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1、主变保护基本原理主讲：江卫良主讲：江卫良深圳南瑞科技有限公司深圳南瑞科技有限公司提纲o变压器保器保护概述概述o常常规差差动保保护基本理基本理论o纵差保差保护（比率差（比率差动、差、差动速断、采速断、采样值差差动）原理）原理o零序、分零序、分侧（或分相）差（或分相）差动保保护原理原理1培训类变压器保护概述o电力力变压器的分器的分类n按接按接线形式分：普通形式分：普通变和自耦和自耦变 （三相、分相）（三相、分相）n按按绕组数分：三卷数分：三卷变和两卷和两卷变 n按用途分：升按用途分：升压变、降、降压变和系和系统联络变 o电力力变压器的器的结构构n铁芯、芯、绕组、外壳、油箱、油、套管、引、外壳、油箱
2、、油、套管、引线、冷却器、冷却器n有有载调压 o变压器的器的绕组接接线图（普通（普通变、自耦、自耦变）2培训类变压器保护概述o变压器的常器的常见故障故障n油箱内：相油箱内：相间短路、接地短路、匝短路、接地短路、匝间短路等短路等n油箱外：套管和引出油箱外：套管和引出线上上发生相生相间短路和接地短路短路和接地短路 o变压器的不正常运行状器的不正常运行状态n外部相外部相间短路引起的短路引起的过电流流n外部接地短路引起的外部接地短路引起的过电流和中性点流和中性点过电压n由于由于负荷超荷超载引起的引起的过负荷荷n由于漏油等原因引起的油面下降由于漏油等原因引起的油面下降3培训类差动保护基本原理o常常规差差
3、动保保护理理论基基础n基基尔霍夫霍夫电流定律流定律 :对于任一集中参数于任一集中参数电路中的任一路中的任一闭合面，在任合面，在任一一时刻，通刻，通过该闭合面的所有支路合面的所有支路电流的代数和等于零。流的代数和等于零。 n关关键词:集中参数集中参数电路路,闭合面合面,同一同一时刻刻,所有支路所有支路,代数和代数和集中参数电路I1I2.In4培训类差动保护基本原理o常常规差流的差流的计算算n正常情况下正常情况下,差流差流为零零;故障情况下故障情况下,形成新的形成新的电流支路流支路,平衡关系被打破，平衡关系被打破，产生差流生差流n不考不考虑TA传变误差和差和TA饱和和,不需要制不需要制动n实际应用
4、中用中,需要考需要考虑TA传变误差、差、TA饱和等因素的和等因素的影响影响, 使用使用带比率制比率制动的差的差动保保护5培训类差动保护基本原理o差差动保保护的的应用用n发电机完全机完全纵差、母差、母线差差动是基于基是基于基尔霍夫霍夫电流定律流定律的的n不考不考虑分布分布电容的情况下，容的情况下，线路差路差动是基于霍是基于霍夫夫电流定律的，但是流定律的，但是长线路具有分布参数，不路具有分布参数，不能忽略分布能忽略分布电容的影响，要容的影响，要进行行补偿n变压器器纵差不是基于基差不是基于基尔霍夫霍夫电流定律流定律的的n差差动保保护反映的是反映的是电流的平衡关系流的平衡关系6培训类差动保护基本原理o
5、变压器纵差基本原理变压器纵差基本原理（包括：比率差动、差动速断、（包括：比率差动、差动速断、采样值差动）采样值差动）n基于变压器原理基于变压器原理 理想变压器：理想变压器：U1*I1=U2*I2 即：即：I1*n+I2=0 n为一次和二次绕组匝数比为一次和二次绕组匝数比n反应的是能量的平衡反应的是能量的平衡n平衡系数和匝数比、平衡系数和匝数比、TA变比有变比有关关7培训类变压器差动保护o变压器零序差动基变压器零序差动基本原理本原理n基于基尔霍夫电流定律基于基尔霍夫电流定律n主要用于自耦变主要用于自耦变n平衡系数只与平衡系数只与TA变比有变比有关关o变压器分侧差动基变压器分侧差动基本原理本原理8
6、培训类变压器差动保护o变压器器纵差保差保护的特点的特点n励磁涌流励磁涌流nY/转换n各各侧平衡系数的平衡系数的调节n有有载调压引起的不平衡引起的不平衡电流流n可反映相可反映相间、接地、匝、接地、匝间短路故障短路故障9培训类变压器差动保护o变压器零序、分器零序、分侧差差动保保护的特点的特点n不怕励磁涌流不怕励磁涌流n不需不需Y/转换n各各侧平衡系数只与平衡系数只与TA变比有关，与比有关，与电压等等级无关无关n有有载调压不会引起不平衡不会引起不平衡电流流n零差：可反映零差：可反映单相接地短路，不反映相相接地短路，不反映相间短路短路n分分侧差差动：可反映相：可反映相间、接地短路，不反映匝、接地短路，
7、不反映匝间短路短路10培训类变压器差动保护oY-转换原理转换原理n为什么要进行为什么要进行Y-转换转换nY- 和和 - Y的区别的区别t对涌流制动特性的影响对涌流制动特性的影响t消除零序电流消除零序电流nPRS-778采用采用Y- 转转换换11培训类变压器差动保护oY/-11转换示例转换示例n矢量图矢量图n差流计算差流计算（已乘了平衡系数）（已乘了平衡系数）Ida=（Iha-Ihb）+IlaIdb=（Ihb-Ihc）+IlbIdc=（Ihc-Iha）+Ilcn注意：差流放大了注意：差流放大了 倍倍n差流、制动电流定值都要相应放差流、制动电流定值都要相应放大大 倍倍IhaIhbIhcIlaIlb
