ST 1200變壓器保護(hù)(保護(hù)原理1.ppt

1、PST 1200變壓器保護(hù)保護(hù)原理, 2 ,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 主要內(nèi)容,采用的新原理、新技術(shù) 差動(dòng)保護(hù) 后備保護(hù) 非電量保護(hù),PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 新原理,采用的新原理及技術(shù) 波形對(duì)稱原理的差動(dòng)保護(hù) 波形快速比較法 全穩(wěn)態(tài)啟動(dòng) 三折線比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)原理 利用多側(cè)電流量的CT斷線識(shí)別原理 采用嵌入式多任務(wù)操作系統(tǒng),PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 差動(dòng)保護(hù),差動(dòng)保護(hù) 二次諧波原理 波形對(duì)稱原理 啟動(dòng)元件 比率制動(dòng)元件 CT回路異常判別元件,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 勵(lì)磁涌流,勵(lì)磁涌流 變壓器運(yùn)行時(shí)，電源側(cè)勵(lì)磁繞組中將流過用于產(chǎn)生主磁通的勵(lì)磁電流，因此

2、會(huì)在變壓器差動(dòng)保護(hù)中產(chǎn)生不平衡電流。正常運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁電流很小，產(chǎn)生的不平衡差流不會(huì)影響保護(hù)的動(dòng)作；在變壓器空載投入或外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，由于變壓器鐵芯的嚴(yán)重飽和，勵(lì)磁電流激增并發(fā)展為勵(lì)磁涌流（可達(dá)510倍的額定電流），此時(shí)在變壓器各側(cè)將形成較大的不平衡差流，導(dǎo)致變壓器保護(hù)誤動(dòng)。,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 勵(lì)磁涌流,單相變壓器勵(lì)磁涌流的典型特征 與合閘角有關(guān)，合閘角為0度時(shí)，勵(lì)磁涌流最大 波形偏離時(shí)間軸的一側(cè)，出現(xiàn)間斷 含有很大的非周期分量，間斷角越小，非周期分量越大 含量大量的高次諧波，以二次諧波為主，間斷角越小，二次諧波越小,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 勵(lì)磁涌流,三相

3、變壓器勵(lì)磁涌流的特征 由于三相電壓的相位差，三相勵(lì)磁涌流不會(huì)相同，至少兩相出現(xiàn)不同程度的勵(lì)磁涌流 某相勵(lì)磁涌流不能再偏離時(shí)間軸一側(cè)，變成對(duì)稱性涌流，其他兩相仍為偏離時(shí)間軸一側(cè)的非對(duì)稱性涌流，對(duì)稱性涌流的數(shù)值較小，非對(duì)稱涌流仍含有大量的非周期分量 三相勵(lì)磁涌流中有一相或兩相二次諧波含量比較小，但至少一相比較大 勵(lì)磁涌流的波形仍然是間斷的，但間斷角明顯減小,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 二次諧波,二次諧波原理 本元件是為了在變壓器空投時(shí)防止勵(lì)磁涌流引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng), 其動(dòng)作判據(jù)為： I Id * XB 2； 其中：I為差動(dòng)電流中的二次諧波含量； Id為變壓器差動(dòng)電流； XB2為差動(dòng)保護(hù)二次諧

4、波制動(dòng)系數(shù)；, 9 ,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 波形對(duì)稱,波形對(duì)稱原理 將流入繼電器的差流進(jìn)行微分, 將微分后波形的前半周數(shù)據(jù)和后半周數(shù)據(jù)逐點(diǎn)做對(duì)稱比較, 對(duì)于故障電流恒對(duì)稱; 而對(duì)于勵(lì)磁涌流基本不對(duì)稱.這樣可以有效地區(qū)分涌流和故障電流. 波形對(duì)稱原理是我們首先提出并實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用,享有發(fā)明專利,專利號(hào)為 ZL-95-1-12781.0,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 波形對(duì)稱,波形對(duì)稱原理,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 性能特點(diǎn),變壓器磁通涌流及其導(dǎo)數(shù),PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 波形對(duì)稱,波形對(duì)稱 從數(shù)字濾波的角度來分析，波形對(duì)稱判據(jù)的構(gòu)成實(shí)質(zhì)上是差分后差動(dòng)電流

