南瑞继保变压器保护设计及原理介绍PPT文件格式下载.ppt

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励磁涌流判别原理励磁涌流判别原理11利用谐波识别励磁涌流利用谐波识别励磁涌流RCS-978系列变压器成套保护装置采用三相差动电流中二次谐波、三次谐波的含量来识别励磁涌流，判别方程如下：

当三相中某一相被判别为励磁涌流，只闭锁该相比率差动元件。

装置的二次谐波制动系数固定取为0.15。

励磁涌流判别原理励磁涌流判别原理22利用波形畸变识别励磁涌流利用波形畸变识别励磁涌流故障时，差流基本上是工频正弦波。

而励磁涌流时，有大量的谐波分量存在，波形发生畸变，间断，不对称。

利用算法识别出这种畸变，即可识别出励磁涌流。

故障时，有如下表达式成立：

其中S是差动电流的全周积分值，是“差动电流的瞬时值+差动电流半周前的瞬时值”的全周积分值，是某一固定常数，是门槛定值。

的表达式如下：

式中是差电流的全周积分值，是某一比例常数。

当三相中的某一相不满足以上方程，被判别为励磁涌流，只闭锁该相比率差动元件。

TATA饱和的识别方法饱和的识别方法为防止在变压器区外故障等状态下TA的暂态与稳态饱和所引起的稳态比率差动保护误动作，装置利用二次电流中的二次和三次谐波含量来判别TA是否饱和，所用的表达式如下：

当与某相差动电流有关的电流满足以上表达式即认为此相差流为TA饱和引起，闭锁稳态比率差动保护。

此判据在变压器处于运行状态才投入。

变压器工频变化量差动保护变压器工频变化量差动保护匝间短路故障是电力变压器主要的内部故障形式之一，根据近十年来的全国统计表明，匝间故障约占变压器内部故障的70%左右。

因此采用灵敏度高且安全性高的保护来检测出变压器的匝间故障，对提高变压器的安全运行水平具有重要意义。

为此，我们利用变压器各侧电流中的工频变化量与差电流的工频变化量，实现变压器工频变化量比率差动保护。

该保护由下述两个判据构成：

工频变化量比率差动动作特性工频变化量比率差动动作特性工频变化量比率差动保护的动作方程如下：

变压器工频变化量差动保护变压器工频变化量差动保护I：

为各支路工频变化量电流的向量和|I|：

为各支路工频变化量电流的标量和理论上，工频变化量比率差动制动系数可取较高的数值，这样有利于防止区外故障TA饱和等因素所造成的差动保护误动，又不会受故障前负荷的大小的影响而降低区内故障时的灵敏度。

变压器工频变化量差动保护变压器工频变化量差动保护

（2）工频变化量差动过流继电器：

动作方程：

Id1.25Idt+IdthId1.25Idt+IdthIIdtdt为浮动门坎，随着变化量输出增大而逐步自动提高。

取1.25倍可保证门槛电压始终略高于不平衡输出，保证在系统振荡和频率偏移情况下，保护不动作。

IIdthdth为固定门坎。

工频变化量差流起动元件不受负荷电流影响，灵敏度很高。

工频变化量的差动继电器与稳态量的差动工频变化量的差动继电器与稳态量的差动继电器相比有这样一些优点继电器相比有这样一些优点不受负荷电流的影响。

与所有工频变化量继电器一样，由于它是反应短路附加状态中的电气量的保护，所以负荷电流对继电器的工作没有影响，在求变化量的过程中已把负荷分量减掉了。

所以对稳态量的差动继电器来说，负荷电流是一个制动电流而对工频变化量的差动继电器来说，负荷电流并不形成制动电流。

保护过渡电阻的能力提高了;

在一侧没有电源的降压变压器上使用时，在变压器内部短路时由于负荷侧的电流的变化量也是工频变化量差动继电器的动作电流，而对稳态量的差动继电器来说变压器内部短路时负荷侧电流为零不是动作电流。

因此工频变化量差动继电器比稳态量差动继电器灵敏;

由于继电器不反应负荷电流分量，所以比率制动特性中的起动电流不需要躲负荷电流下的不平衡电流，其值较低。

比率制动特性曲线中斜线的斜率取得比较大，抗区外故障时变压器各侧TA暂态和稳态饱和特性不一致的能力强。

工频变化量比率差动继电器工频变化量比率差动继电器由于将浮动门槛技术与工频变化量等概念引入到变压器差动保护中，因此在区内故障，即使是在重负荷运行状态下发生小匝间短路等故障时，或是在等值电势角摆开而又经过渡电阻短路时也有足够的灵敏度。

而在区外各种故障、功率倒方向、区外故障中出现TA饱和与TA暂态特性不一致等状态下也不会误动作。

使得保护的安全性与灵敏度同时兼顾。

特点：

涌流闭锁与过激磁闭锁元件涌流闭锁与过激磁闭锁元件工频变化量差动保护的励磁涌流闭锁判据采用差电流二次谐波闭锁或波形判别闭锁采用差电流五次谐波进行过激磁闭锁变压器发生轻微匝间故障（C相1.5%匝间故障）工频变化量差动常规差动RCS-978RCS-978工频变化量比率差动的逻辑框图工频变化量比率差动的逻辑框图稳态比率差动保护稳态比率差动保护因此，装置采用初始带制动的比率制动特性，稳态比率差动元件由低值比率差动（灵敏）和高值比率差动（不灵敏）两个元件构成。

