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1、厂用厂用10kV10kV及启备变保护简及启备变保护简介介10kV保护装置及其简介 10kV各段保护装置分为电动机保护、变压器保护、馈线保护、PT保护和弧光保护五类，其中，额定功率在2000KW以上的电动机配备了差动保护。电动机、变压器和PT保护均由澳大利亚通用电气生产，弧光保护生产厂家为上海启禾机电科技有限公司。保护动作后，切除所有电动机负载。保护功能投退均须通过选择控制字来实现。（7）低电压保护 低压保护取母线线电压，PT断线时闭锁低压保护。当最小线电压大于电压门槛值，且母线UAB、UBC、UCA任一线电压低于定值，延时时间到后装置跳闸出口。 低压保护动作条件如下：1) 最小线电压大于电压门
2、槛值2) ULL ISD， 其中ISD=Kr*Ie 式中，Ie为机段额定电流；Kr为相对于额定电流的最大不平衡电流倍数，一般整定在38之间。 （2）比率差动保护1) 本装置按三段折线式比率制动特性要求，实现比率差动。动作判据为： IdIcd当IrIr1； IdK1(Ir-Ir1)+Icd 当Ir1IrIr2； IdK2(Ir-Ir2)+K1(Ir2-Ir1)+Icd, 当IrIr2；程序中依次按相判别，当满足以上任何一个条件时，比率差动动作。式中 Id 差动电流； Ir 制动电流； Icd 差动保护门槛定值； K1和K2 分别为第一段和第二段折线斜率，K1K2； Ir1 和Ir2 分别为第一和
3、第二拐点制动电流，Ir1Ir2；其中： Id = |t+n| Ir = 1/2|t-n| 式中t、n分别为机端、中性点电流。2) 二次/五次谐波制动 谐波制动可以根据应用场合和用户的具体要求选择投入二次谐波制动还是五次谐波制动，同时只能选取一种制动类型。装置采用三相差动电流中二次谐波（五次谐波）与基波的比值作为闭锁判据。制动判据如下：Kmax Kd2式中：Kmax 差动电流中的最大二次（五次）谐波系数； Kd2 二次谐波制动比；三相中任一满足制动，则闭锁三相比率差动保护。 我厂采用二次谐波制动2变压器保护1 MPM200AII综合保护投入的保护：投入的保护：（1）过负荷保护 MPM200AII
4、具有两段过负荷保护功能。当高压侧A、B、C任一相电流超出过负荷电流定值，装置经整定延时出口。过负荷动作条件如下： 1) I IGFHZDN ；I为高压侧A、B、C任一相电流 ；IGFHZDN为N段过负荷电流定值 2) T TGFHZDN ；TGFHZDN为N段过负荷延时时间定值 我厂一段投信号，二段退出（2）零序过流保护 变压器中性点直接接地的零序保护方式是由二段零序方向过流保护构成，每段均可通过设置相应控制字选择是否投入、是否经方向闭锁。此保护投跳闸。未投入的保护：未投入的保护：（1）二段复压闭锁方向过电流保护 a）复合电压闭锁过流元件 b）功率方向元件（2）三段式电流保护 MPM200AI
5、I三段电流保护取变压器高压侧三相电流判别，包括速断、限时速断、定时限过流，其保护电流定值可分别独立整定，满足条件后延时出口。其中一段和二段可设置投入二次谐波制动。（3）纯过流保护 过流保护不加任何闭锁，作为低电压闭锁过流保护的后备。纯过流保护不经启动，当输入电流中任一相幅值大于整定值后，判别元件延时动作。（4）反时限过流保护 反时限曲线可以选用基于BS 142.1966和IEC 255-4标准的四条反时限曲线，分别为标准反时限、强反时限、极端反时限、长反时限。（5）反时限零序电流保护 零序反时限过流保护基本原理与反时限过流保护相同。此保护退出。（6）二段零序电压保护 装置设有两段零序过压保护作
