RCS-978保護原理培訓

1、南京南瑞繼保電氣有限公司南京南瑞繼保電氣有限公司RCS-978變壓器保護原理介紹變壓器保護原理介紹 公司員工1200人，80%具有大學學歷,300多位碩士、20余位博士。 合同總額：2006年26億 致力于為中國電力系統(tǒng)的技術進步服務 積極拓展海外市場. 公司情況簡介(1)公司情況簡介(2) 電力系統(tǒng)繼電保護。 變電站綜合自動化系統(tǒng)。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制。 發(fā)電機勵磁系統(tǒng)。 直流輸電的控制與保護。 軟件平臺的研制。硬件配置圖硬件配置圖交流信號低 通濾 波A/DDSP1DSP2CPU1外部開入串口打印出 口繼 電 器CPU板低通濾波A/DDSP3DSP4CPU2管理板串口打印+E光隔光隔外部開入Q

2、DJCPLDCPLD先進的硬件核心采樣及運算單元采用高速數(shù)字信號處理芯片采樣及運算單元采用高速數(shù)字信號處理芯片（DSPDSP）以及）以及3232位位MC68332MC68332微處理器，精度高、微處理器，精度高、速度快，保證了保護算法的實時計算（速度快，保證了保護算法的實時計算（2424點點/ /周波）。周波）。輸入、輸出邏輯單元采用大規(guī)?？删幊踢壿嬢斎?、輸出邏輯單元采用大規(guī)模可編程邏輯陣列，靈活性高、兼容性強，在同一硬件平陣列，靈活性高、兼容性強，在同一硬件平臺上可開發(fā)出多種保護裝置。臺上可開發(fā)出多種保護裝置。硬件結構硬件結構主要內容主要內容 變壓器差動保護變壓器差動保護 變壓器后備保護變壓

3、器后備保護 變壓器的過勵磁保護變壓器的過勵磁保護 TA二次回路斷線與短路判別二次回路斷線與短路判別 保護使用及調試保護使用及調試變壓器差動保護變壓器差動保護 變壓器差動保護需要解決的主要問題：變壓器差動保護需要解決的主要問題：（1）工頻變化量、穩(wěn)態(tài)高值、穩(wěn)態(tài)低值的工頻變化量、穩(wěn)態(tài)高值、穩(wěn)態(tài)低值的比率差動保護、零序比率差動和分側比比率差動保護、零序比率差動和分側比率差動保護率差動保護（2）勵磁涌流識別原理勵磁涌流識別原理（3）變壓器差動保護）變壓器差動保護TA飽和判別飽和判別（4）Y-11接線變壓器電流相位補償?shù)慕泳€變壓器電流相位補償?shù)男路椒ㄐ路椒ǎ?）高低壓側平衡系數(shù)）高低壓側平衡系數(shù)穩(wěn)態(tài)量低

4、值差動保護穩(wěn)態(tài)量低值差動保護首先規(guī)定首先規(guī)定TATA的正的正極性端在母線側，極性端在母線側，電流參考方向由電流參考方向由母線流向變壓器母線流向變壓器為正方向。為正方向。穩(wěn)態(tài)低值比率差動繼電器穩(wěn)態(tài)低值比率差動繼電器miidmiirercdqdeeberderecdqdeerbdercdqdrdIIIIIIIIIKIIIIIIIIIIKIIIIII11112161 . 05 . 5675. 065 . 01 . 05 . 05 . 02 . 0動作方程：動作方程：穩(wěn)態(tài)低值比率差動繼電器穩(wěn)態(tài)低值比率差動繼電器 穩(wěn)態(tài)低值比率差穩(wěn)態(tài)低值比率差動保護要經(jīng)過動保護要經(jīng)過勵勵磁涌流判據(jù)和過磁涌流判據(jù)和過激磁判

5、據(jù)閉鎖。激磁判據(jù)閉鎖。 穩(wěn)態(tài)低值比率差穩(wěn)態(tài)低值比率差動保護要經(jīng)過動保護要經(jīng)過TA飽和判據(jù)閉鎖以飽和判據(jù)閉鎖以防止在防止在TA飽和時飽和時誤動誤動。區(qū)內故障時區(qū)內故障時：如圖示，各側短路電流都是：如圖示，各側短路電流都是由母線流向變壓器，和參考方向一致，為正值，由母線流向變壓器，和參考方向一致，為正值，所以差動電流很大，容易滿足差所以差動電流很大，容易滿足差動主程，差動保護動作。動主程，差動保護動作。321IIIId 區(qū)外故障時：區(qū)外故障時：如如圖示在低壓母線上發(fā)生故圖示在低壓母線上發(fā)生故障。高、中壓側短路電流障。高、中壓側短路電流由母線流向變壓器，為正由母線流向變壓器，為正值。低壓側電流由變壓