8、IlcIha-IhbIhb-Ihc30Ihc-Iha12培训类变压器差动保护o各各侧平衡系数平衡系数计算示例算示例n和和电压等等级成正比，和成正比，和TA变比成正比比成正比n和二次和二次额定定电流成反比流成反比n和和变压器容量无关器容量无关n由于采用由于采用Y-转换， 侧要放要放大大 倍倍n以高以高压侧为基准，其他基准，其他侧平衡系数平衡系数计算公式：算公式：n例如：某例如：某变压器器/ -12-12-11接接线，高、中、低，高、中、低压侧额定定电压220kV、110kV、10kV，TA变比：比：600/1、1000/1、2000/1，则高、中、低高、中、低压侧平衡系数分平衡系数分别为： 1、
9、0.833、0.26213培训类变压器差动保护o差差动速断保速断保护n在在纵差保差保护区内区内发生生严重故障重故障时，快速切除故障，快速切除故障n不不经励磁涌流励磁涌流闭锁，靠定，靠定值躲n不不经TA断断线闭锁n区外故障区外故障TA严重重饱和和时，经TA饱和和闭锁14培训类变压器差动保护o比率差比率差动保保护n经励磁涌流励磁涌流闭锁：二次：二次谐波、波形波、波形识别n经TA断断线闭锁，可，可选择：t闭锁闭锁t不闭锁不闭锁t小电流闭锁，大电流不闭锁小电流闭锁，大电流不闭锁n区外故障区外故障TA轻微微饱和，可利用比率制和，可利用比率制动特性制特性制动n区外故障区外故障TA严重重饱和和时，设专门的的
10、TA饱和和闭锁元件：利用制元件：利用制动电流与差流与差动电流表流表现的的时序一致性来判序一致性来判别是否是否饱和和 t故障：差流和制动电流突变量同时出现故障：差流和制动电流突变量同时出现tTA饱和：先出现制动电流突变量，几毫秒后出现差流饱和：先出现制动电流突变量，几毫秒后出现差流15培训类变压器比率差动保护o动作特性曲线动作特性曲线16培训类变压器比率差动保护o励磁涌流特征励磁涌流特征n尖脉冲，偏向尖脉冲，偏向时间轴一一侧，不，不对称称n波形不波形不连续，有，有间断角断角n含有丰富的含有丰富的谐波分量波分量17培训类比率差动保护o励磁涌流制励磁涌流制动原理一原理一:二次二次谐波复合制波复合制动
11、n对 / 接接线变压器，差流反映器，差流反映 形接形接线侧两相两相电流相量流相量差差,故当差流二次故当差流二次谐波未能制波未能制动时，可，可进一步用两个相一步用两个相电流中的二次流中的二次谐波波进行制行制动，这就大大提高了涌流制就大大提高了涌流制动的可靠性。的可靠性。 n采用涌流复合制采用涌流复合制动逻辑：在：在变压器无故障器无故障时采用采用“或或”逻辑制制动方式可靠地避开涌流，空投于故障方式可靠地避开涌流，空投于故障变压器器时自自动转换为分相制分相制动方式。方式。 n二次二次谐波定波定值、波形不、波形不对称定称定值越小越小躲励磁涌励磁涌流能力越流能力越强，保，保护越不容易越不容易动作作 18
12、培训类比率差动保护o励磁涌流制励磁涌流制动原理二：波形原理二：波形识别n故障故障时，有如下表达式成立：，有如下表达式成立：o （4-3）o式中：式中： 为 的半波的半波积分分值， 为 的半波的半波积分分值； o为波形不波形不对称系数。称系数。 为差流差流导数前半波某一点的数数前半波某一点的数值， o为差流差流导数后半波数后半波对应点的数点的数值。o一般整定一般整定为0.10.2之之间，一般推荐取，一般推荐取0.12。 n波形不波形不对称定称定值Kb越小越小躲励磁涌流能力越励磁涌流能力越强，保，保护越不容易越不容易动作作 19培训类采样值差动保护o采采样值差差动n采采样值与与稳态量的区量的区别：
13、采样值差动是微机保护特有的一种差动保护。它将传统的相量转变为各采样点（瞬时值）的比率差动，并依靠多点重复判断来保证可靠性。n理理论基基础与常与常规差差动相同相同nR取取S规则n模糊区模糊区IrId20培训类采样值差动保护o采样值差动本身具备识别励磁涌流和外部故障TA饱和的能力，不需要另外附加励磁涌流闭锁判据。o其数据窗小于一个周波，故可快速切除绝大多数非轻微的变压器相间及接地故障。o它的设置主要是为一般的非轻微变压器内部故障提供一个“速动段”，有助于消除二次谐波判据带来的长延时影响。21培训类零序差动保护o零序比差各零序比差各侧的零序的零序电流均由各流均由各侧三相三相绕组自自产得到得到 22培训类变压器其他保护o过激磁保激磁保护o复合复合电压闭锁方向方向过流保流保护o阻抗保阻抗保护o零序零序过流保流保护o间隙保隙保护o非全相保非全相保护o非非电量保量保护23培训类演示完演示完毕，谢谢！24培训类
