主變保護(hù)基本原理ppt課件.ppt

2020 4 20 主變保護(hù)基本原理 主講 江衛(wèi)良 深圳南瑞科技有限公司 2020 4 20 變壓器保護(hù)基本原理 1 提綱 變壓器保護(hù)概述常規(guī)差動(dòng)保護(hù)基本理論縱差保護(hù) 比率差動(dòng) 差動(dòng)速斷 采樣值差動(dòng) 原理零序 分側(cè) 或分相 差動(dòng)保護(hù)原理 2020 4 20 變壓器保護(hù)基本原理 2 變壓器保護(hù)概述 電力變壓器的分類按接線形式分 普通變和自耦變 三相 分相 按繞組數(shù)分 三卷變和兩卷變按用途分 升壓變 降壓變和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變電力變壓器的結(jié)構(gòu)鐵芯 繞組 外殼 油箱 油 套管 引線 冷卻器有載調(diào)壓變壓器的繞組接線圖 普通變 自耦變 2020 4 20 變壓器保護(hù)基本原理 3 變壓器保護(hù)概述 變壓器的常見故障油箱內(nèi) 相間短路 接地短路 匝間短路等油箱外 套管和引出線上發(fā)生相間短路和接地短路變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)外部相間短路引起的過電流外部接地短路引起的過電流和中性點(diǎn)過電壓由于負(fù)荷超載引起的過負(fù)荷由于漏油等原因引起的油面下降 2020 4 20 變壓器保護(hù)基本原理 4 差動(dòng)保護(hù)基本原理 常規(guī)差動(dòng)保護(hù)理論基礎(chǔ)基爾霍夫電流定律 對(duì)于任一集中參數(shù)電路中的任一閉合面 在任一時(shí)刻 通過該閉合面的所有支路電流的代數(shù)和等于零 關(guān)鍵詞 集中參數(shù)電路 閉合面 同一時(shí)刻 所有支路 代數(shù)和 2020 4 20 變壓器保護(hù)基本原理 5 差動(dòng)保護(hù)基本原理 常規(guī)差流的計(jì)算正常情況下 差流為零 故障情況下 形成新的電流支路 平衡關(guān)系被打破 產(chǎn)生差流不考慮TA傳變誤差和TA飽和 不需要制動(dòng)實(shí)際應(yīng)用中 需要考慮TA傳變誤差 TA飽和等因素的影響 使用帶比率制動(dòng)的差動(dòng)保護(hù) 2020 4 20 變壓器保護(hù)基本原理 6 差動(dòng)保護(hù)基本原理 差動(dòng)保護(hù)的應(yīng)用發(fā)電機(jī)完全縱差 母線差動(dòng)是基于基爾霍夫電流定律的不考慮分布電容的情況下 線路差動(dòng)是基于霍夫電流定律的 但是長(zhǎng)線路具有分布參數(shù) 不能忽略分布電容的影響 要進(jìn)行補(bǔ)償變壓器縱差不是基于基爾霍夫電流定律的差動(dòng)保護(hù)反映的是電流的平衡關(guān)系 2020 4 20 變壓器保護(hù)基本原理 7 差動(dòng)保護(hù)基本原理 變壓器縱差基本原理 包括 比率差動(dòng) 差動(dòng)速斷 采樣值差動(dòng) 基于變壓器原理理想變壓器 U1 I1 U2 I2即 I1 n I2 0n為一次和二次繞組匝數(shù)比反應(yīng)的是能量的平衡平衡系數(shù)和匝數(shù)比 TA變比有關(guān) 2020 4 20 變壓器保護(hù)基本原理 8 變壓器差動(dòng)保護(hù) 變壓器零序差動(dòng)基本原理基于基爾霍夫電流定律主要用于自耦變平衡系數(shù)只與TA變比有關(guān)變壓器分側(cè)差動(dòng)基本原理 2020 4 20 變壓器保護(hù)基本原理 9 變壓器差動(dòng)保護(hù) 變壓器縱差保護(hù)的特點(diǎn)勵(lì)磁涌流Y 轉(zhuǎn)換各側(cè)平衡系數(shù)的調(diào)節(jié)有載調(diào)壓引起的不平衡電流可反映相間 接地 匝間短路故障 2020 4 20 變壓器保護(hù)基本原理 10 變壓器差動(dòng)保護(hù) 變壓器零序 分側(cè)差動(dòng)保護(hù)的特點(diǎn)不怕勵(lì)磁涌流不需Y 轉(zhuǎn)換各側(cè)平衡系數(shù)只與TA變比有關(guān) 與電壓等級(jí)無關(guān)有載調(diào)壓不會(huì)引起不平衡電流零差 可反映單相接地短路 不反映相間短路分側(cè)差動(dòng) 可反映相間 接地短路 不反映匝間短路 2020 4 20 變壓器保護(hù)基本原理 11 變壓器差動(dòng)保護(hù) Y 轉(zhuǎn)換原理為什么要進(jìn)行Y 轉(zhuǎn)換Y 和 Y的區(qū)別對(duì)涌流制動(dòng)特性的影響消除零序電流PRS 778采用Y 轉(zhuǎn)換 2020 4 20 變壓器保護(hù)基本原理 12 變壓器差動(dòng)保護(hù) Y 11轉(zhuǎn)換示例矢量圖差流計(jì)算 已乘了平衡系數(shù) Ida Iha Ihb IlaIdb Ihb Ihc IlbIdc Ihc Iha Ilc注意 差流放大了倍差流 制動(dòng)電流定值都要相應(yīng)放大倍 