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1、变电主设备保护的定值整定与变电主设备保护的定值整定与难点难点分析分析西安交通大学西安交通大学 焦焦在滨在滨电力变压器概述短路故障的主保护短路故障的后备保护异常运行保护三圈自耦变压器的继电保护铁芯饱和的相关问题汇报内容提纲汇报内容提纲1、电力变压器的基本结构电力变压器概述电力变压器概述铁芯：变压器磁路绕组：变压器变比油箱：存储变压器油变压器油：绝缘，冷却绝缘套管：绕组端子2、变压器的基本原理电力变压器概述电力变压器概述如如图图所所示示，高高低低压压侧侧电电势势分别分别为为E1E1和和E2E2，则：，则：所以所以：即即变变压压器器高高低低压压侧侧电电压压之之比比就就是是绕绕组组的的匝匝数数比比，这
2、这就就是是变变压压器器实实现现电电压压变变化化的原理。的原理。3、变压器的连接组别电力变压器概述电力变压器概述接接线线组组别别反反应应了了变变压压器器各各侧侧绕绕组组的的接接线线方方式式和和电电压压相相 位位 关关 系系，如如 Y/d11Y/d11、Y/Y12Y/Y12等等。Y Y表表示示星星形形接接线线，d d表表示示三三角角形形接接线线，数数字字表表示示高高压压侧侧线线电电压压超超前前于于低低压侧线电压的角度除以压侧线电压的角度除以3030。例例如如：Y/d11Y/d11：表表示示高高压压侧侧绕绕组组星星形形接接线线，低低压压侧侧三三角角形形接接线线，高高压压侧侧线线电电压压超前于低压侧线
3、电压超前于低压侧线电压330330o o。变压器Yd11接线图4、变压器的故障及不正常运行方式电力变压器概述电力变压器概述l变压器的故障变压器的故障故障点的位置：油箱内的故障、油箱外的故障。故障点的位置：油箱内的故障、油箱外的故障。油箱内部故障：相间短路、单相接地短路、匝间短路。油箱内部故障：相间短路、单相接地短路、匝间短路。油箱外部故障：指变压器绕组引出端绝缘套管及引出短线上的油箱外部故障：指变压器绕组引出端绝缘套管及引出短线上的 故障，主要有相间短路（两相短路及三相短路）故障，主要有相间短路（两相短路及三相短路）故障、各侧的接地故障。故障、各侧的接地故障。l变压器的异常运行方式变压器的异常
4、运行方式系统故障或其他原因引起的过负荷；系统故障或其他原因引起的过负荷；系统电压的升高或频率的降低引起的过激磁；系统电压的升高或频率的降低引起的过激磁；不接地运行变压器中性点电位升高；不接地运行变压器中性点电位升高；变压器油箱油位异常；变压器油箱油位异常；变压器温度过高及冷却器全停。变压器温度过高及冷却器全停。5、Yd-11接线变压器故障分析电力变压器概述电力变压器概述l为为简化分析及突出故障分量经变压器的传递，作以下几点假设简化分析及突出故障分量经变压器的传递，作以下几点假设：不不考虑变压器的变比，不考虑负荷电流及过渡电阻对短路电流及考虑变压器的变比，不考虑负荷电流及过渡电阻对短路电流及故障
5、电压的影响。故障电压的影响。当当变压器高压侧故障时，认为故障电流全部由低压侧供给；而变变压器高压侧故障时，认为故障电流全部由低压侧供给；而变压器低压侧故障时，认为故障电流全部由变压器高压侧提供。压器低压侧故障时，认为故障电流全部由变压器高压侧提供。故障故障点在变压器输出端部；忽略有效分量的影响，阻抗角为点在变压器输出端部；忽略有效分量的影响，阻抗角为9090。5、Yd-11接线变压器故障分析电力变压器概述电力变压器概述l高压侧单相接地短路高压侧单相接地短路p边界条件边界条件故障电流故障电流p对称分量对称分量高压侧电流相量及序量图高压侧电流相量及序量图5、Yd-11接线变压器故障分析电力变压器概
6、述电力变压器概述l高压侧单相接地高压侧单相接地短路短路p对称分量对称分量负序电抗零序电抗高压侧电压相量高压侧电压相量及及序量图序量图5、Yd-11接线变压器故障分析电力变压器概述电力变压器概述l高压侧单相接地高压侧单相接地短路短路p低压侧电流低压侧电流低压侧电流相量低压侧电流相量及及序量图序量图5、Yd-11接线变压器故障分析电力变压器概述电力变压器概述l高压侧单相接地高压侧单相接地短路短路p低压侧电压低压侧电压低压侧电压相量低压侧电压相量及及序量图序量图5、Yd-11接线变压器故障分析电力变压器概述电力变压器概述l高压侧高压侧B B、C C两相接地短路两相接地短路p边界条件边界条件p对称分量