6、器值。低壓側電流由變壓器流向母線，為負值。把變流向母線，為負值。把變壓器看成電路上的一個節(jié)壓器看成電路上的一個節(jié)點，由節(jié)點電流定理，流點，由節(jié)點電流定理，流入的電流等于流出的電流，入的電流等于流出的電流，即相量和為即相量和為0，所以差動，所以差動電流差動電流差動保護不動作。保護不動作。0321IIIIdTA飽和對差動保護的影響（1） TA飽和對差動保護的影響（2）e1 1）由磁化曲線，知道一）由磁化曲線，知道一次電流的波形，可以畫出次電流的波形，可以畫出磁通的波形。磁通的波形。 2 2）由電磁感應定理：）由電磁感應定理： 可由磁通可由磁通畫出畫出e e2 2波形波形。 3 3）由于電流互感器二

7、次）由于電流互感器二次側相當于一個純電阻回路，側相當于一個純電阻回路，由：由：e e2 2=R=R2 2i i2 2 可得二次電流可得二次電流i i2 2波形。波形。dtdNe22eTA嚴重飽和時的主要特征 1）二次電流波形有嚴重缺損，顯著非正弦。）二次電流波形有嚴重缺損，顯著非正弦。 2）在短路后）在短路后TA很快進入深飽和，以致二次繞組的感應很快進入深飽和，以致二次繞組的感應電動勢降為零。在相應的一段時間內二次電流為零，此電動勢降為零。在相應的一段時間內二次電流為零，此時一次電流全部成為勵磁電流。時一次電流全部成為勵磁電流。 3）當一次電流全部成為勵磁電流后其瞬時值下降時）當一次電流全部成

8、為勵磁電流后其瞬時值下降時TA逐漸退出飽和，當它下降到零繼而改變極性時鐵心安全逐漸退出飽和，當它下降到零繼而改變極性時鐵心安全退出飽和，二次繞組的感應電動勢增大，二次電流又幾退出飽和，二次繞組的感應電動勢增大，二次電流又幾乎與一次電流相等，但這時鐵心中有相當大的剩磁存在。乎與一次電流相等，但這時鐵心中有相當大的剩磁存在。 4）當一次電流恢復初始的極性又上升時，由于有剩磁）當一次電流恢復初始的極性又上升時，由于有剩磁存在鐵心又很快飽和，二次電流又降為零。存在鐵心又很快飽和，二次電流又降為零。 5）在短路開始時鐵心要維持磁通不變，或者說勵磁回）在短路開始時鐵心要維持磁通不變，或者說勵磁回路的電感不

9、允許其電流突變，一次電流全部變換為二次路的電感不允許其電流突變，一次電流全部變換為二次電流，電流，TA無誤差。這段時間雖短，一般為無誤差。這段時間雖短，一般為38ms ,但可但可以被差動保護所利用。以被差動保護所利用。區(qū)外故障伴隨區(qū)外故障伴隨TA飽和會飽和會引起差動保護誤動：引起差動保護誤動：如圖示在低壓母線上發(fā)生故障。假設：如圖示在低壓母線上發(fā)生故障。假設：I11000AI21000A則則I32000A；如果如果TA沒有飽和，則保護計算的差流：沒有飽和，則保護計算的差流：差動保護不會誤動。差動保護不會誤動。但是由于低壓側但是由于低壓側TA飽和，測到飽和，測到的電流很小，假設為的電流很小，假設

10、為0，則保護計，則保護計算的差動和制動電流為：算的差動和制動電流為：滿足差動方程，造成差動保護誤動。滿足差動方程，造成差動保護誤動。0321IIIIdAIIIId2000321AIIIIr1000)(5 . 0321TA飽和處理方法(1) 為防止在變壓器區(qū)外故障等狀態(tài)下為防止在變壓器區(qū)外故障等狀態(tài)下TA的暫的暫態(tài)與穩(wěn)態(tài)飽和所引起的穩(wěn)態(tài)比率差動保護誤動態(tài)與穩(wěn)態(tài)飽和所引起的穩(wěn)態(tài)比率差動保護誤動作，裝置利用二次電流中的二次和三次諧波含作，裝置利用二次電流中的二次和三次諧波含量來判別量來判別TA是否飽和，所用的表達式如下：是否飽和，所用的表達式如下：其中其中I2為電流中的二次諧波，為電流中的二次諧波，

