差動保護-1課件

變壓器差動保護原理變壓器差動保護原理基本原理:基爾霍夫電流定律I1I2I3I4I1+I2+I3+I4=0

∑I=0差動保護基礎：

定義：

電流流入節(jié)點(保護對象)，方向為正電流流出節(jié)點(保護對象)，

方向為負保護對象：

線路，變壓器，發(fā)電機/電動機，母線

基本原理:基爾霍夫電流定律I1I2I3I4I1+I2基本原理：

比較電流IF?IIDiff=│I1+I2│

IP1IS1IS2IP2外部故障或負載保護對象保護對象IDiff=│I1+I2│IS1IS2IP1IS1IS2IP2內(nèi)部故障?II1FI2F假定：CT-ratio:1/1

IP1=I1F

IP2=I2F

IDiff=│IP1+IP2│=│I1F+I2F│

跳閘假定：CT-ratio:1/1

IP1=IF

IP2=-IF

IDiff=│IP1+IP2│=IF-IF=0

不跳閘差動保護要求:1)內(nèi)部故障(故障落在兩個CT之間)跳閘

2)外部故障不跳閘基本原理：比較電流IF?IIDiff=│I1+I2│基本原理：制動電流比較(1/2)假定:CT變比為1/1

IDiff=│IS1+IS2│=│(1+ε1)·IP1+(1+ε2)·IP2│=│0.95·IP1–1.05·IP1│=0.1·IP1正常運行:IP1=IN

IDiff=0.1·IP1=0.1·IN外部故障:

設定:IP1=10·IN

IDiff=0.1·IP1=1·IN

IFIDiff=0.1·IP1IP1IS1=

0.95·IP1IS2=

1.05·IP2IP2=-IP1例：外部故障，CT為線性誤差保護對象?ICt2:

ε2=+5%Ct1:

ε1=-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！基本原理：制動電流比較(1基本原理:制動電流比較(2/2)在如下假定條件下：

│ε1│=│ε2│andI1=I2

傳統(tǒng)的差動保護特性應該是：

IDiff=IDiff>+ε1·I1+ε2·I2

=IDiff>+2·ε1·I1withIDiff>=settingIDiff>IDiff=

│IS1+IS2│IRest=│IS1│+│IS2│IN綜合特性BlockTrip由于CT變比不同產(chǎn)生的線性誤差定值設定，考慮磁化電流或充電電流影響210IRest

IFIDiff=

│IS1+IS2│

IDiff=0.1·IP1IP1IS1=

0.95·IP1IS2=

1.05·IP2IP2=-IP1例:外部故障，CT為線性誤差保護對象IDiffCT2:

ε2=+5%CT1:

ε1=-5%IRest=│IS1│+│IS2│

IRest=2·IP1基本原理:制動電流比較基本原理:3相系統(tǒng)的測量回路制動電流差流傳統(tǒng)差動保護L1L2L33相系統(tǒng)的基本回路:發(fā)電機

/電動機/

電抗基本原理:3相系統(tǒng)的測量回路制動電流差流傳統(tǒng)差動保護L1L變壓器差動保護特性

對于3相變壓器，由于矢量組變換的原因產(chǎn)生了N·30°的相移(0≤N≤11)

高壓側(cè)和低壓側(cè)CT一次電流值不同

外部故障時的零序電流也會產(chǎn)生差動電流

要考慮變壓器分接頭的改變，

以及勵磁電流

暫態(tài)電流

涌流

CT飽和變壓器差動保護特性對于3相變壓器，由于矢量組變換的原因3相變壓器:一次值I1L1I1L2I1L3I2*L1=-I1L1·ku/√3+I1L2·ku/√3I2L1I2L3I1L1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=5.5

kWinding=w1/w2=kU/√3I2*L3I2*L25·30°I2*L1I1L1ku/√3-I1L1ku/√3I1L2ku

/√33相變壓器:一次值I1L1I1L2I1L3I2*L1=3相變壓器:二次值I2L1sec=0.96A,-150°I1L1sec=0.7A,0°IDiffL1=│I1L1sec+I2L1sec│=0.5A3相變壓器:二次值I2L1sec=0.96A,-傳統(tǒng)的變壓器差動保護

