主變差動(dòng)保護(hù)及保護(hù)

1、主變差動(dòng)保護(hù)及保護(hù)主變差動(dòng)保護(hù)及保護(hù)第一頁(yè)，共27頁(yè)。中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)主變差動(dòng)保護(hù)及保護(hù)范圍 第二頁(yè)，共27頁(yè)。中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng) 一一.主變差動(dòng)保護(hù)主變差動(dòng)保護(hù)Y 差動(dòng)保護(hù)是一種依據(jù)被保護(hù)電氣設(shè)備進(jìn)出線兩端電流差值的變化構(gòu)成的對(duì)電氣設(shè)備的保護(hù)裝置，一般分為縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)和橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。變壓器的差動(dòng)保護(hù)屬縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)則常用于變電所母線等設(shè)備的保護(hù)。Y 差動(dòng)保護(hù)主要用于電力變壓器的保護(hù)。其原理是監(jiān)視保護(hù)設(shè)備兩個(gè)不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)電流的變化，從而發(fā)現(xiàn)被監(jiān)測(cè)對(duì)象有無(wú)異常，當(dāng)異常值到達(dá)整定值，即動(dòng)作斷路器將設(shè)備從系統(tǒng)中切除，防止事故擴(kuò)大。第三頁(yè)，共27頁(yè)

2、。中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)Y 縱差和橫差保護(hù)都是利用電流差動(dòng)的原理來(lái)工作：簡(jiǎn)單的說(shuō)縱差保護(hù)的原理是比較發(fā)電機(jī)定子繞組首端和尾端的電流是否平衡，對(duì)于定子繞組相間短路很靈敏；橫差保護(hù)是利用雙星型繞組中性點(diǎn)之間的不平衡電流來(lái)工作，對(duì)于定子繞組匝間或?qū)娱g短路很靈敏。比率差動(dòng)式保護(hù)主要用于變壓器，在發(fā)電機(jī)上用的很少。Y 一般，發(fā)電機(jī)的主保護(hù)配備縱差保護(hù)，橫差保護(hù)要根據(jù)接線方式而定。第四頁(yè)，共27頁(yè)。中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)Y縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) ：Y 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)定義：其動(dòng)作和選擇性取決于被保護(hù)區(qū)各端電流的幅值比較或相位與幅值比較的一種保護(hù)。Y

3、 采用差動(dòng)繼電器作保護(hù)的測(cè)量元件，用來(lái)比較被保護(hù)元件各端電流的大小和相位之差，從而判斷保護(hù)區(qū)內(nèi)是否發(fā)生短路。Y 由于縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)只在保護(hù)區(qū)內(nèi)短路時(shí)才動(dòng)作，不存在與系統(tǒng)中相鄰元件保護(hù)的選擇性配合問(wèn)題，因而可以快速切除整個(gè)保護(hù)區(qū)內(nèi)任何一點(diǎn)的短路，這是它的可貴優(yōu)點(diǎn)。但是，為了構(gòu)成縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置，必須在被保護(hù)元件各端裝設(shè)電流互感器，并將它們的二次線圈用輔助導(dǎo)線連接起來(lái)，接差動(dòng)繼電器。由于受輔助導(dǎo)線條件的限制，縱向連接的差動(dòng)保護(hù)僅限于用在短線路上，對(duì)于發(fā)電機(jī)、變壓器及母線等，則可廣泛采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)主保護(hù)。第五頁(yè)，共27頁(yè)。中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)Y 所謂變壓器的縱聯(lián)差

4、動(dòng)保護(hù)，是指由變壓器的一次和二次電流的數(shù)值和相位進(jìn)行比較而構(gòu)成的保護(hù)?？v聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置，一般用來(lái)保護(hù)變壓器線圈及引出線上發(fā)生的相間短路和大電流接地系統(tǒng)中的單相接地短路。對(duì)于變壓器線圈的匝間短路等內(nèi)部故障，通常只作后備保護(hù)。 Y 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置由變壓器兩側(cè)的電流互感器和繼電器等組成，兩個(gè)電流互感器串聯(lián)形成環(huán)路，電流繼電器并接在環(huán)路上。因此，流經(jīng)繼電器的電流等于兩側(cè)電流互感器二次側(cè)電流之差。在正常情況下或保護(hù)范圍外發(fā)生故障時(shí)，兩側(cè)電流互感器二次側(cè)電流大小相等，相位相同，因此流經(jīng)繼電器的差電流為零，但如果在保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障，流經(jīng)繼電器的差電流不再為零，因此繼電器將動(dòng)作，使斷路器跳閘，從而起到保