11、 I3為電流為電流中的三次諧波，中的三次諧波， I1為電流中的基波，為電流中的基波，k 2xb和和k 3xb為某一比例常數(shù)。為某一比例常數(shù)。當與某相差動電流有關的電流滿足以上表當與某相差動電流有關的電流滿足以上表達式即認為此相差流為達式即認為此相差流為TA飽和引起，閉鎖穩(wěn)飽和引起，閉鎖穩(wěn)態(tài)比率差動保護。態(tài)比率差動保護。133122*IkIIkIxbxbTATA飽和處理方法飽和處理方法(2)(2)ereerdIIIIII6 . 12 . 18 . 06 . 0動作方程動作方程動作特性動作特性穩(wěn)態(tài)高值比率差動繼電器穩(wěn)態(tài)高值比率差動繼電器高值比率差動高值比率差動不受不受TATA飽和判據(jù)影響飽和判據(jù)影

12、響。這樣當區(qū)內嚴重故障同時這樣當區(qū)內嚴重故障同時TATA飽和，低飽和，低值差動閉鎖，高值差動保護可以動作。值差動閉鎖，高值差動保護可以動作。6Ie0.5Ie1.6Ie1.2Ie制動電流動作電流有TA飽和有TA飽和判據(jù)區(qū)判據(jù)區(qū)無TA飽和無TA飽和判據(jù)區(qū)判據(jù)區(qū)Icdqd高值和低值差動的配合高值和低值差動的配合1）區(qū)內輕微故障，）區(qū)內輕微故障，TA不飽和：不飽和：低值比率差動靈敏動作低值比率差動靈敏動作2）區(qū)內嚴重故障，）區(qū)內嚴重故障，TA飽和：飽和：低值閉鎖，高值動作低值閉鎖，高值動作3）區(qū)外輕微故障，）區(qū)外輕微故障，TA不飽和：不飽和：差流為差流為0，低值和高值都不動作，低值和高值都不動作4）區(qū)

13、外嚴重故障，）區(qū)外嚴重故障，TA飽和：飽和：低值閉鎖，高值差動由于定值比較高，差流低值閉鎖，高值差動由于定值比較高，差流進入不到動作區(qū)，也不會動作。進入不到動作區(qū)，也不會動作。鏈接：勵磁涌流識別原理 在正常運行時勵磁電流比較小，一般不在正常運行時勵磁電流比較小，一般不超過額定電流的超過額定電流的3%。可是在變壓器空載?？墒窃谧儔浩骺蛰d合閘（空投）和區(qū)外故障切除電壓恢復合閘（空投）和區(qū)外故障切除電壓恢復時可能出現(xiàn)很大的勵磁電流。勵磁電流時可能出現(xiàn)很大的勵磁電流。勵磁電流如潮水一樣涌來，故稱作勵磁涌流如潮水一樣涌來，故稱作勵磁涌流 勵磁涌流的波形特征 勵磁涌流的最大幅值很大，可能達到勵磁涌流的最大

14、幅值很大，可能達到變壓器額定電流的變壓器額定電流的510倍。變壓器容量倍。變壓器容量越小，該倍數(shù)越大。越小，該倍數(shù)越大。 有很大的非周期有很大的非周期分量。波形偏于時間軸的一側，因此波分量。波形偏于時間軸的一側，因此波形嚴重不對稱。形嚴重不對稱。 有大量的諧波分量，有大量的諧波分量，尤其是二次諧波分量含量較大。二次諧尤其是二次諧波分量含量較大。二次諧波與基波分量的比值一般均大于波與基波分量的比值一般均大于0.15。 波形出現(xiàn)間斷，間斷角一般大于波形出現(xiàn)間斷，間斷角一般大于60o。 12II 勵磁涌流的波形與合閘瞬間電壓的相位、鐵勵磁涌流的波形與合閘瞬間電壓的相位、鐵芯中剩磁的大小和方向、電源容

15、量和變壓器容芯中剩磁的大小和方向、電源容量和變壓器容量的大小、鐵芯材料的性質和磁化曲線、變壓量的大小、鐵芯材料的性質和磁化曲線、變壓器的飽和磁密、合閘回路的阻抗和時間常數(shù)等器的飽和磁密、合閘回路的阻抗和時間常數(shù)等因素有關。因素有關。 如果合閘時正好電壓達到最大值，就不會出如果合閘時正好電壓達到最大值，就不會出現(xiàn)非周期性的磁通，也就不會出現(xiàn)勵磁涌流，現(xiàn)非周期性的磁通，也就不會出現(xiàn)勵磁涌流，而只有正常時的勵磁電流。而只有正常時的勵磁電流。 如果合閘時正好電壓為零，勵磁涌流最大。如果合閘時正好電壓為零，勵磁涌流最大。所以三相變壓器中三相的勵磁涌流大小是不一所以三相變壓器中三相的勵磁涌流大小是不一樣的

