《大讲堂演示文稿1讲课9.4晚》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大讲堂演示文稿1讲课9.4晚（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、正常运行及外部故障内部故障外部故障变压器装设有电流互感器TA1和TA2，其二次绕组按环流原则串联，差动继电器KD并接在差回路中。变压器在正常运行或外部故障时，电流由电源侧流向负荷侧，在图3.1(a)所示的接线中，TA1、TA2的二次电流、会以反方向流过继电器KD的线圈，KD中的电流等于二次电流和之差，故该回路称为差回路，整个保护装置称为差动保护。若电流互感器TA1和TA2变比选得理想且在忽略励磁电流的情况下，则=，继电器KD中电流I1=I21I&I&2I&1I&2I&=0，亦即在正常运行或外部短路时，两侧的二次电流大小相等、方向相反，在继电器中电流等于零，因此差动保护不动作。如果故障发生在TA
2、1和TA2之间的任一部分(如k1点)，且母线和均接有电源，则流过TA1和TA2一二次侧电流方向如图3.1(b)所示，于是和按同一方向流过继电器KD线圈，即1I&2I&I&=+使KD动作，瞬时跳开QF1和QF2。如果只有母线有电源，当保护范围内部有故障(如k1I&2I&1点)时，=0，如图3.1(c)，此时继电器KD仍能可靠动作。1影响变压器差动保护的因素变压器差动保护在正常情况下有无电流流过继电器？2正常时变压器差动保护中流过的是不平衡电流变压器各侧额定电压和额定电流各不相等，因此各侧电流互感器的型号一定不同变压器高压绕组调节分接头时所产生的不平衡电流计算变比与实际变比不同变压器三侧的电流相位
3、不一致所产生的不平衡电流变压器的励磁涌流所产生的不平衡电流3针对各个不平衡电流产生的原因，都有其对应的消除方法，例如：1.针对三侧的电流相位不一致，通常采用的方法是：相位补偿；2.针对调节分接头时所产生的不平衡电流，通常使用的方法是：在整定保护的动作电流时应予以考虑，通常是提高保护的动作整定值。4励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法5（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电流的68倍，变压器励磁电流通常称为励磁涌流。1.什么是励磁涌流什么是励磁涌流 62产生励磁涌流的原因产生励磁涌流的原
4、因 一、铁芯中的磁通不能突变一、铁芯中的磁通不能突变 二、铁芯中出现一个暂态磁通二、铁芯中出现一个暂态磁通三、铁芯中的磁通将达到最大值三、铁芯中的磁通将达到最大值四、铁芯严重饱和，励磁电流将剧烈增大四、铁芯严重饱和，励磁电流将剧烈增大73励磁涌流的特点励磁涌流的特点（1）包含有非周期分量）包含有非周期分量（2）幅值大，但衰减快）幅值大，但衰减快（3）包含有高次谐波分量）包含有高次谐波分量（4）波形之间有间断）波形之间有间断8必须研究励磁涌流与短路电流的波形区别，利用电流波形识别励磁涌流，当发生励磁涌流时闭锁差动保护，防止误动。1.励磁涌流幅值可达5-10倍额定电流，与短路电流相当。差动保护以动
5、作电流躲过，会导致内部故障拒动 2.励磁涌流随着磁通中非周期分量一起衰减，最后消失，励磁电流回到正常值，涌流衰减时间为秒级。差动保护以动作时间躲过，故障切除时间过长9（4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施：采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护；利用二次谐波制动原理构成的差动保护；利用间断角原理构成的变压器差动保护；采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。4、克服励磁涌流对变压器纵差保、克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施：护影响的措施：采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护；（；（BCHBCH、DCDDCD系列老式电磁型继电器，当差动电流中直流系列老式电磁型继电器，当差
