1、主變保護配置與調(diào)試主變保護配置與調(diào)試國網(wǎng)技術(shù)學院國網(wǎng)技術(shù)學院 林桂華林桂華2011.5.16PRS-778微機變壓器成套保護裝置一、裝置簡介一、裝置簡介二、裝置硬件及輔助功能概述二、裝置硬件及輔助功能概述三、裝置的使用、調(diào)試及投運三、裝置的使用、調(diào)試及投運四、主保護原理及調(diào)試四、主保護原理及調(diào)試五、后備保護原理及調(diào)試五、后備保護原理及調(diào)試裝置簡介裝置簡介n PRS-778裝置適用于500kV及以下各種電壓等級的變壓器保護。n PRS-778裝置集成了一臺變壓器的全套電量保護，可滿足各種電壓等級變壓器雙套主、后備保護完全獨立配置的要求。n 滿足變電站綜合自動化系統(tǒng)的要求。硬件及輔助功能裝置正視圖

2、硬件及輔助功能裝置正視圖裝置的使用、調(diào)試及投運裝置的使用、調(diào)試及投運菜單界面操作說明裝置的使用、調(diào)試及投運裝置的使用、調(diào)試及投運菜單界面操作說明裝置的使用、調(diào)試及投運裝置的使用、調(diào)試及投運菜單界面操作說明裝置的使用、調(diào)試及投運裝置的使用、調(diào)試及投運菜單界面操作說明裝置的使用、調(diào)試及投運裝置的使用、調(diào)試及投運菜單界面操作說明裝置的保護原理裝置的保護原理o 主保護配置主保護配置n 差動速斷保護n 比率差動保護n 采樣值差動保護n 突變量比率差動n 零序比率差動保護（主要針對自耦變）裝置的保護原理裝置的保護原理o 主保護輔助功能主保護輔助功能n 差流越限告警n TA斷線告警及閉鎖差動保護n TA飽和

3、閉鎖差動保護保護原理保護原理差動保護基本原理差動保護基本原理o 常規(guī)差動保護理論基礎(chǔ)常規(guī)差動保護理論基礎(chǔ)n基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律 :對于任一集中參數(shù)電路中的任一閉合面，在任對于任一集中參數(shù)電路中的任一閉合面，在任一時刻，通過該閉合面的所有支路電流的代數(shù)和等于零。一時刻，通過該閉合面的所有支路電流的代數(shù)和等于零。 n關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:集中參數(shù)電路集中參數(shù)電路,閉合面閉合面, 同一時刻同一時刻, 所有支路所有支路, 代數(shù)和代數(shù)和集中參數(shù)電路I1I2.In01）（tInii保護原理保護原理差動保護基本原理差動保護基本原理o 常規(guī)差流的計算常規(guī)差流的計算n 正常運行或區(qū)外故障情況下正常運行或區(qū)外

4、故障情況下,差流為零差流為零;區(qū)內(nèi)故障情況下區(qū)內(nèi)故障情況下,形成新的電流支路形成新的電流支路,平衡關(guān)系被打破，產(chǎn)生差流。平衡關(guān)系被打破，產(chǎn)生差流。n 實際應用中實際應用中,需要考慮需要考慮TA傳變誤差、傳變誤差、TA飽和、穿越電飽和、穿越電流等因素的影響流等因素的影響, 使用帶比率制動的差動保護。使用帶比率制動的差動保護。niiIId1保護原理保護原理比率差動保護動作方程比率差動保護動作方程比率差動保護的動作方程如下比率差動保護的動作方程如下: :式中： Id為差動電流；Ir為制動電流；Icdqd為比率差動的起動電流； K1、K2、K3分別為第一、第二段和第三段比率斜率，K1 K2 K3；Ir

5、1和Ir2分別為第一與第二段折點和第二與第三段折點對應的制動電流，Ir1 和和 - Y目的目的o 相位校正o 消除零序電流nPRS-778采用采用Y- 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 本裝置要求變壓器各側(cè)本裝置要求變壓器各側(cè)TATA均按均按 形形接線，并要求各側(cè)接線，并要求各側(cè)TATA均按相同極性接入，均按相同極性接入，即各側(cè)電流均以流入（或流出）變壓器即各側(cè)電流均以流入（或流出）變壓器為正方向。裝置內(nèi)部對變壓器為正方向。裝置內(nèi)部對變壓器 形側(cè)的形側(cè)的電流進行相位校正。電流進行相位校正。TA二次側(cè)電流的 Y 轉(zhuǎn)換示意圖保護原理保護原理差動保護基本原理差動保護基本原理o Y/-11轉(zhuǎn)換n矢量圖矢量圖n差流計算（已乘了

6、平衡系數(shù)）差流計算（已乘了平衡系數(shù)）Ida=（Iha-Ihb）+IlaIra=(|Iha-Ihb|+|Ila|) /2Idb=（Ihb-Ihc）+IlbIdc=（Ihc-Iha）+Ilcn注意：差流放大了注意：差流放大了 倍倍n差流、制動電流定值都要相應放大差流、制動電流定值都要相應放大 倍倍IhaIhbIhcIlaIlbIlcIha-IhbIhb-Ihc30Ihc-Iha33保護原理保護原理差動保護基本原理差動保護基本原理o各側(cè)平衡系數(shù)計算示例各側(cè)平衡系數(shù)計算示例n變壓器各側(cè)一次額定電流n變壓器各側(cè)二次額定電流n各側(cè)TA平衡系數(shù)n以高壓側(cè)為基準，其他側(cè)平衡系數(shù)計算公式：31,*1122或KK

7、UKUKIIKKTAHnHTAinininHphi？保護原理保護原理差動保護基本原理差動保護基本原理o各側(cè)平衡系數(shù)計算示例各側(cè)平衡系數(shù)計算示例n和電壓等級成正比，和和電壓等級成正比，和TA變比成正比變比成正比n和二次額定電流成反比和二次額定電流成反比n和變壓器容量無關(guān)和變壓器容量無關(guān)n由于采用由于采用Y-轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換， 側(cè)要放側(cè)要放大大 倍倍n以高壓側(cè)為基準，其他側(cè)平衡系數(shù)計算公式：以高壓側(cè)為基準，其他側(cè)平衡系數(shù)計算公式：n例如：某變壓器例如：某變壓器/ -12-12-11接線，高、中、低壓側(cè)額定電壓接線，高、中、低壓側(cè)額定電壓220kV、110kV、10kV，TA變比：變比：600/1、100