16、?？紤]到變壓器空投時電源三相電壓互差樣的?？紤]到變壓器空投時電源三相電壓互差1200，所以無論在何時合閘至少有二相會出現(xiàn)，所以無論在何時合閘至少有二相會出現(xiàn)不同程度的勵磁涌流。不同程度的勵磁涌流。 空投變壓器時差動保護不誤動空投變壓器時差動保護不誤動（實際500kV自耦變壓器）勵磁涌流識別原理一 勵磁涌流識別采用諧波制動和波形不對稱兩個原理。判勵磁涌流識別采用諧波制動和波形不對稱兩個原理。判為涌流后分相閉鎖。為涌流后分相閉鎖。 諧波制動原理諧波制動原理。利用。利用差電流差電流Id中的二次和三次諧波分量中的二次和三次諧波分量與基波分量的比值作為閉鎖差動的判據(jù)。與基波分量的比值作為閉鎖差動的判據(jù)。

17、 當當 時分相閉鎖差動保護。時分相閉鎖差動保護。 式中式中K2 、K3分別取為分別取為0.15和和0.2。二次諧波含量高閉鎖。二次諧波含量高閉鎖差動保護避免了勵磁涌流情況下差動保護的誤動。三次差動保護避免了勵磁涌流情況下差動保護的誤動。三次諧波含量高閉鎖差動保護主要是為了在供給鋼廠等非線諧波含量高閉鎖差動保護主要是為了在供給鋼廠等非線性負荷較大的用戶的變壓器中防止差動保護誤動。性負荷較大的用戶的變壓器中防止差動保護誤動。 133122IKIIKI 或 鏈接：勵磁涌流識別原理二 與門分相開放差動保護。與門分相開放差動保護。 式中式中 差電流的全周積分值。差電流的全周積分值。 兩個相距半周的差電流

18、瞬時值兩個相距半周的差電流瞬時值 之和的全周積分值。之和的全周積分值。 大于大于1的常數(shù)。的常數(shù)。 門檻值。門檻值。 tbSSSKSSSbKtS變壓器的工頻變化量的比率差動保護變壓器的工頻變化量的比率差動保護 除常規(guī)的穩(wěn)態(tài)量的比率差動保護外增加了除常規(guī)的穩(wěn)態(tài)量的比率差動保護外增加了 工工頻變化量的比率差動保護。其動作方程為頻變化量的比率差動保護。其動作方程為:m1iirm1iiderdrddtdtdImaxIII2I3.0I75.0I2I6.0III25.1IererII II 工頻變化量的物理解釋I=IK-IN變壓器的工頻變化量的比率差動保護變壓器的工頻變化量的比率差動保護 ：為各支路工頻變

19、化量電流的相量和：為各支路工頻變化量電流的相量和 ：為各支路工頻變化量電流的標量和：為各支路工頻變化量電流的標量和 : :為固定門檻為固定門檻 : :為浮動門檻。浮動門檻的設置可防為浮動門檻。浮動門檻的設置可防止在系統(tǒng)發(fā)生振蕩時或頻率有偏移時保護誤止在系統(tǒng)發(fā)生振蕩時或頻率有偏移時保護誤動動 理論上，工頻變化量比率差動制動系數(shù)可取理論上，工頻變化量比率差動制動系數(shù)可取較高的數(shù)值，這樣有利于防止區(qū)外故障較高的數(shù)值，這樣有利于防止區(qū)外故障TATA飽飽和等因素所造成的差動保護誤動。和等因素所造成的差動保護誤動。 dthIdtIII變壓器工頻變化量比率差動繼電變壓器工頻變化量比率差動繼電器的動作特性器的

20、動作特性eI2 . 00eI26 . 075. 0dIrI工頻變化量比率差動繼電器的優(yōu)點工頻變化量比率差動繼電器的優(yōu)點 負荷電流對它沒有影響。對穩(wěn)態(tài)量的比率差動繼電負荷電流對它沒有影響。對穩(wěn)態(tài)量的比率差動繼電器，負荷電流是一個制動量。會影響內部短路的靈器，負荷電流是一個制動量。會影響內部短路的靈敏度。敏度。 受過渡電阻影響小。受過渡電阻影響小。 由于上述原因工頻變化量比率差動繼電器比較靈敏。由于上述原因工頻變化量比率差動繼電器比較靈敏。提高了重負荷下少匝數(shù)的匝間短路時的靈敏度提高了重負荷下少匝數(shù)的匝間短路時的靈敏度。由由于制動系數(shù)取得較高再加上采用浮動門檻技術，在于制動系數(shù)取得較高再加上采用浮

