變壓器保護裝置

主變保護裝置介紹主講人：江濤1課時一、RCS-978微機變壓器保護RCS-978差動保護有什么特點？反應(yīng)的故障類型？特點： 在穩(wěn)態(tài)比率差動基礎(chǔ)上增加了工頻變化量差動。 采用Δ->Y變換調(diào)整變壓器各側(cè)TA二次電流相位，因此故障相、非故障相具有名特征，勵磁涌流閉鎖判據(jù)可以實現(xiàn)分相制動。同時，為求得零序電流的平衡，將Y側(cè)電流減去零序電流。反映的故障類型：各側(cè)繞組的匝間短路中性點直接接地側(cè)繞組的單相短路內(nèi)部引線和套管故障各側(cè)繞組相間短路RCS-978E保護功能配置表1、RCS-978勵磁涌流識別方法法一：采用三相差動電流中二次諧波、三次諧波的含量來識別勵磁涌流，判別方程如下：法二：利用波形識別的方法，S是差動電流的全周積分值，S+是“差動電流的瞬時值+差動電流半周前的瞬時值”的全周積分值，Kb是某一固定常數(shù)，St是門檻定值,Id是差電流的全周積分值，a是某一比例常數(shù)，當三相中的某一相不滿足以上方程，被判別為勵磁涌流，只閉鎖該相比率差動元件。（裝置可通過整定分別選擇上述兩種勵磁涌流閉鎖原理，該原理對穩(wěn)態(tài)差動和工頻變化量差動均有效）二次諧波制動比越大，躲過勵磁涌流的能力越弱

2、預(yù)防變壓器過勵磁時差動保護不誤動作的措施利用差電流五次諧波識別變壓器過勵磁I1st、I5th分別為每相差動電流中的基波和五次諧波，k5xb為五次諧波制動系數(shù)。3、RCS-978設(shè)置了多個比率制動特性

為防止區(qū)外短路或短路切除的恢復(fù)過程中由于各側(cè)電流互感器暫態(tài)或穩(wěn)態(tài)特性不一致或者二次回路時間常數(shù)的差異或者電流互感器飽和造成保護的誤動。

在RCS-978中，設(shè)置了多個比率制動特性，有三折線靈敏的比率制動特性，并設(shè)有抗TA飽和的相電流二、三次諧波閉鎖；有用高定值、高比率特性的抗區(qū)外故障TA飽和和區(qū)內(nèi)故障快速動作的比率制動特性；有快速反應(yīng)區(qū)內(nèi)匝間故障的工頻變化量差動，它們各負其責，協(xié)同工作，解決了區(qū)外故障可靠不動、區(qū)內(nèi)故障靈敏而快速動作的問題。

穩(wěn)態(tài)比率差動保護動作方程：

三折線靈敏的比率制動特性，并設(shè)有抗TA飽和的相電流二、三次諧波閉鎖三折線靈敏的穩(wěn)態(tài)比率制動特性4、變壓器差動保護TA飽和判據(jù)

裝置利用變壓器各側(cè)電流中二次諧波含量與三次諧波含量來識別電流互感器的飽和。5、穩(wěn)態(tài)高值比率差動保護

在變壓器區(qū)內(nèi)發(fā)生嚴重故障時，TA也可能出現(xiàn)飽和，這時要求保護要快速動作，裝置除了有差動速斷保護外，還設(shè)有一高制動系數(shù)、高啟動定值的比率差動保護，只經(jīng)過勵磁涌流判據(jù)閉鎖，利用其本身的制動特性提高抗區(qū)外故障時TA飽和的能力動作方程動作特性6、變壓器工頻變化量比率差動保護