矢量組和電流值的匹配(1/2)額定負載(無故障): 0.70A·23Wdg=0.555A·29Wdg, IR=0.555·√3=0.96A匹配變壓器

-向量組自適應

-電流值自適應

-零序電流處理傳統(tǒng)差動保護L1制動電流差流L2L3容量:100MVA,矢量組:YNd5

低壓側(cè):20kV

高壓側(cè):110kV750/1A3000/1AILoad=

525A0.7A0.96A29Wdg.23

Wdg.2887AIR傳統(tǒng)的變壓器差動保護

矢量組和電流值的匹配(1/2)額定負傳統(tǒng)的變壓器差動保護

矢量組和電流值的匹配(2/2)高壓側(cè)單相故障: 5.73A·23Wdg=4.550A·29Wdg, IR=4.55A匹配變壓器

-向量組自適應

-電流值自適應

-零序電流處理傳統(tǒng)差動保護L1制動電流差流L2L3~~~容量:100MVA,矢量組:YNd5

低壓側(cè):20kV

高壓側(cè):110kV750/1A3000/1AIP=

4300A3I05.73A4.55A29Wdg.23

Wdg.13655AIR傳統(tǒng)的變壓器差動保護

矢量組和電流值的匹配(2/2)高壓側(cè)單數(shù)字式變壓器差動保護

矢量組和電流值的匹配(1/2)I1BI1CI1AI2L1P

I2L2P

I1L1P1L11L21L32L12L22L3

comparison

?I

Io–

handlingI2L2SI2L1SI2L3SI2BI2CI2AVector

group

adaptationCurrentvalueadaptation

CT1Io–

handlingI1L2SI1L1SI1L3SI2L3P

Currentvalueadaptation

CT2I1L2PI1L3P容量:100MVA,矢量組:YNd5

低壓側(cè):20kV

高壓側(cè):110kV數(shù)字式變壓器差動保護CT1

750/1ACT2

3000/1A數(shù)字式變壓器差動保護

矢量組和電流值的匹配(1/2)I1BI數(shù)字式變壓器差動保護

矢量組和電流值的匹配(2/2)7UT6差動保護裝置中變壓器和CT數(shù)據(jù)的參數(shù)設定數(shù)字式變壓器差動保護

矢量組和電流值的匹配(2/2)7UT6變壓器差動保護的跳閘特性CT誤差，

變壓器分接頭的改變，磁化電流CT-誤差因變壓器分接頭改變引起的誤差變壓器勵磁電流IDiff=f(IRest)IRest=|I1|+|I2|2.08.09.03.07.02.5slope1slope2IDiff>01.04.05.03.06.001.00.52.01.5跳閘區(qū)域閉鎖區(qū)域總誤差45°特性：InO=保護對象的額定電流變壓器差動保護的跳閘特性CT誤差，變壓器分接頭的改變，磁化暫態(tài)電流(包含諧波)

-變壓器涌流(1of2)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=0Y?t=0i1i2-T1-T2合上T2，與T1并列運行t=0

T2涌流iDiff=i1+

i2t=0i1暫態(tài)電流(包含諧波)

-變壓器涌流涌流，交叉閉鎖，過激磁[V/Hz](2of2)

區(qū)分涌流條件判據(jù)：為評估二次諧波I2har相對于基波IDiff的比率。

交叉閉鎖的時間限制。

交叉閉鎖涌流條件的可靠反應。在整定延時之后跳閘。

區(qū)分過激磁判據(jù)[V/Hz]：為評估3次諧波或5次諧波相對于基波的比率。交叉閉鎖=Yes(全相閉鎖)OR

≥1L1-blockL2-blockL3-blockIDiff>跳閘閉鎖

閉鎖時間可整定濾波窗口1周波t1P2P3PiRUSH

=

iDiff單相涌流定值t15%不閉鎖閉鎖00L1-blockL2-blockL3-block交叉閉鎖=No(分相閉鎖)

IDiff,L1>跳閘閉鎖IDiff,L2>

跳閘閉鎖IDiff,L3>跳閘閉鎖涌流，交叉閉鎖，過激磁[V/Hz](23cycles

CrossBlocking涌流內(nèi)部故障IDiff>>IDiff>變壓器發(fā)展性故障時的涌流示意圖3cycles

CrossBlocking涌流內(nèi)部故障I暫態(tài)電流(包含諧波)(1/2)

-過激磁和CT

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)CT

飽和i1I2

≈0LVHV外部故障：低壓側(cè)CT

飽和i1i2LVHViDiff=i1+

i2iDiff=i1+

i2iDiff=i1偶次和奇次諧波暫態(tài)電流(包含諧波)暫態(tài)電流(包含諧波)(2/2)

