变压器比率差动保护原理PPT课件
变压器继电保护差动优秀课件
2020/10/24
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保护装置外部转换
2020/10/24
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保护装置内部转换
I
Y A
1
Y
侧
I
Y C
1
I
Y B
1
I
A
1
△
侧
不同 相
I
B
1
I
C
1
一次电流
I A ( I A I B ) / 3
I B ( I B I C ) / 3
I C ( I C I A ) / 3
主变Y侧 主变△侧不变换
若取 KTA IT.n 5
IY T.n
,
I T.n
则：变压器Y侧，电流为 35 A
变压器 侧，电流为 5A
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一、变压器差动保护的原理
1.内部故障时 设变压器两侧额定电流分别为
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IrI2 － I2 K 1TA I1－ I1 Iunb
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1.3相位补偿后，电流互感器变比的选择
特点：1、含有大量非周期分量，曲线偏向 时间轴一侧 。波形不对称
2、大量高次谐波。二次谐波为主 3、具有间断角
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6
采用速饱和变流器
电磁式差动继电器 变流器：差动电流不直接流入继电器线圈， 经变流器滤除电流中非周期分量
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K
Wd
W2
KD
7
波形不对称原理
微机保护可以识别差动电流的正负半周是否对称，当电流波形严重不 对称时判为励磁涌流情况，闭锁差动保护。
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Y侧
UY T.n
115KV,
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
变压器比率差动保护
（2）区外故障切除时的误动 区外故障被切除时，流过变压器的电流突然减小
到额定负荷电流之下。在此暂态过程中，由于电流中 自由分量的存在，使两侧差动TA二次电流之间的相位 短时（40~60ms）发生了变化，在差动元件中产生差流 。两侧差动TA的暂态特性相差越大，差流值越大，持 续的时间就越长。又由于流过变压器的电流较小，差 动元件的制动电流较小；当差动元件拐点电流整定得 过大时，差动元件处于无制动状态。此时，若初始动 作电流定值偏小，保护容易误动。
四、怎样提高差动保护的可靠性
为提高纵差保护的动作可靠性，应作好以下工作：
（1）严防TA二次回路接触不良或开路 在保护装置安装调试之后，或变压器大修后投运之前
，应仔细检查TA二次回路，拧紧二次回路中各接线端子 的螺丝，且螺丝上应有弹簧垫或防震片。 （2）严格执行反措要求
所有差动TA二次回路只能有一个公共接地点；且该接 地点应在保护盘上。
动作区
Iset
0
Ie
0.5 非动作区
Ir
差动保护的基本原理(9)
差动保护的动作特性分析（2）
拐点电流的设置
Icd
拐点电流一般设
置为变压器的额定 电流的（0.8-1）倍
Iset
0
从特性图上可以看出，当制动电流 小于拐点电流时，差动保护的门槛 值是固定的，当制动电流大于拐点 电流时差动保护的动作门槛是变动 的，它随制动电流的增大而增大！
（5）合理的整定值 在对变压器纵差保护各元件的定值进行整定时，
应根据变压器的容量、结构、在系统中的位置及系统 的特点，合理而灵活地选择定值，以确保保护的动作 灵敏度及可靠性。
完毕 谢谢！
华北油田公司水电厂
差动电流I +i i+
《变压器的差动保护》PPT课件
精选PPT
6
变压器差动保护其差动回路中的不平衡电流大，必须采取措施躲开不 平衡电流或设法减小不平衡电流的影响。
（一）变压器励磁涌流的特点及减小其对纵差保护影响的措施 1励磁涌流的产生及特点 变压器的励磁电流只通过变压器的原边线圈，它通过电流互感 器进入差动回路形成不平衡电流，在正常运行情况下，其值很小， 一般不超过变压器额定电流3％～5％。当发生外部短路时，由于 电压降压，励磁电流更小，因此这些情况下对差动保护的影响一 般可以不考虑。 当变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复过程中，由于变压 器铁心中的磁通量的突变，使铁心瞬间饱和，这时将出现数值很大的励磁 电流，可达5～10倍的额定电流，称为励磁涌流。此电流通过差动回路，如 不采取措施，纵差动保护将会误动作