6、动电流中直流分量含量较高时自动提高动作电流（即具有分量含量较高时自动提高动作电流（即具有“ “直流助磁直流助磁” ”特性），特性），防止保护误动）防止保护误动）利用二次谐波制动原理构成的差动保护；利用间断角原理构成的变压器差动保护；（利利用励磁涌流波形有间断角的特点用励磁涌流波形有间断角的特点）10RCS978型励磁涌流判别原理型励磁涌流判别原理1112励磁涌流采用分相判据原因：对于变压器带故障空投，故障相电流表现为故障特征，而非故障相的电流表现为励磁涌流的特征，由于采用分相判据，故障相与非故障相互不影响，非故障相不会延误故障相的动作速度。13RCS978变压器差动保护稳态比率差动保护稳态比率
7、差动保护差动速断保护差动速断保护工频变化量比率差动工频变化量比率差动14微机型比率差动保护：微机型比率差动保护：除以上引起不平衡电流的因素以外，还需要考虑主变区外故障是短路电流增大可能导致CT饱和的情况，此时CT已不能反映故障侧电流，差流无法正确平衡，极有可能造成差动保护误动作。故微机保护往往采用比率制动式继电器，其动作特性为：动作电流随着不平衡电流的增大而按比率增大，并且增长的速率快于不平衡电流的速率。如图，思路为引入的区外短路电流作为制动电流，以差动电流为动作电流，当区外故障电流增大时，制动电流也随之增大，从而有效遏制主变区外故障时差动保护误动作的情况发生。15(一)稳态低值差动保护如图所
8、示：式中Id为差动电流,是各侧电流的相量和,Ir为制动电流,为各侧电流幅值和的二分之一,差动方程为三段式比率制动特性中,电流启动值是针对正常运行时的不平衡电流,因此应当躲开最大负荷情况下的不平衡电流,通常取Icdqd=(0.20.5)IN。使用三段式比率差动的特点就是反映了故障时的实际情况,在较小的外部故障的情况下,Ie=(23)IN,电流互感器饱和程度不深,误差还是较小的。这时允许选取较小的制动系数(Kbl=0.20.5),这样相应地增加了动作区,在区内故障时提高了灵敏度。在较大的外部故障的情况下,可以选择较大的制动系数(Kbl=0.75)。这时电流互感器流过了很大的穿越性故障电流,互感器饱
9、和程度加深,误差也随之增大,应当选择较大的制动系数。同时在这种区内短路电流的情况下,差动电流远远大于制动电流,可以保证保护在区内故障时可靠动作。16CT饱和的概念：饱和的概念：CT饱和就是CT铁芯中的磁通饱和,由于磁通密度与感应电势成正比,因此,如果CT二次负载阻抗大,则在同样电流情况下,二次回路感应电势就大,或在同样的负载阻抗下,二次电流越大,感应电势就越大,这两种情况都会使铁芯中磁通密度大,磁通密度大到一定值时,CT就饱和。差动保护区外故障引起差动保护区外故障引起TA饱和的原因：饱和的原因：在变压器区外故障一次电流中除了稳态分量外，还含有一定成分的非周期分量，短路故障情况下的非周期分量的持
10、续积分作用非常容易引起TA饱和。17稳态高值比例差动由于稳态低值比例差动受CT饱和判据影响,当CT饱和时差动被闭锁,这样就会出现一个问题,当变压器区内发生严重故障伴随CT饱和时,稳态低值差动保护将被闭锁,造成差动保护拒动。为解决这个问题,在差动保护中,又增加一个稳态高值比例差动元件。此元件不受CT饱和影响,这样区内严重故障时,可由高值比例差动动作切除故障。高值比例差动动作区如图8所示,斜率固定为0.6,把高值和低值比例差动画在一个坐标图里,如图9所示。由图可见,高值比例差动的动作区小于低值比例差动的动作区,高值的动作区包含在低值动作区内。18采取高值和低值比例差动配合,即可妥善解决TA饱和区外
11、故障误动、区内故障拒动问题,分析如下:(1)区内轻微故障,短路电流小,TA不饱和:低值比率差动灵敏动作。(2)区内严重故障,短路电流大,TA饱和:低值闭锁,高值动作。(3)区外轻微故障,短路电流小,TA不饱和:差流为0,低值和高值都不动作。(4)区外严重故障,短路电流大,TA饱和:低值闭锁,高值差动由于定值比较高,差流进入不到动作区,也不会动作。这样,不论区内发生严重故障还是轻微故障,保护都能动作;也不论区外发生轻微故障和严重故障,保护都不会误动。19RCS978设备说明书：针对CT饱和时制动电流减小的特点,比率制动判据可按制动电流的大小分别采用不同的制动系数,即多段折线型比率制动特性。在制动