8、0/1、2000/1，則高、中、低壓側(cè)，則高、中、低壓側(cè)平衡系數(shù)分別為：平衡系數(shù)分別為： 1、0.833、0.262331,*1122或KKUKUKIIKKTAHnHTAinininHphi保護原理保護原理差動保護基本原理差動保護基本原理o 裝置內(nèi)部自動裝置內(nèi)部自動TATA系數(shù)調(diào)整系數(shù)調(diào)整 本裝置對變壓器各側(cè)TA進行調(diào)整時無需整定，只需要將系統(tǒng)的一次參數(shù)輸入（變壓器銘牌最大額定容量、各側(cè)一次額定電壓、各側(cè)TA變比），裝置即可根據(jù)參數(shù)自動計算各側(cè)TA調(diào)整系數(shù)。裝置菜單中可直接查看各側(cè)的TA調(diào)節(jié)系數(shù)。Y電流相位補償方法電流相位補償方法(南瑞繼保南瑞繼保978)o 由Y相位補償方法：在軟件中將側(cè)電流

9、做一個反相序的兩相電流之差。為求得零序電流的平衡，將Y側(cè)電流減去零序電流。 側(cè) Y側(cè)3/ )(3/ )(3/ )(bcCabBcaAIIIIIIIIIYYcYCYYbYBYYaYAIIIIIIIII000o 采用Y相位補償?shù)姆椒ǎ捎赮側(cè)沒有進行兩相電流差的計算，變壓器空載合閘時各相有涌流時其特征都很明顯。有涌流時閉鎖保護更加可靠。可以完成涌流判據(jù)的分相制動，在空投變壓器于故障時，在不考慮零序電流有涌流的情況下（大量試驗說明零序涌流遠小于最大相涌流），故障相涌流很小，可以做到故障相快跳。試驗表明，空投在故障變壓器上保護動作時間小于40mS。Y電流相位補償方法電流相位補償方法(南瑞繼保南瑞繼保9

10、78)保護原理保護原理勵磁涌流制動勵磁涌流制動o 變壓器差動保護主要難點變壓器差動保護主要難點n 正常空投或電壓恢復不要誤動n 空投于故障變壓器快速正確動作n 鑒別涌流及閉鎖差動邏輯保護原理保護原理勵磁涌流制動勵磁涌流制動o 二次諧波（用到最多）二次諧波（用到最多）o 波形識別波形識別o 另外還有另外還有 間斷角、采樣值差動等間斷角、采樣值差動等stxbndIKI12222TiibTiiIIKII保護原理勵磁涌流制動o 閉鎖差動邏輯閉鎖差動邏輯o “或”邏輯制動-常規(guī)一相涌流制動三相差動。缺點：不能保證在空投于故障變壓器時快速切除故障缺點：不能保證在空投于故障變壓器時快速切除故障 原因：原因：

11、 由于采用三相由于采用三相或或邏輯制動方式，會出現(xiàn)空投于邏輯制動方式，會出現(xiàn)空投于故障變壓器時非故障相閉鎖故障相的現(xiàn)象，導致變壓器故障變壓器時非故障相閉鎖故障相的現(xiàn)象，導致變壓器保護延時動作。保護延時動作。 優(yōu)點：正常空投或外部故障切除電壓恢復過程中差動保護優(yōu)點：正常空投或外部故障切除電壓恢復過程中差動保護不會誤動。不會誤動。 保護原理保護原理勵磁涌流制動勵磁涌流制動o 閉鎖差動邏輯閉鎖差動邏輯o “與與”邏輯制動邏輯制動常規(guī)常規(guī)分相制動即本相涌流制動本相差動分相制動即本相涌流制動本相差動缺點：當出現(xiàn)對稱涌流時缺點：當出現(xiàn)對稱涌流時“與與”閉鎖方式差動保護會誤動。閉鎖方式差動保護會誤動。原因：

12、對稱涌流二次諧波含量少原因：對稱涌流二次諧波含量少優(yōu)點：空投于故障變壓器時差動保護動作速度快。優(yōu)點：空投于故障變壓器時差動保護動作速度快。 保護原理保護原理勵磁涌流制動勵磁涌流制動o勵磁涌流制動原理一勵磁涌流制動原理一:二次諧波復合制動（深圳南瑞）二次諧波復合制動（深圳南瑞）n對/接線變壓器，差流反映形接線側(cè)兩相電流相量差。變壓器在形接線側(cè)空投時，單相電流中較強的涌流特征（二次諧波含量或間斷角）在兩相電流相減后，差流中的涌流特征可能減弱。n差流的涌流特征不能代表勵磁涌流特征。差流的涌流特征不能代表勵磁涌流特征。n從差流提取二次諧波分量實現(xiàn)制動的傳統(tǒng)方法可能失效，必要情從差流提取二次諧波分量實現(xiàn)

13、制動的傳統(tǒng)方法可能失效，必要情況下必須采用原始電流進行涌流特征判斷。況下必須采用原始電流進行涌流特征判斷。nPRS-778裝置變壓器側(cè)的TA也按形接入，故當差流二次諧波未能制動時，可進一步用兩個相電流中的二次諧波進行制動，提高了涌流制動的可靠性。保護原理保護原理勵磁涌流制動勵磁涌流制動o 勵磁涌流制動原理一勵磁涌流制動原理一:二次諧波復合制動（深圳南瑞）二次諧波復合制動（深圳南瑞）n 變壓器正常運行時采用變壓器正常運行時采用“或或”閉鎖方式閉鎖方式( (任一相差流涌任一相差流涌流制動，閉鎖三相比率制動保護流制動，閉鎖三相比率制動保護) )，利用計算差流時要，利用計算差流時要進行進行Y/Y/轉(zhuǎn)換