2020 4 20 變壓器保護(hù)基本原理 13 變壓器差動(dòng)保護(hù) 各側(cè)平衡系數(shù)計(jì)算示例和電壓等級(jí)成正比 和TA變比成正比和二次額定電流成反比和變壓器容量無關(guān)由于采用Y 轉(zhuǎn)換 側(cè)要放大倍以高壓側(cè)為基準(zhǔn) 其他側(cè)平衡系數(shù)計(jì)算公式 例如 某變壓器 12 12 11接線 高 中 低壓側(cè)額定電壓220kV 110kV 10kV TA變比 600 1 1000 1 2000 1 則高 中 低壓側(cè)平衡系數(shù)分別為 1 0 833 0 262 2020 4 20 變壓器保護(hù)基本原理 14 變壓器差動(dòng)保護(hù) 差動(dòng)速斷保護(hù)在縱差保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí) 快速切除故障不經(jīng)勵(lì)磁涌流閉鎖 靠定值躲不經(jīng)TA斷線閉鎖區(qū)外故障TA嚴(yán)重飽和時(shí) 經(jīng)TA飽和閉鎖 2020 4 20 變壓器保護(hù)基本原理 15 變壓器差動(dòng)保護(hù) 比率差動(dòng)保護(hù)經(jīng)勵(lì)磁涌流閉鎖 二次諧波 波形識(shí)別經(jīng)TA斷線閉鎖 可選擇 閉鎖不閉鎖小電流閉鎖 大電流不閉鎖區(qū)外故障TA輕微飽和 可利用比率制動(dòng)特性制動(dòng)區(qū)外故障TA嚴(yán)重飽和時(shí) 設(shè)專門的TA飽和閉鎖元件 利用制動(dòng)電流與差動(dòng)電流表現(xiàn)的時(shí)序一致性來判別是否飽和故障 差流和制動(dòng)電流突變量同時(shí)出現(xiàn)TA飽和 先出現(xiàn)制動(dòng)電流突變量 幾毫秒后出現(xiàn)差流 2020 4 20 變壓器保護(hù)基本原理 16 變壓器比率差動(dòng)保護(hù) 動(dòng)作特性曲線 2020 4 20 變壓器保護(hù)基本原理 17 變壓器比率差動(dòng)保護(hù) 勵(lì)磁涌流特征尖脈沖 偏向時(shí)間軸一側(cè) 不對(duì)稱波形不連續(xù) 有間斷角含有豐富的諧波分量 2020 4 20 變壓器保護(hù)基本原理 18 比率差動(dòng)保護(hù) 勵(lì)磁涌流制動(dòng)原理一 二次諧波復(fù)合制動(dòng)對(duì) 接線變壓器 差流反映 形接線側(cè)兩相電流相量差 故當(dāng)差流二次諧波未能制動(dòng)時(shí) 可進(jìn)一步用兩個(gè)相電流中的二次諧波進(jìn)行制動(dòng) 這就大大提高了涌流制動(dòng)的可靠性 采用涌流復(fù)合制動(dòng)邏輯 在變壓器無故障時(shí)采用 或 邏輯制動(dòng)方式可靠地避開涌流 空投于故障變壓器時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為分相制動(dòng)方式 二次諧波定值 波形不對(duì)稱定值越小躲勵(lì)磁涌流能力越強(qiáng) 保護(hù)越不容易動(dòng)作 2020 4 20 變壓器保護(hù)基本原理 19 比率差動(dòng)保護(hù) 勵(lì)磁涌流制動(dòng)原理二 波形識(shí)別故障時(shí) 有如下表達(dá)式成立 4 3 式中 為的半波積分值 為的半波積分值 為波形不對(duì)稱系數(shù) 為差流導(dǎo)數(shù)前半波某一點(diǎn)的數(shù)值 為差流導(dǎo)數(shù)后半波對(duì)應(yīng)點(diǎn)的數(shù)值 一般整定為0 1 0 2之間 一般推薦取0 12 波形不對(duì)稱定值Kb越小躲勵(lì)磁涌流能力越強(qiáng) 保護(hù)越不容易動(dòng)作 2020 4 20 變壓器保護(hù)基本原理 20 采樣值差動(dòng)保護(hù) 采樣值差動(dòng)采樣值與穩(wěn)態(tài)量的區(qū)別 采樣值差動(dòng)是微機(jī)保護(hù)特有的一種差動(dòng)保護(hù) 它將傳統(tǒng)的相量轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞑蓸狱c(diǎn) 瞬時(shí)值 的比率差動(dòng) 并依靠多點(diǎn)重復(fù)判斷來保證可靠性 理論基礎(chǔ)與常規(guī)差動(dòng)相同R取S規(guī)則模糊區(qū) 2020 4 20 變壓器保護(hù)基本原理 21 采樣值差動(dòng)保護(hù) 采樣值差動(dòng)本身具備識(shí)別勵(lì)磁涌流和外部故障TA飽和的能力 不需要另外附加勵(lì)磁涌流閉鎖判據(jù) 其數(shù)據(jù)窗小于一個(gè)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輕微變壓器內(nèi)部故障提供一個(gè) 速動(dòng)段 有助于消除二次諧波判據(jù)帶來的長(zhǎng)延時(shí)影響 2020 4 20 變