21、動門檻技術，在發(fā)生發(fā)生區(qū)外各種故障、功率倒方向、區(qū)外故障中出現(xiàn)區(qū)外各種故障、功率倒方向、區(qū)外故障中出現(xiàn)TATA飽和與飽和與TATA暫態(tài)特性不一致等狀態(tài)下也不會誤動作。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。使得保護的安全性與靈敏度同時得到了兼顧。 變壓器發(fā)生輕微匝間短路變壓器發(fā)生輕微匝間短路（C相相1.5%匝間短路匝間短路）工頻頻變化量差工頻變化量差動常規(guī)差動工頻變化量比率差動保護工頻變化量比率差動保護 工頻變化量差動保護經(jīng)過勵磁涌流判據(jù)閉鎖工頻變化量差動保護經(jīng)過勵磁涌流判據(jù)閉鎖（諧波制動原理和波形不對稱原理）。（諧波制動原理和波形不對稱原理）。 工頻變化量

22、差動保護經(jīng)過過激磁判據(jù)閉鎖（差工頻變化量差動保護經(jīng)過過激磁判據(jù)閉鎖（差電流五次諧波含量）。電流五次諧波含量）。電流相位補償新方法電流相位補償新方法 由由Y相位補償新方法：在軟件中將相位補償新方法：在軟件中將側側電流做一個反相序的兩相電流之差的運算。電流做一個反相序的兩相電流之差的運算。為求得零序電流的平衡，將為求得零序電流的平衡，將Y側電流減去零側電流減去零序電流。序電流。 側側 Y側側3/ )(3/ )(3/ )(bcCabBcaAIIIIIIIIIYYcYCYYbYBYYaYAIIIIIIIII0003/ )(3/ )(3/ )(ACCCBBBAAIIIIIIIIIRCS978RCS978

23、采用采用Y Y折算折算其它廠家采用其它廠家采用 Y Y 折算折算3/ )(3/ )(3/ )(bcCabBcaAIIIIIIIII由Y 折算存在的問題在空投變壓器時如果兩相都有涌流，兩相在空投變壓器時如果兩相都有涌流，兩相電流相減后可能成為涌流特征（例如二次諧波電流相減后可能成為涌流特征（例如二次諧波或間斷角）不很明顯但幅值很大的電流?；蜷g斷角）不很明顯但幅值很大的電流。為了避免差動保護的誤動，采用了任一相為了避免差動保護的誤動，采用了任一相差電流出現(xiàn)涌流特征時閉鎖三相的方法。但這差電流出現(xiàn)涌流特征時閉鎖三相的方法。但這樣將造成空投在故障變壓器上時差動保護不能樣將造成空投在故障變壓器上時差動保

24、護不能快速跳閘的缺陷。快速跳閘的缺陷。電流相位補償新方法電流相位補償新方法 采用采用Y相位補償?shù)男路椒ê螅捎谙辔谎a償?shù)男路椒ê?，由于Y側沒有進行兩相電流差的計算，變壓器側沒有進行兩相電流差的計算，變壓器空載合閘時各相有涌流時其特征都很明空載合閘時各相有涌流時其特征都很明顯。有涌流時閉鎖保護更加可靠。顯。有涌流時閉鎖保護更加可靠。 另外當判別出涌流特征后可實行分相閉另外當判別出涌流特征后可實行分相閉鎖。當空投在故障變壓器上時由于故障鎖。當空投在故障變壓器上時由于故障相肯定沒有涌流特征所以故障相的差動相肯定沒有涌流特征所以故障相的差動保護沒被閉鎖可以快速跳閘。試驗表明，保護沒被閉鎖可以快速跳閘。

25、試驗表明，空投在故障變壓器上保護動作時間小于空投在故障變壓器上保護動作時間小于40mS。差動保護高低壓側折算nnnUSI113LHnnnII12差動保護中的平衡系數(shù)的計算1.算變壓器各側一次額定電流：式中Sn為變壓器最大額定容量，U1n為變壓器計算側額定電壓（注意！：應以運行的實際電壓為準，如（注意！：應以運行的實際電壓為準，如220kV220kV側實際的運側實際的運行電壓為行電壓為242kV242kV，U U1n1n應取應取242kV242kV）。）。2.算變壓器各側二次額定電流：式中I1n為變壓器計算側一次額定電流，nLH為變壓器計算側TA變比。3.計算變壓器各側平衡系數(shù)：計算變壓器各側平

26、衡系數(shù)： ,其中。式中I2n為變壓器計算側二次額定電流，I2n_min為變壓器各側二次額定電流值中最小值，I2n_max為變壓器各側二次額定電流值中最大值。bnnphKIIK2min2)4,min(min2max2nnbIIK在計算中，若最大二次額定電流與最小二次額定電流的比值小于4，平衡系數(shù)的計算方法即以變壓器各側中二次額定電流為最大的一側為基準，其平衡系數(shù)值為1，其它側依次放大；若最大二次額定電流與最小二次額定電流的比值大于4，則取最小二次額定電流一側平衡系數(shù)值為4，其它側依次減小。裝置為了保證精度，所能接受的最小系數(shù)Kph為0.25，因此差動保護各側電流平衡系數(shù)調整范圍最大可達16倍。1