7、对称分量高压侧电流相量及序量图高压侧电流相量及序量图5、Yd-11接线变压器故障分析电力变压器概述电力变压器概述l高压侧高压侧B B、C C两相接地短路两相接地短路p对称分量对称分量高压侧电高压侧电流流相量相量及及序量图序量图电源等值电势5、Yd-11接线变压器故障分析电力变压器概述电力变压器概述l高压侧高压侧B B、C C两相接地短路两相接地短路p低压侧电压低压侧电压低低压侧电压相量压侧电压相量及及序量图序量图5、Yd-11接线变压器故障分析电力变压器概述电力变压器概述l高压侧高压侧B B、C C两相接地短路两相接地短路p低压侧电流低压侧电流低低压侧电压侧电流流相量相量及及序量图序量图6、典
8、型变压器保护配置电力变压器概述电力变压器概述l500KV500KV变压器保护系统典型接线及保护配置变压器保护系统典型接线及保护配置l220KV220KV变压器保护系统接线及保护配置（三变压器保护系统接线及保护配置（三圈变，低压侧双分支）圈变，低压侧双分支）l l500KV500KV500KV500KV变压器变压器变压器变压器保护系统典型接线保护系统典型接线保护系统典型接线保护系统典型接线及保护配置及保护配置及保护配置及保护配置l l220KV220KV220KV220KV变压器变压器变压器变压器保护系统接线保护系统接线保护系统接线保护系统接线及保护配置及保护配置及保护配置及保护配置1、纵差保护
9、的基本原理短路故障的主保护短路故障的主保护变压器纵差保护原理接线图变压器纵差保护原理接线图纵差保护原理：纵差保护原理：2、纵差保护的实现不平衡电流的影响短路故障的主保护短路故障的主保护l稳态不平衡稳态不平衡电流电流变压器励磁电流变压器励磁电流变压带负荷调压变压带负荷调压两侧差动两侧差动CTCT的变比与计算变比不同的变比与计算变比不同两侧差动两侧差动CTCT型号、变比及二次负载不同型号、变比及二次负载不同空投变压器的励磁涌流空投变压器的励磁涌流变压器过激磁变压器过激磁大电流系统侧接地故障时变压器的零序电流大电流系统侧接地故障时变压器的零序电流l暂态暂态不平衡不平衡电流电流3、空载合闸励磁涌流问题
10、短路故障的主保护短路故障的主保护l励磁涌流产生的励磁涌流产生的机理机理 忽略忽略变压器及合闸回路电阻的影响，电源电压的波变压器及合闸回路电阻的影响，电源电压的波形为正弦波。则空投瞬间变压器铁形为正弦波。则空投瞬间变压器铁芯中芯中的磁通与外加电的磁通与外加电压的关系压的关系为：为：考虑电阻考虑电阻及损耗及损耗3、空载合闸励磁涌流问题短路故障的主保护短路故障的主保护l励磁涌流产生的励磁涌流产生的机理机理 由上式可知，由上式可知，在空投变压器的瞬间，铁芯中的磁通在空投变压器的瞬间，铁芯中的磁通由三部分组成：强迫磁通由三部分组成：强迫磁通m mcoscos(wt+a(wt+a)，剩磁剩磁通通s s及决
11、及决定于合闸角定于合闸角a a的磁通的磁通m mcoscosa a。因此，在合闸瞬间变压器因此，在合闸瞬间变压器铁芯中的综合磁通如铁芯中的综合磁通如图：图：当当初初始始合合闸闸角角等等于于00、变变压压器器铁铁芯芯中中的的剩剩余余磁磁通通s s0.90.9m m时时，铁铁芯芯中中的的最最大大磁磁通通达达2.92.9m m，从从而而使使变变压压器器铁铁芯芯严严重重饱饱和和，励励磁磁电流猛增，即产生所谓励磁涌流。电流猛增，即产生所谓励磁涌流。3、空载合闸励磁涌流问题短路故障的主保护短路故障的主保护l励磁涌流的励磁涌流的特点特点由由图可以图可以看出励磁涌流有以下几个特点：看出励磁涌流有以下几个特点：
12、1 1、偏、偏于时间轴一侧，于时间轴一侧，即含有即含有很大的直流分量；很大的直流分量；2 2、波形间断、波形间断角很大，一般大于角很大，一般大于150150；3 3、一、一个周期内正半波与负半波不对称；个周期内正半波与负半波不对称；4 4、含有、含有很大的二次谐波分量很大的二次谐波分量，多数涌流中二，多数涌流中二 次谐波含量大于次谐波含量大于3030%，有的达有的达8080%甚至甚至更大；更大；5 5、在、在同一时刻三相涌流之和近似等于零同一时刻三相涌流之和近似等于零；6 6、励磁、励磁涌流是衰减的，衰减的速度与合闸涌流是衰减的，衰减的速度与合闸回回 路及变压器路及变压器绕组中的有效电阻及其他
