220KV主变差动保护动作原理及应用

摘要：220KV主变压器价格高、故障影响大，是变电站核心设备之一。因此，220KV主变压器都装设差动保护，以快速切除220KV主变内部故障。220KV主变

差动保护动作后，快速确定故障点位置对消除故障并恢复供电具有重要意义。

关键词：变压器；RCS978变压器主保护原理；调度处理原则

引言

1设备概况

1.1设备参数

某变电站2号220KV主变压器为山东泰开变压器有限公司生产的SSZ11-40000/110变压器，采用油浸式三绕组自冷，额定电压220kV，额定容量

40000kVA，阻抗18.22%，于2013-05-30投入运行。

2.2行方式

2号220KV主变压器220kV单母分段并列运行，带全站负荷运行，1号220KV 主变压器热备用，电网负荷为28.37MW，220kV侧电压为111.65kV，35kV侧电压为37.17kV，10kV侧电压为10.25kV。变电站系统图见图1。

图1变电站系统图

2故障经过及分析

2.1故障经过

故障发生时，天气晴朗、有微风，设备无外部故障及异常，运行值班人员对2号220KV

主变压器进行远方调档操作，由9档调至10档，切换失败，2号220KV主变压器保护屏保护装置比率差动动作，TA断线闭锁差动，U相电流为0.58A，V相电流为0.03A，W相电流为

0.57A，其他保护未动作。比率差动定值为1.73A。随即2号220KV主变压器差动保护比率差

动动作，U、W相故障，U相电流为7.38A，W相电流为7.39A。三侧断路器跳闸。故障发生后，1号220KV主变压器由热备用投入运行，带全站负荷运行；2号220KV主变压器转检修。

2.2故障分析

2.2.1设备检查

故障发生后，对2号220KV主变压器进行有载分接开关吊芯检查，未见转换开关有明显

异常；检测过渡电阻为3Ω，未见异常；油中含碳末，且有乙炔存在。该变电站送电可靠性降低，电量损失81000kWh。相邻设备外观无损坏。

2.2.2故障录波分析

故障前，差动电流一周波二次谐波所占比例高达80%左右；故障后一周波二次谐波所占

比例相对降低。从故障录波图可知变压器U相、W相电流突变，判断为故障相，故障前二次

谐波电流较大。检查220KV主变压器有载调压控制回路，对有载调压装置与有载调压机构的

电源连接线进行绝缘试验，试验合格后进行校线，均合格。后对有载调压装置三相熔断器进

行检测，发现有一相熔断器烧毁，导致事故处理时有载调压不能正确电动调档，更换保险后，调档正常。

3诊断性试验及数据分析

3.1绕组直流电阻试验数据分析

对2号220KV主变压器进行绕组直流电阻试验，以检查分接开关接触是否良好，绕组有

无匝间短路。将变压器各相绕组直流电阻出厂试验数据与诊断性试验数据换算至同一温度（20℃）下，相间互差对比结果见表1。

表12号220KV主变压器各相绕组直流电阻出厂试验数据与诊断性试3.2短路阻抗试验分

析

对故障变压器进行短路阻抗试验，以判定变压器绕组有无变形，变压器短路阻抗测试数

据。U相阻抗测试值（高压—低压）8.77%、（高压—中压）6.17%，以及电感测试值均与V、W相测试值对比异常，测试阻抗误差超出《规程》关于短路阻抗测试的相关要求，即“容量100MVA及以下且电压等级为220kV以下的电力变压器绕组3个单相参数的最大互差不应大

于2.5%”。据此可以判断U相高压侧磁路存在异常，绕组极有可能发生变形。

3.3三比值法分析

利用三比值法对近期有载瓦斯取样进行数据分析。根据《DL/T722—2000变压器油中溶解气体分析和判断导则》关于特征气体三比值法的规定，进行特种气体的气体比值计算，发现

变压器上部、中部、下部的比值均在同一范围内，在表3中用“√”表示。由表3可知故障变压器的编码组合为102，根据三比值分析法的编码规则和故障类型判断，该故障变压器存在高

能放电现象，即该变压器本体内可能存在电弧放电导致油质劣化。通过以上试验分析，认为

变压器U相线圈存在变形，原因为极性选择开关切换过程中放电，引起

表3三比值分析表

4防范措施

（1）同一厂家生产的同型号、同批次220KV主变压器可能存在调档不到位,导致220KV

主变压器绕组受冲击变形的隐患，建议运行设备管理部门加强监督。（2）单220KV主变压

器运行方式下，增加运行220KV主变压器巡视次数，确保电网安全稳定运行。（3）加强入

网设备选型工作，严把设备质量关，对有设计缺陷的设备不允许入网运行。（4）对220kV

电力变压器，若选用V形真空开关，要求制造厂家出具恢复电压计算报告，恢复电压需小于

真空开关极性转换选择器触头耐受电压，并留有一定裕度。在运变压器需进行风险评估，加

强开关日常挡位调节情况监视，跟踪氢气和乙炔含量。（5）变压器连续运行满1a或有载调

压操作满10000次时（或根据分接开关制造商的规定），应检查气体继电器轻瓦斯的积气量，如未达到规定量并在确定无故障后应将积气排尽，避免气体长期积累造成轻瓦斯误报警。