精选PPT
7
QF1
TA1 K1
TA2 QF2
KD
Iop
变压器励磁电流形成的不平衡电流
精可达额定电流的5一10倍。 (2)含有大量非周期分量和高次谐波分量，且随时间衰减。 在起始瞬间，励磁涌流衰减的速度很快，对于一般的中小型 变压器，经0.5～1秒后，其值不超过额定电流的0.25～0.5倍 ，大型变压器励磁涌流的衰减速度较慢，衰减到上述值要2～ 3s，即变压器的容量越大，衰减越慢，完全衰减需要十几秒 时间 （3）其波形有间断角，
将要饱和，电流互感器饱和时将产生各种高次谐波，其中包含二次 谐波分量。而变压器差动保护的涌流闭锁功能，目前大部分采用二 次谐波闭锁，当电流互感器饱和时，电流中的二次谐波分量将会使 差动保护闭锁，不能动作出口。这时，只能靠差动速断保护动作出 口，因为涌流闭锁不闭锁速断。因此，变压器差动保护中要设置速 断保护。 • 根据差动速断保护的特点，要求差动速断保护满足以下两点要求： • （1）动作电流应能躲过最大励磁涌流电流。 • （2）区内发生最大短路电流故障时，应有足够的灵敏度（一般这 种故障都是发生在高压套管引线上）。
差动保护和比例差动保护原理(含图)
1.比率差动是差动电流和制动电流的制约，要考虑到励磁涌流的影响；2.差流速断是当差流过定值后不考虑制动电流直接出口跳闸，在整定时就躲过励磁涌流。
3.变压器在正常负荷状态下，差动保护的最小动作电流大于额定电流下流入差动回路的不平衡电流，保护不会误动。
随着外部短路电流的增大，电流互感器可能饱和，误差随之增大，不平衡电流也就不断增大。
为防止差动保护误动作，引入比率差动保护。
其能可靠地躲过外部故障时的不平衡差动电流。
1.差动速断保护反映变压器内部或引出线严重短路故障，任一相电流大于整定值，保护跳闸并发信号，其动作方程为：Id>I1式中，Id为短路电流，I1差动保护定值。
Ih为高压侧电流，Il为低压侧电流TAP=（VWDG2×CT2×C）/（VWDG1×CT1）式中：VWDG1为高压侧线电压；VWDG2为低压侧线电压；CT1为高压侧CT变比；CT2为低压侧CT变比。
当相位调整选择“退”时，为外部接线补偿，C=3。
差动电流的计算方法为：Id=|Ih+ Il*TAP| ,其中Idh、Idl都为矢量。
制动电流的计算方法为：Ir= Imax |Ih、Il*TAP|。
（表示选择其中最大相）当相位调整选择“投”时，为内部软件补偿，。
C=1单加高压侧形成的差动电流的计算方法为：Idh=Ih线/3；单加低压侧形成的差动电流的计算方法为：Idl=Il*TAP；高压侧和低压侧同时施加，各相差动电流的计算方法为：Id=|Idh +Idl| ,其中Idh、Idl都为矢量。
高压侧和低压侧同时施加，各相制动电流的计算方法为：Ir=Imax |Idh、Idl|。
差动速断保护原理逻辑图如下：图6-1 差动速断保护原理逻辑图2.比率差动保护变压器在正常负荷状态下，差动保护的最小动作电流大于额定电流下流入差动回路的不平衡电流，保护不会误动。
随着外部短路电流的增大，电流互感器可能饱和，误差随之增大，不平衡电流也就不断增大。
变压器差动保护ppt课件
IA2 I0 IB2 I0 IC2 I0
22
1. 三相电力变压器保护的接线 (2) Y/Δ-11接线两绕组三相变压器
常规变压器保护接线 Y
方式：
I
Y A1
I
Y B1
I
A1
nTAY
nTA
I
Y A1
I
Y B1
Ia
Ib
nTAY
nTA
nTA nTAY
一次额定电流为150～5000A。
nTA nT 难以完全满足造成。
nTAY
3
设变压器星形侧一次电流IY为，TA的变比为nTA
三角侧一次电流I为 ，TA的变比为nTA
对于Y/d-11变压器：
Iunb
I 3 I nTA nTA
(1
nTAnT ) I 3 3nTA nTA
2电力变压器保护
1
2.1 变变压压器器的保故护—障—类主型要和内不容 正常 工作状态
2.2 变压器的纵差动保护 2.3 变压器相间短路的后备保护 2.4 变压器接地短路的后备保护
变压器保护
2.1 变压器的故障类型和 不正常工作状态
3
2.1.1变压器故障和不正常运行状态
1.变压器故障 (1)油箱内部故障
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。