14、，根據(jù)故障電流在差流中的分布及反映，轉(zhuǎn)換，根據(jù)故障電流在差流中的分布及反映，在可靠確認差流為故障電流時自動轉(zhuǎn)為在可靠確認差流為故障電流時自動轉(zhuǎn)為“與與“閉鎖方式閉鎖方式制動邏輯（分相制動邏輯），該方式稱為復合制動邏輯。制動邏輯（分相制動邏輯），該方式稱為復合制動邏輯。 n 二次諧波定值越小躲勵磁涌流能力越強，保護越不容易二次諧波定值越小躲勵磁涌流能力越強，保護越不容易動作動作 保護原理保護原理勵磁涌流制動勵磁涌流制動o 勵磁涌流制動原理二：波形識別勵磁涌流制動原理二：波形識別n 故障時，差流基本上是工頻正弦波，而勵磁涌流時，有故障時，差流基本上是工頻正弦波，而勵磁涌流時，有大量的諧波分量存在，

15、波形發(fā)生畸變、間斷和不對稱。大量的諧波分量存在，波形發(fā)生畸變、間斷和不對稱。可以利用算法識別出這種畸變，即可識別出勵磁涌流。可以利用算法識別出這種畸變，即可識別出勵磁涌流。保護原理保護原理勵磁涌流制動勵磁涌流制動o 勵磁涌流制動原理二：波形識別勵磁涌流制動原理二：波形識別n 故障時，有如下表達式成立：故障時，有如下表達式成立： 式中：式中： 為為 的半波積分值，的半波積分值， 為為 的半波積分值；的半波積分值； 為波形不對稱系數(shù)。為波形不對稱系數(shù)。 為差流導數(shù)前半波某一點的數(shù)為差流導數(shù)前半波某一點的數(shù)值，值， 為差流導數(shù)后半波對應點的數(shù)值。為差流導數(shù)后半波對應點的數(shù)值。一般整定為一般整定為0.

16、1-0.2之間，一般推薦取之間，一般推薦取0.12。 n 波形不對稱定值波形不對稱定值Kb越小躲勵磁涌流能力越強，保護越越小躲勵磁涌流能力越強，保護越不容易動作不容易動作 。SKSb*S2TiiIIS2TiiIIbkiI2TiI勵磁涌流案例 事故簡述：事故簡述： 某某220kV變電站變電站1號主變投運一年后進行常規(guī)檢號主變投運一年后進行常規(guī)檢修。該主變?yōu)樾蕖Ｔ撝髯優(yōu)?80MVA容量的自耦變壓器，配備了雙重化主變微容量的自耦變壓器，配備了雙重化主變微機保護（其中一套為二次諧波制動原理的比率制動，另一套為波機保護（其中一套為二次諧波制動原理的比率制動，另一套為波形對稱制動原理的比率制動差動保護）。

17、主變復投合閘送電時，形對稱制動原理的比率制動差動保護）。主變復投合閘送電時，兩套差動保護同時出口跳閘。兩套差動保護同時出口跳閘。 主變系主變系A(chǔ)BB公司生產(chǎn)的公司生產(chǎn)的180MVA自耦變壓器，型號為：自耦變壓器，型號為：QSFPSZ9-180MVA/220kV；額定容量為；額定容量為180/180/90/40MVA;額定電壓：額定電壓：220*（+10，-6）*1.25%/118/37.5,接線組別：接線組別：YN，a0，yn0，d11；三；三側(cè)差動保護用側(cè)差動保護用TA：220kV側(cè)側(cè)1200/5，110kV側(cè)側(cè)1200/5,35kV側(cè)側(cè)2000/5o 記錄裝置信號指示燈：包括動作燈、告警燈

18、及運行燈狀態(tài)。o 記錄裝置主界面動作信息。o 記錄功能壓板狀態(tài)。o 進入“打印” “事件記錄”菜單，打印事件記錄。o 進入“打印” “錄波記錄”菜單，打印當前故障錄波波形。注：請在事故原因未明確前不要立即進行保護邏輯試驗。事故處理工作流程A、B兩相差流兩相差流為明顯的勵磁涌為明顯的勵磁涌流波形流波形C相差流為第一相差流為第一周波為對稱周波，周波為對稱周波，后續(xù)波形明顯含后續(xù)波形明顯含有諧波，經(jīng)分析，有諧波，經(jīng)分析，其諧波含量最高其諧波含量最高值為值為14%（二（二次諧波制動系數(shù)次諧波制動系數(shù)為為0.15）勵磁涌流案例第一周波為第一周波為對稱波形，對稱波形，波形對稱判波形對稱判據(jù)滿足，保據(jù)滿足，

19、保護出口護出口諧波最高諧波最高含量為含量為14%，第二套保第二套保護出口護出口o 二次諧波含量的計算采用全波傅里葉算法，二次諧波計算精度是有一定誤差的，主要與所選取的數(shù)據(jù)窗口有關(guān)o 在兩相電流相減后，差流中的涌流特征可能減弱，單純考慮差流中的二次諧波可能導致保護誤動o 措施：1、短時投入交叉閉鎖邏輯(三取一或三取二邏輯) 2、設(shè)置兩套定值（空投時適當提高差動保護定值、適當降低二次諧波閉鎖定值，主變沖擊正常后，帶負荷前在啟用正常保護定值）勵磁涌流案例保護原理保護原理差動保護配置差動保護配置o 穩(wěn)態(tài)差動保護由差動速斷保護和比率差動保護組穩(wěn)態(tài)差動保護由差動速斷保護和比率差動保護組成。成。n差動速斷保

20、護段作為差動保護范圍內(nèi)嚴重故障的保護，TA斷線不閉鎖該保護。n比率差動動作特性采用三折線。o 采樣值差動。采樣值差動。o 突變量比率差動突變量比率差動o TATA飽和判據(jù)飽和判據(jù)保護原理保護原理差動速斷保護差動速斷保護o 差動速斷保護差動速斷保護n“波形畸變”或“諧波分量”判別需要時間，在縱差保護區(qū)內(nèi)發(fā)生嚴重故障時，差動速斷保護能快速切除故障n不經(jīng)勵磁涌流閉鎖，靠定值躲n不經(jīng)TA斷線閉鎖n區(qū)外故障TA嚴重飽和時，經(jīng)TA飽和閉鎖常用變壓器差動保護的測試方案 o 國內(nèi)的主要微機型測試儀有三路電流和六路電流兩種。國內(nèi)的主要微機型測試儀有三路電流和六路電流兩種。六路電流一般是專為做差動而設(shè)計，測試時接