结语

通过分析220KV主变差动保护原理，明确了220KV主变差动保护的保护范围。事故案例中，通过比较分析220KV主变保护录波图及故障录波器录波图，经过推理判断，准确推断出

故障点在220KV主变高压侧电流互感器与高压侧套管电流互感器之间，为故障查找及处理提

供了大力支持，缩短了故障处理及对外停电时间。

参考文献：

[1]国家电力调度通信中心.国家电网公司继电保护培训教材[M].北京:中国电力出版社，2010(14):89-91.

[2]薛峰.怎样分析电力系统故障录波图[M].北京:中国电力出版社，2014(11):78-80.

变压器差动保护

变压器差动保护一、差动保护原理变压器差动保护的动作原理与线路纵差动保护相同，通过比较变压器两侧电流的大小和相位决定保护是否动作，单相原理接线图如图4-4所示。三绕组变压器的差动保护，其原理与图4-4相类似，只是将三侧的“和电流”接人差动继电器KD ，这里不再赘述。电力系统中，变压器通常采用Y ，dll 接线方式，两侧线电流的相位相差300。如果将变压器两侧同名相的线电流经过电流互感器变换后，直接接入保护的差动回路，即使两个电流互感器的变比选择合适，使其二次电流数值相等，即I ，= I'， 1 2 流入差动继电器的电流也不等于零，因此在电流互感器二次采用相位补偿接线和幅值调整。具体为变压器星形侧的三个电流互感器二次绕组采用三角形接线(自然消除了零序电流的影响)，变压器三角侧的三个电流互感器二次绕组采用星形接线，将引入差动继电器的电流校正为同相位；同时，二次绕组采用三角形接线的电流互感器变比调整为原来的倍。微型机变压器差动保护，可以通过软件计算实现相位校正。 1. 变压器正常运行或外部故障根据图4-4(a)所示电流分布，此时流入差动继电器KD 的电流是变压器两侧电流的二次值相量之差，适当选择电流互感器1TA 和2TA 的变比，再经过相位补偿接线和幅值调整，实际流人差动继电器的电流为不平衡电流，继电器不会动作，差动保护不动作。此时流人差动继电器的电流为式中 n 1TA ——电流互感器1TA 、2TA 的变比；、油—一流人差动继电器的不平衡电流。 2. 变压器内部故障 I KD I / —1— — ―2— n iTA ^TA =I unb (4—1)

变压器差动保护原理

主变差动保护一、主变差动保护简介主变差动保护作为变压器的主保护，能反映变压器内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障，差动保护是输入的两端CT电流矢量差，当两端CT电流矢量差达到设定的动作值时启动动作元件。差动保护是保护两端电流互感器之间的故障（即保护范围在输入的两端CT之间的设备上），正常情况流进的电流和流出的电流在保护内大小相等，方向相反，相位相同，两者刚好抵消，差动电流等于零；故障时两端电流向故障点流，在保护内电流叠加，差动电流大于零。驱动保护出口继电器动作，跳开两侧的断路器，使故障设备断开电源。二、纵联差动保护原理 (一)、纵联差动保护的构成纵联差动保护是按比较被保护元件（1号主变）始端和末端电流的大小和相位的原理而工作的。为了实现这种比较，在被保护元件的两侧各设置一组电流互感器TA1、TA2，其二次侧按环流法接线，即若两端的电流互感器的正极性端子均置于靠近母线一侧，则将他们二次的同极性端子相连，再将差动继电器的线圈并入，构成差动保护。其中差动继电器线圈回路称为差动回路，而两侧的回路称为差动保护的两个臂。 (二)、纵联差动保护的工作原理根据基尔霍夫第一定律， = ∑?I；式中∑?I表示变压器各侧电流的向量和，其物理意义是：变压器正常运行或外部故障时，若忽略励磁电流损耗及其他损耗，则流入变压器的电流等于流出变压器的电流。因此，纵差保护不应动作。当变压器内部故障时，若忽略负荷电流不计，则只有流进变压器的电流而没有流出变压器的电流，其纵差保护动作，切除变压器。见变压器纵差保护原理接线。

