变压器保护装置原理PPT课件

（PST-1202 RCS-978)220kV变变 压压 器器 微机保微机保 护护 讲课提纲一、变压器纵差保护1、相位补偿传统的模拟量保护中：Y,d11连接的变压器，高压绕组Y连接，TA二次绕组连接；变压器低压绕组连接，TA二次绕组Y连接。现在的微机保护中：不管变压器高低压绕组怎样的连接方式，两侧TA都是Y连接，两侧二次电流的相位差是由软件来补偿的。如Y,d11对应两侧线电流相位差300，见图。从原理上来说：方法一：将高压侧（Y侧）线电流向低压侧（侧）线电流逆时针转过300；方法二：将低压侧（侧）线电流向高压侧（Y侧）线电流顺时针转过300。国电南自变压器保护装置PST-1202采用方法一；南京南瑞变压器保护装置RCS-978采用方法二。相位补偿方法 PST-1202：Y侧 侧补偿，见向量图。由软件按下式可求得用作差动计算的三相电流：由向量图可见：与 同相，实现了相位补偿。3/)(.bhahAH3/)(.chbhBH3/)(.ahchCH AH.al.相位补偿方法RCS-978：侧 Y侧补偿，见向量图。由软件按下式可求得用作差动计算的三相电流：由向量图可见：与 同相，实现了相位补偿。3/)(.clalAL3/)(.alblBL3/)(.blclCLAL.ah.问题一问题一 YN,d11的变压器，当高压侧区外发生单相接地故障时，RCS-978差动保护有没有可能误动？分析原因。解决方法：南瑞RCS-978高压侧采用：0.AAH0.BBH 0.cCH问题二问题二 YN,d11的变压器，对RCS-978在高压侧加单相电流进行差动速断定值（12A）校验时，电流从A进X出是否可以？应注意什么？解决方法：A进B出，使 3I0=0。消除零序电流对校验的影响。实际校验的是A、B两相的差动速断定值。问题三问题三 YN,d11的变压器高压侧区外发生单相接地故障时，PST-1202有没有同样的问题？没有。因为在高压侧进行相位补偿已去掉了 IO。差动速断、门槛值校验只需要加A进X出就可以了。此时校验的是不是A相的差动速断定值和差动门槛值？2、比率制动式差动保护比率制动式差动保护概念的引入：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值就高，如果发生匝间短路，离中性点较近的单相接地短路，就不能灵敏动作。作图分析：比率制动式差动保护的动作电流是随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，又能保证内部故障外部短路不误动，又能保证内部故障有较高的灵敏度。有较高的灵敏度。（1）和差式比率制动的差动保护原理如果以流入变压器的电流方向为正方向，即流入为正，流出为负。那么差动电流 为：Id=|Ih+Il|为了使区外故障时获得最大制动作用，区内故障时制动作用最小，则制动电流为：Ir=|Ih I l|/2分析：区外故障时：Ih I l Id=0（最小等于TA饱和产生的不平衡电流）；Ir=I l（最大）区内故障时：Ih I l Ir=0（最小）；Id=2I l（最大）保护动作，灵敏度较高。此时虽然Ir最小值，但不为零，即区内故障时仍带有一定的制动量。比率制动特性由于电流补偿存在一定误差，在正常运行时Id仍有少量的不平衡电流Iunb。所以差动保护动作必须使Id大于一个起动电流Id.st，差动保护的第一判据是：Id Id.st按比率制动的比率系数概念，差动继电器在区外故障时，动作电流随短路电流按比率增大，所以差动保护的第二判据是：|Id|/|Ir|Kr D比率制动特性：（2）影响比率制动式差动保护的动作特性的因素影响比率制动式差动保护的动作特性的因素有三个，即：差动门槛；拐点电流；比率制动系数。作图分析：差动门槛值提高：拐点电流减少：比率制动系数增加：分析以上三种情况可得：差动保护动作区减少，灵敏度降低；躲区外故障不平衡电流的能力增加，误动可能性降低。反之灵敏度增加；误动可能性增加。PST-1202比率制动式差动保护的动作特性：动作方程：Icdd Icd （Izdd Izd）Icdd-IcdK1(Izdd-Izd)（IzdIzdd3 Izd）Icdd Icd-K12 IzdK2(Izdd-3Izd)（Izdd3 Izd）Icdd=|+|，Izdd=max(|,|)Izd比率制动第一拐点电流，软件设为高压侧二次额定电流。K1、K2为比率制动系数，K10.5，K20.7。动作特性见图：.1.1.2.2RCS-978比率制动式差动保护的动作特性动作方程：Id0.2Ir+Icdqd Ir0.5 IeIdKb1(Ir-0.5Ie)+0.1 Ie+Icdqd 0.5 IeIr6IeId0.75(Ir-6Ie)+Kb1(5.5Ie)+0.1 Ie+Icdqd Ir6IeIr=Id=|Kb1、Kb2为比率制动系数，K10.2，K20.5，K30.75。