6、为变压器接地故障保护，零序电压取自开口三角形零序电压或自产零序电压。此保护退出。（7）过电压保护 为避免使用相电压在单相接地时引起过压保护误动，装置过压保护取母线线电压。UAB、UBC、UCA任一高于过压定值，延时时间到后跳闸。此保护退出。（8）低电压保护 电压保护可通过软压板投入低电流闭锁，此时要求电流大于整定值值，当无PT断线闭锁，且母线UAB、UBC、UCA任一线电压低于定值，延时时间到后装置跳闸出口。此保护退出。2 MM200DII差动微机保护（1）保护启动 保护采用相电流突变量启动和辅助启动两种方式。 1) 相电流突变启动方式相电流突变采用周/周比较，其特点是不受负荷电流影响且快速灵
7、敏同时具有较强的抗干扰能力，表达式为： | i(k)-i(k-n)| - | i(k-n)-i(k-2n)| 其中：n为每工频周期采样点，k为当前采样点。当任一相电流突变量大于启动值，保护启动进入故障处理程序进行故障计算判别。 2) 稳态量启动方式保护还采用每相差电流的有效值作为辅助启动判别量，以便在没有明显突变量的情况下保护能可靠启动。（2）差动速断保护 即当差动电流大于最大可能励磁涌流时立即出口跳闸，主要用于变压器严重故障时快速出口。其判据为： Id ISD， 其中ISD=Kr*Ie 式中，Id为差动电流；Ie为高压侧额定电流，Kr为相对于额定电流的励磁涌流倍数，可据系统阻抗、变压器和CT
8、特性来整定，一般在612之间。（3）比率差动 1) 本装置按三段折线式比率制动特性要求，实现比率差动。 谐波制动可以根据应用场合和用户的具体要求选择投入二次谐波制动还是五次 谐波制动，我厂采用二次谐波制动。动作判据为： IdIcd当IrIr1； IdK1(Ir-Ir1)+Icd当Ir1IrIr2；IdK2(Ir-Ir2)+K1(Ir2-Ir1)+Icd,当IrIr2；程序中依次按相判别，当满足以上任何一个条件时，比率差动动作。式中：Id 差动电流； Ir 制动电流； Icd 差动保护门槛定值； K1和K2 分别为第一段和第二段折线斜率，K1K2； Ir1 和Ir2 分别为第一和第二拐点制动电流
9、，Ir1Ir2；对于双绕组变保护： Id = |h+l| Ir = 1/2|h-l| 式中h、l分别为高、低压侧电流。2) 励磁涌流闭锁原理装置采用三相差动电流中二次谐波与基波的比值作为励磁涌流闭锁判据。制动判据如下：Idmax Kd2式中：Idmax 差动电流中的最大二次谐波系数； Kd2 二次谐波制动比；三相中任一满足制动，则闭锁三相比率差动保护。3 馈线保护MPM100A II型馈线保护投入的保护：投入的保护：（1）三段式电流保护 三段电流保护包括速断、限时速断、定时限过流，其保护电流定值可分别独立整定。速断动作时间固定为0秒，其余两段动作延时可整定。电流保护可经方向或低压闭锁。 闭锁元
10、件：闭锁元件： 三段式电流保护可以选择投入低压或者方向闭锁。 方向元件的算法采用90接线，方向元件的最大灵敏角为45或30可选，其正方向、动作方程（以IA，UBC为例）为： 即为： ，其中为45或30可选，Re表示取向量的实部。过流保护的I段、II段、III段采用同一个方向元件，为防止线路近距离故障时电压过低失去方向性，采用记忆电压消除方向元件的电压死区。装置在执行复压过流判别时，各段判别逻辑一致，其动作条件如下：1) Imax IZD ；Imax为A、B、C最大相电流 ；IZD为电流定值2) T TZD ；TZD为延时时间定值3) 闭锁条件满足(若投入)未投入的保护：未投入的保护：1）反时限
11、过流保护 装置的过流保护通过软压板可选择定时限或反时限方式。当选为反时限后，对应定时限的电流定值即为反时限起动电流定值，定时限的时间定值即为反时限时间常数。若对应段方向闭锁或低压闭锁投入，则反时限过流同样经方向或低压闭锁。2）三相一次或多次重合闸装置三相重合闸可选择一次或多次（最高为三次）重合。对于双侧电源线路，可选择检无压和检同期重合闸。3）后加速 手合（遥合）或重合后加速可通过软压板选择限时速断段或过流段。考虑到合后可能不立即故障，加速允许时间扩展到3S。如果对应段方向元件或低压元件投入，则加速亦经过方向或低压闭锁。检同期重合闸动作后无后加速。4)零序保护 装置零序过流保护仅用于小电流接地
