主变保护基本原理
主变保护原理及调试方法
主变保护原理及调试方法主变保护是电力系统中最重要的保护之一，主要用于保护主变电站及其上下级设备的安全稳定运行。
主变保护的原理是在保证主变电站稳定运行的基础上，对主变及其连接线路的故障进行快速鉴别和切除，以防止更广泛的故障扩展。
调试主变保护的方法主要有以下三个方面：一、检查主变保护装置的配置和设置1.确认主变保护装置的型号和版本，检查是否与设计要求一致；2.检查主变保护装置的通信设置，包括通信接口、通信地址等是否正确；3.检查主变保护装置的保护定值设置，包括过流保护定值、间歇动作时间、时间限制定值等是否合理；4.检查主变保护装置的故障录波设置，确保能够记录故障发生前的电流、电压等信息。
二、进行保护信号的测试和验证1.对主变保护的各个元件进行测试，包括电压互感器、电流互感器、保护开关等，确保信号的正确输出；2.对保护信号进行验证，与实际电网数据进行对比，确保保护装置能够正确鉴别故障；3.对主变保护的各个功能进行测试，包括过流保护、差动保护、方向保护、欠频保护等，确保各功能齐全且工作正常。
三、进行系统联动和自动化测试1.对主变保护与其他保护装置进行联动测试，包括电网侧保护、变压器侧保护等，确保保护装置之间的协调动作；2.对自动化功能进行测试，包括自动重合闸、自动调压、自动开关等，确保自动化功能正常工作；3.进行应急停电和恢复供电测试，模拟实际故障情况，验证保护装置的响应速度和过程控制能力。
除了上述方法，还应注意以下几个调试要点：1.检查保护回路的接线和接地，确保保护信号传输的可靠性；2.定期对保护装置进行校准和维护，保证其工作的可靠性和准确性；3.在调试过程中，注意保护装置的动作记录和故障录波分析，找出问题所在，并进行相应调整；4.保护设置要符合实际运行情况，对于特殊情况或系统变动，要及时调整保护定值；5.保持与设备厂家和运维人员的沟通交流，及时了解新技术和装置。
总之，主变保护的调试是一个复杂而细致的过程，需要运用多种方法和手段来保证保护装置的正确配置和可靠性。
主变保护原理逻辑图
PST-1200主变保护原理一、差动保护1(SOFT-CD1)原理图二、差动保护2(SOFT-CD2)原理图错误！未指定主题。
三、过负荷保护原理错误！未指定主题。
四、失灵保护启动回路原理图错误！未指定主题。
五、相间阻抗保护原理图错误！未指定主题。
六、接地阻抗保护原理图错误！未指定主题。
七、复合电压闭锁（方向）过流保护原理图（以高压侧为例）错误！未指定主题。
八、复合电压闭锁过流保护原理图（以高压侧为例）错误！未指定主题。
九、零序（方向）过流保护原理图错误！未指定主题。
十、零序过流保护原理图错误！未指定主题。
十一、间隙零序保护原理图错误！未指定主题。
十二、中性点过流保护本保护反应变压器中性点电流，仅作为自藕变压器的后备保护。
本保护包括以下元件：中性点过流元件，动作判据为：Izxd>Iz；其中：Izxd为中性点电流，取自本侧中性点TA；Iz为中性点过流的电流定值十三、非全相保护本保护检测断路器位置节点，同时判零序电流，保护动作出口仅跳本侧开关或变压器各侧开关.本保护仅适用于分相跳闸的断路器。
本保护包括以下元件：1) 过流元件，动作判据为：3I0>I fqx；I2>I2dz；其中：3I0为三相电流I a,I b,I c在软件中合成的零序电流，3I0=I a+I b+I c；I2为负序电流；I fqx为零序过流的电流定值；I2dz为负序过流的电流定值；2) 断路器位置节点检测元件错误！未指定主题。
非全相保护原理图。
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
主变保护的原理和调试
2、输入接点检查
在液晶主界面的数字量显示的子菜单, 对屏上"投差动保护"压板进行投退试验, 检查液晶上对应的开关量是否由"0"→"1", 同样进行别的开入实验如：置检修状态 等.
3、整组实验
• 差动速断保护：投入差动保护压板,在 变压器保护定值中整定差动速断"的控制 字为"1",比率差动控制字为"0",根据逻辑 框图的条件加量进行实验
•在保护屏端子上加入额定电压及额定电流,在面板液晶 上显示保护的采样值与实际加入量应相等,其误差应小 于±5% .
2、输入接点检查
在装置液晶的子菜单,按照液晶上显示 的顺序逐个进行屏上投退压板的断开和 连通,检查液晶上对应的开关量是否变位.