21、線、設(shè)置六路電流一般是專為做差動而設(shè)計，測試時接線、設(shè)置都比較簡單，可以同時檢測兩側(cè)三相。都比較簡單，可以同時檢測兩側(cè)三相。o 但是大部分測試儀只能夠提供三路電流，只能分相進行但是大部分測試儀只能夠提供三路電流，只能分相進行檢測，而且在測試過程中還要防止其它相的誤動作，接檢測，而且在測試過程中還要防止其它相的誤動作，接線、設(shè)置較為復雜。線、設(shè)置較為復雜。o 介紹介紹Y0， Y0，d11接線組別的三卷變差動保護裝置接線組別的三卷變差動保護裝置的測試方法。的測試方法。 o 定值設(shè)置：定值設(shè)置：“比率差動保護投退比率差動保護投退”控制字為控制字為“1”，“TA斷線閉鎖差動斷線閉鎖差動”控制字為控制字

22、為“0”。“差動速斷保護差動速斷保護投退投退”控制字為控制字為“0”變壓器差動保護的測試步驟-高對中測試選定一個制動選定一個制動電流，計算對電流，計算對應差動電流應差動電流根據(jù)比率制動方程根據(jù)比率制動方程得到在高、中壓側(cè)所加得到在高、中壓側(cè)所加電流得理論值電流得理論值I1、I2（I1、I2互差互差180度）度）固定固定I1，調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)I2大小，大小，找到比率制動保護的臨找到比率制動保護的臨界動作點，記錄實際界動作點，記錄實際I1、I2）根據(jù)根據(jù)Id 、Ir的計算的計算公式算出公式算出實際實際Id 、Ir采取相同步驟，再采取相同步驟，再取一點取一點Ir，重復上，重復上述步驟，在得到一述步驟，在得

23、到一點，計算斜率點，計算斜率星星星兩側(cè)測試星兩側(cè)測試o不論差動保護內(nèi)部采用何種算法，高、中壓側(cè)都必然采取相同的不論差動保護內(nèi)部采用何種算法，高、中壓側(cè)都必然采取相同的算法，故對星算法，故對星-星兩側(cè)測試時不需要加入補償電流，其試驗接線如星兩側(cè)測試時不需要加入補償電流，其試驗接線如下：測試儀下：測試儀“Ia”接保護裝置高壓側(cè)（接保護裝置高壓側(cè)（Y側(cè)）電流輸入端子，電流側(cè)）電流輸入端子，電流從從A相極性端進入，非極性端流出；測試儀相極性端進入，非極性端流出；測試儀“Ib” 接保護裝置中接保護裝置中壓側(cè)（壓側(cè)（Y側(cè)）電流輸入端子，電流從側(cè)）電流輸入端子，電流從A相極性端進入，非極性端流相極性端進入，

24、非極性端流出；將保護的動作接點接入測試儀的開入接點出；將保護的動作接點接入測試儀的開入接點A 注意：在計注意：在計算中壓側(cè)算中壓側(cè)I2時不能時不能忘記除平衡忘記除平衡系數(shù)系數(shù)o 分相測試接線表（星分相測試接線表（星-星兩側(cè)）星兩側(cè)）測試項目高壓側(cè)IA高壓側(cè)IB高壓側(cè)IC中壓側(cè)Ia中壓側(cè)Ib中壓側(cè)IcA相差動測試測試儀Ia測試儀IbB相差動測試測試儀Ia測試儀IbC相差動測試測試儀Ia測試儀Ib注：高、中壓側(cè)的非極性端短接在一起接回測試儀的In Y內(nèi)轉(zhuǎn)角差動保護的測試 o 令星側(cè)為令星側(cè)為I I側(cè)，角側(cè)為側(cè)，角側(cè)為IIIIII側(cè)，如在側(cè)，如在側(cè)側(cè)A A相加入電流相加入電流I1I1 1100180

25、AabBbcCcaIIIIIIIIIIIo 在在側(cè)側(cè)A A相加入電流相加入電流I2I2，使，使K KL L* *I2=I1,I2=I1,則有則有21=18000AaLBb cCcIIKIIIIIIo C C相差流不為零，大于差動保護，因而影響相差流不為零，大于差動保護，因而影響A A相測試結(jié)果相測試結(jié)果解決方法o 在在側(cè)側(cè)C相加入補償電流。補償電流應與相加入補償電流。補償電流應與側(cè)的側(cè)的C相電相電流相一致，滿足裝置流相一致，滿足裝置C相差動電流為相差動電流為0的關(guān)系，即在的關(guān)系，即在C相加補償電流相加補償電流I3，使：，使： 31LK II31/LIIKo 補償電流補償電流I3方向同方向同I1

26、Y內(nèi)轉(zhuǎn)角差動保護的測試 Y內(nèi)轉(zhuǎn)角差動保護的測試接線測試項目高壓側(cè)IA高壓側(cè)IB高壓側(cè)IC低壓側(cè)Ia低壓側(cè)Ib低壓側(cè)IcA相差動測試測試儀Ia測試儀Ib測試儀IcB相差動測試測試儀Ia測試儀Ic測試儀IbC相差動測試測試儀Ia測試儀Ic測試儀Ib三相電流法固定高壓側(cè)電流固定高壓側(cè)電流I1，調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)I2，找到臨界動作點，找到臨界動作點Y內(nèi)轉(zhuǎn)角差動保護的測試接線六路電流1 測試儀提供兩組電流，第一組電流“Ia”、“Ib”、“Ic”、“In”分別接保護裝置高壓側(cè)（星形側(cè)）的星形側(cè)）的“A”、“B”、“C”三相和“N”端子，；第二組電流“Ia”、“Ib”、“Ic”、“In” 接保護裝置低壓側(cè)（角形側(cè)）

