電力系統(tǒng)差動保護主要保護原理變壓器差動保護

1、主要保護原理：變壓器變壓器差動保護差動保護TA飽和： 當區(qū)外發(fā)生故障時，由P級電流互感器構(gòu)成的比率制動式差動保護，因互感器飽和可能造成保護誤動。為了使P級互感器應用于差動保護，必須要提高差動保護的抗區(qū)外故障TA飽和的能力。采取自適應提高定值的方式，防止外部故障時由于TA飽和引起差動誤動，當差流中的三次諧波與基波的比值大于某一定值時，自動提高比率制動差動的動作值、改變比率制動系數(shù)和最小制動電流，進一步提高了保護的可靠性。主要保護原理：變壓器變壓器差動保護差動保護TA飽和主要有暫態(tài)飽和和穩(wěn)態(tài)飽和。通過對大量的TA飽和后的波形分析，發(fā)現(xiàn)TA飽和后主要波形有兩種形式，一種是對稱波形（穩(wěn)態(tài)飽和），一種是

2、不對稱波形（暫態(tài)飽和）。 對大量的不對稱波形進行諧波分析，其中二次諧波含量最大。二次諧波閉鎖原理差動保護具有較強的抗區(qū)故障TA暫態(tài)飽和的能力。主要保護原理：變壓器變壓器差動保護差動保護虛擬制動量TA飽和識別專利技術： 在區(qū)外故障起始時刻時，TA不會飽和，因此區(qū)外故障TA飽和時制動電流總是先于差動電流出現(xiàn)，而區(qū)內(nèi)故障時，制動電流和差動電流同時出現(xiàn)，利用這個特點，即時差法判斷區(qū)內(nèi)和區(qū)外故障，在判出區(qū)外故障后投入TA飽和判據(jù)。在TA飽和后，電流過零點時TA總能夠正確傳變電流，故在一個周期內(nèi)，差動電流有一段時間很小，即差動電流不是連續(xù)的，會出現(xiàn)間斷，我們利用這個特點判斷TA飽和。主要保護原理：變壓器變

3、壓器差動保護差動保護主要保護原理：變壓器差動保護虛擬制動量虛擬制動量TA飽和識別專利技術飽和識別專利技術主要保護原理：變壓器變壓器差動保護差動保護時差法判斷判斷區(qū)內(nèi)區(qū)外TA飽和nkkfnkkdfdiiiiii11|, |5.0 從故障起始點如果連續(xù)三個點中有兩個或三從故障起始點如果連續(xù)三個點中有兩個或三個點滿足上式時，判為區(qū)內(nèi)故障，反之認為是區(qū)外個點滿足上式時，判為區(qū)內(nèi)故障，反之認為是區(qū)外故障故障TATA飽和飽和，轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)入TATA飽和開放判據(jù)。飽和開放判據(jù)。主要保護原理：變壓器變壓器差動保護差動保護TA飽和開放判據(jù)點差 一個周期內(nèi)判斷差流波形中滿足下式的點的個數(shù)。 一個周期采樣一個周期采樣24

4、24點，判斷為區(qū)外故障后如果滿點，判斷為區(qū)外故障后如果滿足該方程的點大于足該方程的點大于1818個就開放保護，否則閉鎖保護。個就開放保護，否則閉鎖保護。|)|.| |,(|*2 . 0| |,|211nrnkkkrkiiiMaxiiiii區(qū)外故障在區(qū)外故障在TATA線性傳遞區(qū)滿足：線性傳遞區(qū)滿足：Nkki10主要保護原理：變壓器變壓器差動保護差動保護變特性的差動保護技術 根據(jù)不同的故障類型，設置不同的動作特性，達到嚴重故障快速動作，輕微故障靈敏動作的效果。 完美的解決了保護可靠性、快速性和靈敏完美的解決了保護可靠性、快速性和靈敏性之間的矛盾。性之間的矛盾。主要保護原理：變壓器變壓器差動保護差動

