主变保护讲义

2）中性点可能接地或不接地变压器的零序 保护
全绝缘变压器应装设零序电流保护和零序电压保护 先切除中性点直接接地运行的变压器，再切除中性点不直 接接地变压器 分级绝缘变压器 A。若中性点未装设放电间隙，故障时，先切除母联断路 器，再切除中性点不接地的变压器，然后切除中性点接地 的变压器 B。中性点装设放电间隙时，应装设零序电流保护作为变压 器中性点直接接地运行时的保护，并增设一套反应间隙放 电电流的零序电流保护和一套零序电压保护作为变压器不 接地运行的保护。零序电压保护作为间隙放电电流的零序 电流保护的后备保护。 为什么零序电压的定值设为180V?
1）中性点直接接地变压器设臵的零序电流
中性点直接接地变压器设臵的零序电流保护是整个电 网接地保护组成的一部分，主要作为母线和相邻线路 主保护的后备，同时也对变压器内部接地故障起后备 作用。 中性点直接接地变压器的零序电流保护及整定原则： 设臵两段式零序电流保护，每段均有两个时限，并以 较短的一段时限动作于缩小故障影响范围(例如双母线 系统动作于断开母联断路器)，以较长的时限有选择性 地动作于断开变压器各侧断路器
（二）变压器差动保护

它用以保护变压器内部、套管 及 引出线上的各种短路 故障，为实现这一保护，需要在变压器两侧装设电流 互感器TA1和TA2， 并按环流法连接。保证在正常负荷 情况下或外部短路故障时，通过继电器的电流为两侧 电流 之差，当保护范围内发生故障时，通过继电器的 电流为两侧电 流之和。保护动作瞬时断开两侧的断路 器QF1和QF2，保护的范围为TA1和TA2之间一次回路 各电气元件。
二、线路保护的配置
（1）高频保护 光纤保护 （2）距离保护 三段式距离保护（接地距离、相间距离） （3）零序过流保护 四段式零序保护 （4）重合闸
三、距离保护
（1）距离保护的定义： 以距离测量元件为基础构成的保护装置，其动作取决 于本地测量参数和被保护区段参数的比较结果。因线路阻 抗与输电线路长度成正比，而得名为距离保护。 （2）距离保护保护范围及时限特性 距离保护 I 段保护范围为被保护线路全长的80％～85％ 第II段保护范围和下一线路保护定值配合，范围为被保 护线路全长及下一线路全长的30％～40％ 第III段保护范围包括本线路及下一线路全长甚至更远 （为后备保护） 动作时限按阶梯原则整定 距离I段为什么只保护线路全长80％～85％？
三段式阻抗继电器的构成
用正序电压作极化量 工作电压： U OP U IZ SET 极化电压： U U P 1 动作方程： U o
90 arg
OP
相间阻抗继电器：
UP
90
o
U OP U - I Z SET U P U 1
接地阻抗继电器：
U OP U I K 3 I 0 Z SET U P U 1
Y/△－11变压器两侧电流互感器接线及相量图
变压器的不平衡电流




变压器正常运行时由励磁电流引起的不平衡电流 变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流 电流互感器实际选用变比与计算变比不同产生的不 平衡电流 变压器两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电 流 变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流
继电保护及二次设备的
基本概念
一、二次设备的划分原则

一次设备是指直接参加发、输、配电的系 统中使用的电气设备，如变压器、断路器、 CT、PT、等；
二次设备是指对一次设备进行监测、控制、 保护的电气设备，如测量仪表、保护装置、 自动装置等。

一、变压器保护
（一）变压器保护的配臵
(1)针对变压器内部的各种短路及油面下降应装设瓦斯保护，其中轻瓦斯瞬 时动作于信号，重瓦斯瞬时动作于断开各侧断路器。 (2)应装设反应变压器绕组和引出线的多相短路及绕组匝间短路的纵联差动 保护或电流速断保护作为主保护，瞬时动作于断开各侧断路器。 (3)对由外部相间短路引起的变压器过电流，根据变压器容量和运行情况的 不同以及对变压器灵敏度的要求不同，可采用过电流保护、复合电压起动 的过电流保护、负序电流和单相式低电压起动的过电流保护或阻抗保护作 为后备保护，带时限动作于跳闸。 (4)对110kV及以上中性点直接接地的电力网，应根据变压器中性点接地运 行的具体情况和变压器的绝缘情况装设零序电流保护和零序电压保护，带 时限动作于跳闸。 (5)为防御长时间的过负荷对设备的损坏，应根据可能的过负荷情况装设过 负荷保护，带时限动作于信号。 (6)对变压器温度升高和冷却系统的故障，应按变压器标准的规定，装设作 用于信号或动作 于跳闸的装臵。
变压器励磁涌流的特点
当变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时，将可能出 现很大的励磁涌流。 (1)励磁涌流数值大。变压器空载投入时，其励磁涌流峰值可 达变压器额定电流的6～8倍以上。对于较小容量的变压器倍 数较大，大容量的倍数较小。 (2)励磁涌流中含有大量的高次谐波分量，并在最初瞬间波形 完全偏于时间轴一侧。涌流的 波形为尖顶波并以二次谐波为 主。具有衰减慢的特点。(二次谐波制动） (3)励磁涌流有明显的间断角，可达80度以上。差动保护为了 躲过励磁涌流影响，要充分利用涌流间断角这一特征。（鉴 别波形间断角原理） (4)励磁涌流衰减时间与电力系统的时间常数有关。对于小容 量的变压器，它衰减较快；对于大容量变压器，它衰减较慢。
励磁涌流波形
带负荷测试