（1）正常运行和区外故障时，被保护元件两端的电流和的方向如图1.5.5（a）所示，则流入继电器的电流为继电器不动作。（2）区内故障时，被保护元件两端的电流和的方向如图1.5.5（b）所示，则流入继电器的电流为此时为两侧电源提供的短路电流之和，电流很大，故继电器动作，跳开两侧的断路器。由上分析可知，纵联差动保护的范围就是两侧电流互感器所包围的全部区域，即被保护元件的全部，而在保护范围外故障时，保护不动作。因此，纵联差动保护不需要与相邻元件的保护在动作时间和动作值上进行配合，是全线快速保护，且具有不反应过负荷与系统震荡及灵敏度高等优点。三、微机变压器纵差保护的主要元件介绍主要元件有：1）比率差动保护元件，2）励磁涌流闭锁元件，3）TA饱和闭锁元件，4）TA断线闭锁（告警）元件，5）差动速断元件，6）过励磁闭锁元件下面对各个元件的功能和原理作个简要的介绍：

发电机差动保护的原理及作用

发电机差动保护的原理及作用发电机差动保护是指在发电机内部进行保护，以保证发电机的稳定运行和安全性。差动保护的原理是通过比较发电机两端的电流差异来判断是否存在故障。本文将详细介绍发电机差动保护的原理、作用以及实现方法。一、差动保护的原理差动保护的原理基于电流的基本定律——基尔霍夫定律，即在一个封闭电路内，流入的电流等于流出的电流。因此，当发电机两端的电流不相等时，就说明存在故障。发电机差动保护的核心就是利用这个原理进行保护。具体来说，差动保护的原理是将发电机两端的电流通过互感器进行变压，再通过差动继电器进行比较。如果两端的电流差异超过设定值，就会启动保护动作，切断故障电路，以确保发电机的安全运行。二、差动保护的作用发电机差动保护的作用是保护发电机本身，防止因为内部故障导致发电机损坏。具体来说，差动保护可以保护发电机内部的绕组、绝缘材料、开关设备等，防止电流过大或者电流短路等故障。差动保护还可以防止因为外界故障引起发电机内部故障，如电网短路、线路故障等。在这些情况下，差动保护可以及时切断故障电路，

防止故障扩大，保护发电机的安全。三、差动保护的实现方法差动保护的实现方法通常包括三个步骤：测量、比较和保护。具体来说，差动保护的实现方法如下： 1.测量测量是差动保护的第一步，即通过互感器对发电机两端的电流进行测量。互感器是一种电器元件，能够将电流变成电压。互感器的作用是将发电机两端的电流变成对应的电压信号，以便进行比较。 2.比较比较是差动保护的第二步，即将测量到的电流信号进行比较。比较的方法通常是利用差动继电器，将发电机两端的电流信号进行差分运算，得到差值信号。如果差值信号超过设定值，就说明存在故障，需要启动保护动作。 3.保护保护是差动保护的第三步，即根据比较的结果进行保护动作。保护动作通常是通过继电器实现的，可以切断故障电路，防止故障扩大。同时，保护动作还需要发送信号给控制系统，以便进行相应的处理。

主变差动保护的原理

主变差动保护的原理主变差动保护是电力系统中常用的一种保护方式，主要用于保护高压主变压器。其原理是通过比较同一个主变压器的不同位置的电流，来判断是否存在电流差动，从而判断是否存在故障。一、原理介绍： 1. 基本原理：主变差动保护的基本原理是通过差动电流比较来实现的。将主变线圈分为两部分，并将其分别与差动保护装置相连。当主变器的两侧绕组之间的电流没有故障时，主变保护装置的两个继电器的吸引线圈电流应该相等，继电器保持正常状态。当主变压器受到内部或外部故障的影响时，电流差会出现在主变压器的绕组中，从而导致差动电流的改变，差动保护装置的动作。 2. 故障检测：主变差动保护应该能够快速、准确地检测到发生的故障，并及时动作切断故障区域。差动保护装置通常通过采用不同的故障标志，如过电流、零序电流、负序电流等来进行故障的判断。二、工作原理： 1. 基本工作原理：主变差动保护的工作原理主要是通过比较主变压器的两个继电器的吸引线圈电流，来判断差动电流是否存在，以及电流差是否超出设定范围。一般来说，差动

保护装置包含两种电流检测通路：正序通路和零序通路。 2. 正序通路：正序通路是用来检测主变压器的正序差动电流的，它采用主变压器两侧的正序电流进行比较。当主变电流存在差异时，正序通路中的差动保护装置会发出信号，并启动继电器动作，切断故障电路。 3. 零序通路：零序通路是用来检测主变压器的零序差动电流的，并且主要用于检测主变压器的接地故障。当主变电流发生不平衡时，零序通路中的差动保护装置会发出信号，并启动继电器动作，切断故障电路。 4. 继电器：继电器是主变差动保护装置的核心元件，它通过电磁原理来工作。继电器保护装置通常由两个继电器构成，分别连接到主变压器的两个绕组上。当两个继电器的电流差异超出设定范围时，继电器会发出信号，并切断故障电路。三、应用范围：主变差动保护广泛应用于各类工业和民用电力系统中，特别是在需要对主变压器进行保护的情况下。由于主变差动保护具有灵敏度高、可靠性强等优点，因此在电力系统中得到了广泛的应用。