5、保護增量差動-穩(wěn)態(tài)比率差動保護的有益補充 解決了振蕩中區(qū)內(nèi)故障保護的快速性問題。 內(nèi)部小匝間短路和高阻接地時保護有較高的靈敏度。相電流增量：差動電流：制動電流：動作方程：ndIIII.21|)|.| |,(|21nMaxIIIMaxI|2|MaxdrIIIedII2 . 0rdII7 . 0動作區(qū)制動區(qū)dIresIeI2 .0)2()(TknknnIII主要保護原理：變壓器變壓器差動保護差動保護分側(cè)差動 用于每一個繞組有兩個引出端子的單相變壓器。 分接頭調(diào)壓不產(chǎn)生不平衡電流，互感器同型也是不平衡電流減小，動作電流小，靈敏度高。 與空載合閘涌流、過勵磁電流完全無關。 單相接地故障，有較高的靈敏度

6、。 不能保護變壓器繞組的匝間短路，需要縱差保護配合構(gòu)成匝間短路主保護。主要保護原理：變壓器差動保護變壓器差動保護零序差動 用于普通Y/D變壓器和自耦變壓器。 與空載合閘涌流、過勵磁電流完全無關。 單相接地故障和高阻接地故障，有較高的靈敏度。 制動電流的選?。?普通變壓器 自耦變壓器|,|,| TATCTCTBTBTARESIIIIIIMAXI| |,| |,| bCaBcARESIIIIIIMAXI主要保護原理：變壓器差變壓器差動保護動保護區(qū)外故障TA飽和：變壓器低壓側(cè)區(qū)外AB兩相短路，A相TA飽和主要保護原理：變壓器變壓器差動保護差動保護區(qū)外故障TA飽和：變壓器高壓側(cè)區(qū)外A相接地，A相TA飽

7、和主要保護原理：變壓器變壓器差動保護差動保護區(qū)內(nèi)故障TA飽和：變壓器高壓側(cè)區(qū)內(nèi)A相接地，A相TA飽和主要保護原理：變壓器變壓器差動保護差動保護需要說明的是：雖然差動保護具有一定的抗TA飽和的能力，但在電流互感器的選型上最好按照即將頒布的保護用電流互感器選型導則的要求，選用TPY型電流互感器。發(fā)生TA二次回路斷線后，可選擇閉鎖或不閉鎖差動保護出口。對大型發(fā)電機-變壓器組，在沒有TA二次限制過電壓裝置之前，TA二次斷線差動保護跳閘是合理的。主要保護原理：過勵磁保護過勵磁保護 n目前的擬合方法：目前的擬合方法：1.變壓器過勵磁倍率與時間的關系擬合，方程如下：變壓器過勵磁倍率與時間的關系擬合，方程如下

8、： t = 0.8 + 0.18*Kt/(M-1)22.兩點之間用直線的方式擬合。兩點之間用直線的方式擬合。3.本裝置的擬合方式，兩點之間用對數(shù)的方式擬合，方程本裝置的擬合方式，兩點之間用對數(shù)的方式擬合，方程如下：如下： t = 10-K1*N+K2 式中：式中：K1、K2為常數(shù)，由軟件計算，不需要用戶整定。為常數(shù)，由軟件計算，不需要用戶整定。下圖為某500kV變壓器的過勵磁曲線 主要保護原理：過勵磁保護過勵磁保護 用對數(shù)擬合的方式很好吻合變壓器過勵磁曲線。 用直線擬合的方式超過變壓器過勵磁能力。主要保護原理：過勵磁保護過勵磁保護主要保護原理：發(fā)電機定子接地保發(fā)電機定子接地保護護改進的基波+三

9、次諧波原理定子100%接地保護 基波零序電壓保護發(fā)電機 從機端算起的8595%的定子繞組單相接地； 三次諧波電壓保護發(fā)電機中性點附近定子繞組的單相接地。主要保護原理：發(fā)電機定子接地保發(fā)電機定子接地保護護 基波零序電壓動作判據(jù)為：3UoUop 三次諧波電壓動作判據(jù)為：方案1：方案2：Uop為基波零序電壓整定值；U3S和U3n分別為發(fā)電機機端TV開口三角繞組和中性點TV輸出中的三次諧波分量；K、K”分別為方案1、方案2的制動系數(shù)，它們是不同的正實數(shù)。方案1、2的選擇可通過實測發(fā)電機在不同運行工況下機端和中性點三次諧波的大小，通過計算比較后確定，可有效避免單一判據(jù)三次諧波判據(jù)誤動作的問題。.3.3n