动作特性见图：21mii1|mii1问题四：问题四：PST-1202、RCS-978比率制动式差动保护的动作特性为什么用三折线？区外严重故障时，两侧TA严重饱和，特性差异大，差回路中不平衡电流增加快，采用二折线有可能误动。作图分析。采用三折线躲差回路中不平衡电流的能力增加，区外严重故障时不至于误动。3、励磁涌流闭锁元件（1）励磁涌流产生的原因和特点：磁链守恒定律：线圈中的磁链不能突变。电压与磁通的相位关系：电压超前磁通900；或磁通滞后电压900。分析：设u=Um sint,m sin(t-900)空载合闸瞬间 u=0，m，保持磁链守恒，感应直流分量：m此时变压器铁心中的总磁通：可见：经过半周（0.01S），出现磁通的最大值为2 m。作波形图分析：励磁电流与磁通的关系磁化曲线分析：励磁电流与磁通的关系，分析励磁涌流产生的原因。由于磁路的深度饱和，产生2 m所需要的励磁电流很大很大。这就是励磁涌流产生的原因。励磁涌流的特点：大量的二次、三次谐波；波形不对称；间断角。励磁涌流的衰减：励磁涌流的判别（2）二次谐波制动：利用差流中的二次谐波含量来识别励磁涌流。PST-1202：I2XB2Id1RCS-978：I2K2xbIdI3K3xbId二次谐波制动系数一般取0.15；三次谐波制动系数一般取0.2。满足以上条件，判断为励磁涌流引起的差流，闭锁差动保护。（3）波形对称原理：利用波形对称原理来识别励磁涌流。作图分析波形对称与不对称情况下，it 与i(t+T/2)的关系。比较|iti(t+T/2)|和|iti(t+T/2)|的大小。it，i(t+T/2)0;it 0，i(t+T/2)K5Id满足判据判过励磁引起的差流，闭锁差动保护。通常当过励磁倍数1.4时，不再闭锁差动保护。5、差动速断元件为什么要用差动速断保护？在区内严重故障TA饱和时，TA二次电流的波形将发生严重畸变，其中含有大量的谐波分量，从而使励磁涌流判别元件，误判励磁涌流，致使差动保护拒动或延缓动作，严重损坏变压器。所以采用差动速断元件，不管差流的波形及谐波分量的大小，只要差流的有效值超过定值，保护迅速动作，快速跳开变压器各侧开关，切除变压器。差动速断判据：Id Isd(差动速断定值)Isd一般取（48）IN。二、复合电压闭锁方向过流保护1、复合电压闭锁元件复合电压闭锁元件是利用正序低电压和负序过电压反映系统故障。复合电压闭锁元件起动判椐是：线电压Uab 负序电压定值。低电压和负序电压超过定值都可以起动过流保护，是或的逻辑关系。2、复合电压方向过流保护控制字的含义：接线方式：PST-1202为900接线电压、电流UabIc,UbcIa,UcaIb取自本侧的TV和TA。，RCS-978为00接线电压、电流Ua Ia,Ub Ib,Uc Ic取自本侧的TV和TA。，动 作 特 性PST-1202动作特性：（方向指向变压器时）RCS-978动作特性：（方向指向变压器时）问题五 为什么要采用其他侧的复压元件来开放高压侧的复压闭锁过流保护？思考：如果故障发生在低压侧TA与断路器之间，会出现什么问题？低后备动作跳开低压侧断路器，故障还在，需要高后备切除，但此时高压侧电压下降不到低电压定值，复压过流保护被闭锁，不会动作。所以可采用低压侧复压来开放过流保护。三、变压器零序方向过流保护控制字的含义：PST-1202、RCS-978动作特性：（方向指向变压器）电压为110kV及以上的变压器，在大电流接地系统应设置反应接地故障的零序电流保护。三圈变压器其零序电流应带方向，组成零序方向保护。零序电流零序电流可取自中性点TA二次，或由本侧TA二次三相电流自产。零序电压零序电压取自本侧TV三次（开口三角），或由本侧TV二次三相电压自产。微机保护装置都用自产3I0 和3U0。四、变压器中性点间隙保护1、间隙保护的作用：是保护中性点不接地变压器中性点绝缘安全的。在变压器中性点对地之间安装一个击穿间隙，在变压器不接地运行时，若某个原因变压器中性点对地电位升高到不允许程度时，间隙击穿，保护变压器中性点绝缘不被击穿。2、保护间隙保护接线：五、变压器过负荷保护五、变压器过负荷保护变压器过负荷保护：一般取B相电流。段用于发告警信号；段用于启动风扇冷却器；段用于闭锁有载调压。六、变压器的非电量保护六、变压器的非电量保护1、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。轻瓦斯：动作于信号。重瓦斯：动作于切除变压器。与差动保护比较：匝间短路。可靠性措施；密封，加装防雨罩。2、压力保护：与瓦斯保护基本相同。动作于切除变压器。3、油温及油位保护：动作于告警信号。4、冷却器全停保护：动作后立即告警，经长延时切除变压器。