27、 1）例如：）例如：I IHnHn=2A,I=2A,IMnMn=10A,I=10A,ILnLn=16A,=16A,則：則： I Iminmin=2; I=2; Imaxmax=16 =16 ;K;Kb b=4;=4;K K1 1=2/2=2/2* *4=44=4； K K2 2=(2/10)=(2/10)* *4=0.84=0.8；K K3 3=(2/16)=(2/16)* *4=0.54=0.52 2）例如：）例如：I IHnHn=2A,I=2A,IMnMn=4A,I=4A,ILnLn=6A,=6A,則：則：IminImin=2; Imax=6; Kb=3; =2; Imax=6; Kb=3

28、; K1=2/2K1=2/2* *3=33=3； K2=(2/4)K2=(2/4)* *3=1.53=1.5； K3=(2/6)K3=(2/6)* *3=13=1 為了提高接地故障的靈敏度，針對自耦變壓器，裝置為了提高接地故障的靈敏度，針對自耦變壓器，裝置 設有零序差動或分側差動。設有零序差動或分側差動。 零序差動保護可保護變壓器零序差動保護可保護變壓器Y Y側的各種接地故障，分側的各種接地故障，分 側差動保護可保護變壓器側差動保護可保護變壓器Y Y側的各種接地故障和相間側的各種接地故障和相間 故障，但它們都不能保護變壓器故障，但它們都不能保護變壓器Y Y側的匝間短路。側的匝間短路。 零序差動

29、保護和分側差動保護都不必經(jīng)勵磁涌流判據(jù)零序差動保護和分側差動保護都不必經(jīng)勵磁涌流判據(jù) 閉鎖。閉鎖。零序比率差動和分側比率差動保零序比率差動和分側比率差動保護護零序比率差動和分側比率差動保護原理零序比率差動和分側比率差動保護原理0TAcAT bAT aAT cTAbTAaTA現(xiàn)有零差保護存在的問題現(xiàn)有零差保護存在的問題 零序零序TATA極性不易校驗問題。極性不易校驗問題。 在變壓器區(qū)外三相短路或勵磁涌流狀態(tài)在變壓器區(qū)外三相短路或勵磁涌流狀態(tài)下，由于三相下，由于三相TATA特性不一致和特性不一致和TATA飽和程飽和程度不一致等因素的影響，零差保護可能度不一致等因素的影響，零差保護可能誤動作的問題。

30、誤動作的問題。零序比率差動繼電器零序比率差動繼電器 各側零序電流均由裝置自產得到，各側各側零序電流均由裝置自產得到，各側TATA二次零序電二次零序電 流由軟件調整平衡，這樣可避免采用零序流由軟件調整平衡，這樣可避免采用零序TATA極性不易極性不易 校驗等問題。校驗等問題。 裝置在理論分析與實驗的基礎上，采用正序電流制動裝置在理論分析與實驗的基礎上，采用正序電流制動 與與TATA飽和判據(jù)相結合的方法，保證零差保護在變壓器飽和判據(jù)相結合的方法，保證零差保護在變壓器 區(qū)外三相短路、或勵磁涌流情況下不誤動。區(qū)外三相短路、或勵磁涌流情況下不誤動。 正序電流制動判據(jù)：正序電流制動判據(jù)： ，滿足本判據(jù)開放保

31、護。滿足本判據(jù)開放保護。100II零序比率差動繼電器零序比率差動繼電器cwdcworcdqdnrbdnrcdqddIIIIIIIIIIIKIIIII002010002010000000,max5 . 05 . 0動作方程：動作方程：動作特性：動作特性：cdqd0INI5 . 00d0Ir0Ibl0K5 . 0推薦自耦變壓器正常運行發(fā)生自耦變壓器正常運行發(fā)生A A相相1 1匝對地短路匝對地短路（零差保護動作）實例實例自耦變壓器區(qū)外出口三相短路并伴隨自耦變壓器區(qū)外出口三相短路并伴隨TATA飽和飽和 （零差保護不誤動）實例實例復合電壓閉鎖方向過流復合電壓閉鎖方向過流 過流保護主要作為變壓器相間故障的

32、后備保護。通過整定控制字可選擇各段過流是否經(jīng)過復合電壓閉鎖，是否經(jīng)過方向閉鎖，是否投入，跳哪幾側開關。 復合電壓元件復合電壓元件 復合電壓元件：復合電壓元件： 復合電壓指相間電壓低或負序電壓高。 對于變壓器某側復合電壓元件可通過整定控制字選擇是否引入其它側的電壓作為閉鎖電壓，例如對于I側后備保護，裝置分別設有控制字，如過過流保護經(jīng)流保護經(jīng)II側復壓閉鎖側復壓閉鎖等，來控制過流保護是否經(jīng)其II側復合電壓閉鎖； 當過流保護經(jīng)過流保護經(jīng)II側復壓閉鎖側復壓閉鎖控制字整定為1時，表示I側復壓閉鎖過流可經(jīng)過II側復合電壓起動； 當過流保護經(jīng)過流保護經(jīng)II側復壓閉鎖側復壓閉鎖控制字整定為0時，表示I側復壓