10、sUKU nnpsUKUKU3.3.3. 主要保護原理：發(fā)電機定子接地保發(fā)電機定子接地保護護另外，在“基于機端和中性點三次諧波電壓故障分量原理的發(fā)電機定子接地保護”的研究上，也取得了一定的階段性成果。本方案利用發(fā)電機在正常運行和非接地故障時機端和中性點三次諧波電壓故障分量的相位差和發(fā)生單相接地故障時相位差的不同做為保護判據(jù)。實驗表明，發(fā)生發(fā)電機定子繞組單相接地故障時，具有很高的靈敏度，同時，在發(fā)電機發(fā)生振蕩等異常工況下判據(jù)可靠不動作，具有良好的可靠性和選擇性。主要保護原理：發(fā)電機定子接地保發(fā)電機定子接地保護護外加20Hz電源定子接地保護n國內(nèi)首家提供外加國內(nèi)首家提供外加20Hz電源注入式定子單

11、相電源注入式定子單相接地保護的制造廠家。接地保護的制造廠家。n靈敏度高，保護動作無死區(qū)。靈敏度高，保護動作無死區(qū)。n發(fā)電機停機狀態(tài)可以起保護作用。發(fā)電機停機狀態(tài)可以起保護作用。n注入電源注入電源進口進口西門子設備，可靠性高。西門子設備，可靠性高。n和基波零序電壓相配合，構(gòu)成可靠的定子單和基波零序電壓相配合，構(gòu)成可靠的定子單相接地保護。相接地保護。主要保護原理：發(fā)電機定子接地保發(fā)電機定子接地保護護外加20Hz定子接地保護主要保護原理：失步保護失步保護 三阻抗原理；準確判別振蕩中心位置，區(qū)內(nèi)跳閘，區(qū)外信號；跳閘時機的適時選擇，電流最小時跳斷路器。該原理判據(jù)的保護在各型水電、火電機組上經(jīng)實踐檢驗，運

12、行情況良好，完全滿足運行要求。IIIIIIIVdXstZrXj1Z2Z3Z主要保護原理：逆功率保護逆功率保護 主汽門關閉可能在無功功率為任意值時發(fā)生，最不利的情況是在接近額定千乏數(shù)時，而且從進相運行到滯相運行很寬的范圍內(nèi)，要想保持動作功率基本不變，必須從測量精度和軟件設計上進行仔細的考慮。主要保護原理：逆功率保護逆功率保護 采用高精度的專用CT動作邊界的靈活控制 PjQPjQ22112233)(a)(b主要保護原理：轉(zhuǎn)子接轉(zhuǎn)子接地保護地保護1SRRRR2S1RgRKEE)1 (21,UU1I2I乒乓式開關切換原理硬件電路改進 傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子接地切換采樣原理接線圖傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子接地切換采樣原理接線圖1S

13、1DRR2D2S1RgRKEE)1 (21,UU1I2I主要保護原理：轉(zhuǎn)子接轉(zhuǎn)子接地保護地保護改進的轉(zhuǎn)子接地切換采樣原理接線圖改進的轉(zhuǎn)子接地切換采樣原理接線圖改進電路的主要優(yōu)點： 正常運行時回路無電流。 簡化接線，公式簡單，提高精度。 主要保護原理：轉(zhuǎn)子接轉(zhuǎn)子接地保護地保護目前轉(zhuǎn)子接地保護大多采用注入式或乒乓式，由于保護原理的要求，這兩種保護均不能雙套化，否則會相互影響導致測量失誤?？刹捎靡惶走\行一套備用的方式，需要時再相互切換，應在設計時考慮好回路，保證帶電切換時的安全性和保護裝置的可靠性。主要保護原理：突加電壓突加電壓保護保護( (誤上電保護誤上電保護) )發(fā)電機在盤車或靜止時，發(fā)生出口斷