5、中偶次諧波的瞬時(shí)值與奇次諧波包括基波分量的瞬時(shí)值相比。按判據(jù)的動(dòng)作條件，輸入電流中的偶次諧波為動(dòng)作量，奇次諧波為制動(dòng)量。與二次諧波制動(dòng)原理相比，波形對(duì)稱判據(jù)充分利用了二次諧波以上的偶次諧波分量，提高了保護(hù)躲勵(lì)磁涌流誤動(dòng)的能力。,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 波形對(duì)稱,波形對(duì)稱的優(yōu)點(diǎn) 靈敏度高 抗干擾能力強(qiáng) 計(jì)算量小, 對(duì)硬件要求低 所用數(shù)據(jù)冗余度大, 容錯(cuò)能力強(qiáng),允許數(shù)據(jù)有一定偏差或個(gè)別數(shù)據(jù)受干擾. 當(dāng)變壓器有涌流時(shí)發(fā)生內(nèi)部故障,可以瞬間出口,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 波形對(duì)稱,分側(cè)差動(dòng)保護(hù) 高壓側(cè)、中壓側(cè)、公共繞組構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)。 優(yōu)點(diǎn)：保護(hù)原理簡(jiǎn)單、調(diào)試方便，靈敏度高，不受勵(lì)

6、磁涌流影響。 缺點(diǎn)：對(duì)匝間短路靈敏度低,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 波形對(duì)稱,零序差動(dòng)保護(hù) 高壓側(cè)、中壓側(cè)、公共繞組的零序電流構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)。 優(yōu)點(diǎn)：接地短路靈敏度高，動(dòng)作電流與變壓器調(diào)壓分接頭的調(diào)整無關(guān)，與勵(lì)磁涌流的關(guān)系僅有間接影響（基本無影響） 缺點(diǎn)：二次回路極性校驗(yàn)，所用互感器較多，特性不一致的問題(中性點(diǎn)零序CT特性),PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 五次諧波,五次諧波判別元件 本元件是為了在變壓器過勵(lì)磁時(shí)防止差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng), 其動(dòng)作判據(jù)為： I Id *XBB 5 其中：I為差動(dòng)電流中的五次諧波含量； Id為變壓器差動(dòng)電流 XBB5為差動(dòng)保護(hù)五次諧波制動(dòng)系數(shù),軟件設(shè)定為0.3

7、8；,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 啟動(dòng)元件,差流啟動(dòng)元件 差流突變啟動(dòng) | i(t)-2i(t-T)+i(t-2T) |0.6Icd ； 差流穩(wěn)態(tài)啟動(dòng) 差流穩(wěn)態(tài)啟動(dòng)元件是為了防止經(jīng)大電阻故障時(shí)相電流突變量啟動(dòng)元件靈敏度不夠而設(shè)置的輔助啟動(dòng)元件。該元件在差動(dòng)電流大于差流穩(wěn)態(tài)啟動(dòng)門坎并持續(xù)5ms后啟動(dòng)。差流穩(wěn)態(tài)啟動(dòng)門坎為差動(dòng)動(dòng)作定值的80%。,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 比率制動(dòng),比率制動(dòng) 兩側(cè)差動(dòng)：Icdd =|I1+I2|； Izdd =max(|I1|,|I2|) 三側(cè)差動(dòng)：Icdd =|I1+I2+I3|； Izdd =max(|I1|,|I2|,|I3|) 四側(cè)差動(dòng)： I

