差動(dòng)保護(hù)PPT (1)

1、變壓器差動(dòng)保護(hù)原理變壓器差動(dòng)保護(hù)原理變壓器差動(dòng)保護(hù)原理變壓器差動(dòng)保護(hù)原理變壓器差動(dòng)保護(hù)原理變壓器差動(dòng)保護(hù)原理Principles Transf. Diff 2基本原理基本原理 : 基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律I1I2I3I4I1 + I2 + I3 + I4 = 0 I = 0 差動(dòng)保護(hù)基礎(chǔ)：差動(dòng)保護(hù)基礎(chǔ)： 定義：定義：電流流入節(jié)點(diǎn) (保護(hù)對(duì)象)，方向?yàn)檎娏髁鞒龉?jié)點(diǎn) (保護(hù)對(duì)象)， 方向?yàn)樨?fù)保護(hù)對(duì)象：保護(hù)對(duì)象：線路 ，變壓器，發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)，母線 Principles Transf. Diff 3基本原理：基本原理： 比較電流比較電流IFIIDiff =I1 + I2 IP1IS1IS2

2、IP2外部故障或負(fù)載外部故障或負(fù)載保護(hù)對(duì)象保護(hù)對(duì)象保護(hù)對(duì)象保護(hù)對(duì)象IDiff =I1 + I2IS1IS2IP1IS1IS2IP2內(nèi)部故障內(nèi)部故障II1FI2F假定：假定： CT- ratio: 1/1IP1 = I1FIP2 = I2FIDiff = IP1 + IP2 = I1F + I2F 跳閘跳閘假定：假定： CT- ratio: 1/1IP1 = IFIP2 = -IFIDiff = IP1 + IP2 = IF - IF = 0 不跳閘不跳閘差動(dòng)保護(hù)要求差動(dòng)保護(hù)要求:1) 內(nèi)部故障內(nèi)部故障 (故障落在兩個(gè)故障落在兩個(gè)CT之間之間 ) 跳閘跳閘2) 外部故障外部故障 不跳閘不跳閘Pr

3、inciples Transf. Diff 4基本原理：制動(dòng)電流比較基本原理：制動(dòng)電流比較 (1/2)假定假定: CT變比為變比為 1/1IDiff = IS1 + IS2 = (1+1) IP1 + (1+2)IP2 =0.95 IP1 1.05 IP1= 0.1IP1-正常運(yùn)行正常運(yùn)行: IP1 = IN IDiff = 0.1IP1 = 0.1IN-外部故障外部故障: 設(shè)定設(shè)定: IP1 = 10IN IDiff = 0.1IP1 = 1IN IFIDiff = 0.1IP1IP1IS1=0.95IP1IS2=1.05IP2IP2 = -IP1例：例：外部故障，外部故障，CT為線性誤差為

4、線性誤差保護(hù)對(duì)象保護(hù)對(duì)象ICt 2:2 = +5%Ct 1:1= - 5%由于通常情況下定值 IDiff小于額定電流，在外部故障電流很大的情況下將產(chǎn)生誤跳!抑制特性就必不可少！抑制特性就必不可少！Principles Transf. Diff 5基本原理基本原理: 制動(dòng)電流比較制動(dòng)電流比較 (2/2)在如下假定條件下： 1 = 2 and I1 = I2傳統(tǒng)的差動(dòng)保護(hù)特性應(yīng)該是： IDiff = IDiff + 1I1 + 2I2 = IDiff + 21 I1with IDiff = settingIDiffIDiff= IS1+IS2IRest =IS1+IS2IN綜合特性綜合特性Bloc

5、kTrip由于由于CT變比不同變比不同產(chǎn)生的線性誤差產(chǎn)生的線性誤差定值設(shè)定，考慮磁化定值設(shè)定，考慮磁化電流或充電電流影響電流或充電電流影響210IRestIFIDiff= IS1+ IS2 IDiff = 0.1IP1IP1IS1=0.95IP1IS2=1.05IP2IP2 = -IP1例例:外部故障，外部故障，CT為線性誤差為線性誤差保護(hù)對(duì)象保護(hù)對(duì)象IDiffCT 2:2 = + 5%CT 1:1= - 5%IRest =IS1+IS2 IRest = 2IP1Principles Transf. Diff 6基本原理基本原理: 3相系統(tǒng)的測(cè)量回路相系統(tǒng)的測(cè)量回路制動(dòng)電流差流傳統(tǒng)差動(dòng)保護(hù)傳統(tǒng)