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
变压器保护原理
1.1变压器比率制动式差动保护比率制动式差动保护就是变压器的主保护,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。
变压器保护装置最多可实现四侧差动,动作特性图如图6-1-1所示:I 制制制制制 r es)r es.0op.制制制制制 o p )I图6-1-1 比率差动保护动作特性图1.1.1 比率差动原理1.1.1.1 差动动作方程如下0.op op I I >当 0.res res I I < ;()0.res res 0.op op S I -I I I +> 当 0.res res I I > (6-1-1)op I 为差动电流,0.op I 为差动最小动作电流整定值,res I 为制动电流,0.res I 为最小制动电流整定值,S 为比率制动系数整定值,各侧电流的方向都以指向变压器为正方向。
1.1.1.1.1 对于两侧差动:op I = |21I I &&+| (6-1-2) res I = |21I I &&-| / 2(6-1-3)1.1.1.1.2 对于三侧及以上数侧的差动:op I = | 1I & +2I & +…+ k I & | (6-1-4)res I = max{ |1I &|,|2I &|,…,|k I &| }(6-1-5)式中:4K 3<<,1I &,2I &,…k I &分别为变压器各侧电流互感器二次侧的电流。
1.1.1.1.3 对于无电源低压侧带分支的两圈变差动:op I = |321I I I &&&++|(6-1-6) res I = |321I I I &&&--| / 2(6-1-7)式中:1I &、2I &、3I &分别为变压器高压侧、低压侧A 分支与低压侧B 分支电流互感器二次侧的电流。
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△侧： Ia＇=Ia Ib＇=Ib Ic＇=Ic
IA’、IB’、IC’为Y侧调整后的电流 Ia’、Ib’、Ic’为△侧调整后的电流
变压器比率差动保护原理
• 差流的计算
正常情况下,差流为零;故障情况下,形成新的电流支路, 平衡关系被打破，产生差流
不考虑TA传变误差和TA饱和,不需要制动
n
Id Ii i1
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
第9页
变压器比率差动保护原理
• 动作特性曲线
Id
Icdsd
速断区
动
Ir1 Ir2
Ir
.
变压器比率差动保护原理
以PCS978为例，探讨三相比率差动和单相比率差动的实验方法 （以500kV蝶岭站#4主变参数为计算基础）
• 南瑞继保RCS-978补差原理
装置采用Δ->Y变化调整差流平衡 Y0侧： IA’= (IA-Io)； IB’= (IB-Io)； IC’ = (IC-Io)
IA’、IB’、IC’为Y侧调整后的电流 Ia’、Ib’、Ic’为△侧调整后的电流
变压器比率差动保护原理
• 国电南自PST-1200补差原理
△侧： Ia＇=Ia Ib＇=Ib Ic＇=Ic
.
Id Icdsd
速断区
动作区
k3 制动区
Icdqd k1
k2
Ir1 Ir2
Ir
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IA IB IC IN
IA1
Ia1
In Ic Ib Ia
变压器比率差动保护原理
• 深南瑞PRS-778补偿原理
装置选用变压器Y→△形侧校正的原理
△侧： Ia＇=Ia Ib＇=Ib Ic＇=Ic
IA’、IB’、IC’为Y侧调整后的电流 Ia’、Ib’、Ic’为△侧调整后的电流
变压器比率差动保护原理
变压器比率差动保护原理
继保自动化二班
变压器比率差动保护原理
• 常规差动保护理论基础
基尔霍夫电流定律 :对于任一集中参数电路中的任一闭合面，在任 一时刻，通过该闭合面的所有支路电流的代数和等于零。
关键词:集中参数电路,闭合面,同一时刻,所有支路,代数和
I1
集中参数电路
In
I2
...
n
I（i t） 0
i 1
变压器比率差动保护原理
• 主变差动保护的应用
变压器纵差不是基于基尔霍夫电流定律的 变压器纵差是基于功率平衡反映各侧电流的平衡关系
变压器比率差动保护原理
以Y/Δ11变压器为例来探讨二次电流关系
1、正常运行时保护装置采集到 的电流大小和相位 2、软件补偿计算
变压器比率差动保护原理
分析下图中流入保护装置中的电流大 小和相位：