13、绕组中的有效电阻及其他有效有效 损耗损耗有关。有关。三相励磁涌流波形三相励磁涌流波形3、空载合闸励磁涌流问题短路故障的主保护短路故障的主保护l影响励磁涌流大小的影响励磁涌流大小的因素因素由上式可知，影响由上式可知，影响励磁涌流大小的因素主要励磁涌流大小的因素主要有：有：1 1、电源；、电源；2 2、合闸角；、合闸角；3 3、剩磁；、剩磁；3、空载合闸励磁涌流问题短路故障的主保护短路故障的主保护l励磁涌流制动励磁涌流制动方案方案p二次谐波二次谐波制动制动制动原理：励磁涌流中含有大量的二次谐波，利用制动原理：励磁涌流中含有大量的二次谐波，利用流过流过差差 动元件动元件差电流中的二次谐波电流作为差电
14、流中的二次谐波电流作为制动量，制动量，区分出差流区分出差流是故障电流还是励磁涌流，是故障电流还是励磁涌流，实现躲实现躲 过过励磁涌流。励磁涌流。性能分析：二次谐波制动比整定值越大，该保护躲过励磁性能分析：二次谐波制动比整定值越大，该保护躲过励磁 涌流的能力越弱；反之，二次谐波制动比整定涌流的能力越弱；反之，二次谐波制动比整定 值越小，保护躲励磁涌流的能力越强。值越小，保护躲励磁涌流的能力越强。3、空载合闸励磁涌流问题短路故障的主保护短路故障的主保护l励磁涌流制动励磁涌流制动方案方案p二次谐波二次谐波制动制动式中：式中：二次谐波制动比：二次谐波制动比：二次谐波：二次谐波电流电流：基次谐波电流：基
15、次谐波电流3、空载合闸励磁涌流问题短路故障的主保护短路故障的主保护l励磁涌流制动励磁涌流制动方案方案p间断角原理间断角原理制动原理：制动原理：变压器内部故障时，故障电流波形无间断变压器内部故障时，故障电流波形无间断；变；变 压器压器空投时，励磁涌流的空投时，励磁涌流的波形具有波形具有很大的很大的间断间断 角。根据角。根据差电流波形差电流波形是否是否有间断及间断角的有间断及间断角的大大 小小来区分故障电流与励磁涌流的。来区分故障电流与励磁涌流的。制动电流（制动电流（直流直流 流过差动元件的差流过差动元件的差流流 间断角间断角3、空载合闸励磁涌流问题短路故障的主保护短路故障的主保护l励磁涌流制动励
16、磁涌流制动方案方案p间断角原理间断角原理性能分析：性能分析：1 1、变压器、变压器正常运行时差流很小正常运行时差流很小，id id 很小，很小，而而IzdIzd较较 大大，IzdIzd直线将在直线将在id id 项点项点的上方的上方。此时。此时，间断角约为，间断角约为 360 360，且且Idz Idz IdzoIdzo，保护可靠不，保护可靠不动作。动作。2 2、空投变压器时尽管、空投变压器时尽管差流差流idid波波型幅值很大（能型幅值很大（能满足满足 IdzIdzo)IdzIdzo)但但由于间断由于间断角很大角很大（大于（大于闭锁角），闭锁角），差差动动 保护保护将被将被可靠可靠闭锁闭锁。3
17、 3、当变压器内部故障时，流入差动元件的差流当变压器内部故障时，流入差动元件的差流很大很大 满足满足Idz Idz IdzoIdzo，且，且无无间断角，不会闭锁，保护能可间断角，不会闭锁，保护能可 靠动作。靠动作。3、空载合闸励磁涌流问题短路故障的主保护短路故障的主保护l励磁涌流制动励磁涌流制动方案方案p波形对称原理波形对称原理制动原理：制动原理：变压器内部故障时，故障电流变压器内部故障时，故障电流波形前半波与后波形前半波与后 半波对称，而变压器励磁涌流波形有间断，波半波对称，而变压器励磁涌流波形有间断，波 形不对称，通过比较不对称系数形不对称，通过比较不对称系数K K的大小来区分的大小来区分
18、 故障电流和励磁涌流。故障电流和励磁涌流。K K的定值一般取的定值一般取0.50.5K K0.50.5K K0.50.5不闭锁不闭锁闭锁闭锁前半波一点值与前半波相差180一点值3、空载合闸励磁涌流问题短路故障的主保护短路故障的主保护l励磁涌流制动励磁涌流制动方案方案p波形对称原理波形对称原理性能分析：性能分析：1 1、变压器内部故障变压器内部故障时，时，I Ij j的值的值与与 I Ij+180j+180的的值大小值大小 基本相基本相等、相位基本相反，等、相位基本相反，则则I Ij j与与 I Ij+180j+180大小相等大小相等 相反，相反，I Ij j+I+Ij+180j+18000，I
19、 Ij j-I-Ij+180j+1802I2Ij j。此时，。此时，K K 0 0。差动。差动保护不闭锁。保护不闭锁。2 2、励磁、励磁涌流的波形具有很大的间断角涌流的波形具有很大的间断角，I Ij j的值与的值与 I Ij+180j+180的的值相差值相差很大，相位也不会相差很大，相位也不会相差180180，因此，因此，I Ij j+I+Ij+180j+180可能比可能比I Ij j-I-Ij+180j+180还还大，大，K K值将值将大于大于 0.50.5。差差动保护被动保护被闭锁闭锁4、比率差动及差动速断保护短路故障的主保护短路故障的主保护l保护保护基本原理基本原理1 1、I I段折线式