6、差動(dòng)保護(hù)L1L2L33相系統(tǒng)的基本回路相系統(tǒng)的基本回路:發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) /電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)/ 電抗電抗Principles Transf. Diff 7變壓器差動(dòng)保護(hù)特性變壓器差動(dòng)保護(hù)特性 對(duì)于3相變壓器， 由于矢量組變換的原因產(chǎn)生了 N30的相移(0 N 11) 高壓側(cè)和低壓側(cè)CT一次電流值不同 外部故障時(shí)的零序電流也會(huì)產(chǎn)生差動(dòng)電流外部故障時(shí)的零序電流也會(huì)產(chǎn)生差動(dòng)電流 要考慮變壓器分接頭的改變， 以及勵(lì)磁電流 暫態(tài)電流涌流CT飽和Principles Transf. Diff 83相變壓器相變壓器: 一次值一次值 I1L1I1L2I1L3I2*L1 = -I1L1ku /3 + I1L2ku /3

7、I2L1I2L3I1L1容量：100MVA ，矢量組： Yd5 低壓側(cè): 20kV, 2887A 高壓側(cè): 110kV, 525A1L11L21L32L12L22L3I1L2I2L2I1L3I2*L1I2*L3I2*L2750/1A3000/1AkU = U1N/U2N = 110kV/20kV = 5.5kWinding = w1/w2 = kU/3I2*L3I2*L2530I2*L1I1L1ku/3-I1L1ku /3I1L2ku /3Principles Transf. Diff 93相變壓器相變壓器 : 二次值二次值0.96A3000A1A20kV3100MVAI20.7A750A1A

8、110kV3100MVAI1IIU3SIL1secL1secNCTlprimNCT1secNNL1secI2L1sec = 0.96A , -150I1L1sec= 0.7A , 0IDiff L1 = I1L1sec+ I2L1sec = 0.5A Principles Transf. Diff 10傳統(tǒng)的變壓器差動(dòng)保護(hù)傳統(tǒng)的變壓器差動(dòng)保護(hù)矢量組和電流值的匹配矢量組和電流值的匹配 (1/2)額定負(fù)載額定負(fù)載 (無故障無故障):0.70A 23Wdg = 0.555A 29Wdg,IR = 0.5553 = 0.96A匹配變壓器匹配變壓器-向量組自適應(yīng)-電流值自適應(yīng)-零序電流處理傳統(tǒng)差動(dòng)保護(hù)傳

9、統(tǒng)差動(dòng)保護(hù)L1制動(dòng)電流差流L2L3容量: 100MVA ,矢量組: YNd5 低壓側(cè): 20kV 高壓側(cè): 110kV750/1A3000/1AILoad=525A0.7A0.96A29 Wdg.23Wdg.2887AIRPrinciples Transf. Diff 11傳統(tǒng)的變壓器差動(dòng)保護(hù)傳統(tǒng)的變壓器差動(dòng)保護(hù)矢量組和電流值的匹配矢量組和電流值的匹配(2/2)高壓側(cè)單相故障高壓側(cè)單相故障 :5.73A 23Wdg = 4.550A 29Wdg ,IR = 4.55A匹配變壓器匹配變壓器-向量組自適應(yīng)-電流值自適應(yīng)-零序電流處理傳統(tǒng)差動(dòng)保護(hù)傳統(tǒng)差動(dòng)保護(hù)L1制動(dòng)電流差流L2L3容量: 100MV

10、A ,矢量組: YNd5 低壓側(cè): 20kV 高壓側(cè): 110kV750/1A3000/1AIP=4300A3I05.73A4.55A29 Wdg.23Wdg.13655AIRPrinciples Transf. Diff 12數(shù)字式變壓器差動(dòng)保護(hù)數(shù)字式變壓器差動(dòng)保護(hù)矢量組和電流值的匹配矢量組和電流值的匹配(1/2)I1BI1CI1AI2L1P I2L2P I1L1P1L11L21L32L12L22L3comparisonIIo handlingI2L2SI2L1SI2L3SI2BI2CI2AVectorgroupadaptationCurrent value adaptationCT 1Io

11、 handlingI1L2SI1L1SI1L3SI2L3P Current value adaptationCT 2I1L2PI1L3P容量: 100MVA ,矢量組: YNd5 低壓側(cè): 20kV 高壓側(cè): 110kV數(shù)字式變壓器差動(dòng)保護(hù)數(shù)字式變壓器差動(dòng)保護(hù)CT 1750/1ACT 23000/1APrinciples Transf. Diff 13數(shù)字式變壓器差動(dòng)保護(hù)數(shù)字式變壓器差動(dòng)保護(hù)矢量組和電流值的匹配矢量組和電流值的匹配(2/2)7UT6 差動(dòng)保護(hù)裝置中變壓器和差動(dòng)保護(hù)裝置中變壓器和 CT數(shù)據(jù)的參數(shù)設(shè)定數(shù)據(jù)的參數(shù)設(shè)定Principles Transf. Diff 14變壓器差動(dòng)保護(hù)的