27、端子；角形側(cè)）端子； 將保護的動作接點將保護的動作接點接入測試儀的開入接點接入測試儀的開入接點A 高對中：、側(cè)對應相的電流相角差為180，分別在、側(cè)加入電流 I1、I2，KM*I2=I1高對低：分別在、側(cè)加入電流 I1、I2 ，側(cè)對應相的電流相角超前側(cè)電流相角150（Y， Y，d11接線組別接線組別 ）o六路電流2自動測試法自動測試法Y內(nèi)轉(zhuǎn)角差動保護的測試方法令星側(cè)為令星側(cè)為I I側(cè)，角側(cè)為側(cè)，角側(cè)為IIIIII側(cè)，如在側(cè)，如在IIIIII側(cè)側(cè)A A相加入電流相加入電流I1I1，則：，則：3/ )(3/ )(3/ )(bcCabBcaAIIIIIIIIIYYcYCYYbYBYYaYAIIIII

28、IIII000轉(zhuǎn)角公式：轉(zhuǎn)角公式：11()/3=/3()/3/3()/30AacBbaCcbIIIIIIIIIII 021133YABCIIIII如在如在I側(cè)側(cè)A相加入電流相加入電流I2，則，則020202231313YYYAaYYYBbYYYCcIIIIIIIIIIII 三相電三相電流均不流均不平衡平衡Y內(nèi)轉(zhuǎn)角差動保護的測試方法020202231313YYYAaYYYBbYYYCcIIIIIIIIIIII 解決方案星星形形側(cè)側(cè)電流從電流從A相極性端進入，流出后進入相極性端進入，流出后進入B相非極性相非極性端，由端，由B相極性端流回測試裝置相極性端流回測試裝置,即即 020200YYYAaYY

29、YBbYYYCcIIIIIIIIIII 22=-YYABIIII，11()/3=/3()/3/3()/30AacBbaCcbIIIIIIIIIII 角角形形側(cè)側(cè)電流電流I2從星形側(cè)從星形側(cè)A相極性端進入，流出后進入相極性端進入，流出后進入B相非極性端，相非極性端，由由B相極性端流回測試裝置。角形側(cè)相極性端流回測試裝置。角形側(cè)A相加電流相加電流I1123LK II差動保護二次諧波制動的測試方法o測試方法：測試方法：1、單側(cè)加試驗電流，保證基波、單側(cè)加試驗電流，保證基波電流大于差動保護動作值電流大于差動保護動作值2、利用測試儀、利用測試儀“諧波諧波”模塊，模塊，加入二次諧波加入二次諧波3、使二次諧

30、波的含量從制動值、使二次諧波的含量從制動值向非制動值遞減向非制動值遞減4、二次諧波含量低于定值時，、二次諧波含量低于定值時，保護動作，測試儀停止輸出。保護動作，測試儀停止輸出。記錄臨界制動值記錄臨界制動值差動保護二次諧波制動的測試方法差動保護校驗常見問題o 問題問題1 差動保護差動保護 高對低校驗，測試儀一輸出保護動作高對低校驗，測試儀一輸出保護動作可能原因：可能原因：1、補償電流未加入裝置，造成開路、補償電流未加入裝置，造成開路2、低壓側(cè)所加電流計算有誤，未出平衡系數(shù)、低壓側(cè)所加電流計算有誤，未出平衡系數(shù)3、接線有誤，接線相別出錯，電流加到其他相當中、接線有誤，接線相別出錯，電流加到其他相當

31、中o 問題問題2 差動保護啟動值問題差動保護啟動值問題 無法校驗，因為制動電流不可能為零，可利用斜率反推無法校驗，因為制動電流不可能為零，可利用斜率反推保護原理保護原理穩(wěn)態(tài)差動保護穩(wěn)態(tài)差動保護o 基于相量的差動保護，其計算相量需要一個完整的基于相量的差動保護，其計算相量需要一個完整的數(shù)據(jù)窗，導致在一個周波后才能夠發(fā)出跳閘指令，這數(shù)據(jù)窗，導致在一個周波后才能夠發(fā)出跳閘指令，這對于嚴重的內(nèi)部故障，動作時間略顯得不足。對于嚴重的內(nèi)部故障，動作時間略顯得不足。 有沒有更好的方法解決不有沒有更好的方法解決不用一個周波數(shù)據(jù)窗就能判用一個周波數(shù)據(jù)窗就能判別故障的方法呢？別故障的方法呢？ 采樣值差動保護o 采

32、樣值差動n采樣值與穩(wěn)態(tài)量的區(qū)別：采樣值與穩(wěn)態(tài)量的區(qū)別：穩(wěn)態(tài)量差動：穩(wěn)態(tài)過程中，常規(guī)差動保護用到的是有效值，Id,Ir是一個不隨時間變化的量。 采樣值差動：是微機保護特有的一種差動保護。它將傳統(tǒng)的相量轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞑蓸狱c（瞬時值）的比率差動，對于每一個點來說，id,ir都不一樣，制動特性也不一樣，它是依靠多點重復判斷來保證可靠性的。具體的說，就是連續(xù)R次采樣判別中有S次以上符合動作條件則判別輸出動作信號。采樣值差動保護采樣值差動保護o 采樣值差動n理論基礎(chǔ)與常規(guī)差動相同理論基礎(chǔ)與常規(guī)差動相同 都是基于基爾霍夫電流定律：即流入一個支路的電流之和為都是基于基爾霍夫電流定律：即流入一個支路的電流之和為零。零

33、。 相量和為零，瞬時值為零。相量和為零，瞬時值為零。采樣值差動保護o采樣值差動采樣值差動n模糊區(qū)模糊區(qū) 原因：原因：由于采樣初始時刻的隨機性，會使得采樣值差動動作的邊由于采樣初始時刻的隨機性，會使得采樣值差動動作的邊界不固定，存在模糊的動作區(qū)。模糊區(qū)的大小和界不固定，存在模糊的動作區(qū)。模糊區(qū)的大小和 R,S以及采樣以及采樣頻率頻率N有關(guān)。有關(guān)。模糊區(qū)上限：模糊區(qū)上限：當差流有效值大于模糊區(qū)的上限值當差流有效值大于模糊區(qū)的上限值Ih,采樣值差動保護采樣值差動保護將不再受采樣初始時刻的影響而必定動作。將不再受采樣初始時刻的影響而必定動作。模糊區(qū)下限：模糊區(qū)下限：當差流有效值小于模糊區(qū)的下限值當差流