20、段折线式p比率差动比率差动保护保护I I段折线式动作特性曲线段折线式动作特性曲线动作方程：动作方程：I Idzdz差电流差电流I Idz0dz0差动元件的启动电流差动元件的启动电流K Kzz折线的斜率，比率制动系数折线的斜率，比率制动系数I Izdzd制动电流，一般取各侧电流中的最大者制动电流，一般取各侧电流中的最大者4、比率差动及差动速断保护短路故障的主保护短路故障的主保护2 2、IIII段折线式段折线式IIII段折线式动作特性曲线段折线式动作特性曲线动作方程：动作方程：I Izd0zd0拐点电流，即开始出现制动作用的最小拐点电流，即开始出现制动作用的最小 制动电流制动电流l保护保护基本原理
21、基本原理p比率差动比率差动保护保护4、比率差动及差动速断保护短路故障的主保护短路故障的主保护3 3、IIIIII段折线式段折线式IIIIII段折线式动作特性曲线段折线式动作特性曲线动作方程：动作方程：K Kz1z1第二段折线第二段折线的的斜率斜率K Kz2z2第三段第三段折线的斜率折线的斜率I Izd1zd1第二个拐点的电流第二个拐点的电流l保护保护基本原理基本原理p比率差动比率差动保护保护4、比率差动及差动速断保护短路故障的主保护短路故障的主保护l保护保护基本原理基本原理p差动速断保护差动速断保护动作方程：动作方程：I IdzRMSdzRMS差电流有效值差电流有效值I Idz0dz0差动元件
22、的整定电流差动元件的整定电流 差差动速断元件反映的动速断元件反映的是差是差流流的有效值。不管差流的波形如何的有效值。不管差流的波形如何及含有谐波分量的大小，只要差及含有谐波分量的大小，只要差流的有效值超过了整定值，它将流的有效值超过了整定值，它将迅速动作而切除迅速动作而切除变压器。变压器。4、比率差动及差动速断保护短路故障的主保护短路故障的主保护l整定原则整定原则p比率差动保护比率差动保护启动启动电流电流I Idzodzo的的整定原则是整定原则是：躲：躲过过正常工况下正常工况下最大的最大的不平衡不平衡差流。差流。I Idzodzo可按下式计算：可按下式计算：I Iee变压器额定电流（二次值）变
23、压器额定电流（二次值）K KH H可靠系数，取可靠系数，取1.51.52 2K K1 1电流互感器电流互感器CTCT的变比误差的变比误差K K2 2变压器分接头后负荷调压带来的误差，取变压器分接头后负荷调压带来的误差，取0.050.05K K3 3其他误差（变压器激磁电流等），取其他误差（变压器激磁电流等），取0.050.05K K4 4通道变换及调试误差，取通道变换及调试误差，取0.10.14、比率差动及差动速断保护短路故障的主保护短路故障的主保护l整定原则整定原则p比率差动保护比率差动保护比率制动系数比率制动系数K Kz z的的整定原则是整定原则是：躲过变压器出口三相短路时的最：躲过变压器
24、出口三相短路时的最 大不平衡差流。大不平衡差流。变压器出口区外故障时最大不平衡电流：变压器出口区外故障时最大不平衡电流：4、比率差动及差动速断保护短路故障的主保护短路故障的主保护l整定原则整定原则p比率差动保护比率差动保护拐点电流拐点电流I Izdozdo的整定的整定:为为躲躲过过区区外外故故障障被被切切除除后后的的暂暂态态过过程程 对对压压器器差差动动保保护护的的影影响响，应应使使保保护护的的制制动动作作用用提早产生。因此，提早产生。因此，I Izdozdo取取0.60.60.8Ie0.8Ie是合理的。是合理的。4、比率差动及差动速断保护短路故障的主保护短路故障的主保护l整定原则整定原则p差
25、动差动速断速断保护保护整定整定原则是原则是：躲过变压器励磁涌流：躲过变压器励磁涌流。I Idzdz可按下式计算：可按下式计算：I Iee变压器额定电流（二次值）变压器额定电流（二次值）I Idzdz差动速断元件的动作电流差动速断元件的动作电流K K一个正值系数，一般取一个正值系数，一般取4 48 8 、发电机、发电机与变压器之间无开关的大型变压器发电机组，与变压器之间无开关的大型变压器发电机组，K K值取可值取可3 34 4；、大型、大型发电厂的中、小型变压器（例如有空投可能性的厂高变及启发电厂的中、小型变压器（例如有空投可能性的厂高变及启备备 变变），），K K 值值可取可取8 81010；