3、整组实验
• 复合电压闭锁<方向>过流保护：投入 复合电压闭锁〔方向过流保护压板,在后 备保护定值单中整定复合电压闭锁过流 保护的控制字为"1",
• 检测零序〔方向过流保护的各段动作时间
• 不接地零序保护,投入不接地零序保护压板, 在后备保护定值单中整定间隙零序过流保护、 零序过电压保护的控制字为"1",加入PT开口三 角零序电压和间隙零序电流I0g
• 间隙零序过流保护：检测间隙零序过流保 护的电流定值和动作时间时间.
• 过负荷、启动风冷、过载闭锁有载调压
4、开关传动试验 投入后备保护出口跳闸压板,模拟相应故障.进行开关传动试验. 5、变压器带负荷试验
变压器空投成功带负荷运行后,在保护状态菜单中查看 保护的采样值及相位关系等是否正确.
谢谢！
知识回顾 Knowledge Review
• 在满足复合电压的条件下,检测保沪 的过流定值.误差应在5%范围以内.
主变差动保护的基本原理
主变差动保护的基本原理主变差动保护是一种用于保护电力系统主变压器的重要保护装置。
它通过检测主变两侧电流的差值，判断主变压器是否发生故障，并根据判断结果进行相应的保护动作。
主变差动保护具有灵敏、可靠、快速等特点，是保护主变压器安全运行的主要手段之一。
主变差动保护的基本原理如下：1.差动电流原理：主变差动保护是基于差动电流原理工作的。
在正常情况下，主变两侧的电流应当是相等的，即差动电流为零。
而当主变发生故障时，例如短路、接地等，主变两侧的电流就会发生不平衡，即出现差动电流。
2.电流传感器：主变差动保护装置通过电流传感器获取主变两侧的电流信息，这些电流传感器通常是电流互感器。
主变差动保护通常使用两个电流传感器，分别连接到主变两侧的线路上。
3.电流比较：主变差动保护对两侧电流进行比较，以判断是否发生故障。
通常，差动保护器会对两侧电流进行相位和幅值的比较。
如果主变两侧电流相等，没有差动电流，差动保护器则认为主变正常；而如果主变两侧电流不相等，存在差动电流，差动保护器则判断主变发生故障。
4.差动保护动作：当差动保护器判断主变发生故障时，它会触发保护动作，以隔离故障点并保护主变。
差动保护器的保护动作通常通过输出一个或多个触发信号来实现，触发信号可以用来操作断路器、闸刀等设备。
5.可靠性增强技术：为了提高主变差动保护的可靠性，常常采用一些增强技术。
例如，差动保护器可以通过设置延时、滞后等功能来抑制瞬时故障误动作。
此外，还可以使用同步电流补偿、零序电流补偿等技术来提高保护的精度和可靠性。
总结起来，主变差动保护通过检测主变两侧电流的差异，来判断主变是否发生故障，并触发相应的保护动作。
它具有灵敏、可靠的特点，是保护主变压器运行安全的重要手段之一。
同时，通过采用增强技术，可以进一步提高保护的可靠性和精度。
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。
主变差动保护原理
主变差动保护原理
主变差动保护是电力系统中常见的一种保护方式，其原理是通过对主变压器两侧的电流进行比较，来实现对主变压器及其附属设备的保护。
主变差动保护的设计和应用对于电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
首先，主变差动保护的原理是基于主变压器两侧电流的差值来实现的。
当主变压器两侧的电流差值超过设定的阈值时，保护动作，从而实现对主变压器及其附属设备的保护。
这种保护方式可以有效地检测主变压器及其附属设备的故障，保证电力系统的安全运行。
其次，主变差动保护的原理是基于比较主变压器两侧电流的大小和相位来实现的。
通过对主变压器两侧电流进行采样和比较，可以判断主变压器及其附属设备是否存在故障。
当主变压器两侧电流的差值超过设定的阈值，或者两侧电流的相位差超过设定的范围时，保护动作，实现对主变压器及其附属设备的保护。
此外，主变差动保护的原理还包括对主变压器两侧电流的滤波和校正。
为了准确地实现对主变压器及其附属设备的保护，需要对主变压器两侧电流进行滤波和校正处理，以消除电流采样中的噪声和误差，确保保护动作的准确性和可靠性。
总的来说，主变差动保护的原理是基于对主变压器两侧电流的比较和判断来实现的，通过对电流大小和相位的比较，可以实现对主变压器及其附属设备的保护。
在实际应用中，主变差动保护需要结合电力系统的实际情况进行设计和调整，以确保保护动作的准确性和可靠性，从而保障电力系统的安全稳定运行。
主变保护的原理及调试
主变保护的原理及调试主变保护是电力系统中关键的保护之一，它主要用于对主变压器进行保护，以防止主变压器由于外界故障或内部故障引起的损坏。
主变保护主要包括差动保护、过流保护和继电保护。
1.差动保护：差动保护是主变保护的最主要的保护方式。