8、cdd =|I1+I2+I3+I4|； Izdd =max(|I1|,|I2|,|I3|,|I4|) 五側(cè)差動(dòng)： Icdd =|I1+I2+I3+I4+I5|； Izdd =(|I1|+|I2|+|I3|+|I4|+|I5|)/2；,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 比率制動(dòng),比率制動(dòng)曲線,CT斷線判別 |i|0.1In且|IH|0.33Icd 其中：i為相電流突變值 Ida,Idb,Idc為A,B,C三相差流值；Icd 為差動(dòng)保護(hù)電流定值；In 為額定電流 ；IQ 前一次測(cè)量電流；IH 當(dāng)前測(cè)量電流；ID 無流相的差動(dòng)電流； IWI無電流門檻值，取0.04倍的CT額定電流； 以上條件同時(shí)滿

9、足判CT斷線，僅條件（3）滿足，判為差流越限。,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) CT斷線,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 二次諧波原理框圖,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 波形對(duì)稱邏輯框圖,后備保護(hù) 保護(hù)啟動(dòng)元件 相間阻抗保護(hù)元件 接地阻抗保護(hù)元件 復(fù)合電壓（方向）過流元件 零序（方向）過流元件 間隙保護(hù)元件 中性點(diǎn)保護(hù)元件 非全相保護(hù)元件 公共繞組過負(fù)荷元件 TV斷線判別元件,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 后備保護(hù),啟動(dòng)元件 相電流突變啟動(dòng)|i|kIn 其中： i為電流突變值； kIn為可整定的額定電流倍數(shù) 各種保護(hù)定值穩(wěn)態(tài)啟動(dòng) 過激磁跳閘啟動(dòng) 非全相啟動(dòng),PST 1200

10、 數(shù)字式變壓器保護(hù) 后備啟動(dòng),相間阻抗保護(hù) 本保護(hù)采用相位比較原理，阻抗特性為偏移圓。 TV斷線時(shí)，相間阻抗保護(hù)退出。TV斷線后若電壓恢復(fù)正常，相間阻抗保護(hù)也隨之恢復(fù)正常。其動(dòng)作判據(jù)為: Zxj =U/I Z1 =Zxj -Za Z2 =Zxj +K *Za Z1.Z2之間的相位差為,動(dòng)作條件為90. 其中: U為線電壓Uab，Ubc，Uca； I為U對(duì)應(yīng)的線電流Iab，Ibc，Ica； Zxj為相間的測(cè)量阻抗值 Za為相間阻抗保護(hù)的定值(最大靈敏角的阻抗值) K為阻抗圓的偏移度,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 相間阻抗保護(hù),PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 相間阻抗保護(hù),接地阻抗保護(hù)

11、本保護(hù)采用相位比較原理，阻抗特性為偏移圓。TV斷線時(shí)，接地阻抗保護(hù)退出。TV斷線后若電壓恢復(fù)正常，接地阻抗保護(hù)也隨之恢復(fù)正常。其動(dòng)作判據(jù)為: Zjd=U/（I+3I0*K0） Z1=Zjd-Za Z2=Zjd+K*Za Z1.Z2之間的相位差為,動(dòng)作條件為90。 其中: U為相電壓 I為U對(duì)應(yīng)的相電流 3I0為零序電流 Zjd為接地的阻抗值 Za為相間阻抗保護(hù)的定值(最大靈敏角的阻抗值) K為阻抗圓的偏移度 K0為零序電流補(bǔ)償系數(shù),PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 接地阻抗保護(hù),復(fù)壓方向過流保護(hù) 本保護(hù)的方向元件TV斷線后退出。TV斷線后若電壓恢復(fù)正常，本保護(hù)也隨之恢復(fù)正常。本保護(hù)包括以下元