12、曲线中,小电流区域采用较小的制动系数,大电流区域采用大的制动系数,这样当CT出现饱和时,制动量较大,动作区变小,可以防止区外故障时因CT饱和引起保护误动。比率差动保护经过TA饱和判别，TA断线判别(可选择)，励磁涌流判别后出口。它可以保证灵敏度，同时由于TA饱和判据的引入，区外故障引起的TA饱和不会造成误动。20212223通过TA 断线闭锁差动控制字断线闭锁差动控制字，引起差动起动的差回路异常可只发报警信号，或额定负荷下闭锁差动保护，或任何情况下闭锁差动保护。当TA 断线闭锁差动控制字断线闭锁差动控制字整定为0时，比率差动、零序或分侧比率差动不经过TA断线和短路闭锁。当TA断线闭锁差动控制字
13、断线闭锁差动控制字 整定为1时，比率差动的式（3-2-1）和零序或分侧比率差动经过TA断线和短路闭锁，比率差动的式（3-2-2）不经过TA断线和短路闭锁；当TA断线闭锁差动控制字断线闭锁差动控制字 整定为2时，比率差动、零序或分侧比率差动均经过TA断线和短路闭锁。工频变化量比率差动保护始终经过TA断线和短路闭锁。24差动速断保护：差动速断保护：当任一相差动电流大于差动速断整定值时瞬时动作跳开变压器各侧开关。重点问题：重点问题：为什么要引入差动速断保护？为什么要引入差动速断保护？25当变压器内部或变压器引出线套管(在差动保护范围内)发生严重故障时,由于TA饱和二次电流的波形将发生严重畸变,其中含
14、有大量的谐波分量,使涌流判别元件误判成励磁涌流引起的差流,使差动保护拒动或延缓动作,严重损坏变压器；差动速断保护不受TA饱和、励磁涌流判据限制，变压器发生严重故障时能迅速动作将故障快速切除！引入差动速断保护的原因：引入差动速断保护的原因：差速断的整定：差速断的整定：26根据叠加原理，当电力系统发生短路故障时，电流电压可以分解为两部分，第一部分为故障前负荷状态的电流电压值；第二部分为电源等值电势为零，而在故障点施加一个与故障前带电压数值相等而方向相反的电势，计算故障状态下的电流电压值。工频变化量指的就是第二部分的电气分量工频变化量：工频变化量比率差动：工频变化量构成灵敏度很高的工频变化量比率差动
15、元件，来检测常规稳态比率差动无法或很难反映的小电流故障只反映故障分量，不受变压器正常运行时负荷电流的影响、过渡电阻影响很小、采用高比率制动系数抗TA(电流互感器)饱和、采用浮动门槛技术保证在系统振荡和频率偏移等其他情况下，保护不误动。保护的灵敏度高，可靠性好。27零序比率差动保护零序比率差动保护分侧比率差动保护分侧比率差动保护 略略28电力系统出现故障时常伴随的现象是电流的增大和电压的降低，过流保护就是通过系统故障时电流的急剧增大来实现的。但是由于大型设备、机械的起动也会造成电流的瞬间增大，有可能造成开关的误动，为了防止其误动，在保护中增加低电压元件，将PT电压引入保护装置中，构成低电压闭锁过
16、流，只有在“电流的增大和电压的降低”这两个条件同时满足时才出口跳闸。在将过流保护用于变压器的后备保护用时，再增加一个负序电压元件，作为一个闭锁条件，这样就构成了复合电压闭锁过流了。复合电压闭锁过流：29RCS-978复压闭锁方向过流复压闭锁方向过流、当方向指向母线时，作为、当方向指向母线时，作为母线和线路保护拒动时的后备母线和线路保护拒动时的后备保护保护、当方向指向主变时，作为主当方向指向主变时，作为主变主保护和下级开关保护拒动时变主保护和下级开关保护拒动时的后备保护的后备保护装置后备保护分别设有控制字过流方向指向来控制过流保护各段的方向指向。当过流方向指向过流方向指向控制字为1时，表示方向指
17、向变压器；当过流方向指向过流方向指向控制字为0时，方向指向系统。同时装置分别设有控制字过流经方向闭锁过流经方向闭锁来控制过流保护各段是否经方向闭锁。当过流经过流经方向闭锁方向闭锁控制字为1时，表示本段过流保护经过方向闭锁。30复合电压元件：复合电压元件：复合电压指相间电压低或负序电压高。对于变压器某侧复合电压元件可通过整定控制字选择是否引入其它侧的电压作为闭锁电压，例如对于I侧后备保护，装置分别设有控制字，如过流保护经过流保护经II 侧复压闭锁侧复压闭锁等，来控制过流保护是否经其II侧复合电压闭锁；当过流保护经过流保护经II 侧复压侧复压闭锁闭锁控制字整定为1时，表示I侧复压闭锁过流可经过II
