变压器保护原理.doc
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1、-1.1 变压器比率制动式差动保护比率制动式差动保护是变压器的主保护,能反映变压器部相间短路故障、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: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 差动动作方程如下当 ; 当 (6-1-1)为差动电流,为差动最小动作电流整定值,为制动电流,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:= |(6-1-2)= | / 2 (6-1-3)1.1.1.1.2 对于三侧及以上数侧的差动:= | + + |
2、(6-1-4)= ma* |,|,| (6-1-5)式中:,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:= |(6-1-6)= | / 2 (6-1-7)式中:、分别为变压器高压侧、低压侧A分支和低压侧B分支电流互感器二次侧的电流。1.1.2 励磁涌流判别保护利用三相差动电流中的二次谐波分量作为励磁涌流闭锁判据。判别方程如下:(6-1-8)式中:为A,B,C三相差动电流中最大二次谐波电流,为二次谐波制动系数,为三相差动电流中最大基波电流。该判据闭锁方式为“或闭锁,即涌流满足(6-1-8)式,同时闭锁三相保护。1.1.3 比率制动式差动保护逻辑
3、图如图6-1-2所示:图6-1-2 差动保护逻辑图1.1.4 差流速断、差流越限保护逻辑图差流速断保护逻辑图如图6-1-3所示:图6-1-3 差流速断保护逻辑图当任一相差动电流大于差流速断整定值时瞬时动作于跳各侧断路器。差流越限保护逻辑图如图6-1-4所示:图6-1-4 差流越限保护逻辑图1.1.5 TA断线判别当三相电流都大于0.2倍的额定电流时,启动TA断线判别程序,满足以下条件认为TA断线:a本侧三相电流中至少一相电流不变;b最大相电流小于1.2倍的额定电流;c任意一相电流为零。1.2 过流保护变压器的中、低压侧发生区外故障时,由于后备保护装置直流电源故障而造成保护拒动时有发生,严重地威
4、胁变压器的平安运行和电网的稳定,为了防止这种情况的发生,变压器的中、低压侧各设一段过流保护,作为变压器的后备保护,该保护动作后作用于变压器各侧断路器。1.2.1 过流保护的逻辑图如图6-2-1所示:图6-2-1 过流保护的逻辑图1.3 相间后备保护复合电压过流保护,、段可带方向闭锁,由控制字选择,方向电压取本侧电压,方向元件带有记忆功能以消除近处三相短路时方向元件的死区。复合电压闭锁过流保护可取三侧复合电压,任一侧复合电压动作均可启动过流保护。该保护由复合电压元件、相间方向元件及三相过流元件“与构成。其中复合电压元件、相间方向元件可由软件控制字选择“投入或“退出,相间方向的指向也可由软件控制字
5、选择为指向变压器方向指向控制字整定为1,最大灵敏角为-45或为指向母线方向指向控制字整定为0,最大灵敏角为135。1.3.1 复合电压1.3.1.1 复合电压元件复合电压动作后提供两对触点,用于启动其它侧复合电压过流保护;同时也可以用其它侧的复合电压启动本侧的复合电压过流保护通过开入量)。 1.3.1.2 保护原理复合电压元件由负序电压和低电压两局部组成。负序电压反映系统的不对称故障,低电压反映系统对称故障。1.3.1.3 判据说明以下两个条件中任一条件满足时,复合电压元件动作。为负序电压整定值;为低电压整定值,U为三个线电压中最小的一个。1.3.1.4 复合电压的逻辑图如图6-3-1所示:图
6、6-3-1 复合电压逻辑图1.3.2 复合电压 (方向)过流保护1.3.2.1 判据说明1.3.2.1.1 过流元件过流元件接于电流互感器二次三相回路中,当任一相电流满足以下条件时,过流元件动作。为动作电流整定值。1.3.2.1.2 相间功率方向元件方向元件的软件算法采用90接线方式,动作判据为(以,为例): 灵敏角Re表示取向量的实部。1.4 接地后备保护对于110 kV及以上电压等级的变压器需要设置接地保护。对中性点直接接地运行的变压器,配置三段式零序方向过流保护。第一段和第二段均带方向,并各段方向元件可独立通过控制字投退,第三段不带方向(专用去零序联跳)。第一段和第二段均有两个时限,第三
7、段仅一个时限。本装置针对变压器中性点可能接地动行或不接地运行,对外部单相接地引起的过电流,及因失去接地中性点引起的电压升高,除配置上述零序方向过流保护外,还按情况设如下保护。a.对分级绝缘变压器,一般要求中性点装设放电间隙,则配反响零序电压和间隙放电电流的间隙零序保护。b对一些中性点尚未装设放电间隙的分级绝缘变压器,有的地方仍用零序联跳,保护先切除同一变电站中的不接地变压器,然后再跳开同一变电站中的中性点接地变压器。c.对全绝缘变压器,中性点不接地时设有一段零序电压保护,该保护动作后均跳主变各侧开关。对中、低压侧配置一段零序电压保护,用于单相接地故障时发告警信号。1.4.1 零序方向过流保护零
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- 变压器 保护 原理
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