26、、经、经长线路与系统联接的降压变电站中的中、大型变压器，长线路与系统联接的降压变电站中的中、大型变压器，K K值值可取可取 4 46 6。4、比率差动及差动速断保护短路故障的主保护短路故障的主保护l保护不正确动作保护不正确动作原因原因分析分析p变压器正常运行时保护误动原因变压器正常运行时保护误动原因CT CT 二次二次回路连线接触回路连线接触不良或短时不良或短时开路；开路；CTCT二次回路中在接触不良点产生电弧造成单相或两相短路；二次回路中在接触不良点产生电弧造成单相或两相短路；CTCT二二次电缆芯次电缆芯线外层线外层绝缘破坏或绝缘破坏或损伤造成损伤造成接地短路接地短路；CT CT 二次回路多
27、点接地二次回路多点接地，接地点之间存在电位差，在，接地点之间存在电位差，在差动元差动元件中产生差流使其件中产生差流使其误动误动。在雷雨天易发生。在雷雨天易发生。4、比率差动及差动速断保护短路故障的主保护短路故障的主保护l保护不正确动作保护不正确动作原因原因分析分析p区外故障切除时保护误动原因区外故障切除时保护误动原因 区区外外故故障障被被切切除除时时，流流过过变变压压器器的的电电流流突突然然减减小小到到额额定定负负荷荷电电流流之之下下。在在此此暂暂态态过过程程中中，由由于于电电流流中中自自由由分分量量的的存存在在，使使两两侧侧差差动动CTCT二二次次电电流流之之间间的的相相位位短短时时（404
28、060ms60ms）发发生生了了变变化化，在在差差动动元元件件中中产产生生差差流流。两两侧侧差差动动CTCT的的暂暂态态特特性性相相差差越越大大，差差流流值值越越大大，且且持持续续时时间间越越长长。又又由由于于流流过过变变压压器器的的电电流流较较小小，差差动动元元件件的的制制动动电电流流较较小小；当当差差动动元元件件拐拐点点电电流流整整定定得得过过大大时时，差差动动元元件件处处于于无无制制动动状状态态。此此时时，若若初初始始动作电流定值偏小，保护容易误动。动作电流定值偏小，保护容易误动。4、比率差动及差动速断保护短路故障的主保护短路故障的主保护l保护不正确动作保护不正确动作原因原因分析分析p区
29、外故障时保护误动原因区外故障时保护误动原因两侧差动两侧差动CT CT 暂态特性相差大及差动元件定值整定有误暂态特性相差大及差动元件定值整定有误一侧一侧CTCT饱和，饱和，差动元件中产生较大差流差动元件中产生较大差流如如图图所所示示，在在变变压压器器低低压压母母线线上上发发生生故故障障，如如果果低低压压侧侧CTCT深深度度饱饱和和，测测量量到到的的电电流流I3I3很小，假设为零，则此时差动电流为：很小，假设为零，则此时差动电流为：而而I1I1和和I2I2都都是是由由母母线线流流向向变变压压器器，为为正正值值，所所以以此此时时差差动动电电流流IdId很很大大，可可能能造造成成差差动动保护误动。保护
30、误动。故障原理图故障原理图CTCT饱和误动分析：饱和误动分析：4、比率差动及差动速断保护短路故障的主保护短路故障的主保护l提高保护可靠性措施提高保护可靠性措施pCTCT饱和对应措施饱和对应措施 为防止在变压器区外故障等状态下为防止在变压器区外故障等状态下CTCT的暂态与稳态饱和所的暂态与稳态饱和所引起的稳态比率差动保护误动作，装置利用二次侧电流中的二引起的稳态比率差动保护误动作，装置利用二次侧电流中的二次和三次谐波含量来判别次和三次谐波含量来判别CTCT是否饱和，所用的表达式如下：是否饱和，所用的表达式如下：其中：为电流中的二次谐波，为电流中的三次谐波，其中：为电流中的二次谐波，为电流中的三次
31、谐波，为电流中的基波，为电流中的基波，为某一比例常数。为某一比例常数。当与某相差动电流有关的电流满足以上表达式即认为此相当与某相差动电流有关的电流满足以上表达式即认为此相差流为差流为CTCT饱和引起，闭锁稳态比率差动保护。饱和引起，闭锁稳态比率差动保护。4、比率差动及差动速断保护短路故障的主保护短路故障的主保护l提高保护可靠性措施提高保护可靠性措施pCTCT饱和对应措施饱和对应措施变变压压器器区区内内发发生生严严重重故故障障伴伴随随TATA饱饱和和时时，稳稳态态低低值值差差动动保保护护将将被被闭闭锁锁，造造成成差差动动保保护护拒拒动动。因因此此在在差差动动保保护护中中，增增加加一一个个稳稳态态