它基于主变压器两侧电流的差值来判断是否有故障发生。
差动保护装置通过将主变压器两侧的电流进行比较，如果两侧电流之差超过设定值，就会判定为故障，从而触发保护动作。
差动保护装置一般由差动电流继电器和判据继电器组成。
差动电流继电器通过测量主变压器两侧电流来判断是否有故障，而判据继电器用来对差动电流继电器的输出信号进行判别，并进行相应的动作信号输出。
2.过流保护：过流保护是为了防止主变压器由于过电流引起的损坏。
过流保护一般采用了方向性元件来判别过电流的方向，从而确定保护方向。
过流保护装置通过测量主变压器的电流，并与设定的电流值进行比较。
如果测量到的电流超过设定值，就判定为过电流，触发保护动作。
过流保护装置一般由过流继电器和方向继电器组成，过流继电器进行电流测量和保护判别，方向继电器用于判断过电流的方向。
3.继电保护：继电保护用于检测主变压器的各种参数是否在正常范围内，如温度、压力、流量等。
继电保护装置一般由继电器和传感器组成，传感器用于检测各种参数，继电器用于进行保护判别并输出保护信号。
1.校验设备：首先需要校验主变保护装置和相关设备的准确性和完好性。
包括校验差动电流继电器和过流继电器的准确性，以及校验方向继电器和传感器的准确性。
2.参数设置：根据实际情况，设置差动保护和过流保护的参数，包括差动电流继电器的设定值、过流继电器的设定值和方向继电器的设置。
3.动作测试：对主变保护系统进行动作测试，以测试保护装置的可靠性和动作速度。
动作测试可以通过人工模拟故障来实现，如短路和过电流。
4.定期检查：需要定期对主变保护系统进行检查，包括对差动电流继电器和过流继电器的检查，以及传感器的检查。
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15 2018/5/8
变压器比率差动保护
动作特性曲线
Id
速断区
Icdsd
动作区 k2 k3 制动区
Icdqd
k1
Ir1
变压器保护基本原理
Ir2
16
Ir
2018/5/8
变压器比率差动保护
励磁涌流特征
尖脉冲，偏向时间轴一侧，不对称
波形不连续，有间断角
含有丰富的谐波分量
变压器保护基本原理
6 2018/5/8
差动保护基本原理
I1
变压器纵差基本原理
（包括：比率差动、差动速断、 采样值差动）
基于变压器原理 理想变压器：U1*I1=U2*I2 即：I1*n+I2=0 n为一次和二次绕组匝数比 反应的是能量的平衡 平衡系数和匝数比、TA变比有 关
I2 U1 U2
Y/Δ-11转换示例
矢量图 差流计算（已乘了平衡系数）
Ida=（Iha-Ihb）+Ila Idb=（Ihb-Ihc）+IБайду номын сангаасb Idc=（Ihc-Iha）+Ilc
Iha-Ihb Iha
Ila
30
Ilb Ihb-Ihc
注意：差流放大了 3倍 差流、制动电流定值都要相应放 大 3倍
Ihc
电力变压器的结构
铁芯、绕组、外壳、油箱、油、套管、引线、冷却器 有载调压
变压器的绕组接线图（普通变、自耦变）
变压器保护基本原理
2 2018/5/8
变压器保护概述
变压器的常见故障
油箱内：相间短路、接地短路、匝间短路等 油箱外：套管和引出线上发生相间短路和接地短路
变压器的不正常运行状态
外部相间短路引起的过电流 外部接地短路引起的过电流和中性点过电压 由于负荷超载引起的过负荷 由于漏油等原因引起的油面下降
变压器保护基本原理
3
2018/5/8
差动保护基本原理
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
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
变压器保护基本原理
5 2018/5/8
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 变压器纵差不是基于基尔霍夫电流定律的 差动保护反映的是电流的平衡关系
采样值差动
采样值与稳态量的区别：
Id
采样值差动是微机保护特有 的一种差动保护。它将传统 的相量转变为各采样点（瞬 时值）的比率差动，并依靠 多点重复判断来保证可靠性。
理论基础与常规差动相同 R取S规则 模糊区
变压器保护基本原理
20
Ir
2018/5/8
采样值差动保护
采样值差动本身具备识别励磁涌流和外部故障TA饱和的 能力，不需要另外附加励磁涌流闭锁判据。
Ilc
Ihc-Iha
Ihb
变压器保护基本原理
12
2018/5/8
