主变差动保护 ppt课件
变压器差动保护
变压器差动保护一：这里讲的是差动保护的一种，即变压器比例制动式完全纵差保护（以下简称差动）；二：差动保护的定义由于在各种参考书中没有找到差动保护的具体定义，这里只根据自己所掌握的知识给差动保护下一个定义：当区内发生某些短路性故障的时候，在变压器各侧电流互感器CT的二次回路中将产生大小相同，相位不同的短路电流，当这些短路电流的向量和即差流达到一定值时，跳开变压器各侧断路器的保护，就是变压器差动保护三：下面我以两圈变变压器为例，针对以上所述变压器差动保护的定义，对差动保护进行阐述：1、图一所示：为一两圈变变压器，具体参数如下：主变高压侧电压U高=220KV,主变低压侧电压U低=110KV,变压器容量Sn=240000KV A,I1’：流过变压器高压侧的一次电流；I”：流过变压器低压侧的一次电流；I2’：流过变压器高压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流；I2”：流过变压器低压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流；nh：高压侧电流互感器CT1变比；nl：低压侧电流互感器CT2变比；nB：变压器的变比；各参数之间的关系：I1’/ I2’= nh I”/ I2”= nl I2’= I2”I1’/ I”= nh/ nl=1/ nB2、区内：CT1到CT2的范围之内；3、反映故障类型：高压侧内部相间短路故障，高压侧（中性点直接接地）单相接地故障以及匝间、层间短路故障；四：差动的特性1、比率制动：如图二所示，为差动保护比率特性的曲线图：下面我们就以上图讲一下差动保护的比率特性：o：图二的坐标原点；f：差动保护的最小制动电流；d：差动保护的最小动作电流；p：比率制动斜线上的任一点；e：p点的纵坐标；b：p点的横坐标；动作区：在of范围内，由于电流小于最小制动电流，因此在此范围内，只要电流大于最小动作电流Iopo，差动保护动作；当电流大于f点时，由于电流大于最小制动电流，此时保护开始进行比率制动运算，曲线抬高，此时只有当电流在比率制动曲线以上时保护动作；因此，图中阴影部分，即差动保护的动作区；制动区：当电流在落在曲线以下而大于最小动作电流的时候，由于受比率制动系数的制约，保护部动作，这个区域就是差动保护的制动区；比率制动系数K：实际上比率制动系数，就是图二中斜线的斜率，因此我们只要计算出此斜线的斜率，就等于算出了比率制动系数。
差动保护PPT (1).
假定： CT- ratio: 1/1 IP1 = I1F IP2 = I2F
假定： CT- ratio: 1/1 IP1 = IF IP2 = -IF IDiff = │IP1 + IP2 │ = IF - IF = 0 不跳闸
IDiff = │IP1 + IP2 │ = │I1F + I2F │ 跳闸
Block
with IDiff> = setting
IDiff> 2 10 IRest =│IS1│+│IS2│
Principles Transf. Diff 5
基本原理: 3相系统的测量回路
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3相系统的基本回路: 发电机 /电动机/ 电抗
L1 L2 L3
差流
制动电流
定值设定，考虑磁化 电流或充电电流影响
由于CT变比不同产 生的线性误差 综合特性
IDiff=
│IS1+IS2│ IN
Trip
在如下假定条件下： │ε 1 │ = │ε 2 │ and I1 = I2 传统的差动保护特性应该是： IDiff = IDiff> + ε1· I1 + ε2· I2 = IDiff> + 2·ε1 · I1