匝間短路是電力變壓器主要的內(nèi)部故障形式之一，根據(jù)1995-1999年全國統(tǒng)計表明，匝間故障約占變壓器內(nèi)部故障的70%左右。因此在保證安全性的前提下，采用靈敏度高的保護方法來檢測出變壓器的匝間故障，對提高變壓器的安全運行水平具有重要意義。針對上述問題，RCS978采用工頻變化量差動保護來提高裝置的靈敏度。裝置利用變壓器各側(cè)電流中的工頻變化量與差電流中的工頻變化量，實現(xiàn)工頻變化量比率差動保護。動作方程變壓器工頻變化量比率差動保護工頻變化量比率差動動作特性工頻變化量比率差動繼電器特點：由于它完全反映的是故障分量，不受變壓器正常運行時負荷電流的影響(對穩(wěn)態(tài)量的比率差動繼電器，負荷電流是一個制動量,會影響內(nèi)部短路的靈敏度)。因而有很高的檢測變壓器內(nèi)部小電流故障的能力。工頻變化量比率差動制動系數(shù)可取較高的數(shù)值，這樣在發(fā)生區(qū)外各種故障、功率倒方向、區(qū)外故障中出現(xiàn)TA飽和與TA暫態(tài)特性不一致等狀態(tài)下也不會誤動作。使得保護的安全性與靈敏度同時得到了兼顧。同時防止變壓器區(qū)外故障TA飽和造成差動保護誤動。受過渡電阻影響小。7、零序比率差動保護為了提高接地故障的靈敏度，針對自耦變壓器，裝置設(shè)有零序差動或分側(cè)差動?，F(xiàn)有零差保護存在的問題：零序TA極性不易校驗問題；在變壓器區(qū)外故障或勵磁涌流狀態(tài)下，由于非周分量、TA特性不一致和TA飽和等因素的影響，零差保護可能誤動作的問題。動作方程：動作特性若零序比率差動起動定值I0cdqd>0.5In，則其拐點電流自動設(shè)定為In，即動作方程如下：零序比率差動保護方案各側(cè)零序電流均由裝置自產(chǎn)得到，各側(cè)TA二次零序電流由軟件調(diào)整平衡，這樣可避免采用零序TA極性不易校驗等問題裝置在理論分析與實驗的基礎(chǔ)上，采用正序電流制動與TA飽和判據(jù)相結(jié)合的方法，保證零差保護在變壓器區(qū)外故障時不誤動。正序電流制動判據(jù)：Io>o*I1(為避免由于TA暫態(tài)特性差異和TA飽和造成的區(qū)外三相短路故障時的‘錯誤的差動回路零序電流’對零序比率差動的影響，裝置采用正序電流制動的閉鎖判據(jù)和TA飽和判據(jù)來避免。正序電流制動的原理是，零差各側(cè)的零序電流大于其正序電流的o倍時，認為零序電流由故障造成)8、TA二次回路斷線與短路判據(jù)判據(jù)構(gòu)成：1.延時TA斷線報警當任一相差流大于TA報警差流定值的時間超過10秒時發(fā)出差流異常報警信號，但不閉鎖差動保護2.瞬時TA斷線瞬時TA斷線與短路判別元件在差動保護啟動后并滿足以下任一條件后開放比率差動保護8、TA二次回路斷線與短路判據(jù)瞬時TA斷線與短路判別元件任一側(cè)任一相間工頻變化量電壓元件起動；任一側(cè)負序相電壓大于6V；起動后任一側(cè)任一相電流比起動前增加；起動后最大相電流大于1.1Ie通過整定，用戶可以選擇在判斷出TA二次回路斷線或短路后發(fā)報警信號、部分閉鎖差動保護或全部閉鎖差動保護特點:由于利用了電壓與電流量相結(jié)合的方法，這樣可獲得更多的信息來更準確地判斷各種情況下的TA二次回路斷線以及短路情況：單相、兩相、三相斷線多側(cè)多相斷線TA二次側(cè)短路TA二次側(cè)封口未解開9、裝置運行維護說明二、PST-1200微機變壓器保護PST-1200系列數(shù)字式變壓器保護裝置是以差動保護、后備保護和瓦斯保護為基本配置的成套變壓器保護裝置，適用于500KV、330KV、220KV、110KV等大型電力變壓器。本系列數(shù)字式變壓器保護裝置有兩種不同原理的差動保護。變壓器各側(cè)TA二次電流相位由軟件調(diào)整，裝置采用Y->Δ變化調(diào)整差流平衡。1、保護軟件名稱及功能配置

SOFT-CD1

本保護程序為二次諧波原理的差動保護，主要包括二次諧波制動元件、五次諧波制動元件、比率制動元件、差動速斷過流元件、差動元件和TA斷線判別元件等；同時還包括變壓器各側(cè)過負荷元件、變壓器過負荷啟動風冷元件、變壓器過負荷閉鎖調(diào)壓元件等；1、保護軟件名稱及功能配置SOFT-CD2

本保護程序為波形對稱原理的差動保護，主要包括波形對稱判別元件、五次諧波制動元件、比率制動元件、差動速斷過流元件、差動元件和TA斷線判別元件等；同時還包括變壓器各側(cè)過負荷元件、變壓器過負荷啟動風冷元件、變壓器過負荷閉鎖調(diào)壓元件等；1、保護軟件名稱及功能配置SOFT-CD3本保護程序為分相(或零序)差動保護，主要包括波形對稱判別元件、比率制動元件、差動速斷過流元件、差動元件和TA斷線判別元件等；SOFT-HB1本保護程序用于500KV或330KV電壓等級的自耦變壓器保護，主要配置如下：A阻抗保護(兩段五時限);B接地阻抗保護(一段三時限)C復(fù)合電壓閉鎖過流保護(一段兩時限);D反時限過激磁保護(五段折線式)E零序（方向）過流保護(兩段六時限);F零序過流保護(一段兩時限)G中性點過流保護(一段一時限)