5、護(hù)作用。第六頁(yè)，共27頁(yè)。中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)Y橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)：橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)：Y定義：應(yīng)用于并聯(lián)電路(或雙回線)的一種差動(dòng)保護(hù)。其動(dòng)作取決于這些電路中電流的不平衡分配。Y在阻抗相同的兩條平行線路上可裝設(shè)橫聯(lián)差動(dòng)方向保護(hù)。橫聯(lián)差動(dòng)方向保護(hù)反應(yīng)的是平行線路的內(nèi)部故障，而不反應(yīng)平行線路的外部故障。Y變壓器橫差保護(hù)-用于兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的變壓器。差動(dòng)繼電器安裝于各臺(tái)變壓器（一般安裝于高壓側(cè)），根據(jù)功率輸出相等的原則，監(jiān)測(cè)兩臺(tái)變壓器的運(yùn)行狀況。第七頁(yè)，共27頁(yè)。中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)Y縱橫差動(dòng)保護(hù)的區(qū)別：縱橫差動(dòng)保護(hù)的區(qū)別：Y縱差保護(hù)反應(yīng)的是相間故

6、障。（接地或不接地的相間短路，通常稱為橫向故障），那么縱差保護(hù)的縱應(yīng)該指的是CT的串聯(lián)。Y橫差保護(hù)反應(yīng)的是匝間故障。（定子繞組的匝間短路或分支開(kāi)路，稱為縱向故障），那么橫差保護(hù)的橫應(yīng)該指的是CT的并聯(lián)。第八頁(yè)，共27頁(yè)。中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)Y主變差動(dòng)保護(hù)是變壓器的主要保護(hù)手段，基本原理是反應(yīng)被保護(hù)變壓器各端流入和流出電流的差，在保護(hù)區(qū)內(nèi)故障，差動(dòng)回路中的電流值大于整定值，差動(dòng)保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作，而在保護(hù)區(qū)外故障，主變差動(dòng)保護(hù)則不應(yīng)動(dòng)作。受變壓器勵(lì)磁電流、接線方式、電流互感器誤差等因素的影響，使差動(dòng)回路中產(chǎn)生不平衡電流，而不平衡電流中勵(lì)磁涌流的存在，?？蓪?dǎo)致變壓器差動(dòng)保

7、護(hù)誤動(dòng)，給變壓器差動(dòng)保護(hù)的實(shí)現(xiàn)帶來(lái)困難，因此采用措施減少不平衡電流及其對(duì)保護(hù)的影響是實(shí)現(xiàn)主變差動(dòng)保護(hù)需要解決的主要矛盾。第九頁(yè)，共27頁(yè)。中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)Y主變繼電保護(hù)有：本體保護(hù)、差動(dòng)、距離、過(guò)負(fù)荷、短路保護(hù)和過(guò)電壓保護(hù)等。Y1.本體保護(hù)：是一種非電量保護(hù)，包括本體輕、重瓦斯保護(hù)，有載調(diào)壓輕、重瓦斯保護(hù)以及壓力釋放。原理是變壓器發(fā)生故障時(shí)，往往會(huì)對(duì)變壓器的絕緣油造成影響，從而導(dǎo)致氣體的產(chǎn)生，這時(shí)變壓器的瓦斯繼電器動(dòng)作，本體保護(hù)就是根據(jù)不同瓦斯繼電器的動(dòng)作來(lái)跳閘或告警。 第十頁(yè)，共27頁(yè)。中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)Y2.差動(dòng)保護(hù)：反

