为S1流出S2流回。换流变小差保护取量为：原边首端套管CT1和阀侧首端套管CT3、 CT5。换流变小差保护配置图 秦皇岛超高压管理处2.换流变保护原理介绍2.2过流保护换流变的后备保护，当换流变任意一相电流大于定值，延时tS，保 护动作出口。保护
10、分为三段，每段保护原理相同，一段告警，二、三 段跳闸。零序过流配有二次谐波闭锁功能。 2.3过激磁保护用途：反映系统电压升高和频率下降导致换流变铁芯的严重饱和并 产生涡流损耗，将使铁芯和金属件发热、绝缘老化，甚至损伤变压器 。原理：换流变过激磁保护是换流变的后备保护，通过测量换流变 实际电压和频率值，来计算换流变过激磁倍数M，该保护包括过激磁 告警和跳闸，当M达到定值时，延时T动作。保护跳闸分为10段，反时 限动作。秦皇岛超高压管理处2.换流变保护原理介绍过激磁倍数的计算方法：过激磁保护动作曲线：秦皇岛超高压管理处2.换流变保护原理介绍2.4过电压保护过电压保护是换流变的后备保护，当换流变网侧
11、任意一相线电压 或相电压大于定值，延时tS，动作出口。保护分为两段，每段保护原 理相同，一段告警，二段跳闸。2.5饱和保护用途：当系统运行不平衡时，用于监测换流变一次侧中性线电流 ，防止换流变铁芯饱和和导致换流变激磁电流畸变。 原理：保护采集中性点零序电流I0，通过采样点计算出零序电流的 峰值I0fz，等效为流入换流变直流电流的大小，当零序电流峰值大于 定值，保护动作。保护包括饱和告警和饱和跳闸饱和告警分为三段 ，饱和跳闸采用描点模拟反时限曲线原理。 秦皇岛超高压管理处2.换流变保护原理介绍饱和保护逻辑图秦皇岛超高压管理处2.换流变保护原理介绍2.6换流变非电量保护原理秦皇岛超高压管理处3.换
12、流变保护装置面板及硬件简介秦皇岛超高压管理处3.换流变保护装置面板及硬件简介秦皇岛超高压管理处3.换流变保护装置面板及硬件简介秦皇岛超高压管理处3.换流变保护装置面板及硬件简介秦皇岛超高压管理处3.换流变保护装置面板及硬件简介SBH-101机箱中配置6 个插件，插件布置从左至 右依次为：两个交流输入 插（AC3P7C）、保护 (CPU)插件、模数变换 (AI)插件(含开入开出各8 路)、人机对话(HI)插件 、直流电源(DC-DC内藏) 插件；如图3-1秦皇岛超高压管理处3.换流变保护装置面板及硬件简介SBH-105机箱中配置6个插件，插件布置从左至 右依次为：交流输入插件（AC5P5C）、保
13、护(CPU)插 件、模数变换(AI)插件(含开入开出各8路)、开出(扩展 DO)插件、人机对话(HI)插件、直流电源(DC-DC内藏) 插件。秦皇岛超高压管理处3.换流变保护装置面板及硬件简介XBB-12装置由3个插件组成：1个跳闸插件和2个信号插件 。跳闸插件：由跳闸继电器等构成，可提供6路瞬时跳闸量 。 信号插件：可提供12路遥信信号触点、中央信号触点、 录波信号触点及信号继电器触点驱动装置面板信号灯。 秦皇岛超高压管理处4.换流变保护屏压板简介压板说明：1、黄色压板为功能压板，红色压板为出口压板。2、两套电量保护分别动作两侧换流变进线断路器的两个 跳闸线圈；非电量保护同时动作两侧换流变进线断路器的 两个跳闸线圈。3、电量保护启动断路器失灵保护；非电量保护不启动断 路器失灵保护。4、电量、非典量保护跳闸均向极控发移向闭锁信号。5、所有外部跳闸命令均接在东北侧换流变非电量保护屏 中，电量保护启动失灵出口，非电量保护不起失灵出口。秦皇岛超高压管理处结束语谢谢大家！