变压器分侧差动保护原理

变压器分侧差动保护原理变压器分侧差动保护是一种常用的电力系统保护方式，用于保护变压器的正常运行和防止故障发生。它基于差动保护原理，通过比较变压器两侧电流的差值来判断是否存在故障，并及时采取保护动作，以保护变压器和电力系统的安全稳定运行。变压器分侧差动保护的原理是利用变压器两侧电流之差来判断是否存在故障。在正常情况下，变压器的输入电流等于输出电流，即变压器两侧电流之差为零。而当变压器发生故障时，如短路或接地故障，会导致变压器两侧电流不平衡，即电流差值不为零。因此，通过监测变压器两侧电流的差值，可以及时发现故障并采取相应的保护措施。为了实现变压器分侧差动保护，通常需要安装差动保护装置。差动保护装置由差动继电器和电流互感器组成。电流互感器用于测量变压器两侧的电流，并将电流信号传输给差动继电器。差动继电器则负责比较变压器两侧电流的差值，并根据设定的保护动作条件来判断是否需要进行保护动作。在差动保护装置中，常用的保护动作条件包括电流差值超过设定值、电流差值持续时间超过设定时间等。当满足保护动作条件时，差动继电器会发出保护信号，触发保护动作装置，如断路器或隔离开关，切断故障电路，以保护变压器和电力系统的安全运行。

为了提高变压器分侧差动保护的可靠性和灵敏度，通常还会采取一些辅助措施。例如，可以在变压器两侧各安装一个零序电流互感器，用于检测变压器的零序电流，以提高对接地故障的检测能力。此外，还可以采用通信技术，将差动保护装置与其他保护装置进行联动，实现更全面的保护功能。变压器分侧差动保护是一种重要的电力系统保护方式，通过比较变压器两侧电流的差值来判断是否存在故障，并及时采取保护动作。它能够有效保护变压器和电力系统的安全稳定运行，提高电力系统的可靠性和稳定性。在实际应用中，还可以结合其他保护装置和通信技术，进一步提高保护的可靠性和灵敏度。

变压器差动保护的原理

变压器差动保护的原理变压器差动保护是电力系统中常用的一种保护设备，它能够有效地检测和保护变压器的正常运行。其原理是通过比较变压器的输入和输出电流之间的差值，来判断是否存在故障或异常情况，并及时采取相应的措施保护变压器。变压器差动保护的基本原理是基于基尔霍夫电流定律。根据这个定律，电流在闭合的电路中是守恒的，即输入电流等于输出电流。对于变压器来说，输入电流等于输出电流，只有在正常工作状态下才能满足这个条件。一旦发生故障或异常情况，如短路或相间短路，输入和输出电流之间就会存在差值。为了实现变压器差动保护，需要在变压器的输入和输出侧分别安装电流互感器，用于测量输入和输出电流。这些电流互感器将测量到的电流信号传输到差动保护装置中进行处理。差动保护装置首先对输入和输出电流进行比较，计算它们之间的差值。如果差值很小，即在设定的误差范围内，差动保护装置会认为变压器工作正常，不采取任何动作。然而，如果差值超过设定的误差范围，差动保护装置就会判断存在故障或异常情况，并触发相应的保护动作。为了提高差动保护的可靠性和抗干扰能力，通常还会采用一些辅助措施。例如，差动保护装置可以设置时间延迟，以排除短暂的过电

流或过负荷情况。此外，还可以根据变压器的额定容量和负载情况，设置不同的差动保护动作值，以适应不同的工作条件。总的来说，变压器差动保护利用输入和输出电流之间的差值来判断变压器的运行状态，一旦发现故障或异常情况，及时采取保护措施，避免进一步损坏变压器。这种保护装置在电力系统中得到了广泛应用，提高了系统的可靠性和稳定性。通过不断改进差动保护装置的技术，提高其灵敏度和可靠性，可以进一步提高电力系统的运行效率和安全性。

主变差动保护的基本原理与误动原因及解决措施分析

主变差动保护的基本原理与误动原因及解决措施分析摘要：本文首先对主变差动保护进行了概述，并分析了主变差动保护的基本原理，在此基础上对主变差动误动的解决措施进行了研究。关键字：主变差动保护,误动,措施一、主变差动保护概述主变差动保护是保护变压器的主要方法之一，基于其稳定性和可靠性的特点，主变差动保护对主变系统的供电和安全运行具有十分重要的作用。同时，主变差动保护的不平衡电流也直接影响着差动保护的速度和可靠性。一般来说，主变差动保护主要针对变压器组和引出线产生的多相短路及大接地电流、绕组匝间的短路情况进行保护。因此，我们可以说，差动保护就是对变压器的主保护。如果变压器差动保护产生误动甚至拒动，都会对供电系统造成很大的损失，分析主变差动保护产生误动的原因，并采取相应的措施提高变压器差动保护的水平，此意义十分重要。因此，本文在分析主变差动保护基本原理的基础上，对主变差动保护误动原因及其解决措施进行了研究。二、主变差动保护的基本原理主变差动保护的基本原理就是根据基尔霍夫电流定理产生的，如果变压器在正常工作或者区外故障时，就把其当做理想的变压器，使其被流入的变压器电流和流出电流相等，差动的继电器不发生运动。同时，如果变压器的内部出现故障，就对两侧的故障点提供短路电流，让二次电流的正比于故障点的电流，差动的继电器基础发生运动。