33、閉鎖過流不經(jīng)過II側復合電壓起動。各段過流保護均有過流經(jīng)復壓閉鎖過流經(jīng)復壓閉鎖控制字，當過流經(jīng)復壓閉鎖過流經(jīng)復壓閉鎖控制字為1時，表示本段過流保護經(jīng)復合電壓閉鎖。TV異常對復合電壓元件、方向元件的影響異常對復合電壓元件、方向元件的影響 TV異常對復合電壓元件、方向元件的影響：異常對復合電壓元件、方向元件的影響： 裝置設有整定控制字TV斷線保護投退原則斷線保護投退原則來控制TV斷線時方向元件和復合電壓元件的動作行為。 若TV斷線保護投退原則斷線保護投退原則控制字為1，當判斷出本側TV異常時，方向元件和本側復合電壓元件不滿足條件，但本側過流保護可經(jīng)其它側復合電壓閉鎖（過流保護經(jīng)過其他側復合電壓閉鎖

34、投入情況）； 若TV斷線保護投退原則斷線保護投退原則控制字為0，當判斷出本側TV異常時，方向元件和復合電壓元件都滿足條件，這樣復合電壓閉鎖方向過流保護就變?yōu)榧冞^流保護； 不論TV斷線保護投退原則斷線保護投退原則控制字為0或1，都不會使本側復合電壓元件起動其它側復壓過流。本側電壓退出對復合電壓元件、方向元件本側電壓退出對復合電壓元件、方向元件的影響：的影響： 本側電壓退出對復合電壓元件、方向元件的影響：本側電壓退出對復合電壓元件、方向元件的影響：當本側TV檢修或旁路代路未切換TV時，為保證本側復合電壓閉鎖方向過流的正確動作，需投入本本側電壓退出側電壓退出壓板或整定控制字，此時它對復合電壓元件、方

35、向元件有如下影響：本側復合電壓元件不啟動，但可由其它側復合電壓元件起動（過流保護經(jīng)過其它側復合電壓閉鎖投入情況）；本側方向元件輸出為正方向；不會使本側復合電壓元件起動其它側過流元件（其它側過流保護經(jīng)過本側復合電壓閉鎖投入情況）。 方向元件方向元件： 裝置后備保護分別設有控制字過流方向指向來控制過流保護各段的方向指向 當過流方向指向過流方向指向控制字為0 0時，方向指向系統(tǒng)，靈敏角為225 當過流方向指向過流方向指向控制字為1 1時，方向指向變壓器，靈敏角為45 同時裝置分別設有控制字過流經(jīng)方向過流經(jīng)方向閉鎖閉鎖來控制過流保護各段是否經(jīng)方向閉鎖 接相配置正序電壓極化的方向元件 A型和E型，選0接

36、線且電壓用正序電壓，當電流極性指向變壓器，方向元件也指向變壓器時，方向元件的靈敏角為48，向量分析如圖4.1所示。 由圖4.1-a可知，假定短路阻抗角K為78時，在AB相間故障時，I落后 U48，故0接線的A相元件能最靈敏的反應AB故障。 由圖4.1-b可知，當三相故障時，IAK落后UA1短路阻抗角，假設K=78時，距最靈敏線差30。 由圖4.1-c可知，當CA相故障時，假如K=78時，距最靈敏線差60，但在CA相故障時，C相元件最靈敏。因而，在相間故障時，故障領前相的方向元件，可在最靈敏狀態(tài)下動作，三相故障時，三個方向元件均可動作。a.AB故障 b.三相故障 c.CA相故障 相間方向元件動作

37、特性相間方向元件動作特性方向指向變壓器方向指向變壓器 方向指向系統(tǒng)方向指向系統(tǒng) Ilm=45Ilm=225UlUl方向指向系統(tǒng)時保護范圍 過流保護方向元件指向系統(tǒng)時，此時做為系統(tǒng)故障的后備保護，保護范圍是本側母線故障及母線出口處故障。 方向元件指向變壓器時，保護范圍是：變壓器故障、對側母線故障及母線出口處故障。復合電壓閉鎖方向過流邏輯框圖復合電壓閉鎖方向過流邏輯框圖&=1&方向元件&復合電壓元件=1&=1&=1t本側電壓退出硬壓板投入低電壓元件動作負序電壓元件動作TV斷線其它側復合電壓起動元件動作方向判別滿足TV斷線本側電壓退出硬壓板投入過流保護經(jīng)方向閉

