主變保護(hù)基本原理課件

主變保護(hù)基本原理2024/3/5提綱變壓器保護(hù)概述常規(guī)差動(dòng)保護(hù)基本理論縱差保護(hù)（比率差動(dòng)、差動(dòng)速斷、采樣值差動(dòng)）原理零序、分側(cè)（或分相）差動(dòng)保護(hù)原理2024/3/51主變保護(hù)基本原理變壓器保護(hù)概述電力變壓器的分類按接線形式分：普通變和自耦變（三相、分相）按繞組數(shù)分：三卷變和兩卷變按用途分：升壓變、降壓變和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變電力變壓器的結(jié)構(gòu)鐵芯、繞組、外殼、油箱、油、套管、引線、冷卻器有載調(diào)壓變壓器的繞組接線圖（普通變、自耦變）2024/3/52主變保護(hù)基本原理變壓器保護(hù)概述變壓器的常見故障油箱內(nèi)：相間短路、接地短路、匝間短路等油箱外：套管和引出線上發(fā)生相間短路和接地短路變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)外部相間短路引起的過(guò)電流外部接地短路引起的過(guò)電流和中性點(diǎn)過(guò)電壓由于負(fù)荷超載引起的過(guò)負(fù)荷由于漏油等原因引起的油面下降2024/3/53主變保護(hù)基本原理差動(dòng)保護(hù)基本原理常規(guī)差動(dòng)保護(hù)理論基礎(chǔ)基爾霍夫電流定律:對(duì)于任一集中參數(shù)電路中的任一閉合面，在任一時(shí)刻，通過(guò)該閉合面的所有支路電流的代數(shù)和等于零。關(guān)鍵詞:集中參數(shù)電路,閉合面,同一時(shí)刻,所有支路,代數(shù)和集中參數(shù)電路I1I2...In2024/3/54主變保護(hù)基本原理差動(dòng)保護(hù)基本原理常規(guī)差流的計(jì)算正常情況下,差流為零;故障情況下,形成新的電流支路,平衡關(guān)系被打破，產(chǎn)生差流不考慮TA傳變誤差和TA飽和,不需要制動(dòng)實(shí)際應(yīng)用中,需要考慮TA傳變誤差、TA飽和等因素的影響,使用帶比率制動(dòng)的差動(dòng)保護(hù)2024/3/55主變保護(hù)基本原理差動(dòng)保護(hù)基本原理差動(dòng)保護(hù)的應(yīng)用發(fā)電機(jī)完全縱差、母線差動(dòng)是基于基爾霍夫電流定律的不考慮分布電容的情況下，線路差動(dòng)是基于霍夫電流定律的，但是長(zhǎng)線路具有分布參數(shù)，不能忽略分布電容的影響，要進(jìn)行補(bǔ)償變壓器縱差不是基于基爾霍夫電流定律的差動(dòng)保護(hù)反映的是電流的平衡關(guān)系2024/3/56主變保護(hù)基本原理差動(dòng)保護(hù)基本原理變壓器縱差基本原理（包括：比率差動(dòng)、差動(dòng)速斷、采樣值差動(dòng)）基于變壓器原理理想變壓器：U1*I1=U2*I2

即：I1*n+I2=0n為一次和二次繞組匝數(shù)比反應(yīng)的是能量的平衡平衡系數(shù)和匝數(shù)比、TA變比有關(guān)2024/3/57主變保護(hù)基本原理變壓器差動(dòng)保護(hù)變壓器零序差動(dòng)基本原理基于基爾霍夫電流定律主要用于自耦變平衡系數(shù)只與TA變比有關(guān)變壓器分側(cè)差動(dòng)基本原理2024/3/58主變保護(hù)基本原理變壓器差動(dòng)保護(hù)變壓器縱差保護(hù)的特點(diǎn)勵(lì)磁涌流Y/Δ轉(zhuǎn)換各側(cè)平衡系數(shù)的調(diào)節(jié)有載調(diào)壓引起的不平衡電流可反映相間、接地、匝間短路故障2024/3/59主變保護(hù)基本原理變壓器差動(dòng)保護(hù)變壓器零序、分側(cè)差動(dòng)保護(hù)的特點(diǎn)不怕勵(lì)磁涌流不需Y/Δ轉(zhuǎn)換各側(cè)平衡系數(shù)只與TA變比有關(guān)，與電壓等級(jí)無(wú)關(guān)有載調(diào)壓不會(huì)引起不平衡電流零差：可反映單相接地短路，不反映相間短路分側(cè)差動(dòng)：可反映相間、接地短路，不反映匝間短路2024/3/510主變保護(hù)基本原理變壓器差動(dòng)保護(hù)Y-Δ轉(zhuǎn)換原理為什么要進(jìn)行Y-Δ轉(zhuǎn)換Y->Δ和Δ->Y的區(qū)別對(duì)涌流制動(dòng)特性的影響消除零序電流PRS-778采用Y->Δ轉(zhuǎn)換2024/3/511主變保護(hù)基本原理變壓器差動(dòng)保護(hù)Y/Δ-11轉(zhuǎn)換示例矢量圖差流計(jì)算（已乘了平衡系數(shù)）Ida=（Iha-Ihb）+IlaIdb=（Ihb-Ihc）+IlbIdc=（Ihc-Iha）+Ilc注意：差流放大了倍差流、制動(dòng)電流定值都要相應(yīng)放大倍IhaIhbIhcIlaIlbIlcIha-IhbIhb-Ihc30Ihc-Iha2024/3/512主變保護(hù)基本原理變壓器差動(dòng)保護(hù)各側(cè)平衡系數(shù)計(jì)算示例和電壓等級(jí)成正比，和TA變比成正比和二次額定電流成反比和變壓器容量無(wú)關(guān)由于采用Y->Δ轉(zhuǎn)換，Δ側(cè)要放大倍以高壓側(cè)為基準(zhǔn)，其他側(cè)平衡系數(shù)計(jì)算公式：例如：某變壓器Ｙ/Ｙ/Δ-12-12-11接線，高、中、低壓側(cè)額定電壓220kV、110kV、10kV，TA變比：600/1、1000/1、2000/1，則高、中、低壓側(cè)平衡系數(shù)分別為：1、0.833、0.2622024/3/513主變保護(hù)基本原理變壓器差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)速斷保護(hù)在縱差保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，快速切除故障不經(jīng)勵(lì)磁涌流閉鎖，靠定值躲不經(jīng)TA斷線閉鎖區(qū)外故障TA嚴(yán)重飽和時(shí)，經(jīng)TA飽和閉鎖2024/3/514主變保護(hù)基本原理變壓器差動(dòng)保護(hù)比率差動(dòng)保護(hù)經(jīng)勵(lì)磁涌流閉鎖：二次諧波、波形識(shí)別經(jīng)TA斷線閉鎖，可選擇：閉鎖不閉鎖小電流閉鎖，大電流不閉鎖區(qū)外故障TA輕微飽和，可利用比率制動(dòng)特性制動(dòng)區(qū)外故障TA嚴(yán)重飽和時(shí)，設(shè)專門的TA飽和閉鎖元件：利用制動(dòng)電流與差動(dòng)電流表現(xiàn)的時(shí)序一致性來(lái)判別是否飽和