SOFT-HB2本保護程序用于500KV或330KV電壓等級的自耦變壓器保護，主要配置如下：A阻抗保護(兩段五時限);B接地阻抗保護(一段三時限)C復(fù)合電壓閉鎖過流保護(一段兩時限);D零序（方向）過流保護(兩段六時限)E零序過流保護(一段兩時限);F非全相保護G公共繞組過負荷保護SOFT-HB4本保護程序主要配置如下：A復(fù)合電壓閉鎖過流保護(兩段六時限);B零序過壓保護（只發(fā)信）2、二次諧波閉鎖原理的差動保護1）差動電流速斷保護元件；Id>Isd2）二次諧波制動元件；I⑵>Id*XB23）五次諧波制動元件：(I⑸>Id*XB5，I⑸為差動電流中的五次諧波含量，Id為變壓器差動電流，XB5為差動保護五次諧波制動系數(shù),軟件設(shè)定為0.38)2、二次諧波閉鎖原理的差動保護4）比率制動元件：本元件是為了在變壓器區(qū)外故障時差動保護有可靠的制動作用,同時在內(nèi)部故障時有較高的靈敏度，其動作判據(jù)為：兩側(cè)差動：Icdd=|I1+I2|；Izdd=max(|I1|,|I2|)；三側(cè)差動：Icdd=|I1+I2+I3|；Izdd=max(|I1|,|I2|,|I3|)；四側(cè)差動：Icdd=|I1+I2+I3+I4|；Izdd=max(|I1|,|I2|,|I3|,|I4|)；五側(cè)差動：Icdd=|I1+I2+I3+I4+I5|；Izdd=(|I1|+|I2|+|I3|+|I4|+|I5|)/2；Icdd≥Icd并且Izdd≤Izd或3Izd>Izdd>Izd，Icdd-Icd≥K1*(Izdd-Izd)或Izdd>3Izd，Icdd-Icd-K1*2Izd≥K2*(Izdd-3Izd)保護動作特性5）TA回路異常判別元件本元件是為了變壓器在正常運行時判別TA回路狀況，發(fā)現(xiàn)異常情況發(fā)告警信號，并可由控制字投退來決定是否閉鎖差動保護。其動作判據(jù)為：(1)|⊿iφ|≥0.1In且|IH|<|IQ|；(2)相電流≤IWI且ID≥IWI；(3)本側(cè)|Ia+Ib+Ic|≥IWI（僅對TA為Y形接線方式）；(4)max(Ida,Idb,Idc)>IWI(5)max(Ida,Idb,Idc)>0.577Icd其中：⊿iφ為相電流突變量Ida,Idb,Idc為A,B,C三相差流值；Icd為差動保護電流定值In為額定電流IQ前一次測量電流IH當前測量電流ID無流相的差動電流IWI無電流門檻值，取0.04倍的TA額定電流；以上條件同時滿足(1)、（2）、（3）、（4）判TA斷線，僅條件（5）滿足，判為差流越限。6）過負荷監(jiān)測元件：監(jiān)測各側(cè)三相電流7）過負荷啟動冷卻器元件：監(jiān)測變壓器高壓側(cè)三相電流。動作判據(jù)為：max(Iah，Ibh，Ich)>ITFH；8）過負荷閉鎖調(diào)壓元件：僅監(jiān)測變壓器高壓側(cè)三相電流。動作判據(jù)為：max(Ia，Ib，Ic)>ITY；3、波形對稱原理的差動保護變壓器充電時，由于勵磁涌流的影響，充電側(cè)電流波形將可能偏于時間軸的某一側(cè)，采用波形對稱算法，區(qū)分變壓器空載合閘時產(chǎn)生的勵磁涌流與故障電流4、零序差動或分相差動保護，適用于自耦變壓器。5、后備保護：相間阻抗保護；接地阻抗保護復(fù)合電壓閉鎖（方向）過流保護；零序（方向）過流保護零序過流保護；中性點過流保護非全相保護；過激磁保護公共繞組過負荷保護4、零序差動或分相差動保護，適用于自耦變壓器。5、后備保護：相間阻抗保護；接地阻抗保護復(fù)合電壓閉鎖（方向）過流保護；零序（方向）過流保護零序過流保護；中性點過流保護非全相保護；過激磁保護公共繞組過負荷保護6、TV回路異常判別元件本元件僅在保護正常運行時投入；當保護啟動后，退出本元件。動作判據(jù)為：1)U2>8V；2)min(Uab,Ubc,Uca)<70V；3)Ua+Ub+Uc>8V；4)U1<4V；U1、U2分別為本側(cè)的正序電壓和負序電壓。滿足條件1）或2）判為不接地系統(tǒng)或不直接接地系統(tǒng)TV斷線，滿足2)或3)判直