-過激磁和CT

飽和0A24810612021437UT6的跳閘特性跳閘區(qū)域6716IDiff>>145IDiff>附加穩(wěn)定區(qū)45°閉鎖區(qū)域飽和起始點BDC外部故障時的，Add-on附加穩(wěn)定區(qū)的工作原理暫態(tài)電流(包含諧波)add-on附加穩(wěn)定區(qū)示意圖附加穩(wěn)定區(qū)45°閉鎖跳閘add-on附加穩(wěn)定區(qū)示意圖附加穩(wěn)定區(qū)45°閉鎖跳閘變壓器差動保護的應用某一側(cè)1?斷路器7UT613

7UT633三卷變單相或三相7UT613

7UT633兩卷變

單相或三相7UT612

7UM62雙側(cè)1?斷路器7UT635發(fā)變組單元接線Y?G

3~7UT635變壓器差動保護的應用某一側(cè)1?7UT613

7UT633變壓器差動保護原理變壓器差動保護原理基本原理:基爾霍夫電流定律I1I2I3I4I1+I2+I3+I4=0

∑I=0差動保護基礎：

定義：

電流流入節(jié)點(保護對象)，方向為正電流流出節(jié)點(保護對象)，

方向為負保護對象：

線路，變壓器，發(fā)電機/電動機，母線

基本原理:基爾霍夫電流定律I1I2I3I4I1+I2基本原理：

比較電流IF?IIDiff=│I1+I2│

IP1IS1IS2IP2外部故障或負載保護對象保護對象IDiff=│I1+I2│IS1IS2IP1IS1IS2IP2內(nèi)部故障?II1FI2F假定：CT-ratio:1/1

IP1=I1F

IP2=I2F

IDiff=│IP1+IP2│=│I1F+I2F│

跳閘假定：CT-ratio:1/1

IP1=IF

IP2=-IF

IDiff=│IP1+IP2│=IF-IF=0

不跳閘差動保護要求:1)內(nèi)部故障(故障落在兩個CT之間)跳閘

2)外部故障不跳閘基本原理：比較電流IF?IIDiff=│I1+I2│基本原理：制動電流比較(1/2)假定:CT變比為1/1

IDiff=│IS1+IS2│=│(1+ε1)·IP1+(1+ε2)·IP2│=│0.95·IP1–1.05·IP1│=0.1·IP1正常運行:IP1=IN

IDiff=0.1·IP1=0.1·IN外部故障:

設定:IP1=10·IN

IDiff=0.1·IP1=1·IN

IFIDiff=0.1·IP1IP1IS1=

0.95·IP1IS2=

1.05·IP2IP2=-IP1例：外部故障，CT為線性誤差保護對象?ICt2:

ε2=+5%Ct1:

ε1=-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！基本原理：制動電流比較(1基本原理:制動電流比較(2/2)在如下假定條件下：

│ε1│=│ε2│andI1=I2

傳統(tǒng)的差動保護特性應該是：

IDiff=IDiff>+ε1·I1+ε2·I2

=IDiff>+2·ε1·I1withIDiff>=settingIDiff>IDiff=

│IS1+IS2│IRest=│IS1│+│IS2│IN綜合特性BlockTrip由于CT變比不同產(chǎn)生的線性誤差定值設定，考慮磁化電流或充電電流影響210IRest

IFIDiff=

│IS1+IS2│

IDiff=0.1·IP1IP1IS1=

0.95·IP1IS2=

1.05·IP2IP2=-IP1例:外部故障，CT為線性誤差保護對象IDiffCT2:

ε2=+5%CT1:

ε1=-5%IRest=│IS1│+│IS2│

IRest=2·IP1基本原理:制動電流比較基本原理:3相系統(tǒng)的測量回路制動電流差流傳統(tǒng)差動保護L1L2L33相系統(tǒng)的基本回路:發(fā)電機

/電動機/

電抗基本原理:3相系統(tǒng)的測量回路制動電流差流傳統(tǒng)差動保護L1L變壓器差動保護特性

對于3相變壓器，由于矢量組變換的原因產(chǎn)生了N·30°的相移(0≤N≤11)