1、平衡系数差动保护的平衡系数是指变压器高低侧在其额定的状态下，根据二次额定值向该侧转换的系数进行差流计算，目前，差动保护的平衡系数主要有PST-1200和RCS-978两种。 SPT-1200差动保护的平衡系数。其计算方法如下：变压器高中低三侧TA变比为HTA、MTA、LTA三种;变压器高中低三侧额定电压主要有HDY、MDY和LDY三种。如果TA额定的电流为5A，高压侧TA变比为1200/5，此时，HTA为240;如果TA额定电流为1A，高压侧TA变比为1200/1，HTA则为1200。 RCS-978差动保护平衡系数。RCS-978平衡系数的计算首先要根据变动最大容量和各侧的实际运行电压来进行计算，得出相应的各侧T，此时，平衡系数公式为：KPH=(I2n-min/I2n)*Kb。 2、SPT-1200和RCS-978差动保护转换 SPT-1200和RCS-978差动保护的相角转换，其目的都是为了消除由于电流接线引起变压器侧电流相位的不同而产生的误动。通过对二者的相互转换，可以使各侧的电流相位达到相对一致，进而消除误动。SPT-1200和RCS-978的转换是通过电流矢量的相减来消除相角的误差，并通过减超前相或者滞后的相电流的不同，进而实现了相角的滞后或者前移。三、主变差动保护误动的原因分析一般而言，主变差动保护误动的原因主要体现在以下几个方面： 1、CT的变化。由于主变差动保护的变压器变比是不一样的，因此其高低压侧的一次电流也就不同。例如，如果某变压器的容量为20MKVA，侧CT的变

变压器差动保护的工作原理

1、变压器差动保护的工作原理和线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。 2、变压器差动保护和线路差动保护的区别：由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。例如图8-5所示的双绕组变压器，应使 8.3.2变压器纵差动保护的特点 1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法 (1)励磁涌流：

在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。 (2)产生励磁涌流的原因因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。

(3)励磁涌流的特点： ①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。 ②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。 ③励磁涌流的波形出现间断角。表8-1 励磁涌流实验数据举例

(4)克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施： ①采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护; ②利用二次谐波制动原理构成的差动保护; ③利用间断角原理构成的变压器差动保护; ④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。 2、不平衡电流产生的原因 (1)稳态情况下的不平衡电流

变压器差动保护的基本原理

变压器差动保护的根本原理 1、变压器差动保护的工作原理与线路纵差保护的原理一样，都是比拟被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。 2、变压器差动保护与线路差动保护的区别：由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不一样。因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适中选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。变压器纵差动保护的特点 1 、励磁涌流的特点及克制励磁涌流的方法 1〕励磁涌流在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。 2〕产生励磁涌流的原因因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将到达2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，到达额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。

3〕励磁涌流的特点： ①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。 ②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。 ③励磁涌流的波形出现连续角。 4〕克制励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施： ①采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护； ②利用二次谐波制动原理构成的差动保护； ③利用连续角原理构成的变压器差动保护； ④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。 2、不平衡电流产生的原因〔1〕稳态情况下的不平衡电流 ①变压器两侧电流相位不同电力系统中变压器常采用Y，d11接线方式，因此，变压器两侧电流的相位差为30°，如下列图所示，Y侧电流滞后△侧电流30°，假设两侧的电流互感器

变压器差动保护的基本原理

变压器差动保护的基本原理 1、变压器差动保护的工作原理与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。 2、变压器差动保护与线路差动保护的区别：由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。变压器纵差动保护的特点 1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法 1）励磁涌流在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。

2）产生励磁涌流的原因因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。

- 3）励磁涌流的特点： ①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。 ②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。 ③励磁涌流的波形出现间断角。

4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施： ①采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护； ②利用二次谐波制动原理构成的差动保护； ③利用间断角原理构成的变压器差动保护； ④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。 2、不平衡电流产生的原因（1）稳态情况下的不平衡电流 ①变压器两侧电流相位不同电力系统中变压器常采用Y，d11接线方式，因此，变压器两侧电流的相位差为30°，如下图所示，Y侧电流滞后△侧电流30°，若两侧的电流互感器采用相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流也相差30°左右，从而产生很大的不平衡电流。