14、路器誤合閘，系統(tǒng)三相工頻電壓突然加在機端，使同步發(fā)電機處于異步啟動工況，由系統(tǒng)向發(fā)電機定子繞組倒送的電流（正序電流）在氣隙中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子本體中感應工頻或接近工頻的電流，從而引起轉(zhuǎn)子過熱而損傷，還可能由于潤滑油油壓不足使旋轉(zhuǎn)軸承磨損。因此，對大型發(fā)電機應裝設該保護。發(fā)電機正常并網(wǎng)后，誤上電保護自動退出運行。主要保護原理：突加電壓保突加電壓保護護( (誤上電保護誤上電保護) )當停機、盤車或起動升速但磁場開關未閉合時誤合閘，過流元件快速動作于跳閘。同時，由于發(fā)電機處于同步電機的異步起動過程，阻抗元件延時動作于跳閘，構(gòu)成雙重化保護；當并網(wǎng)前，機組啟動，斷路器斷開，而磁場開關閉合時，過流元件退

15、出工作，此時，若正常并網(wǎng)，阻抗元件不動作，誤合閘保護不會動作，若發(fā)生誤合閘，阻抗元件動作于跳閘。 跳閘t4I/VV/VUa,b,cIa,b,cA相過流B相過流C相過流勵磁開關輔助觸點斷路器輔助觸點 1ZR&t1t20t30& 1jxR0ZRZ非電量保護配置提供25路(可擴展至50路)不帶延時的非電量直接跳閘；提供16路經(jīng)CPU延時后跳閘。大型水電機組保護配置的特點遵循國家繼電保護的有關規(guī)程。特別是要滿足防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求的“繼電保護實施細則”。結(jié)合清華大學發(fā)電機內(nèi)部短路計算的研究成果，根據(jù)機組的結(jié)構(gòu)和電氣參數(shù)，采用科學的、定量化的計算工作，比較各種主保護方案

16、在分支引出的各種可能組合方式下，以及在定子繞組各種相間和匝間故障情況下流經(jīng)保護的短路電流及靈敏度數(shù)值，力爭發(fā)電機定子繞組任一點故障，在一套保護單元內(nèi)有兩套及以上的保護靈敏動作，以此確定機組保護的最佳配置方式 。大型水電機組保護配置的特點總體配置發(fā)電機主保護配置方案（完全縱差、不完全縱差、裂相橫差、單元件橫差）主變壓器主保護配置方案（縱差、零序差動）定子單相接地保護配置方案（基波零序電壓原理+注入20Hz電源原理）其他（主變方向過流、GCB失靈）三峽右岸機組保護配置情況三峽右岸機組保護配置情況許繼公司發(fā)變組保護的技術優(yōu)勢許繼公司在繼電保護領域從電磁型、整流型、晶體管型，集成電路型到16位微機型等

17、幾代產(chǎn)品，每一代產(chǎn)品都取得過輝煌的成就，特別是WFB-100（WBH-100）型微機發(fā)電機變壓器的保護，更取得了前所未有的輝煌業(yè)績，積累了近千套發(fā)電機、變壓器保護的開發(fā)和運行經(jīng)驗，我們在基于32位處理器的WFB-800(WBH-800)型產(chǎn)品上更有經(jīng)驗，有能力作的更好。許繼公司發(fā)變組保護工程業(yè)績序號工 程 名 稱裝機容量備 注1三峽右岸三峽右岸17#26#機組機組750MWWFB-8002青海龍羊峽青海龍羊峽1#4#機組機組320MWWFB-8003云南大朝山云南大朝山1# #6#機組機組225MWWFB-8004吉林白山發(fā)電廠吉林白山發(fā)電廠1#3#機機300MWWFB-8005貴州三板溪水電