12、件： 復(fù)合電壓元件，電壓取自本側(cè)的TV或變壓器各側(cè)TV，動(dòng)作判據(jù)為：min(Uab,Ubc,Uca)Ufx；以上兩個(gè)條件為“或”的關(guān)系；其中：Uab、Ubc、Uca為線電壓；Uddy為低電壓定值；U2為負(fù)序電壓；Ufx為負(fù)序電壓定值； 功率方向元件，電壓電流取自本側(cè)的TV和TA，動(dòng)作判據(jù)為： 若方向由控制字選擇為正向：UabIc UbcIa UcaIb三個(gè)夾角（電流落后電壓時(shí)角度為正），其中任一個(gè)滿足式45-135最大靈敏角為-45,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 復(fù)壓方向過流,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 復(fù)壓方向過流,TA的正極性端指向母線 復(fù)壓功率方向指向系統(tǒng)（母線）,保護(hù)動(dòng)作

13、區(qū)22545，最大靈敏角為135； 復(fù)壓功率方向指向變壓器；保護(hù)動(dòng)作區(qū)45-135，最大靈敏角為-45；,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 零序方向過流,零序方向保護(hù) 本保護(hù)TV斷線方向元件退出。TV斷線后若電壓恢復(fù)正常，本保護(hù)也隨之恢復(fù)正常。本保護(hù)包括以下元件： 1） 零序過流元件，動(dòng)作判據(jù)為：3I0 I0gl ； 其中：3I0為零序電流，取自本側(cè)零序TA。 I0gl為零序過流的電流定值； 2) 零序功率方向元件，動(dòng)作判據(jù)為： 3U03I0夾角（電流落后電壓時(shí)角度為正） -195-15 其中： 3I0為中性點(diǎn)零序電流或三相電流 Ia,Ib,Ic在軟件中合成的零序電流 3U0為三相電壓Ua，

14、Ub，Uc自產(chǎn)零序電壓,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 零序方向過流,零序方向保護(hù),PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 間隙保護(hù),間隙零序保護(hù) 本保護(hù)反應(yīng)變壓器間隙電壓和間隙擊穿的零序電流，可作為變壓器的后備保護(hù)。保護(hù)包括以下元件： 1)間隙零序過壓元件，動(dòng)作判據(jù)為： 3U0 U0L ； 其中：3U0為零序電壓，取自本側(cè)零序TV； U0L為間隙零序過壓的電壓定值； 2)間隙零序過流元件，動(dòng)作判據(jù)為： 3I0g Iggl ； 其中：3I0g為間隙零序電流，取自本側(cè)中性點(diǎn)間隙TA； Iggl為間隙零序過流的電流定值；,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 中性點(diǎn)零序,中性點(diǎn)零序保護(hù)（公共繞組零序

15、過流） 本保護(hù)反應(yīng)變壓器中性點(diǎn)電流，僅作為自藕變壓器的后備保護(hù)。本保護(hù)包括以下元件： 中性點(diǎn)過流元件，動(dòng)作判據(jù)為： Izxd Iz ； 其中：Izxd為中性點(diǎn)電流，取自本側(cè)中性點(diǎn)TA； Iz為中性點(diǎn)過流的電流定,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 過激磁保護(hù),反時(shí)限過激磁保護(hù) 本保護(hù)作為大中型變壓器在過電壓或低頻率下運(yùn)行的過激磁保護(hù)。 過激磁倍數(shù)N N=B/Be=(U/f)/(Ue/fe)； 其中: U為變壓器高壓側(cè)母線電壓； f為系統(tǒng)頻率； Ue為變壓器高壓側(cè)母線額定電壓； fe為系統(tǒng)額定頻率；,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 過激磁保護(hù),反時(shí)限過激磁保護(hù) 1) 下限定時(shí)限元件，動(dòng)作判據(jù)為： NNa ； 其中：Na為下限定時(shí)限的定值； 2) 過激磁告警元件，動(dòng)作判據(jù)為： NNx ； 其中：Nx為過激磁告警的定值； 3） 反時(shí)限元件，本元件為五段折線式；,PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) 過激磁保護(hù),反時(shí)限過激磁保護(hù),PST 1200 數(shù)字式變壓器保護(hù) PT斷線,PT斷線判據(jù) 本元