34、有效值小于模糊區(qū)的下限值Il,采樣值差動保護采樣值差動保護將不再受采樣初始時刻的影響而必定不動作。將不再受采樣初始時刻的影響而必定不動作。 1.414Iicdqd , 1.848Iicdqd采樣值差動保護采樣值差動動作特性圖：保護原理采樣值差動保護動作方程 采樣值差動的動作方程如下：式中: id為采樣值差動電流; ir為采樣值制動電流; Iicdqd為采樣值差動起動電流; k為采樣值差動比率系數(shù); i1、i2、i3、i4分別為各側(cè)電流的瞬時采樣值。rdicdqddikiIi*4321iiiiid24321iiiiir保護原理采樣值差動的特點o 保護可靠性高。保護可靠性高。 采樣值差動保護采樣值

35、差動保護是對每一個時刻的采樣值進行差動判是對每一個時刻的采樣值進行差動判別。但僅憑一個采樣值的判別結(jié)果，不容許馬上作出別。但僅憑一個采樣值的判別結(jié)果，不容許馬上作出跳閘判別。它需要有若干個連續(xù)的采樣值判別結(jié)果按跳閘判別。它需要有若干個連續(xù)的采樣值判別結(jié)果按取次的規(guī)則作出最后判別。因此取次的規(guī)則作出最后判別。因此 , ,當一個甚至若當一個甚至若干個采樣值判別結(jié)果受到干擾而誤判，但在次中小干個采樣值判別結(jié)果受到干擾而誤判，但在次中小于次，保護就不會誤判。所以說，這種差動保護的于次，保護就不會誤判。所以說，這種差動保護的可靠性非常高。可靠性非常高。保護原理采樣值差動的特點o 差動保護出口快。采樣值差

36、動所用的數(shù)據(jù)窗小于一個周波，故可快速切除絕大多數(shù)非輕微的變壓器相間及接地故障。它的設(shè)置主要是為一般的非嚴重變壓器內(nèi)部故障提供一個“速動段”，有助于消除二次諧波判據(jù)帶來的長延時影響。o 采樣值差動本身具備識別勵磁涌流和外部故障TA飽和的能力，不需要另外附加勵磁涌流閉鎖判據(jù)。其出口需要有若干個連續(xù)的采樣值判別結(jié)果按取次的規(guī)則作出最后判別。這里天生體現(xiàn)對波形間斷角、波形不連續(xù)的識別。 采樣值差動測試n 平衡系數(shù)與比率差動同n 模糊區(qū)測試 直接在高壓側(cè)加單相電流， 當電流小于1.414In，采樣值差動可靠不動作； 當電流大于1.828In，采樣值差動可靠動作； n 斜率測試 接線及試驗方法與比率差動同

37、（注意角度要求較為嚴格，否則測試斜率可能偏差較大）保護原理突變量比率差動o 突變量比率差動完全排除故障前穿越性負荷電流的影響，并對接地故障有較高的靈敏度。o 動作方程： rdcdqddIkIII保護原理突變量比率差動o 動作特性： 突變量比率差動保護動作特性保護原理突變量比率差動的特點o 突變量比率差動保護完全反映差動電流及制動電流的變化量，不受變壓器正常運行時負荷電流的影響；o 有很高的檢測變壓器內(nèi)部小電流故障（如中性點附近的單相接地及相間短路，單相小匝間短路）的能力；o 突變量比率差動的制動系數(shù)和制動電流取得較高，耐受TA飽和的能力較強。保護原理TA飽和閉鎖技術(shù)o區(qū)外故障區(qū)外故障TA輕微飽

38、和，可利用比率制動特性制動。輕微飽和，可利用比率制動特性制動。o區(qū)外故障區(qū)外故障TA嚴重飽和時，設(shè)專門的嚴重飽和時，設(shè)專門的TA飽和閉鎖元件：利用制飽和閉鎖元件：利用制動電流與差動電流表現(xiàn)的時序一致性來判別是否飽和動電流與差動電流表現(xiàn)的時序一致性來判別是否飽和 o 故障：差流和制動電流突變量同時出現(xiàn)o TA飽和：先出現(xiàn)制動電流突變量，幾毫秒后出現(xiàn)差流保護原理TA飽和閉鎖技術(shù) 由于TA線性傳變區(qū)的存在，在短路剛發(fā)生的很短時間內(nèi)，TA是未飽和的，因此對于區(qū)外嚴重故障，差流出現(xiàn)時刻和故障發(fā)生時刻之間存在較明顯的時差，差流都是在TA飽和一段時間后產(chǎn)生。 而區(qū)內(nèi)故障時二者是基本同時的，因此檢驗時差就可以

39、判斷TA飽和。 保護閉鎖常規(guī)差動而不閉鎖采樣值差動，若區(qū)外保護閉鎖常規(guī)差動而不閉鎖采樣值差動，若區(qū)外故障飽和后發(fā)展到區(qū)內(nèi)故障，故障飽和后發(fā)展到區(qū)內(nèi)故障，保護仍可快速跳閘。保護仍可快速跳閘。保護原理TA斷線告警與閉鎖功能 本裝置根據(jù)以下現(xiàn)象本裝置根據(jù)以下現(xiàn)象, ,來區(qū)分來區(qū)分TATA斷線與故障斷線與故障: : nI1 . 0nITA斷線故障電流變化情況僅斷線側(cè)電流突變多側(cè)電流突變電流變化趨勢由大變小由小變大電流幅值情況保護原理保護原理TATA斷線告警與閉鎖功能斷線告警與閉鎖功能 采用可靠的采用可靠的TATA斷線和短路閉鎖功能，保證裝置在斷線和短路閉鎖功能，保證裝置在TATA斷線、斷線、短路及交流