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 3 倍 以高压侧为基准，其他侧平衡系数计算公式： I U * KTAi K phi K 2nH K 1ni , K 1或 3 I 2ni U1nH * KTAH 例如：某变压器Ｙ/Ｙ/ Δ-12-12-11接线，高、中、低压侧额 定电压220kV、110kV、10kV，TA变比：600/1、 1000/1、2000/1，则高、中、低压侧平衡系数分别为： 1、0.833、0.262
二次谐波定值、波形不对称定值越小躲励磁涌 流能力越强，保护越不容易动作
变压器保护基本原理
18 2018/5/8
比率差动保护
励磁涌流制动原理二：波形识别
故障时，有如下表达式成立： S Kb * S
S 为 式中：
（4-3）
2
I i I
i
' 为波形不对称系数。 I i 为差流导数前半波某一点的数值， I
变压器保护基本原理
9
2018/5/8
变压器差动保护
变压器零序、分侧差动保护的特点
不怕励磁涌流 不需Y/Δ转换 各侧平衡系数只与TA变比有关，与电压等级无关 有载调压不会引起不平衡电流 零差：可反映单相接地短路，不反映相间短路 分侧差动：可反映相间、接地短路，不反映匝间短路
13 2018/5/8
变压器保护基本原理
变压器差动保护
差动速断保护
在纵差保护区内发生严重故障时，快速切除故障
不经励磁涌流闭锁，靠定值躲
不经TA断线闭锁 区外故障TA严重饱和时，经TA饱和闭锁
变压器保护基本原理
14
2018/5/8
变压器差动保护
比率差动保护
经励磁涌流闭锁：二次谐波、波形识别 经TA断线闭锁，可选择： 闭锁 不闭锁 小电流闭锁，大电流不闭锁 区外故障TA轻微饱和，可利用比率制动特性制动 区外故障TA严重饱和时，设专门的TA饱和闭锁元件：利用制动电 流与差动电流表现的时序一致性来判别是否饱和 故障：差流和制动电流突变量同时出现 TA饱和：先出现制动电流突变量，几毫秒后出现差流
其数据窗小于一个周波，故可快速切除绝大多数非轻微 的变压器相间及接地故障。
它的设置主要是为一般的非轻微变压器内部故障提供一 个“速动段”，有助于消除二次谐波判据带来的长延时 影响。
变压器保护基本原理
21 2018/5/8
零序差动保护
零序比差各侧的零序电流均由各侧三相绕组自产得到
I0d
动作区 k0 I0 cdqd 0.5Ie
I1
集中参数电路 In I2
i 1
4
n
t） I （ 0 i
...
变压器保护基本原理
2018/5/8
差动保护基本原理
常规差流的计算
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
Id
I
i 1
n
i
主变保护基本原理
主讲：江卫良
深圳南瑞科技有限公司
2018/5/8
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
变压器保护基本原理
1 2018/5/8
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
变压器保护基本原理
22
制动区 I0r
2018/5/8
变压器其他保护
过激磁保护
复合电压闭锁方向过流保护 阻抗保护 零序过流保护 间隙保护
非全相保护
非电量保护
变压器保护基本原理
23
2018/5/8
演示完毕，谢谢！
变压器保护基本原理
24
2018/5/8
T 2
S 为I i I i T 的半波积分值； k b 的半波积分值，
i T 2
为差流导数后半波对应点的数值。
一般整定为0.1～0.2之间，一般推荐取0.12。
波形不对称定值Kb越小躲励磁涌流能力越强，保护越不容易动作
变压器保护基本原理
19
2018/5/8
采样值差动保护
n:1
变压器保护基本原理
7
2018/5/8
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
变压器保护基本原理
8
2018/5/8
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
变压器保护基本原理
10
2018/5/8
变压器差动保护
Y-Δ转换原理
为什么要进行Y-Δ转换 Y-> Δ和Δ -> Y的区别
对涌流制动特性的影响 消除零序电流
Iha Ihb Ihc
PRS-778采用Y-> Δ转 换
Ila Ilb Ilc
变压器保护基本原理
11
2018/5/8
变压器差动保护
变压器保护基本原理
17
2018/5/8
比率差动保护
励磁涌流制动原理一:二次谐波复合制动
对/接线变压器，差流反映形接线侧两相电流相量 差,故当差流二次谐波未能制动时，可进一步用两个相 电流中的二次谐波进行制动，这就大大提高了涌流制 动的可靠性。 采用涌流复合制动逻辑：在变压器无故障时采用“或” 逻辑制动方式可靠地避开涌流，空投于故障变压器时 自动转换为分相制动方式。