12、跳閘特性變壓器差動(dòng)保護(hù)的跳閘特性CT誤差，誤差， 變壓器分接頭的改變，磁化電流變壓器分接頭的改變，磁化電流CT- 誤差誤差因變壓器分接頭改變引起的誤差因變壓器分接頭改變引起的誤差變壓器勵(lì)磁電流變壓器勵(lì)磁電流 IDiff = f (IRest) IRest = |I1| + |I2|2.08.09.03.0InOIRestInOIDiff7.02.5slope 1slope 2IDiff01.04.05.03.06.001.00.52.01.5跳閘區(qū)域跳閘區(qū)域閉鎖區(qū)域閉鎖區(qū)域總誤差總誤差 45特性：特性：InO = 保護(hù)對(duì)象的額定電流Principles Transf. Diff 15暫態(tài)電流暫

13、態(tài)電流 (包含諧波包含諧波) - 變壓器涌流變壓器涌流 (1 of 2)2次諧波.2次諧波.3次和 5次諧波.i1tiDiff = i1iDiff = i1ti1涌流i1i2 = 0YYt = 0涌流i1I2 = 0Yt = 0i1i2 -T1 -T2合上T2，與 T1并列運(yùn)行t = 0T2涌流 iDiff = i1 + i2t = 0i1Principles Transf. Diff 16涌流，交叉閉鎖，涌流，交叉閉鎖， 過激磁過激磁 V/Hz (2 of 2) 區(qū)分涌流條件判據(jù)：為評(píng)估二次諧波區(qū)分涌流條件判據(jù)：為評(píng)估二次諧波 I2har相對(duì)于基波相對(duì)于基波 IDiff的比率。的比率。 交叉

14、閉鎖的時(shí)間限制。交叉閉鎖的時(shí)間限制。 交叉閉鎖涌流條件的可靠反應(yīng)。在整定延時(shí)之后跳閘。交叉閉鎖涌流條件的可靠反應(yīng)。在整定延時(shí)之后跳閘。 區(qū)分過激磁判據(jù)區(qū)分過激磁判據(jù) V/Hz： 為評(píng)估為評(píng)估 3次諧波或次諧波或5次諧次諧 波相對(duì)于基波的比率。波相對(duì)于基波的比率。交叉閉鎖交叉閉鎖= Yes (全相閉鎖全相閉鎖)O R1L1-blockL2-blockL3-blockIDiff 跳閘閉鎖跳閘閉鎖 閉鎖時(shí)間可整定閉鎖時(shí)間可整定濾波窗口濾波窗口1 周波周波t1P2P3PiRUSH = iDiff單相涌流定值t15 %不閉鎖不閉鎖閉鎖閉鎖Diff2harII00L1-blockL2-blockL3-bl

15、ock交叉閉鎖交叉閉鎖 = No (分相閉鎖分相閉鎖) IDiff, L1 跳閘閉鎖跳閘閉鎖IDiff, L2 跳閘閉鎖跳閘閉鎖IDiff, L3 跳閘閉鎖跳閘閉鎖Principles Transf. Diff 173 cyclesCross Blocking涌流涌流內(nèi)部故障內(nèi)部故障IDiffIDiff變壓器發(fā)展性故障時(shí)的涌流示意圖變壓器發(fā)展性故障時(shí)的涌流示意圖Principles Transf. Diff 18暫態(tài)電流暫態(tài)電流 (包含諧波包含諧波) (1/2)- 過激磁過激磁 和和 CT 飽和飽和5次諧波偶次和奇次諧波過激磁 (U/f)UTr UNi1i2內(nèi)部故障：高壓側(cè)高壓側(cè) CT 飽和飽和i1I2 0LVHV外部故障：低壓側(cè)低壓側(cè)CT 飽和飽和i1i2LVHViDiff = i1 + i2iDiff = i1 + i2iDiff = i1偶次和奇次諧波Principles Transf. Diff 19暫態(tài)電流暫態(tài)電流 (包含諧波包含諧波) (2/2)- 過激磁過激磁 和和 CT 飽和飽和0A24810612021437UT6的跳閘特性的跳閘特性跳閘區(qū)域跳閘區(qū)域6716IDiff145IDiff附加穩(wěn)定區(qū)附加穩(wěn)定區(qū)45InOIStabInOIDiff閉鎖區(qū)域閉鎖區(qū)域飽和起始點(diǎn)飽和起始點(diǎn)BDC外部故障時(shí)的，外部故障時(shí)的，Add-on 附加穩(wěn)定區(qū)的