40、采樣回路故障時不誤動。短路及交流采樣回路故障時不誤動。n 經(jīng)TA斷線閉鎖，可選擇（比率差動，零序差動）o閉鎖o不閉鎖o小電流閉鎖，大電流不閉n 江蘇版本：o“TA斷線閉鎖差動控制字” 整定為“1”時，表示TA斷線或短路始終閉鎖比率差動保護；o“TA斷線閉鎖差動控制字” 整定為“0”時，表示TA斷線或短路始終不閉鎖比率差動保護；后備保護原理o 后備保護配置后備保護配置n復壓電壓閉鎖方向過流保護n零序方向過流保護（中性點接地保護）n間隙過流保護（中性點不接地保護）n過負荷保護（啟動風冷、過負荷閉鎖有載調(diào)壓、過負荷告警）n非全相保護nTA斷線，TV斷線保護原理保護原理復合電壓閉鎖方向過流保護復合電壓

41、閉鎖方向過流保護 對于變壓器各側(cè)相間故障裝置設(shè)有復壓閉鎖方向過流保護。各段過流保護可分別通過整定控制字來選擇是否經(jīng)過復壓閉鎖，是否經(jīng)方向閉鎖，方向的指向，以及是否投入。其跳閘出口可由整定來選擇。o高壓側(cè)：3段，I段2時限、II段2時限，I、II段可經(jīng)復壓閉鎖，I、II段可經(jīng)方向閉鎖；o中壓側(cè)：3段，I段2時限、II段2時限，I、II段可經(jīng)復壓閉鎖，I、II段可經(jīng)方向閉鎖；o低壓側(cè)：3段，I、II段各2時限， I、II段可經(jīng)復壓閉鎖，I、II段可經(jīng)方向閉鎖。保護原理保護原理復合電壓閉鎖方向過流保護復合電壓閉鎖方向過流保護相過流保護方向元件各側(cè)一般固定為：o高壓側(cè)：指向變壓器；o中壓側(cè)：指向該側(cè)母

42、線； o低壓側(cè)：不經(jīng)方向閉鎖； 對于變壓器某側(cè)復合電壓元件，固定取三側(cè)復壓啟動元件的“或”邏輯，即任一側(cè)復壓啟動即啟動。當某側(cè)發(fā)生TV斷線或有“本側(cè)TV檢修”硬壓板投入時，該側(cè)復壓元件失效，復壓元件取其它兩側(cè)“或”邏輯。 保護原理保護原理高壓側(cè)復壓閉鎖過流保護高壓側(cè)復壓閉鎖過流保護o復壓閉鎖元件為：復壓閉鎖元件為：式中: U為三個線電壓中最小一個; Uset為低電壓整定值; U2為負序電壓; U2set為負序電壓整定值。o過流元件為：過流元件為：式中: I為三相電流; Iset為動作電流整定值。setsetUUUU22setII 保護原理保護原理高壓側(cè)復壓閉鎖過流保護高壓側(cè)復壓閉鎖過流保護o方

43、向元件為方向元件為: : 裝置的方向元件采用90接線方式，當“過流X段方向指向”整定為“0”時，表示本段方向指向本側(cè)母線；為“1”時，表示本段方向指向變壓器。方向元件的最大靈敏角為45（電壓超前電流為正），方向指向變壓器時動作方程（以IA，UBC為例）為：即為：其中為45，Re表示取向量的實部。保護原理保護原理高壓側(cè)復壓閉鎖過流保護高壓側(cè)復壓閉鎖過流保護UI=45動作區(qū)UI=135動作區(qū)a) 方向指向變壓器b) 方向指向母線（系統(tǒng)）保護原理保護原理復壓閉鎖過流保護邏輯復壓閉鎖過流保護邏輯復壓閉鎖過流保護測試方法復壓閉鎖過流保護測試方法o對過流對過流I、II、III段的動作值、段的動作值、動作時

44、間進行測試。在測試過動作時間進行測試。在測試過程中，需要將非測試段退出，程中，需要將非測試段退出，將不要測試的功能（如復壓閉將不要測試的功能（如復壓閉鎖、方向）退出。鎖、方向）退出。o壓板：只投壓板：只投“高壓側(cè)過電流保高壓側(cè)過電流保護護”硬壓板硬壓板o控制字：將控制字：將“048過流過流I段經(jīng)段經(jīng)復壓閉鎖復壓閉鎖”、“050過流過流I段段經(jīng)方向閉鎖經(jīng)方向閉鎖”、控制字設(shè)置為、控制字設(shè)置為“0” 動作值、動作時間測試動作值、動作時間測試UI=45動作區(qū)UI=135動作區(qū)a) 方向指向變壓器b) 方向指向母線（系統(tǒng)）復壓閉鎖過流保護測試方法復壓閉鎖過流保護測試方法方向元件測試方向元件測試“過流I

45、段經(jīng)方向閉鎖”、控制字設(shè)置為“1” 使用測試儀“遞變”模塊：“遞變”“試驗參數(shù)”“復壓閉鎖及功率方向”“添加試驗項” 注意問題：電流要大于定值，且以測試相位參考相量。步長變化時間要等于或大于時間定值 復壓閉鎖過流保護測試方法復壓閉鎖過流保護測試方法o 試驗現(xiàn)象：過流方向元件測試，測試儀一開始輸出，保試驗現(xiàn)象：過流方向元件測試，測試儀一開始輸出，保護立即動作，分析原因護立即動作，分析原因1、接線錯誤，電壓回路開路或未加到保護裝置對應相別、接線錯誤，電壓回路開路或未加到保護裝置對應相別2、控制字投退錯誤：、控制字投退錯誤： （1）方向元件，過流）方向元件，過流X段經(jīng)方向閉鎖未投入段經(jīng)方向閉鎖未投入