带负荷测试要求 在继电器保护校验条例中明确规定，凡新装或一、二 次电流回路经过变动的变压器差动保护 在正式投入运 行前，必须测绘电流相量图。在判明电流极性、相位 完全正确后，才允许将保护装臵正式投入运行，以防 止接线错误和回路断线等原因造成保护误动作。 相位表测试法 将相位表电压线圈固定接入某线电压(例如 Uab)，电 流绕组依次通入电流 IA、IB、IC读取电流、电压的相 角差 φ1、φ2、 φ3，绘制相量图
首先是起动元件（电流变化量起动、零序过流元件起动）不 动作，同时满足下列条件之一 a.三相电压向量和大于8V，保护不起动，延时1.25秒发TV断 线异常信号； b.三相电压向量和小于8V，正序电压小于33V,采用母线TV， 则延时1.25秒发TV断线异常信号； c.三相电压向量和小于8V，正序电压小于33V,采用线路TV， 则当任一相有流或TWJ不动作时，延时1.25秒发TV断线异 常信号。
• 振荡闭锁只闭锁距离保护Ⅰ、Ⅱ段，距离Ⅲ段相对独立，不 受振荡闭锁。如果阻抗继电器Ⅰ、Ⅱ段在振荡时不会误动应 尽量不经振荡闭锁控制。 • 对上述①的短路实行短时（160ms）开放保护的原则，以防 止区外短路引起振荡时距离保护误动。 • 对上述②－④的短路，振荡闭锁应能重新开放保护。 • 当短路已消失，振荡已停息后振荡闭锁应复归。 起动元件连续7秒不动作整个保护复归。
（四）变压器的阻抗保护
主要是作为相邻母线及引出线保护的后备，并用于消除 断路器与电流互感器之间差动保护的死区。 原理：阻抗保护是用低阻抗继电器测量故障点与保护安 装处之间的阻抗值，即保护安装处电压与电流的比值。 将测量阻抗与保护安装处至保护区末端之间的整定阻抗 值进行比较，测量阻抗大于整定阻抗时，保护不动作； 而小于整定阻抗时，则保护装臵动作，故称低阻抗保护。 ＃主要作为相邻元件的后备保护 ＃PT断线闭锁装臵防止保护误动
（五）变压器的过电流保护


防御差动保护范围外的相间短路引起变压器过电流， 并以带时 限切除故障的保护装臵，也作为差动保护的 备用保护，可作为相邻元件保护的后备及变压器 故障 的后备保护。 复合电压启动的过电流保护 由三个电流继电器、一个负序电压继电器和一个低电 压继电器构成。
复合电压的概念？
（六）变压器的零序保护
（4）振荡闭锁
1.对振荡闭锁的要求 • 在系统振荡（含全相振荡和非全相振荡）时，将距离 保护闭锁。 • 在下述短路情况下开放距离保护 ①正常运行下的第一次短路。 ②区外短路后紧接着发生区内短路。 ③振荡中发生区内短路。 ④非全相运行中，运行相发生短路。 • 所以振荡闭锁应区分短路和振荡。
2.对振荡闭锁的总的考虑
（3）交流电压断线（TV断线）
1.什么时候会出现TV断线？ (1) TV二次侧熔断器一相或两相甚至三相熔断；或PT空气 开关跳开造成电压回路断线失压 （2）交流电压回路接线松动 （3）电压切换回路故障，未能将母线电压切换进装置 （4）保护装置交流采样插件（AC插件) 故障，采样异常。
2.保护如何判断TV断线
断线时，保护如何处理？
（1）发TV断线异常信号 （2）闭锁距离保护 为防止区外故障时，造成保护误动，退出距离保护， 自动投入TV断线相过流和TV断线零序过流保护。 （3）退出方向保护，保护不经方向元件控制。 （4）退出高频距离和高频零序保护。 （5）三相电压正常后，延时10秒TV断线信号复归。




二、220KV线路保护
220kV线路保护装置
3×3键盘
运 行 TV 断线 充 电
通道异常
RCS-9**
超高压线路成套快速保护装置
跳 A 跳 B 跳 C 重合闸
确认 区号 取消
汉字显示器
信号复归
液晶对比度调整
调试通讯口
模拟量输入
硬件部分
DC
AC
LPF
CPU
RX
COM
RX TX
OPT1

（七）变压器的过励磁保护


相对于额定值的电压升高和频率降低将导致变压器铁 芯的严重饱和，并且伴随产生过量的涡流损耗，将使 铁芯和周围的金属附件发热、绝缘老化，甚至损伤变 压器。 过励磁保护构成 1。过励磁电流五次谐波制动方式 2。反应电压频率比 U/f 的保护方式
变压器保护相关回路






Leabharlann 各侧跳闸回路 母差跳闸回路 启动失灵回路 联跳母联 联跳分段 联跳电容 闭锁有载调压 与备自投装臵相关回路 低周减载装臵 故障录波回路 安稳装臵 三相不一致回路 电压切换回路