8、映變壓器內(nèi)部故障（包括三側(cè)或兩側(cè)CT之間的電纜）。以三圈變?yōu)槔杉儔浩魅齻?cè)的電流。正常情況，根據(jù)KCL定理，流入變壓器電流等于流出變壓器電流，即差流為零；如果變壓器內(nèi)部故障，肯定有一側(cè)的電流比較大，從而導(dǎo)致差流不為0，保護(hù)動(dòng)作。如果是外部故障，流入變壓器電流仍然等于流出變壓器電流，保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。常見(jiàn)的差動(dòng)有差流速斷、比率差動(dòng)等。兩圈變同理。 第十一頁(yè)，共27頁(yè)。3.距離保護(hù)：目前用的非常少，但有用的。簡(jiǎn)單的講就是采集電壓和電流，計(jì)算阻抗，再根據(jù)計(jì)算的阻抗來(lái)判斷是否動(dòng)作。不建議采用。4.間隙過(guò)流和間隙過(guò)壓保護(hù)：采集變壓器放電間隙的電量，對(duì)付接地故障 。5.限制性接地保護(hù)：國(guó)外用的很多。采用零

9、序電流來(lái)判斷，好像也有叫零序差動(dòng)保護(hù)的。 中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)第十二頁(yè)，共27頁(yè)。中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)Y6.過(guò)流保護(hù)：用于變壓器后備保護(hù)。反映的是變壓器故障和母線故障、饋線故障。一般不僅作為變壓器后備，還可以作為母線后備、饋線保護(hù)后備等。過(guò)流保護(hù)包括：相電流、負(fù)序、零序；還有定時(shí)限、反時(shí)限等。 Y7.過(guò)負(fù)荷：包括告警、啟動(dòng)風(fēng)冷、閉鎖有載調(diào)壓等。第十三頁(yè)，共27頁(yè)。中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)Y8.熱過(guò)負(fù)荷：根據(jù)變壓器提供的熱積累特性，根據(jù)負(fù)荷電流計(jì)算變壓器的熱積累 ，分為告警和跳閘兩個(gè)階段。第十四頁(yè)，共27頁(yè)。中海油新能源玉門昌馬風(fēng)

10、電場(chǎng)中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)Y在主變差動(dòng)保護(hù)所用電流互感器選擇時(shí)，除應(yīng)選帶有氣隙的D級(jí)鐵芯互感器外，還應(yīng)適當(dāng)?shù)卦龃箅娏骰ジ衅髯儽?，以降低短路電流倍?shù)，這樣可以有效削弱勵(lì)磁涌流，減少差動(dòng)回路中產(chǎn)生的不平衡電流，提高差動(dòng)保護(hù)的靈敏度。這對(duì)避免保護(hù)區(qū)外故障，尤其是最嚴(yán)重的三相金屬性短路而導(dǎo)致的主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作尤為有效。第十五頁(yè)，共27頁(yè)。中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)Y為防止主變差動(dòng)保護(hù)因不平衡電流的影響造成的保護(hù)誤動(dòng)作，在選擇保護(hù)用電流互感器時(shí)，除應(yīng)選帶有氣隙的D級(jí)鐵芯互感器外，適當(dāng)增大電流互感器變比，這樣可以降低短路電流倍數(shù)，減少差動(dòng)回路中產(chǎn)生的不平衡電流，有效削弱勵(lì)磁

11、涌流，提高差動(dòng)保護(hù)的靈敏度。這對(duì)避免保護(hù)區(qū)外故障，尤其是最嚴(yán)重的三相金屬性短路而導(dǎo)致的主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作不失為有效的方法之一。第十六頁(yè)，共27頁(yè)。中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)二、變壓器差動(dòng)保護(hù)工作原理二、變壓器差動(dòng)保護(hù)工作原理及實(shí)現(xiàn)時(shí)的特點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)時(shí)的特點(diǎn) 變壓器縱差保護(hù)-差動(dòng)繼電器安裝于變壓器的高低、壓側(cè)（或組合繼電器的線分別接高、低壓側(cè)的保護(hù)CT回路），根據(jù)輸入、輸出功率相等原理（要修正空載損失），監(jiān)測(cè)變壓器運(yùn)行狀況。一旦兩側(cè)被監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常達(dá)到整定值，即保護(hù)裝置即動(dòng)作開(kāi)關(guān)，將變壓器從系統(tǒng)切除。 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是反應(yīng)被保護(hù)變壓器各端流入和流出電流的相量差。對(duì)雙繞組變壓器實(shí)