3000/1A 2887A
容量: 100MVA ,矢量组: YNd5 低压侧: 20kV 高压侧: 110kV
750/1A
ILoad= 525A
L1 L2 L3
0.96A
0.7A
差流
29 Wdg.
IR
23 Wdg.
制动电流
传统差动保护
匹配变压器 -向量组自适应 -电流值自适应 -零序电流处理 IR = 0.555· √3 = 0.96A
主变保护基本原理_图文_图文
变压器差动保护
变压器零序差动基 本原理
基于基尔霍夫电流定律 主要用于自耦变 平衡系数只与TA变比有
关
变压器分侧差动基 本原理
变压器差动保护
变压器纵差保护的特点
励磁涌流 Y/Δ转换 各侧平衡系数的调节 有载调压引起的不平衡电流 可反映相间、接地、匝间短路故障
主变保护基本原理_图文_图文.ppt
提纲
变压器保护概述 常规差动保护基本理论 纵差保护（比率差动、差动速断、采
样值差动）原理 零序、分侧（或分相）差动保护原理
变压器保护概述
电力变压器的分类
按接线形式分：普通变和自耦变 （三相、分相） 按绕组数分：三卷变和两卷变 按用途分：升压变、降压变和系统联络变
注意：差流放大了 倍 差流、制动电流定值都要相应放
大倍
Iha-Ihb Iha
Ila 30
Ilc Ihc
Ihc-Iha
Ilb Ihb-Ihc
Ihb
变压器差动保护
各侧平衡系数计算示例
和电压等级成正比，和TA变比成正比 和二次额定电流成反比 和变压器容量无关 由于采用Y->Δ转换， Δ侧要放大 倍 以高压侧为基准，其他侧平衡系数计算公式：
不考虑TA传变误差和TA饱和,不需要制动
实际应用中,需要考虑TA传变误差、TA饱和等因素的 影响, 使用带比率制动的差动保护
差动保护基本原理
差动保护的应用
发电机完全纵差、母线差动是基于基尔霍夫电
流定律的
不考虑分布电容的情况下，线路差动是基于霍 夫电流定律的，但是长线路具有分布参数，不 能忽略分布电容的影响，要进行补偿
变压器比率差动保护
主变保护的原理及作用讲解课件
变压器保护情况简介
◆非电量保护 ● 变压器非电量保护主要有瓦斯保护、压力保护、温度保护、油位保护及冷却 器全停保护。 ● 非电量保护和差动保护都是变压器的主保护，且对于差动保护反映不了的绕组 很少的匝间短路故障或星形接线中绕组尾部的相间短路故障有很灵敏的判别能 力
变压器保护情况简介
●瓦斯保护 瓦斯保护是变压器油箱内绕组短路故障及异常的主要保护，其作用原理是：变 压器内部故障时，在故障点产生有电弧的短路电流，造成油箱内局部过热并使 变压器油分解，并产生气体（瓦斯），进而造成喷油、冲动气体继电器，瓦斯 保护动作。 瓦斯保护分为轻瓦斯及重瓦斯两种。轻瓦斯作用于信号，重瓦斯作用于切除变 压器。有载调压的变压器，在有载调压部分也配置气体继电器。
变压器保护情况简介
◆后备保护 ●复合电压闭锁方向过流保护 复合电压闭锁元件是由正序低电压和负序过电压元件构成，作为被保护设备及 相邻设备相间故障的后备保护。 保护的接入电路为变压器某侧TA二次三相电流，接入电压为变压器本侧或其他 侧的TV二次三相电压。为提高保护的灵敏度，三相电流一般取自电源侧，而 电压可以取自负荷侧。
主变差动保护要考虑的一个基本原则是要保证正常情况和区外故障时，用以比 较的主变高低压侧电流幅值是相等，相位相反或相同，从而在理论上保证差流 为0。
变压器保护情况简介
◆ 差动保护（比率制动式） ●如果差动保护动作电流是固定值，按躲过区外故障最大不平衡电流来整定，此 时如果发生匝间短路，离开中性点较近的单相接地短路，就不能灵敏动作。 ●比率制动式差动保护的动作电流是随外部短路电流按比率增大，既能保证外部 短路不误动，又能保证内部故障有较高的灵敏度。
变压器保护情况简介
●压力保护 压力保护也是变压器油箱内部故障的主保护，含压力和压力突变量保护。其作 用原理与重瓦斯保护基本相同，但它反映的是变压器油的压力。当变压器内部 故障时，温度升高，油膨胀压力增高，使压力继电器动作，切除变压器。 ●温度及油位保护 当变压器温度升高或油位异常时，温度或油位保护动作发出报警信号。