差动保护基本原理

差动保护根本原理 1、母线差动保护根本原理母线差动保护根本原理,用通俗的比喻，就是按照收、支平衡的原理进展判断和动作的。因为母线上只有进出线路，正常运行情况，进出电流的大小相等，相位一样。如果母线发生故障，这一平衡就会破坏。有的保护采用比拟电流是否平衡，有的保护采用比拟电流相位是否一致，有的二者兼有，一旦判别出母线故障，立即启动保护动作元件，跳开母线上的所有断路器。如果是双母线并列运行，有的保护会有选择地跳开母联开关和有故障母线的所有进出线路断路器，以缩小停电围 2、什么是差动保护？为什么叫差动？这样有什么优点？差动保护是变压器的主保护，是按循环电流原理装设的。主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组部与其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。在绕组变压器的两侧均装设电流互感器，其二次侧按循环电流法接线，即如果两侧电流互感器的同级性端都朝向母线侧，那么将同级性端子相连，并在两接线之间并联接入电流继电器。在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器的二次电流只差，也就是说差动继电器是接在差动回路的。从理论上讲，正常运行与外部故障时，差动回路电流为零。实际上由于两侧电流互感器的特性不可能完全一致等原因，在正常运行和外部短路时，差动回路中仍有不平衡点流Iumb流过，此时流过继电器的电流IK为 Ik=I1-I2=Iumb 要求不平衡点流应尽量的小，以确保继电器不会误动。当变压器部发生相间短路故障时，在差动回路中由于I2改变了方向或等于零〔无电源侧〕，这是流过继电器的电流为I1与I2之和，即 Ik=I1+I2=Iumb 能使继电器可靠动作。变压器差动保护的围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备、以与连接这些设备的导线。由于差动保护对保护区外故障不会动作，因此差动保护不需要与保护区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合，所以在区故障时，可以瞬时动作。 3、为什么220KV高压线路保护用电压取母线TV不取线路TV 事实上，两个电压都接入保护装置的，它们的作用各不一样母线电压，一般用来判别正方向故障和反方向故障，通过电流与电压之间的夹角来判别线路电压，一般用来重合闸的时候用，作为线路有压无压的判据现在220kV线路保护比拟常用的就是一套光纤电流差动以与一套高频距离保护也有采用两套光纤电流，两套高频的比拟少了 4、变压器差动保护的根本原理 1、变压器差动保护的工作原理与线路纵差保护的原理一样，都是比拟被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。 2、变压器差动保护与线路差动保护的区别：由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不一样。因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，与各侧电流相位的补偿

主变绕组匝间短路引起差动保护动作原因分析

主变绕组匝间短路引起差动保护动作原因分析本文介绍了一起主变匝间短路导致主变差动保护动作事故，并且介绍了变压器差动保护原理，详细阐述对差动保护动作波形的分析以及现场故障检查过程，判断确定变压器故障范围及部位，分析故障发生原因，为类似的变压器匝间短路事故提供分析过程及依据。标签：差动保护；匝间短路；磁势；过电压 1 事故简要情况某风电场某日21时02分，220kV升压站2号主变两套保护装置差动保护均动作，主变开关跳开，2号主变退出运行。 2 主变差动保护原理变压器差动保护是变压器的主保护，用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。在变压器绕组两侧装设电流互感器，将两侧电流互感器二次侧电流接入继电保护微机装置，继电保护微机装置进行故障判断，从而切除故障设备。变压器正常运行或外部故障时，差动电流理论上为零，但由于变压器两侧电流互感器特性不完全一致等原因，在正常运行和外部故障时，差动电流为不平衡电流，不平衡电流很小，能够确保差动继电器不会误动。当变压器内部发生故障时，在差动回路中由于电流方向或电流大小的改变，差动电流转变为变压器两侧电流之和，使差动电流继电器可靠动作。 3 主变差动保护动作分析保护动作后，查看2号主变保护装置RCS-978E动作报告，保护动作时，主变A相差流为0.31Ie，主变B相差流为0.31Ie，主变C相差流为0.63Ie，已达到保护定值，保护装置正确动作，查看220kV故障录波器波形。故障时，2号主变高压侧A相电流与B相电流同相位，且数值分别为96.7A、86.4A，2号主变高压侧C相电流与A、B两相电流相位相反，且数值位272.3A。当2号主变高压侧开关断开后，2号主变低压侧出现A相与B相电流同相位，C 相电流A、B相电流相位相反现象。据图分析，2号主变高压侧C相可能出现匝间短路现象。因为当高压C相部分匝数短路时，由于不平衡磁动势相形成一个反向的磁通，对于三相三柱铁芯，其磁通分布如下图1。其幅值关系为ΦC=ΦA+ΦB，相位方向C相与A、B相相反。由于2号变压器的高压、低压分别与相应电压等级的电网连接，其电压不会