稳态比率差动元件的动作方程如下：

稳态比率差动保护稳态比率差动保护动作方程：

Kbl比率差动制动系数固定取为0.5。

稳态高值比率差动保护稳态高值比率差动保护稳态比率差动保护稳态比率差动保护动作特性动作特性过激磁的判别过激磁的判别由于在变压器过激磁时，变压器励磁电流将激增，可能引起差动保护误动作。

因此应该判断出这种情况，闭锁差动保护。

装置中采用差电流中五次谐波的含量作为对过激磁的判断。

其判据如下：

其中、分别为每相差动电流中的基波和五次谐波，为五次谐波制动系数。

当过激磁倍数大于1.4倍时，不再闭锁差动保护。

过激磁闭锁差动功能可整定选择。

差回路的异常情况判别差回路的异常情况判别1装置将差回路的异常情况分为两种：

装置将差回路的异常情况分为两种：

未引起差动保护起动和引起差动保护起动。

未引起差动保护起动的差回路异常报警未引起差动保护起动的差回路异常报警:

方法一：

当任一相差流大于差流报警定值（Ibjset）的时间超过10秒时发出差流异常报警信号，不闭锁差动保护。

差流报警定值应避开有载调压变压器分接头不在中间时产生的最大差流，或其他原因运行时可能产生的最大差流（注注：

差差流流报报警警定定值值整整定定时时应应比比差差动动起起动动定定值值小小，一一般般介介于于有有载载调调压压变变压压器器分分接接头头不不在在中中间间时时产产生生的的最最大大差差流流和和最最小小差差动动起起动动定定值值之之间间；

其其值值越越小小越灵敏越灵敏）。

差回路的异常情况判别差回路的异常情况判别2引起差动保护起动的差回路异常报警引起差动保护起动的差回路异常报警:

差动保护起动后满足以下任一条件认为是故障情况，开放差动保护，否则认为是差回路TA异常造成的差动保护起动。

i）任一侧任一相间工频变化量电压元件起动；

ii）任一侧负序相电压大于6V；

iii）起动后任一侧任一相电流比起动前增加；

iv）起动后最大相电流大于1.1Ie。

注注意意：

TA断线情况下自动闭锁零序比率差动工频保护量差动和稳态低值比率差动保护，开放稳态高值比率差动保护。

装置固定设为TA断线或短路且差流小于1.2Ie时闭锁差动保护，大于1.2Ie时不闭锁差动保护。

工频保护量差动始终受TA断线闭锁差回路异常报警后注意差回路异常报警后注意不论是异常报警是否引起差动保护起动，均说明差动回路存在问题，或定不论是异常报警是否引起差动保护起动，均说明差动回路存在问题，或定值存在问题，应该受到同等重视。

例如：

当差回路断线时，在轻负荷情况下值存在问题，应该受到同等重视。

当差回路断线时，在轻负荷情况下不不会会引引起起差差动动起起动动，但但会会引引起起差差流流报报警警,如如果果此此时时及及时时处处理理，就就可可以以避避免免负负荷荷增加后或者区外故障引起的差动保护动作（在不闭锁情况下）。

增加后或者区外故障引起的差动保护动作（在不闭锁情况下）。

变压器零序电流差动保护变压器零序电流差动保护变压器的零序电流差动保护主要应用于自耦变压器中。

只要变压器Y侧中性点直接接地，就可以构成零序电流差动保护。

零序电流差动保护是根据接点电流定理构成的。

由于流过绕组各侧TA的电流是同一串联电路中的电流，这几个电流之间没有电磁感应关系，因此变压器的励磁电流不会产生不平衡电流。

所以这种差动保护不必经励磁涌流判据的闭锁，也不必经过励磁判据的闭锁。

也正因为构成差动保护所用的绕组各侧电流间没有电磁感应关系，所以它不能保护匝间短路。

零序电流差动保护可保护变压器Y侧两个（三个）TA间的各种接地短路。

由于不存在变压器有载调压产生的不平衡电流，此外也没有由于TA变比不匹配产生的不平衡电流，因此它的定值比前面讲的差动保护的定值低，所以这种差动保护保护Y侧的接地短路灵敏度要高一些。

零序比率差动原理零序比率差动原理零零序比率差动保护主要应用于自耦变压器，其动作方程如下：

其中、分别为I侧、II侧和公共绕组侧零序电流，为零序比率差动起动定值，为零序差动电流，为零序差动制动电流，为零序差动比率制动系数整定值，为TA二次额定电流。

推荐整定为0.5。

当满足以上条件时，零序比率差动动作。

零差各侧零序电流通过装置自产得到，这样可避免各侧零序TA极性校验问题。

零序比率差动原理零序比率差动原理当满足以上条件时，零序比率差动动作。

若零序比率差动起动定值，则其拐点电流自动设定为，即动作方程如下：

零序比率差动保护的动作特性零序比率差动保护的动作特性避免避免TATA暂态特性不同导致的零序比率差动误动暂态特性不同导致的零序比率差动误动为避免由于TA暂态特性差异和TA饱和造成的区外三相短路故障时的错误的差动回路零序电流对零序比率差动的影响，装置采用正序电流制动的闭锁判据和TA饱和判据来避免。

正序电流制动的原理是，零差各侧的零序电流大于其正序电流的倍时，认为零序电流由故障造成。

其表达式如下：

其中为某侧的零序电流，为对应侧的正序电流，是某一比例常数。

RCS-