46、 （2）本側(cè)）本側(cè)TV檢修硬壓板誤投入檢修硬壓板誤投入3、測試儀試驗參數(shù)設(shè)置錯誤，、測試儀試驗參數(shù)設(shè)置錯誤， （1）邊界始值、終值設(shè)置錯誤）邊界始值、終值設(shè)置錯誤 （2）變量選擇錯誤）變量選擇錯誤過流保護方向元件測試錯誤分析過流保護方向元件測試錯誤分析1o 試驗現(xiàn)象：復壓過流試驗現(xiàn)象：復壓過流II段保護校驗，保護動作，但動段保護校驗，保護動作，但動作值明顯大于整定值作值明顯大于整定值原因：測試儀參數(shù)設(shè)置有誤，測試原因：測試儀參數(shù)設(shè)置有誤，測試“步長變化時間步長變化時間”設(shè)置設(shè)置太短，應大于保護動作延時定值。太短，應大于保護動作延時定值。過流保護方向元件測試錯誤分析過流保護方向元件測試錯誤分析2

47、復合電壓閉鎖動作特性測試 o在測試過程中，需要將非測試段退出，將不要測試的功能（如方在測試過程中，需要將非測試段退出，將不要測試的功能（如方向退出），且電流值要大于整定值向退出），且電流值要大于整定值 o將將“過流過流X段經(jīng)復壓閉鎖段經(jīng)復壓閉鎖” 控制字設(shè)置為控制字設(shè)置為“1” o試驗接線同方向元件測試試驗接線同方向元件測試o選擇測試模塊：選擇測試模塊：“遞變遞變”“試驗參數(shù)試驗參數(shù)”“復壓閉鎖及功率復壓閉鎖及功率方向方向”“添加試驗項添加試驗項”o“測試項目測試項目”選擇選擇“功率方向保護動作電壓功率方向保護動作電壓”；分別測試負序電；分別測試負序電壓、低電壓定值壓、低電壓定值 o注意：負序

48、電壓測試時，動作電壓注意：負序電壓測試時，動作電壓”設(shè)置相序為負序，電流要大設(shè)置相序為負序，電流要大于定值，應將于定值，應將低電壓定值低電壓定值調(diào)至調(diào)至1V o低電壓測試：選擇低電壓測試：選擇“動作電壓動作電壓”，相序為正序，電流值要大于整，相序為正序，電流值要大于整定值。步長變化時間要等于或大于時間定值。降低電壓至保護動定值。步長變化時間要等于或大于時間定值。降低電壓至保護動作時記錄的動作值為線電壓，所以動作值定義應選擇為作時記錄的動作值為線電壓，所以動作值定義應選擇為線電壓線電壓 注意：經(jīng)其他側(cè)復壓閉鎖控制字不能誤投入注意：經(jīng)其他側(cè)復壓閉鎖控制字不能誤投入后備保護原理后備保護原理零序過流保

49、護（中性點接地保護）零序過流保護（中性點接地保護）o作為變壓器中性點接地后備保護，裝置設(shè)有零序方向過流保護。各段零序過流保護可分別通過整定控制字來選擇是否經(jīng)方向閉鎖，方向指向，以及是否投入 。o高壓側(cè)：3段，I段、II段、III段各2時限，I、II段可經(jīng)方向和零序電壓閉鎖；o中壓側(cè)：3段，I段、II段、III段各2時限，I、II段可經(jīng)方向和零序電壓閉鎖；o低壓側(cè)：無；各側(cè)零序過流方向一般固定為：高壓側(cè)：指向變壓器；中壓側(cè)：指向本側(cè)母線。后備保護原理后備保護原理零序過流保護（中性點接地保護）零序過流保護（中性點接地保護）o 零序過流元件的選擇o高、中壓側(cè)零序過流元件所采用的零序電流可選擇自產(chǎn)零序

50、電流或外接零序電流，在出廠時預設(shè)好，默認取自產(chǎn)零序電流（具體要求以技術(shù)協(xié)議為準）；現(xiàn)場需要修改時，也可由廠家人員通過“廠家”“內(nèi)部定值”菜單修改。o公共繞組側(cè)零序過流元件所采用的零序電流固定取自產(chǎn)零序電流。o過流元件采用外接零序電流后備保護原理后備保護原理零序過流保護（中性點接地保護）零序過流保護（中性點接地保護）o 零序過流方向元件的選擇n裝置零序方向元件所采用的零序電流、零序電壓均為自產(chǎn)零序電流和自產(chǎn)零序電壓，所用TA取自外附TA，其正極性端在母線側(cè)。n零序功率方向根據(jù)零序電流與零序電壓的夾角確定。方向指向變壓器時，方向靈敏角為-90；方向指向系統(tǒng)時，方向靈敏角為90。后備保護原理后備保護

51、原理零序過流保護（中性點接地保護）零序過流保護（中性點接地保護）o 二次諧波閉鎖n為防止變壓器和應涌流對零序過流保護的影響，裝置設(shè)有諧波閉鎖措施。當零序電流里二次諧波含量超過一定比例時（內(nèi)部固定二次諧波含量為基波的10%），閉鎖零序過流保護。n 裝置各段零序過流元件分別設(shè)有“零序過流X段經(jīng)諧波閉鎖”控制字來控制是否經(jīng)諧波閉鎖，該控制字整定為“1”時，表示本段零序過流經(jīng)諧波閉鎖；整定為“0”時，表示本段零序過流不經(jīng)諧波閉鎖。后備保護原理后備保護原理零序過流保護（中性點接地保護）零序過流保護（中性點接地保護）后備保護原理后備保護原理零序過流保護（中性點接地保護）零序過流保護（中性點接地保護）o裝置

52、零序過流元件所用零序電流裝置零序過流元件所用零序電流為外接零序電流，裝置零序方向為外接零序電流，裝置零序方向元件所采用的零序電流、零序電元件所采用的零序電流、零序電壓均為自產(chǎn)零序電流和零序電壓壓均為自產(chǎn)零序電流和零序電壓.o裝置零序過流保護校驗要兼顧零裝置零序過流保護校驗要兼顧零序外接電流和自產(chǎn)電流序外接電流和自產(chǎn)電流.項目項目測試儀測試儀保護裝置保護裝置備注備注電電流流IA1D1-1IB1D1-2IC1D1-31D1-6接1D1-231D1-4、5、6短接IN1D1-24電電壓壓UA1D2-1UB1D2-2UC1D2-3UN1D2-4開開入入A1LP19-AN1D51-1INo定值設(shè)置：將定值設(shè)置：將“零序過流零序過流I段經(jīng)零壓閉鎖段經(jīng)零壓閉鎖