220kV线路电流纵联差动保护

220kV 线路电流纵联差动保护上篇推送我们就220kV 线路纵联保护中的闭锁式高频保护进行了介绍，从介绍中可以看出，高频保护的通道构成比较复杂，通道中传输的也并非是电气量，而是闭锁(允许) 信号。同时，高频保护的启、停信逻辑也较为复杂。随着光纤传输技术的发展，高频保护现已逐渐被电流纵联差动保护所代替。本篇推送将对220kV 线路电流纵联差动保护的相关内容进行介绍。电流纵联差动保护电流纵联差动保护通过传输通道将线路两端的电气量(主要是电流量)传输到对侧，保护装置对线路两端的电流量进行比较计算，确定本段线路范围内是否存在差流，从而判断故障发生在区内还是区外，进而决定是否跳开线路两侧开关。光纤通道目前，电流纵联差动保护中的数据传输通道一般均为光纤。光纤通道具有以下优点：(1)不怕超高压与雷电电磁干扰；(2)对电场绝缘；(3) 频带宽、衰耗低。实际应用中，电流纵联差动保护的光纤通道一般采用两类：(1)专用光纤通道。专用光纤通道中仅传输保护信息，其优点是无需附加其他设备，不涉及通信装置。但光收发功率和光纤衰耗的限制，其传输距离一般在100km 以内。 (2)复用光纤通道。复用光纤通道利用数字脉冲编码调制(PCM)复接技术，将保护装置的光纤出口与通信设备复接形成复合通道(即保护与通信共用一个通道)。复用通道方式主要用于长距离输电线路的保护。保护动作原理（1）基本原理

电流差动保护的基本原理是基尔霍夫电流定律，即线路正常运行或发生区外故障时，线路两端流过的电流矢量和为0；而发生内部故障时，线路两端电流的矢量和将不再为0，而是等于故障电流。以流出母线为电流正方向，电流差动保护原理如图 1 所示。图 1 电流差动保护原理示意图从图中可以看出，流过差动继电器KD 的电流：Ik=IM+IN 图2 线路故障示意图1）正常运行或区外故障时（L 点）若不考虑系统不平衡电流的影响，流过M 侧的电流IM 与流过N 侧的电流IN 大小相同，方向相反，其矢量和为0，即Ik=0 ，此时保护装置不动作。2）区内故障时（K 点）流过M 侧的电流IM 与流过N 侧的电流IN 大小相同，方向相同，其矢量和Ik=IM+IN ，保护装置动作切除故障。实际运行中，线路两端的电流受多方面影响，正常运行及区外故障时差动继电器中存在一定的不平衡电流。为防止区外故障时保护误动，在保护整定时需躲过区外故障时的最大不平衡电流，这将对电流差动保护的可靠性和灵敏度造成一定影响，因此电流纵联差动保护一般引入比率制动特性。（2）比率制动特性比率制动的特点是，以线路两端电流的矢量和作为动作电流，以线路两端电流的矢量差作为制动电流。既可以保证外部故障时不会误动，同时对于内部故障可以保证较高的灵敏度。动作电流：Id=|IM+IN| 制动电流：Ir =|IM - IN| 比率制动的特性曲线如图 3 所示。图3 比率制动特性曲线其动作条件为Id>Iqd&Id>KrIr ，其中Iqd 为启动电流，Kr 是比率制

一起220kV主变纵差比例差动保护动作案例的分析

一起220kV主变纵差比例差动保护动作案例的分析摘要：本文通过一起220kV主变充电时纵差比例差动保护跳闸案率，对励磁涌流产生的原理、纵差比例差动保护动作原理进行了分析，在过程中，对故障录波波形、谐波波形进行判断，确认保护动作情况是否正确，并提出了当发生同类故障时，现场处置建议。关键字：差动保护；励磁涌流；谐波 0前言变压器作为变电站主设备，作为电力网中的重要环节，其安全稳定运行对电网的供电可靠性有直接影响，为保证变压器的可靠运行，220kV主变采用保护双重化配置。同时，为保证主变保护动作的可靠性、灵敏性，通常220kV主变主保护配置有纵差差动保护、差动速断、工频变化量差动等保护。本文通过一起220kV主变充电时纵差比例差动保护跳闸案例，对励磁涌流产生的原理、纵差比例差动保护动作原理进行了分析，并提出了当发生同类故障时，现场处置建议。 1故障经过 220kV某某变电站220kV#2主变为南通晓星变压器有限公司生产的SFSZ10- H-180000/220型变压器，保护双重化配置，配置了两套南瑞继保公司的RCS- 978YN保护，故障录波配置了中元华电的ZH-5型录波器。 20XX年02月01日01时24分14秒，某某变在完成220kV#2主变预试定检及220kV侧保护电压回路改造工作后恢复送电，在合上220kV侧202断路器后，