主变差动保护(共7张PPT)
变压器保护
500kV主变差动保护定义（5.1.1.1条）：
2）由变压器各侧电流构成，能反映变压器内部各种故障的差动保护有纵差保护和分相 差动保护。纵差保护是指由变压器各侧外附CT构成的差动保护，该保护能反映变压 器各侧的各类故障。分相差动保护是指将变压器的各相绕组分别作为被保护对象， 由每相绕组的各侧CT构成的差动保护，该保护能反映变压器某一相各侧全部故障；低压侧
高本中规压 范侧中外高附中故压C障T和和公分公共共量绕绕组差组分C动侧T 差：动零保护序指分由量自耦、变负压器序高分、中量压和侧外变附化CT量和公差共动绕组（CT可构成配的置差，动保不护需。 整定）。 21、 、低低压压侧侧审有无定总总会断断：路路器器CT： ：断线闭锁差动为有条件闭锁，即当“CT断线闭锁差动保护”控制字置“1”时，
小区差动保护是由低压侧三角形两相绕组内部CT和一个反映两相绕组差电流的外附CT 构成的差动保护。本规范中分相差动保护是指由变压器高、中压侧外附CT和低压侧三角 内部套管（绕组）CT构成的差动保护。 3）分侧差动保护是指将变压器的各侧绕组分别作为被保护对象，由各侧绕组的首末端CT按
相构成的差动保护，该保护不能反映变压器各侧绕组的全部故障。本规范中高中压和公共绕组
选配
各厂家自定
高压侧
1、高中压侧分相差动保护
高中压侧分相差动保护无
涌流，不反应匝间故障。
1
2、纵差保护
2
纵差保护有Y/△转换、反 应匝间故障，涌流采用按 相闭锁或一相闭锁三相。
变压器保护
中压侧
低压侧
传统变压器保护配置图
高压侧
1、分侧差动保护
分侧差动保护无涌流，不
反应匝间故障。
1
2、分相差动保护
变压器差动保护整理PPT教学课件
（一）比率制动的纵差保护 1.和差式比率制动的差动保护
21ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
正常及外部故障时
Ir
I2－I2
1 KTA
I1－I1 Iunb
22
内部故障时
Ir
I2
I2
1 KTA
I1 I1
Ik kTA
23
取：动作分量 Iop I2 I2 Ih IL
29
根据：励磁涌流波形有间断角的特点‘ 采用：波形比较技术将变压器的励磁涌流和故障电
流分开。 判据如下：
set
set
通常取：
set 140 set 65
30
只要任一相差动电流大于差动 速断的整定值，保护瞬时动作。
设以高压侧二次额定电流为基准，则：
高压侧平衡系数为
Kbh 1
中压侧平衡系数为
Kbm
I nm.c I nh.c
低压侧平衡系数为
K bl
I nl.c I nh.c
12
1.励磁涌流的影响 Iexs
变压器的励磁涌流是指在变压器空载合 闸或者外部故障切除后电压恢复时，可能出 现的较大的励磁电流。
13
1.励磁涌流的影响 Iexs
I1 I2 Im
Ir
Iunb
Im KTA
14
铁芯中的磁通不能突变
铁芯中出现一个暂态磁通 铁芯中的磁通将达到最大值
2m s
铁芯严重饱和，励磁电流将剧烈增大
15
3．励磁涌流的特点
（1）包含有非周期分量 （2）幅值大，但衰减快 （3）包含有高次谐波分量 （4）波形之间有间断
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。
内桥接线方式下的主变差动保护.ppt
#1主变
##22主主变变
#1主变
51
5522
51
10-2
110kV II段 12-1
12 12-3
ห้องสมุดไป่ตู้
#2主变
52
内桥接线
外桥接线
7
内桥接线方式及主变差动保护原理
内桥接线方式介绍
11-3
12-3
11
12
110kV I段
11-1
12-2
10
10-1 21-1
10-2
110kV II段
22-2
11 21-3 #1主变
12 21-3 #2主变
51
52
单母分段接线