12、系统。5）低周减载通过本装置的低周减载功能，可实现分散式的频率控制。当系统频率低于整定频率时，装置能自动判定是否切除负荷。 低周减载设有低电压闭锁和滑差闭锁功能，可分别通过软压板投退。6）过电压保护 为避免使用相电压在单相接地时引起过压保护误动，装置过压保护取母线线电压。开关处于合位，且UAB、UBC、UCA任一高于过压定值，延时时间到后跳闸或发信。过压动作可通过整定选择跳闸出口或发信。7）低电压保护低压保护母线线电压，低压保护可经PT断线闭锁。低压动作可通过整定选择跳闸出口或发信。8）过负荷保护装置具有低电流定值，长延时的过负荷保护功能。过负荷动作可通过整定选择跳闸出口或发信。9）PT断线检
13、测装置在检测到PT断线后，根据PT断线闭锁的设置方式来判定是否闭锁有关电压保护。PT断线解除后，闭锁保护亦相应解除。4 PT保护MPM400II电压互感器保护测控装置 投入的保护：投入的保护：（1）过电压保护包括I段母线过电压保护和II段母线过电压保护。UAB、UBC、UCA任一线电压高于过压定值，延时时间后跳闸。过压保护动作条件如下：1) ULL UGYZD ；ULL为任一线电压UAB、UBC、UCA ；UGYZD为过压保护电压定值 2) T TGYZD ；T为动作时间, TGYZD为过压保护延时定值（2）低电压保护包括I段母线低电压保护和II段母线低电压保护，母线UAB、UBC、UCA任一
14、线电压低于定值，延时时间到后装置跳闸出口。 低压保护动作条件如下： 1) ULL UDYZD ；ULL为任一线电压UAB、UBC、UCA ；UDYZD为低压保护电压定值 2) 无PT断线闭锁；PT断线及闭锁投入 3) T TDYZD；T为动作时间, TDYZD为低压保护延时定值（3）零序电压保护包括I段母线过电压保护和II段母线过电压保护。零序电压高于零序过压保护设定值后，延时整定时间跳闸。零序过压保护动作条件如下： 1) U0 ULXZD ；U0为零序电压值 ；ULXZD为零序过压保护电压定值 2) T TLXZD ；T为动作时间, TLXZD为零序过压保护延时定值（4）母线欠频保护 频率以
15、I段母线电压为基准测定，母线频率低于欠频保护设定值，延时设定时间后跳闸。欠频保护动作条件如下： 1) F FQPZD ；F为母线频率 ；FQPZD为欠频保护频率定值 2) T TQPZD ；T为动作时间, TQPZD为欠频保护延时定值（5）母线过频保护频率以I段母线电压为基准测定，母线频率高于欠频保护设定值，延时设定时间后跳闸。欠频保护动作条件如下： 1) F FGPZD ；F为母线频率 ；FGPZD为过频保护频率定值 2)T TGPZD ；T为动作时间, TGPZD为过频保护延时定值5 弧光保护运行指示电源指示注意这两个指示灯！5 弧光保护 我厂10KV母线保护配置为弧光保护，弧光保护生产厂
16、家为上海启禾机电科技有限公司。保护动作后，切除所有电动机负载。电弧光保护动作判据为故障产生时的两个条件；弧光及电流增量。当同时检测到弧光和电流增量时发出跳闸命令，而如果只有弧光，没有过流出现，则电弧光保护系统不会跳闸。因而避免了误动的发生。 我厂每段10KV母线上弧光保护配置为一个电弧光保护主单元、一个电弧光保护电流辅助单元、三个电弧光保护传感器辅助单元及每个开关柜（包括工作进线开关和备用进线开关）中一路电弧光传感器等组成。 其中电弧光保护主单元装在每段10KV母线的工作进线开关柜内，电弧光保护电流辅助单元装在每段10KV母线的备用进线开关柜内，三个电弧光保护传感器辅助单元分别装在每段10KV
17、母线的#5柜、 # 13柜及 # 19柜内，电弧光传感器装在各个开关柜母线室内。 10kV保护装置运行中的两个注意事项1.由于弧光保护主单元在工作进线开关柜内，弧光保护装置的电源为开关的二次电源，所以在将运行方式由工作进线开关倒为备用进线开关时切忌不能断开工作进线开关内弧光保护装置电源！2.由于33电泵跨接回路电源开关上没有差动保护装置，此时的差动保护由主电源上的差动保护装置起作用，所以在用跨接回路带33电泵时要将33电泵主电源的二次开关给上，以确保33电泵运行安全。启备变保护 概述 我厂02启备变保护采用SIMENS发变组保护，由变压器保护7UT613（2套）、多功能保护7SJ623（2套）