18、站貴州三板溪水電站1# 4#機機250MWWFB-8006廣西百色水利樞紐工程廣西百色水利樞紐工程1# 4#機機135MWWFB-800水電機組部分業(yè)績水電機組部分業(yè)績許繼公司發(fā)變組保護工程部分業(yè)績序號工 程 名 稱裝機容量備 注1廣東潮州三百門廣東潮州三百門3# 4#機組機組1000MWWFB-8002廣東潮州三百門廣東潮州三百門1# 2#機組機組600MWWFB-8003福建寧德電廠福建寧德電廠1#4#機機600MWWFB-8004武漢陽邏電廠武漢陽邏電廠5#6#機機600MWWFB-8005河南華潤首陽山河南華潤首陽山1# 2#機組機組600MWWFB-8006黑龍江鶴崗電廠黑龍江鶴崗電

19、廠1#機機600MWWFB-800火電、核電、燃氣電站機組部分業(yè)績火電、核電、燃氣電站機組部分業(yè)績許繼公司發(fā)變組保護工程業(yè)績微機發(fā)變組保護業(yè)績： 1000MW容量機組2套 600MW容量機組25套 300MW容量機組100余套 200MW容量機組80余套 100MW容量機組180余套 100MW以下容量機組300多套 謝謝大家！ 我們將為您提供主設備我們將為您提供主設備保護的全面解決方案！保護的全面解決方案！保護出口方式 交流變換 低通濾波 多路開關 低通濾波 多路開關CPU1CPU2跳閘保護出口方式“啟動+出口”NEXT電廠自動化系統(tǒng)示意圖電廠自動化系統(tǒng)示意圖1號發(fā)電機變壓器組號發(fā)電機變壓器

20、組2號發(fā)電機變壓器組號發(fā)電機變壓器組3號發(fā)電機變壓器組號發(fā)電機變壓器組電廠自動化系統(tǒng)電廠自動化系統(tǒng)管理機管理機電廠自動化系統(tǒng)示意圖回總體設計原則WFB-800總體配置WFB801 WFB802 WFB803 打印機打印機 WFB801 WFB802 WFB803 打印機打印機 操作操作I 操作操作II WFB804 打印機打印機 第一套電氣量保護第一套電氣量保護(A柜柜) 第二套電氣量保護第二套電氣量保護(B 柜柜)非電量及操作回路非電量及操作回路(C柜柜) 回總體設計原則主要保護原理：變壓器變壓器差動保護差動保護TA飽和主要有暫態(tài)飽和和穩(wěn)態(tài)飽和。通過對大量的TA飽和后的波形分析，發(fā)現(xiàn)TA飽和

21、后主要波形有兩種形式，一種是對稱波形（穩(wěn)態(tài)飽和），一種是不對稱波形（暫態(tài)飽和）。 對大量的不對稱波形進行諧波分析，其中二次諧波含量最大。二次諧波閉鎖原理差動保護具有較強的抗區(qū)故障TA暫態(tài)飽和的能力。主要保護原理：變壓器變壓器差動保護差動保護區(qū)內(nèi)故障TA飽和：變壓器高壓側(cè)區(qū)內(nèi)A相接地，A相TA飽和主要保護原理：發(fā)電機定子接地保發(fā)電機定子接地保護護 基波零序電壓動作判據(jù)為：3UoUop 三次諧波電壓動作判據(jù)為：方案1：方案2：Uop為基波零序電壓整定值；U3S和U3n分別為發(fā)電機機端TV開口三角繞組和中性點TV輸出中的三次諧波分量；K、K”分別為方案1、方案2的制動系數(shù)，它們是不同的正實數(shù)。方案1、2的選擇可通過實測發(fā)電機在不同運行工況下機端和中性點三次諧波的大小，通過計算比較后確定，可有效避免單一判據(jù)三次諧波判據(jù)誤動作的問題。.3.3nsUKU nnpsUKUKU3.3.3. 主要保護原理：失步保護失步保護 三阻抗原理；準確判別振蕩中心位置，區(qū)內(nèi)跳閘，區(qū)外信號；跳閘時機的適時選擇，電流最小時跳斷路器。該原理判據(jù)的保護在各型水電、火電機組上經(jīng)實踐檢驗，運行情況良好，完全滿足運行要求。IIIIIIIVdXstZrXj1Z2Z3Z主要保護原理：突加電壓保突加電壓保護護( (誤上電保護誤上電保護) )當停機、盤車或起動升速但磁場開關未閉合時誤合閘，