高壓側(cè)和低壓側(cè)CT一次電流值不同

外部故障時的零序電流也會產(chǎn)生差動電流

要考慮變壓器分接頭的改變，

以及勵磁電流

暫態(tài)電流

涌流

CT飽和變壓器差動保護特性對于3相變壓器，由于矢量組變換的原因3相變壓器:一次值I1L1I1L2I1L3I2*L1=-I1L1·ku/√3+I1L2·ku/√3I2L1I2L3I1L1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=5.5

kWinding=w1/w2=kU/√3I2*L3I2*L25·30°I2*L1I1L1ku/√3-I1L1ku/√3I1L2ku

/√33相變壓器:一次值I1L1I1L2I1L3I2*L1=3相變壓器:二次值I2L1sec=0.96A,-150°I1L1sec=0.7A,0°IDiffL1=│I1L1sec+I2L1sec│=0.5A3相變壓器:二次值I2L1sec=0.96A,-傳統(tǒng)的變壓器差動保護

矢量組和電流值的匹配(1/2)額定負載(無故障): 0.70A·23Wdg=0.555A·29Wdg, IR=0.555·√3=0.96A匹配變壓器

-向量組自適應

-電流值自適應

-零序電流處理傳統(tǒng)差動保護L1制動電流差流L2L3容量:100MVA,矢量組:YNd5

低壓側(cè):20kV

高壓側(cè):110kV750/1A3000/1AILoad=

525A0.7A0.96A29Wdg.23

Wdg.2887AIR傳統(tǒng)的變壓器差動保護

矢量組和電流值的匹配(1/2)額定負傳統(tǒng)的變壓器差動保護

矢量組和電流值的匹配(2/2)高壓側(cè)單相故障: 5.73A·23Wdg=4.550A·29Wdg, IR=4.55A匹配變壓器

-向量組自適應

-電流值自適應

-零序電流處理傳統(tǒng)差動保護L1制動電流差流L2L3~~~容量:100MVA,矢量組:YNd5

低壓側(cè):20kV

高壓側(cè):110kV750/1A3000/1AIP=

4300A3I05.73A4.55A29Wdg.23

Wdg.13655AIR傳統(tǒng)的變壓器差動保護

矢量組和電流值的匹配(2/2)高壓側(cè)單數(shù)字式變壓器差動保護

矢量組和電流值的匹配(1/2)I1BI1CI1AI2L1P

I2L2P

I1L1P1L11L21L32L12L22L3

comparison

?I

Io–

handlingI2L2SI2L1SI2L3SI2BI2CI2AVector

group

adaptationCurrentvalueadaptation

CT1Io–

handlingI1L2SI1L1SI1L3SI2L3P

Currentvalueadaptation

CT2I1L2PI1L3P容量:100MVA,矢量組:YNd5

低壓側(cè):20kV

高壓側(cè):110kV數(shù)字式變壓器差動保護CT1

750/1ACT2

3000/1A數(shù)字式變壓器差動保護

矢量組和電流值的匹配(1/2)I1BI數(shù)字式變壓器差動保護

矢量組和電流值的匹配(2/2)7UT6差動保護裝置中變壓器和CT數(shù)據(jù)的參數(shù)設定數(shù)字式變壓器差動保護

矢量組和電流值的匹配(2/2)7UT6變壓器差動保護的跳閘特性CT誤差，

變壓器分接頭的改變，磁化電流CT-誤差因變壓器分接頭改變引起的誤差變壓器勵磁電流IDiff=f(IRest)IRest=|I1|+|I2|2.08.09.03.07.02.5slope1slope2IDiff>01.04.05.03.06.001.00.52.01.5跳閘區(qū)域閉鎖區(qū)域總誤差45°特性：InO=保護對象的額定電流變壓器差動保護的跳閘特性CT誤差，變壓器分接頭的改變，磁化暫態(tài)電流(包含諧波)

-變壓器涌流(1of2)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=0Y?t=0i1i2-T1-T2合上T2，與T1并列運行t=0

T2涌流iDiff=i1+

i2t=0i1暫態(tài)電流(包含諧波)

-變壓器涌流涌流，交叉閉鎖，過激磁[V/Hz](2of2)

區(qū)分涌流條件判據(jù)：為評估二次諧波I2har相對于基波IDiff的比率。

交叉閉鎖的時間限制。

交叉閉鎖涌流條件的可靠反應。在整定延時之后跳閘。

區(qū)分過激磁判據(jù)[V/Hz]：為評