32、高高值值比比例例差差动动元元件件，此此元元件件不不受受CTCT饱饱和和影影响响，这这样样区区内内严严重重故故障障时时，可可由由高值比例差动动作切除故障。高值比例差动动作切除故障。高值比例差动动作方程为：高值比例差动动作方程为：高值比例差动高值比例差动动作动作特性特性图图4、比率差动及差动速断保护短路故障的主保护短路故障的主保护l提高保护可靠性措施提高保护可靠性措施pCTCT饱和对应措施饱和对应措施把把高高值值和和低低值值比比例例差差动动画画在在一一个个坐坐标标图图里里，如如图图所所示示，由由图图可可见见，高高值值比比例例差差动动的的动动作作区区小小于于低低值值比比例例差差动动的的动动作作区区，
33、高高值值的的动动作作区区包包含在低值动作区内。含在低值动作区内。4、比率差动及差动速断保护短路故障的主保护短路故障的主保护l提高保护可靠性措施提高保护可靠性措施p其他对应措施其他对应措施严防严防CTCT二次回路接触不良或二次回路接触不良或开路。开路。严格严格执行反措执行反措要求：所有要求：所有差动差动CTCT二次回路只能有一个公共接地二次回路只能有一个公共接地点，点，且且该接地点应在保护盘上。该接地点应在保护盘上。确保确保差动差动CTCT二次电缆各芯线之间及各芯线对地的二次电缆各芯线之间及各芯线对地的绝缘。绝缘。在在选择变压器纵差保护选择变压器纵差保护CTCT时，一定要保证各组时，一定要保证各
34、组CTCT的容量及精度的容量及精度等等级，优先级，优先采用采用暂态特性好的暂态特性好的TPTP级级CTCT并选择合适的二并选择合适的二次次电缆。电缆。根据根据变压器的容量、变压器的容量、结构在结构在系统系统中的中的位置及系统的特点，合理而位置及系统的特点，合理而灵活地选择定值，以确保保护的动作灵敏度及可靠性。灵活地选择定值，以确保保护的动作灵敏度及可靠性。5、分侧差动和零序差动保护短路故障的主保护短路故障的主保护l分侧差动保护分侧差动保护p原理接线及特点原理接线及特点高压侧分侧差动原理接线图高压侧分侧差动原理接线图高压侧分侧差动保护逻辑图高压侧分侧差动保护逻辑图5、分侧差动和零序差动保护短路故
35、障的主保护短路故障的主保护l分侧差动保护分侧差动保护p原理接线及特点原理接线及特点优点：不受变压器激磁电流、励磁涌流、带负荷调压及过激磁优点：不受变压器激磁电流、励磁涌流、带负荷调压及过激磁 的影响。差动两侧的的影响。差动两侧的CTCT可取同型号及同变比的。因此，可取同型号及同变比的。因此，其动作电流可以适当降低。与变压器纵差保护相比，其其动作电流可以适当降低。与变压器纵差保护相比，其 动作灵敏度高、构成简单（不需要涌流闭锁元件及差动动作灵敏度高、构成简单（不需要涌流闭锁元件及差动 速断元件）。另外，在保护的构成上，由于不需要滤去速断元件）。另外，在保护的构成上，由于不需要滤去 零序电流，故反
36、映接地故障的灵敏度比纵差保护要高。零序电流，故反映接地故障的灵敏度比纵差保护要高。缺点：对缺点：对变压器同相绕组的变压器同相绕组的匝间匝间短路无短路无保护，保护，保护范围比纵差小。保护范围比纵差小。5、分侧差动和零序差动保护短路故障的主保护短路故障的主保护l分侧差动保护分侧差动保护p动作方程及特性动作方程及特性动作特性以动作特性以IIII段折线式为例：段折线式为例：IIII段折线式动作特性曲线段折线式动作特性曲线动作方程：动作方程：I Idzdz差电流，差电流，I Idz0dz0差动元件的启动电流差动元件的启动电流K Kzz折线的斜率，比率制动系数折线的斜率，比率制动系数I Izdzd制动电流
37、，一般取各侧电流中的最大者制动电流，一般取各侧电流中的最大者I Izd0zd0拐点电流拐点电流5、分侧差动和零序差动保护短路故障的主保护短路故障的主保护l分侧差动保护分侧差动保护p整定整定计算计算I Idzodzo可按下式计算：可按下式计算：I Iee变压器额定电流（二次值）变压器额定电流（二次值）K KH H可靠系数，取可靠系数，取1.21.21.51.5K K1 1电流互感器电流互感器CTCT的的变变比误差比误差K K2 2通道变换及调试误差，取通道变换及调试误差，取0.10.1计算可知：计算可知：I Idz0dz0=（0.240.240.320.32）I Ie e启动启动电流电流I Id