故障：差流和制動(dòng)電流突變量同時(shí)出現(xiàn)TA飽和：先出現(xiàn)制動(dòng)電流突變量，幾毫秒后出現(xiàn)差流2024/3/515主變保護(hù)基本原理變壓器比率差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性曲線2024/3/516主變保護(hù)基本原理變壓器比率差動(dòng)保護(hù)勵(lì)磁涌流特征尖脈沖，偏向時(shí)間軸一側(cè)，不對(duì)稱波形不連續(xù)，有間斷角含有豐富的諧波分量2024/3/517主變保護(hù)基本原理比率差動(dòng)保護(hù)勵(lì)磁涌流制動(dòng)原理一:二次諧波復(fù)合制動(dòng)對(duì)

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接線變壓器，差流反映

形接線側(cè)兩相電流相量差,故當(dāng)差流二次諧波未能制動(dòng)時(shí)，可進(jìn)一步用兩個(gè)相電流中的二次諧波進(jìn)行制動(dòng)，這就大大提高了涌流制動(dòng)的可靠性。采用涌流復(fù)合制動(dòng)邏輯：在變壓器無(wú)故障時(shí)采用“或”邏輯制動(dòng)方式可靠地避開涌流，空投于故障變壓器時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為分相制動(dòng)方式。二次諧波定值、波形不對(duì)稱定值越小躲勵(lì)磁涌流能力越強(qiáng)，保護(hù)越不容易動(dòng)作2024/3/518主變保護(hù)基本原理比率差動(dòng)保護(hù)勵(lì)磁涌流制動(dòng)原理二：波形識(shí)別故障時(shí)，有如下表達(dá)式成立：（4-3）式中：為的半波積分值，為的半波積分值；為波形不對(duì)稱系數(shù)。為差流導(dǎo)數(shù)前半波某一點(diǎn)的數(shù)值，為差流導(dǎo)數(shù)后半波對(duì)應(yīng)點(diǎn)的數(shù)值。一般整定為0.1～0.2之間，一般推薦取0.12。波形不對(duì)稱定值Kb越小躲勵(lì)磁涌流能力越強(qiáng)，保護(hù)越不容易動(dòng)作2024/3/519主變保護(hù)基本原理采樣值差動(dòng)保護(hù)采樣值差動(dòng)采樣值與穩(wěn)態(tài)量的區(qū)別：

采樣值差動(dòng)是微機(jī)保護(hù)特有的一種差動(dòng)保護(hù)。它將傳統(tǒng)的相量轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞑蓸狱c(diǎn)（瞬時(shí)值）的比率差動(dòng)，并依靠多點(diǎn)重復(fù)判斷來(lái)保證可靠性。理論基礎(chǔ)與常規(guī)差動(dòng)相同R取S規(guī)則模糊區(qū)IrId2024/3/520主變保護(hù)基本原理采樣值差動(dòng)保護(hù)采樣值差動(dòng)本身具備識(shí)別勵(lì)磁涌流和外部故障TA飽和的能力，不需要另外附加勵(lì)磁涌流閉鎖判據(jù)。其數(shù)據(jù)窗小于一個(gè)周波，故可快速切除絕大多數(shù)非輕微的變壓器相間及接地故障。它的設(shè)置主要是為一般的非輕微變壓器內(nèi)部故障提供一個(gè)“速動(dòng)段”，有助于消除二次諧波判據(jù)帶來(lái)的長(zhǎng)延時(shí)影響。2024/3/521主變保護(hù)基本原理零序差動(dòng)保護(hù)零序