18、、非电气量保护和操作箱组成。 保护装置配置 起备变保护共有两个柜1柜和2柜，柜中保护配置有： 1柜：02启备变差动、A分支零序过流保护 T1、A分支零序过流保护 T2、AB分支零序过流保护 T2、过负荷、高压侧复合电压过流、零序方向过流、启动通风、CT回路异常监测、PT断线监测 2柜： 02启备变差动、A分支零序过流保护 T1、A分支零序过流保护 T2、AB分支零序过流保护 T2、过负荷、高压侧复合电压过流、零序方向过流、启动通风、CT回路异常监测、PT断线监测、重瓦斯、压力释放、调压开关重瓦斯、温度过高、调压开关压力释放、轻瓦斯、冷却器故障、温度高、油位异常比率差动保护 保护采用比率制动原理
19、。为防止变压器空投及其他异常情况时变压器励磁涌流导致差动误动，比较各相差流中二次谐波分量对基波分量比（即I2/I1）的大小，当其大于整定值时，闭锁差动元件。当差流很大，达到差动速断定值时，直接出口跳闸。同时设置专门的TA断线判别环节，若判别差流是TA断线所致，发TA断线信号，并可选择是否闭锁差动保护出口。逻辑图为：零序过流 零序电流保护I段作为变压器及母线的接地故障后备保护，其起动电流和延时t1应与相邻元件单相接地保护I段相配合，通常以较短延时t1=0.51.0S动作于母线解列；以较长的延时t2=t1+t有选择地动作于断开变压器高压侧断路器。 零序电流保护II段作为引出线接地故障的后备保护，其
20、动作电流和延时t3应与相邻元件接地后备段相配合。通常t3应比相邻元件零序保护后备段最大延时大一个t，以断开母联断路器或分段断路器，t4=t3+t动作于断开变压器高压侧断路器。 整定值：0.4A延时1.1S,跳分支， 0.4A延时1.7S,全停复压过流 复合电压过流是低电压启动过电流保护的一个发展 原理接线如右 图所示： 它将原来的三个低电压继电器改由一个负序过电压继电器和一个接于线电压上的低电压继电器组成。零序方向过流 零序方向过流即加上方向闭锁条件的零序过流保护。变压器的零序方向过电流保护是为防止电力变压器出现单相短路或负载严重不平衡而安装的保护电路，在变压器出现单相短路或负载严重不平衡切断
21、高压输出柜，使变压器断电，达到保护变压器和线路安全的目的。通常保护值设为额定电流的25%。启通风 启通风是指当冷却器投自动运行时，通过变压器的负荷电流或上层油温来自动控制冷却器的运行。 当变压器上层油温达到50、绕组温度达到55或负荷电流达到67%（启备变）冷却器将自动投入运行。当变压器上层油温降低至40、绕组温度达到45以下，且负荷电流小于上述值时，冷却器将自动停止运行。瓦斯保护 当变压器油箱内故障时，在故障电流和故障点电弧的作用下，变压器油和其它绝缘材料会因受热而分解，产生大量气体。气体排出的多少以及排出速度，与变压器故障的严重程度有关。 利用这种气体实现保护的装置，称为瓦斯保护。瓦斯保护
22、能够保护变压器内部的各种轻微故障（例如绕组轻微的匝间短路、铁芯烧损等），但象变压器绝缘子闪络等油箱外面的故障，瓦斯保护不能反应。 瓦斯继电器有两个输出接点，一个反应变压器内部的不正常情况或轻微故障，称为轻瓦斯；另一个反应变压器的严重故障，称为重瓦斯。轻瓦斯动作于信号，使运行人员能够迅速发现故障并及时处理；重瓦斯动作于跳开变压器各侧断路器。o启动全停的保护有：02启备变差动保护、A、B分支零序过流保护 T2 、高压侧复合电压过流保护、零序方向过流保护。o全停出口是跳2134线圈1、跳2134线圈2;跳31段QB2，跳41段QB2，跳03段QB4，跳32段QB3，跳42段QB3，跳04段QB4。由于个人水平有限，难免有所纰漏，欢迎指正，谢谢！结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！46