38、zodzo的整定的整定5、分侧差动和零序差动保护短路故障的主保护短路故障的主保护比率制动系数比率制动系数K Kz z的的整定原则是整定原则是：躲过变压器出口短路时的最：躲过变压器出口短路时的最 大不平衡差流。大不平衡差流。变压器出口区外故障时最大不平衡电流：变压器出口区外故障时最大不平衡电流：l分侧差动保护分侧差动保护p整定整定计算计算5、分侧差动和零序差动保护短路故障的主保护短路故障的主保护拐点电流拐点电流I Izdozdo的的整定整定原则原则:在外部故障切除后暂态过程中，在外部故障切除后暂态过程中，差动元件被可靠制动。差动元件被可靠制动。为为躲躲过过区区外外故故障障被被切切除除后后的的暂暂
39、态态过过程程 对对压压器器差差动动保保护护的的影影响响，应应使使保保护护的的制制动动作作用用提早产生。因此，提早产生。因此，I Izdozdo取取0.50.50.7Ie0.7Ie是合理的。是合理的。l分侧差动保护分侧差动保护p整定整定计算计算5、分侧差动和零序差动保护短路故障的主保护短路故障的主保护l零序差动保护零序差动保护p原理接线及特点原理接线及特点特点：特点：零差保护不受零差保护不受变压器变压器 激磁激磁电流及带负荷电流及带负荷调调 压压的影响，其构成的影响，其构成简简 单单，动作灵敏度高，动作灵敏度高。另外另外，零差元件各，零差元件各侧侧 CT CT 可以取同型号及可以取同型号及同同
40、变比变比的。的。自耦变压器零差保护原理自耦变压器零差保护原理接线图接线图5、分侧差动和零序差动保护短路故障的主保护短路故障的主保护l零序差动保护零序差动保护p动作方程及特性动作方程及特性动作特性采用动作特性采用I I段折线式段折线式零差元件动作特性曲线零差元件动作特性曲线动作方程：动作方程：I I0dz0dz零序差流零序差流 K Kzz比率制动系数比率制动系数I I0zd0zd零序制动电流零序制动电流I I0dz00dz0零序差动元件的启动零序差动元件的启动电流电流I I0p00p0差动元件的动作电流整定值差动元件的动作电流整定值不带制动零差元件动作方程：不带制动零差元件动作方程：5、分侧差动
41、和零序差动保护短路故障的主保护短路故障的主保护l零序差动保护零序差动保护p整定整定计算计算最小零序动作电流最小零序动作电流I Iodzoodzo的整定的整定原则：应原则：应躲过正常工况下差躲过正常工况下差动回动回 路路的零序不平衡电流的零序不平衡电流流。流。正常工况下零差回路的不平衡电流可按下式正常工况下零差回路的不平衡电流可按下式计算：计算：最小零序最小零序动作电流为：动作电流为：5、分侧差动和零序差动保护短路故障的主保护短路故障的主保护l零序差动保护零序差动保护p整定整定计算计算比率制动系数比率制动系数K Kz z的的整定原则是整定原则是：使：使零差保护可靠地躲过零差保护可靠地躲过区外接区
42、外接 地故障地故障时的零序时的零序不平衡不平衡电流电流。区外接地故障时最大不平衡零序区外接地故障时最大不平衡零序电流：电流：5、分侧差动和零序差动保护短路故障的主保护短路故障的主保护l零序差动保护零序差动保护p整定整定计算计算无无制动特性零制动特性零差差保护整定原则：按保护整定原则：按躲过区外接地故障或励磁躲过区外接地故障或励磁涌涌 流产生流产生的不平衡电流来的不平衡电流来整定。整定。最小零序最小零序动作电流为：动作电流为：6、故障分量差动保护短路故障的主保护短路故障的主保护1、复合电压过流保护短路故障的后备保护短路故障的后备保护l基本原理基本原理复合电压过流保护逻辑图复合电压过流保护逻辑图保
43、护动作方程：保护动作方程：U Uacaca,ca,c两相间电压（二次值）两相间电压（二次值）I Ia(b,c)a(b,c)a,b,ca,b,c相电流（二次值）相电流（二次值）U U22负序电压负序电压（二次值）（二次值）I Iopop过流元件动作电流整定值过流元件动作电流整定值U Uopop低电压元件动作电压低电压元件动作电压整定值整定值U U2op2op负序负序电压电压元件动作电压元件动作电压整定值整定值1、复合电压过流保护短路故障的后备保护短路故障的后备保护l整定整定建议建议p过流元件过流元件整定原则：按整定原则：按躲过变压器运行时的最大负荷躲过变压器运行时的最大负荷电流电流来来整定。整定
44、。1、复合电压过流保护短路故障的后备保护短路故障的后备保护l整定整定建议建议p低压低压元件元件整定整定原则：按躲过无故障运行时保护安装处出现的最低原则：按躲过无故障运行时保护安装处出现的最低电电 压压来整定。来整定。1、复合电压过流保护短路故障的后备保护短路故障的后备保护l整定整定建议建议p负序电压元件负序电压元件整定原则：整定原则：按躲过正常运行时系统中出现的最大负序按躲过正常运行时系统中出现的最大负序电压电压 整定。还整定。还应应满足使相邻满足使相邻线路末端线路末端两相短路两相短路时时负负 序电压序电压元件有足够的动作元件有足够的动作灵敏度灵敏度U Uee额定电压（二次值）额定电压（二次值