18、侧复合电压起动；当过流保护经过流保护经II 侧复压闭锁侧复压闭锁控制字整定为0时，表示I侧复压闭锁过流不经过II侧复合电压起动。各段过流保护均有过流经过流经复压闭锁复压闭锁控制字，当过流经复压闭锁过流经复压闭锁控制字为1时，表示本段过流保护经复合电压闭锁。3132TV 异常对复合电压元件、方向元件的影响：异常对复合电压元件、方向元件的影响：装置设有整定控制字TV 断线保护投退原则断线保护投退原则来控制TV断线时方向元件和复合电压元件的动作行为。若TV 断线保护断线保护投退原则投退原则控制字为1，当判断出本侧TV异常时，方向元件和本侧复合电压元件不满足条件，但本侧过流保护可经其它侧复合电压闭锁（
19、过流保护经过其他侧复合电压闭锁投入情况）；若TV 断线保护投退原则断线保护投退原则控制字为0，当判断出本侧TV异常时，方向元件和复合电压元件都满足条件，这样复合电压闭锁方向过流保护就变为纯过流保护；不论TV 断线保护投退原则断线保护投退原则控制字为0或1，都不会使本侧复合电压元件起动其它侧复压过流。33本侧电压退出对复合电压元件、方向元件的影响：当本侧TV检修或旁路代路未切换TV时，为保证本侧复合电压闭锁方向过流的正确动作，需投入本侧电压退出压板或整定控制字，此时它对复合电压元件、方向元件有如下影响：i)本侧复合电压元件不启动，但可由其它侧复合电压元件起动（过流保护经过其它侧复合电压闭锁投入情
20、况）；ii)本侧方向元件输出为正方向即满足条件；iii)不会使本侧复合电压元件起动其它侧过流元件（其它侧过流保护经过本侧复合电压闭锁投入情况）。34零序方向过流保护零序方向过流保护零序过流保护，主要作为变压器中性点接地运行时接地故障后备保护。通过整定控制字可控制各段零序过流是否经方向闭锁，是否经零序电压闭锁，是否经谐波闭锁，是否投入，跳哪几侧开关。35方向元件所采用的零序电流：方向元件所采用的零序电流：装置设有零序方向判别用自产零序电流零序方向判别用自产零序电流控制字来选择方向元件所采用的零序电流。若零序方向判别用自产零序电流零序方向判别用自产零序电流控制字为1，方向元件所采用的零序电流是自产
21、零序电流；若零序方向判别用自产零序电流零序方向判别用自产零序电流控制字为0，方向元件所采用的零序电流为外接零序电流。方向元件：方向元件：装置分别设有零序方向指向零序方向指向控制字来控制零序过流各段的方向指向。当零序方向指向零序方向指向控制字为1时，方向指向变压器；当零序方向指向零序方向指向控制字为0时，表示方向指向系统。同时装置分别设有零序过流经方向闭锁零序过流经方向闭锁控制字来控制零序过流各段是否经方向闭锁。当零序过流零序过流经方向闭锁经方向闭锁控制字为1时，本段零序过流保护经过方向闭锁。363738391.装置正常运行状态信号灯说明如下：“运行”灯为绿色，装置正常运行时点亮，熄灭表明装置不
22、处于工作状态；“报警”灯为黄色，装置有报警信号时点亮；“跳闸”灯为红色，当保护动作并出口时点亮；注意：当“报警”由于TA断线造成点亮，必须待外部恢复正常，复位装置后才会熄灭，由于其它异常情况点亮时，待异常情况消失后会自动熄灭“跳闸”信号灯只在按下“信号复归”或远方信号复归后才熄灭。402.运行工况及说明1保护出口的投、退可以通过跳、合闸出口压板实现；2保护功能可以通过屏上压板或内部压板、控制字单独投退；3装置始终对硬件回路和运行状态进行自检，自检出错信息见下面的打印及显示信息说明，当出现严重故障时装置闭锁所有保护功能，并灭“运行”灯，否则只退出部分保护功能，发告警信号。413.装置闭锁与报警（1）当CPU检测到装置本身硬件故障时，发装置闭锁信号，闭锁整套保护。硬件故障包括：RAM异常、程序存储器出错、EEPROM出错、定值无效、光电隔离失电报警、DSP出错和跳闸出口异常等。此时装置不能够继续工作。（2）当CPU检测到装置长期起动、不对应起动、传动试验报警、装置内部通信出错、面板通讯出错、TA断线或异常、TV异常时，发出装置报警信号。此时装置还可以继续工作。42