12、現(xiàn)縱差動(dòng)保護(hù)的原理接線如下圖所示。 第十七頁(yè)，共27頁(yè)。Y 下圖為電容器橫差動(dòng)保護(hù)接線，正常運(yùn)行時(shí)，電容器組兩并聯(lián)支路電流相等，電流繼電器（KA）中僅流過(guò)較小的不平衡電流，當(dāng)多臺(tái)電容器被切除后，電容器組兩并聯(lián)支路電流不相等，出現(xiàn)差電流，保護(hù)即動(dòng)作。中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)第十八頁(yè)，共27頁(yè)。Y一般我們把根據(jù)電磁感應(yīng)原理使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的過(guò)程稱為勵(lì)磁。Y變壓器勵(lì)磁涌流是：變壓器全電壓充電時(shí)在其繞組中產(chǎn)生的暫態(tài)電流。變壓器投入前鐵芯中的剩余磁通與變壓器投入時(shí)工作電壓產(chǎn)生的磁通方向相同時(shí)，其總磁通量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)鐵芯的飽和磁通量，因此產(chǎn)生極大的涌流，其中最大峰值可達(dá)到變

13、壓器額定電流的6-8倍。第十九頁(yè)，共27頁(yè)。Y由于勵(lì)磁涌流對(duì)電力系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生很多不利影響，其抑制技術(shù)受到廣泛關(guān)注。目前，削弱勵(lì)磁涌流的方法主要有三種：串聯(lián)電阻；控制三相開(kāi)關(guān)合閘時(shí)間；在變壓器低壓側(cè)并聯(lián)電容器。Y其中，由于控制三相開(kāi)關(guān)合閘時(shí)間從原理上不需要附屬設(shè)備，相對(duì)另外二種方法有一定優(yōu)勢(shì)。Y從仿真結(jié)果來(lái)看，控制三相開(kāi)關(guān)合閘時(shí)間能夠有效抑制勵(lì)磁涌流的幅值第二十頁(yè)，共27頁(yè)。中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng) （一）、以單相變壓器為例，勵(lì)磁涌流具如特點(diǎn)： 1、變壓器的勵(lì)磁電流IL僅流經(jīng)變壓器的某一側(cè)，因此，通過(guò)電流互感器反應(yīng)到差動(dòng)回路中不能被平衡，在外部故障時(shí)，由于電壓降低，勵(lì)磁

14、電流減小，它的影響就更小。但是當(dāng)變壓器空載投入和外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，則可能出現(xiàn)數(shù)值很大的勵(lì)磁電流(又稱為勵(lì)磁涌流)。勵(lì)磁涌流中含有大量的非周期分量，偏于時(shí)間軸一側(cè)。第二十一頁(yè)，共27頁(yè)。中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng) 2、勵(lì)磁涌流中含有大量的高次諧波分量，其中2次諧波占有較大比例。 3、勵(lì)磁涌流波形偏于時(shí)間軸一側(cè)，且相鄰波形之間存在“間斷角”。第二十二頁(yè)，共27頁(yè)。中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng) （二）、為了防止勵(lì)磁涌流的影響，根據(jù)涌流特點(diǎn)，變壓器縱差保護(hù)常采用下述措施： 1、采用具有速飽和鐵心的差動(dòng)繼電器（BCH型差動(dòng)繼電器）構(gòu)成保護(hù) 2、利

15、用二次諧波制動(dòng)原理構(gòu)成差動(dòng)保護(hù) 3、采用鑒別波形“間斷角”原理的差動(dòng)保護(hù)第二十三頁(yè)，共27頁(yè)。中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng) 利用勵(lì)磁涌流波形間存在較大的間斷角，而短路電流無(wú)間斷角的兩種電流波形的差別，區(qū)別出涌流還是短路，從而躲過(guò)勵(lì)磁涌流的影響，并利用制動(dòng)特性躲過(guò)不平衡電流影響。第二十四頁(yè)，共27頁(yè)。中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)Y三三.主變差動(dòng)保護(hù)范圍有：主變差動(dòng)保護(hù)范圍有：Y 保護(hù)主變高低（高中低）壓側(cè)斷路器之間的所有設(shè)備，包括主變、主變各電壓等級(jí)側(cè)進(jìn)出線以及套管等。第二十五頁(yè)，共27頁(yè)。中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)Y 其故障可分為油箱內(nèi)和油箱外故障兩種；油箱內(nèi)故障包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵心的燒損等，油箱外故障主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路和接地短路。第二十六頁(yè)，共27頁(yè)。中海油新能源玉門昌馬風(fēng)電場(chǎng)中海油新能