45、）1、复合电压过流保护短路故障的后备保护短路故障的后备保护l整定整定建议建议p动作延时动作延时整定原则：整定原则：按与相邻线路相间短路后备保护相配合按与相邻线路相间短路后备保护相配合整定。整定。t t复合电压过流保护的动作复合电压过流保护的动作延时动作延时动作t tmaxmax相邻线路相间短路后备保护的最相邻线路相间短路后备保护的最长延时长延时tt时间级差，一般取时间级差，一般取 0.30.30.50.5秒秒2、零序电流/零序方向电流保护短路故障的后备保护短路故障的后备保护l基本原理基本原理三卷变压器零序方向电流保护逻辑图三卷变压器零序方向电流保护逻辑图零序零序I I段动作方程：段动作方程：P
46、 Poo零序功率元件的测量零序功率元件的测量功率功率3I3Ioo零序电流元件的测量零序电流元件的测量电流电流I Iop1op1、I Iop2op2、I Iop3op3分别为分别为零序各段动零序各段动 作电流整定值作电流整定值零序零序IIII段动作方程：段动作方程：零序零序IIIIII段动作方程：段动作方程：2、零序电流/零序方向电流保护短路故障的后备保护短路故障的后备保护l整定整定建议建议p功率方向元件的动作功率方向元件的动作方向方向整定整定原则原则：根据变压器的作用、保护安装位置（电气位置）根据变压器的作用、保护安装位置（电气位置）及及电力系统的具体情况确定电力系统的具体情况确定。I I、发
47、电厂、发电厂的三卷的三卷升压变压器：保护的动作方向应分别指向升压变压器：保护的动作方向应分别指向 各侧母线。各侧母线。IIII、大型变电站的降压变压器：高压、大型变电站的降压变压器：高压侧保护的侧保护的动作方向动作方向应应 指向指向变压器变压器，中压侧保护，中压侧保护 的的动作方向，应指向动作方向，应指向中压中压 侧母线。侧母线。2、零序电流/零序方向电流保护短路故障的后备保护短路故障的后备保护l整定整定建议建议p各段零序电流元件的各段零序电流元件的动作电流动作电流中压侧零序电流元件中压侧零序电流元件整定整定I Iop1op1零序零序I I段的段的动作电流动作电流 I Iop2op2零序零序I
48、III段段的的动作电流动作电流K KH H可靠系数，可靠系数，取取1.1 K1.1 Kx1x1零序零序I I段分支系数段分支系数K Kx2x2零序零序IIII段段分支分支系数系数 I Iop1Lop1L相邻线路相邻线路零序零序I I段的段的动作电流动作电流I Iop2Lop2L相邻线路相邻线路零序零序IIII段段的的动作电流动作电流I I段的段的动作电流应动作电流应与相邻线路与相邻线路零序零序I I段或线路快速主保护段或线路快速主保护配合配合IIII段的段的动作电流与动作电流与相邻线路相邻线路零序零序IIII段相配合段相配合2、零序电流/零序方向电流保护短路故障的后备保护短路故障的后备保护l整
49、定整定建议建议p各段零序电流元件的各段零序电流元件的动作电流动作电流高压高压侧零序电流元件侧零序电流元件整定整定I Iop1op1高高高压侧高压侧零序零序I I段的动作电流段的动作电流 I Iop1op1中中中压中压侧侧零序零序I I段段的的动作电流动作电流I IopopIIII高高高压侧高压侧零序零序IIII段段的动作电流的动作电流 I IopopIIII中中中压侧中压侧零序零序IIII段的段的动作电流动作电流K KH H可靠系数，取可靠系数，取1.151.15I I段的动作电流应保证在中压侧母线上发生接地故障时有段的动作电流应保证在中压侧母线上发生接地故障时有灵敏度灵敏度IIII段段的的动
50、作电流应动作电流应与中压侧与中压侧零序零序IIII段保护的动作电流相配合段保护的动作电流相配合2、零序电流/零序方向电流保护短路故障的后备保护短路故障的后备保护l整定整定建议建议p动作延时的动作延时的整定整定电流电流I I段保护的段保护的短延时应短延时应与相邻线路与相邻线路零序电流零序电流I I段保护的动作时段保护的动作时间相配合间相配合。t t1 1变压器零序电流变压器零序电流I I段保护的段保护的短延时短延时 t t1L1L相邻线路零序电流相邻线路零序电流I I段保护的段保护的动作时间动作时间tt时间级差，一般取时间级差，一般取 0.30.30.50.5秒秒2、零序电流/零序方向电流保护短