羊里、牛泉、上游、黄庄、大王、颜庄
8
汇 枣 I 线 11-3
11 11-1 #1主变
51
线变组
枣园
内桥接线方式及主变差动保护原理
内桥接线方式介绍
11-3
12-3
11-3
12-3
11
12
11
12
110kV I段
11-1
12-2
10
110kV I段
10-1 21-1
10
10-1 21-1
10-2
110kV II段
22-2
#1主变
#2主变
51
52
11-3
11 11-1 #1主变
51
12-3
12 12-2 #2主变
52
10
内桥接线方式及主变差动保护原理
内桥接线方式介绍
11-3
11 PT
71-1
11-1
10A
110kV I段
21-1
《变压器保护》PPT课件
2021/3/8
21
思考题
1、变压器有哪几种故障类型和不正常工作状态？ 2、什么是变压器保护的电量保护和非电量保护？ 3、500kV变压器一般有哪些特殊保护？
（1）过励磁保护是用来防止变压器突然甩负荷或因励磁系统因引起 过电压造成磁通密度剧增，引起铁芯及其他金属部分过热。
（2）500kV、220kV低阻抗保护。当变压器绕组和引出线发生相间短 路时作为差动保护的后备保护。
正常运行时投入，PT失压时，不停用
变压器220kV侧中性点不接地时，投入间隙保护 ，当一台主变运行时，停用间隙保护
正常运行时投入，PT失压时，停用110kV侧复压 方向过流Ⅰ段保护压板
正常运行时投入，PT失压时，不停用（负荷超过 50%时，申请停用），应立即处理PT失压
正常运容量为10 000kVA 及以下的变压器。对2000kVA以上的变压 器，当电流速断保护的灵敏性不能满足要 求时，也应装设纵差动保护。
2021/3/8
9
3、外部相间短路和接地短路时的后备保护
变压器的相间短路后备保护通常采用过电流 保护、低电压启动的过电流保护、复合电压启动 的过电流保护以及负序过电流保护等 [ 也有采用 阻抗保护（500kV特殊保护）作为后备保护的情 况]。
正常运行时投入
14 10kVⅡ段速断过流
正常运行时投入
15 差动、间隙及后备跳201开关Ⅰ 正常运行时投入
16 差动、间隙及后备跳201开关Ⅱ 正常运行时投入
17 差动、间隙及后备跳101开关、 正常运行时投入
跳014开关
18 重瓦斯保护：（功能压板） 变压器送电及正常运行时投入压板
19 瓦斯保护跳201开关Ⅰ、跳201开 正常运行时投入。当变压器加油、更换桂胶等，按
变压器差动保护PPT
I&d I&H' I&L'
I·H
·IH'
nTAH
正常运行或外部故障时，应使
Id 0
Id
nT
IH IL
Id
nTAL
I·L
·IL'
IH IL nTAH nTAL
TA变比选取原则
nTAL nTAH
nT
10
2.2.1 变压器纵差动保护的基本原理
I·H
·IH'
nTAH
内部故障时：
Id Ik
Id
1)各相绕组之间的相间短路； 2)单相绕组部分线匝之间的匝间短路； 3)单相绕组和铁心间绝缘损坏引起的接地短路。 (2)油箱外部故障 1)引出线的相间短路； 2)绝缘套管闪烁或破坏、引出线通过外壳
发生的单相接地短路。
4
2.1.1变压器故障和不正常运行状态
2.变压器异常运行状态 (1)外部相间短路引起的过电流； (2)外部接地短路引起的过电压； (3)负荷超过额定容量引起的过负荷； (4)漏油等原因引起的油面降低； (5)过励磁。
nT
判据： Id IH IL Iset
nTAL
Id
I set K I rel unbmax
I·L
·IL'
11
2.2.2 变压器差动保护的不平衡电流
一、稳态运行条件下的不平衡电流
正常运行或故障后已达稳态，差动电流 中只有工频分量；忽略变压器的励磁电流 (2～5%)
12
1. 三相电力变压器保护的接线 (1) Y/Y-12接线双绕组三相变压器
Y
负序分量：
IB2 IA2
IB2
IA2 IA2
IA2 IC2