双套纵差比例差动保护A相动作出口，跳开220kV侧202断路器（由于空充， 110kV侧102断路器、35kV侧302断路器在热备用状态）。运行人员立即对 220kV#2主变相关一、二次设备进行检查，未发现任何异常，并将现场检查情况及保护动作详细信息汇报当值值班调度员，并依据调度指令将220kV#2主变及三侧断路器转为冷备用。后经过对故障录波、保护报文等研究分析后，最终确定为空载合闸时励磁涌流导致主变双套纵差比例差动保护动作出口跳闸。经调度允许，于12时14分对220kV#2主变试送电，现场检查主变运行正常。 2保护动作原理 2.1纵差比例差动保护原理 220kV某某变电站220kV#2主变配置了两套南瑞继保公司的RCS-978YN电量保护。RCS-978YN保护是根据云南地区实际需要而设计的220kV变压器保护装置。 RCS-978YN纵差比例差动保护采用启动加保护动作出口跳闸方式，纵差差流启动为：（式2-1）其中为三相差流最大值，为差动启动定值，即当三相差流最大值大于差动启动定值时，纵差差动保护启动，开放纵差保护。而纵差保护引入了纵差保护比例制动系数，以更精准判别主变区内和区外故障，其动作方程如下：

220kV线路保护原理

模块4 线路微机保护装置原理（ZY1900201004）【模块描述】本模块包含了线路保护的配置及原理，通过对零序电流保护，距离保护，纵联保护，重合闸等原理的讲解，掌握线路保护装置的原理。【正文】一、220kV线路保护的配置 220kV线路保护一般分为四个部分，即纵联主保护、距离后备保护、零序后备保护及自动重合闸装置；而110kV输电线路保护一般只包括三个部分，即距离保护、零序保护和自动重合闸装置。两个电压等级的输电线路保护都包含了距离和零序保护，其原理基本相同，只是保护段的配置稍有不同，其最大的区别体现在三个部分：一是采用的保护后备方式不同，220kV线路保护一般采用近后备方式，通过双重化配置实现，而110kV线路保护一般采用远后备方式，只配置一套保护；二是220kV线路保护比110kV线路保护多配置了纵联主保护，可以实现全线速动；三是220kV线路保护自动重合闸装置一般采用单相重合闸功能，而110kV线路保护一般采用三相重合闸功能。二、220kV线路保护原理 1．典型220kV线路微机保护装置原理目前220kV线路微机保护装置配置的一般为：主保护为能实现全线速动的纵联保护，后备保护为阶段式相间距离和接地距离保护、阶段式零序保护（方向可投退，目前省内220kV线路的零序保护已将Ⅰ至Ⅲ段都退出，只投入了Ⅳ段），还有重合闸装置。纵联保护根据原理分类主要是分相差动、纵联方向和纵联距离，按纵联通道分为光纤通道和载波通道。目前省内系统220kV线路纵联保护载波通道主要采用专用高频收发信机构成所谓的高频保护，并按其工作方式又分为闭锁式和允许式两种，当然，也有少部分220kV线路纵联保护采用载波机通信构成载波保护，一般采用允许式工作方式。例如，目前典型使用的产品中，光纤分相差动保护的典型产品为RCS-931、PSL-603、CSC-103（CSC-103）、WXH-803等，高频保护的典型产品为RCS-901（902）、PSL-601（602）、CSC-101（102）、WXH-801（802）等，RCS-901（902）、PSL-601（602）、CSC-101（102）、WXH-801（802）一般采用高频通道的闭锁式工作方式。 2．典型220kV线路微机保护装置保护原理比较 2.1南瑞公司的RCS900系列保护原理介绍 RCS-901A (B、D) 包括以纵联变化量方向和零序方向元件为主体的快速主保护，由工频变化量距离元件构成的快速Ⅰ段保护，其中，RCS-901A 由三段式相间和接地距离及二个延时段零序方向过流构成全套后备保护；RCS-901B 由三段式相间和接地距离及四个延时段零序方向过流构成全套后备保护； RCS-901D 以RCS-901A为基础，仅将零序Ⅲ段方向过流保护改为零序反时限方向过流保护。RCS-901A (B、D) 保护有分相出口，配有自动重合闸功能，对单或双母线结线的开关实现单相重合、三相重合和综合重合闸。 RCS-902A（B、C、D）包括以纵联距离和零序方向元件为主体的快速主保护，由工频变化量距离元件构成的快速Ⅰ段保护。其中，RCS-902A 由三段式相间和接地距离及二个延时段零序方向过流构成全套后备保护；RCS-902B 由三段式相间和接地距离及四个延时段零序方向过流构成全套后备保护；RCS-902C 设有分相命令，纵联保护的方向按相比较，适用于同杆并架双回线，后备保护配置同RCS-902A；RCS-902D 以RCS-902A 为基础，仅将零序Ⅲ段方向过流保护改为零序反时限方