38、鎖投入過流元件動作本側復合電壓起動元件=1過流保護經(jīng)復合電壓閉鎖投入過流保護硬壓板投入過流保護軟壓板投入過流保護起動元件動作過流保護跳閘零序方向過流保護零序方向過流保護零序過流保護，主要作為變壓器中性點接地運行時接地故障后備保護。通過整定控制字可控制各段零序過流是否經(jīng)方向閉鎖，是否經(jīng)零序電壓閉鎖，是否經(jīng)諧波閉鎖，是否投入，跳哪幾側開關。 方向元件所采用的零序電流：方向元件所采用的零序電流： 裝置設有零序方向判別用自產零序電流零序方向判別用自產零序電流控制字來選擇方向元件所采用的零序電流。若零序方向判別零序方向判別用自產零序電流用自產零序電流控制字為1，方向元件所采用的零序電流是自產零序電流；若

39、零序方向判別用自產零序方向判別用自產零序電流零序電流控制字為0，方向元件所采用的零序電流為外接零序電流。方向元件：方向元件： 裝置分別設有零序方向指向零序方向指向控制字來控制零序過流各段的方向指向。 當零序方向指向零序方向指向控制字為1時，方向指向變壓器，方向靈敏角為255； 當零序方向指向零序方向指向控制字為0時，表示方向指向系統(tǒng)，方向靈敏角為75。 方向元件的動作特性如圖3.10.1所示。同時裝置分別設有零序過流經(jīng)方向閉鎖零序過流經(jīng)方向閉鎖控制字來控制零序過流各段是否經(jīng)方向閉鎖。當零序零序過流經(jīng)方向閉鎖過流經(jīng)方向閉鎖控制字為1時，本段零序過流保護經(jīng)過方向閉鎖。零序方向元件動作特性零序方向元

40、件動作特性方向指向系統(tǒng)方向指向系統(tǒng) 方向指向變壓器方向指向變壓器lm=75lm=255I0I03U03U0 注意：注意： 方向元件所用零序電壓固定為自產零序電壓。以上所指的方向均是指零序電流外接套管TA的正極性端在母線側（變壓器中性點的零序電流TA的正極性端在變壓器側），具體參見前面保護配置圖，否則以上說明將與實際情況不符。 零序過流零序過流I段和段和II段所采用的零序電流：段所采用的零序電流： 裝置分別設有零序過流用自產零序電流控制字來選擇零序過流各段所采用的零序電流。若零序過流用自產零序電流控制字為1時，本段零序過流所采用的零序電流為自產零序電流；若零序過流用自產零序電流控制字為0時，本段

41、零序過流所采用的零序電流是外接零序電流。 注意：注意： 零序過流III段固定為外接零序電流。 零序電壓閉鎖元件：零序電壓閉鎖元件： 裝置設有零序過流經(jīng)零序電壓閉鎖控制字來控制零序過流各段是否經(jīng)零序電壓閉鎖。當零序過流經(jīng)零序電壓閉鎖控制字為1時，表示本段零序過流保護經(jīng)過零序電壓閉鎖。TV異常對零序方向元件的影響：異常對零序方向元件的影響： TV異常對零序電壓閉鎖元件、零序方向元件的影響：異常對零序電壓閉鎖元件、零序方向元件的影響： 裝置設有TV斷線保護投退原則斷線保護投退原則控制字來控制TV斷線時零序方向元件和零序電壓閉鎖元件的動作行為。 若TV斷線保護投退原則斷線保護投退原則控制字為1，當裝置

42、判斷出本側TV異常時，方向元件和零序電壓閉鎖元件不滿足條件； 若TV斷線保護投退原則斷線保護投退原則控制字為0，當裝置判斷出本側TV異常時，方向元件和零序電壓閉鎖元件都滿足條件，零序電壓閉鎖零序方向過流保護就變?yōu)榧兞阈蜻^流保護。本側電壓退出對零序方向過流的影響：本側電壓退出對零序方向過流的影響： 當本側TV檢修或旁路代路未切換TV時，為保證本側零序電壓閉鎖零序方向過流的正確動作，需投入本側電壓退出本側電壓退出壓板或整定控制字，此時它對零序電壓閉鎖零序方向過流有如下影響： i) 零序電壓閉鎖元件開放； ii) 方向元件輸出為正方向。RCS-978RCS-978零序過流保護邏輯框圖零序過流保護邏輯框圖&=1&零序方向元件&零序方向滿足TV斷線零序過流保護軟壓板投入零序過流保護起動元件動作零序過流保護硬壓板投入零序過流元件動作&本側電壓退出硬壓板投入=1零序過流保護