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分侧差动：不能反映一侧各类故障。
大规程定义为分相差动（4.3.7.6条：为提高切除自耦变压器内部单相接地 短路故障的可靠性，可增设只接入高、中压侧和公共绕组回路电流互感器 的星形接线电流分相差动保护或零序差动保护。）
故障分量差动：零序分量、负序分量和变化量差动（可配置，不需整定）。
3、三角侧小区差动保护
三角侧小区差动保护无涌
3
流，不反应匝间故障。
变压器保护
中压侧
两种方案： 1、低压侧无总断路器：
分相差动＋分侧差动 2、低压侧有总断路器：
a、分相差动＋分侧差动 ＋低压侧小区差动 b、纵差保护＋分侧差动。
低压侧
新变压器保护配置图
2020/6/3
主变差动保护
8
*
500KV侧开关TA1
高中压侧接地故障 轻微故障
3
保护特点
有相位和幅值转 换，非单相涌流
无相位和幅值转换， 单相涌流
无涌流闭锁问题
灵敏度高
4
配置情况
与分相差动保护 任选其一
具备条件时，优先 采用。与纵差保护 任选其一
选配
各厂家自定
2020/6/3
主变差动保护
6
高压侧
1、高中压侧分相差动保护
高中压侧分相差动保护无
涌流，不反应匝间故障。
分侧差动和分相差动示意图
主变差动保护
5
变压器保护
各种差动保护比较表
序号 内 容
纵差保护
1 CT取法 各侧外附CT
分相差动保护
高中压侧外附CT和 低压侧三角内部套 管（绕组）CT
分侧差动保护 故障分量差动保护
高中压侧外附CT和 公共绕组CT
各侧外附CT
2
保护范围
各侧绕组及引线 各种故障
高中压侧引线及各 侧绕组各种故障
主变差动保护
变压器保护
500kV主变差动保护定义（5.1.1.1条）：
2）由变压器各侧电流构成，能反映变压器内部各种故障的差动保护有纵差保 护和分相差动保护。纵差保护是指由变压器各侧外附CT构成的差动保护， 该保护能反映变压器各侧的各类故障。分相差动保护是指将变压器的各相 绕组分别作为被保护对象，由每相绕组的各侧CT构成的差动保护，该保护 能反映变压器某一相各侧全部故障；低压侧小区差动保护是由低压侧三角 形两相绕组内部CT和一个反映两相绕组差电流的外附CT构成的差动保护。 本规范中分相差动保护是指由变压器高、中压侧外附CT和低压侧三角内部 套管（绕组）CT构成的差动保护。
500 kV
*
500KV侧开关TA2
变压器保护
220KV 35KV
220KV侧开关TA
*
用于差动保护1
35KV侧套管TA1
*
A
公共绕组套管TA *
*
X 35KV侧套管TA2
用于差动保护2
低压侧套管TA极性： 两套差动保护TA均应以母 线侧为极性端。
至另一相
至另一相
2020/6/3
主变差动保护
9
3）分侧差动保护是指将变压器的各侧绕组分别作为被保护对象，由各侧绕组 的首末端CT按相构成的差动保护，该保护不能反映变压器各侧绕组的全部 故障。本规范中高中压和公共绕组分侧差动保护指由自耦变压器高、中压 侧外附CT和公共绕组CT构成的差动保护。
20200kV主变差动保护定义（5.1.1条）： 纵差保护：能反映变压器各类故障的保护。
1
2、纵差保护
2
纵差保护有Y/△转换、反 应匝间故障，涌流采用按 相闭锁或一相闭锁三相。
变压器保护
中压侧
低压侧
传统变压器保护配置图
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主变差动保护
7
高压侧
1、分侧差动保护
分侧差动保护无涌流，不
反应匝间故障。
1
2、分相差动保护
2
分相差动无Y/△转换、反 应匝间故障，涌流采用按 相闭锁模式。
审定会：CT断线闭锁差动为有条件闭锁，即当“CT断线闭锁差动保护”控制 字置“1”时，CT断线后差动电流大于1.2 Ie时差动应出口跳闸。
2020/6/3
主变差动保护
4
变压器保护
2、分侧差动和分相差动的概念 分相差动 以铁心和绕组为参照物，各相独立。 分侧差动 以铁心为参照物，各侧绕组独立。
2020/6/3