1、1.1 變壓器比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)是變壓器的主保護(hù)，能反映變壓器內(nèi)部相間短路故障、高壓側(cè)單相接地短路及匝間層間短路故障。變壓器保護(hù)裝置最多可實(shí)現(xiàn)四側(cè)差動(dòng)，動(dòng)作特性圖如圖6-1-1所示：圖6-1-1 比率差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性圖1.1.1 比率差動(dòng)原理1.1.1.1 差動(dòng)動(dòng)作方程如下當(dāng) ; 當(dāng) (6-1-1)為差動(dòng)電流，為差動(dòng)最小動(dòng)作電流整定值，為制動(dòng)電流，為最小制動(dòng)電流整定值，S為比率制動(dòng)系數(shù)整定值，各側(cè)電流的方向都以指向變壓器為正方向。1.1.1.1.1 對(duì)于兩側(cè)差動(dòng)： = | (6-1-2) = | / 2 (6-1-3)1.1.1.1.2 對(duì)于三側(cè)及以上數(shù)側(cè)的差動(dòng)：= | +

2、+ | (6-1-4)= max |，|，| (6-1-5)式中：，分別為變壓器各側(cè)電流互感器二次側(cè)的電流。1.1.1.1.3 對(duì)于無(wú)電源低壓側(cè)帶分支的兩圈變差動(dòng)： = | (6-1-6) = | / 2 (6-1-7)式中：、分別為變壓器高壓側(cè)、低壓側(cè)A分支和低壓側(cè)B分支電流互感器二次側(cè)的電流。1.1.2 勵(lì)磁涌流判別保護(hù)利用三相差動(dòng)電流中的二次諧波分量作為勵(lì)磁涌流閉鎖判據(jù)。判別方程如下： (6-1-8)式中：為A，B，C三相差動(dòng)電流中最大二次諧波電流，為二次諧波制動(dòng)系數(shù)，為三相差動(dòng)電流中最大基波電流。該判據(jù)閉鎖方式為“或”閉鎖，即涌流滿足(6-1-8)式，同時(shí)閉鎖三相保護(hù)。1.1.3 比率

3、制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)邏輯圖如圖6-1-2所示：圖6-1-2 差動(dòng)保護(hù)邏輯圖1.1.4 差流速斷、差流越限保護(hù)邏輯圖 差流速斷保護(hù)邏輯圖如圖6-1-3所示：圖6-1-3 差流速斷保護(hù)邏輯圖當(dāng)任一相差動(dòng)電流大于差流速斷整定值時(shí)瞬時(shí)動(dòng)作于跳各側(cè)斷路器。差流越限保護(hù)邏輯圖如圖6-1-4所示：圖6-1-4 差流越限保護(hù)邏輯圖1.1.5 TA斷線判別當(dāng)三相電流都大于0.2倍的額定電流時(shí)，啟動(dòng)TA斷線判別程序，滿足下列條件認(rèn)為TA斷線：a本側(cè)三相電流中至少一相電流不變；b最大相電流小于1.2倍的額定電流；c任意一相電流為零。1.2 過(guò)流保護(hù)變壓器的中、低壓側(cè)發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，由于后備保護(hù)裝置直流電源故障而造成保護(hù)拒

4、動(dòng)時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重地威脅變壓器的安全運(yùn)行和電網(wǎng)的穩(wěn)定，為了避免這種情況的發(fā)生，變壓器的中、低壓側(cè)各設(shè)一段過(guò)流保護(hù)，作為變壓器的后備保護(hù)，該保護(hù)動(dòng)作后作用于變壓器各側(cè)斷路器。1.2.1 過(guò)流保護(hù)的邏輯圖如圖6-2-1所示：圖6-2-1 過(guò)流保護(hù)的邏輯圖1.3 相間后備保護(hù)復(fù)合電壓過(guò)流保護(hù)，、段可帶方向閉鎖，由控制字選擇，方向電壓取本側(cè)電壓，方向元件帶有記憶功能以消除近處三相短路時(shí)方向元件的死區(qū)。復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流保護(hù)可取三側(cè)復(fù)合電壓，任一側(cè)復(fù)合電壓動(dòng)作均可啟動(dòng)過(guò)流保護(hù)。該保護(hù)由復(fù)合電壓元件、相間方向元件及三相過(guò)流元件“與”構(gòu)成。其中復(fù)合電壓元件、相間方向元件可由軟件控制字選擇“投入”或“退出”，相間

5、方向的指向也可由軟件控制字選擇為指向變壓器（方向指向控制字整定為1，最大靈敏角為-45°）或?yàn)橹赶蚰妇€（方向指向控制字整定為0，最大靈敏角為135°）。1.3.1 復(fù)合電壓1.3.1.1 復(fù)合電壓元件復(fù)合電壓動(dòng)作后提供兩對(duì)觸點(diǎn)，用于啟動(dòng)其它側(cè)復(fù)合電壓過(guò)流保護(hù)；同時(shí)也可以用其它側(cè)的復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)本側(cè)的復(fù)合電壓過(guò)流保護(hù)通過(guò)開(kāi)入量)。 1.3.1.2 保護(hù)原理復(fù)合電壓元件由負(fù)序電壓和低電壓兩部分組成。負(fù)序電壓反映系統(tǒng)的不對(duì)稱故障，低電壓反映系統(tǒng)對(duì)稱故障。1.3.1.3 判據(jù)說(shuō)明下列兩個(gè)條件中任一條件滿足時(shí)，復(fù)合電壓元件動(dòng)作。 為負(fù)序電壓整定值； 為低電壓整定值，U為三個(gè)線電壓中最小

6、的一個(gè)。1.3.1.4 復(fù)合電壓的邏輯圖如圖6-3-1所示：圖6-3-1 復(fù)合電壓邏輯圖1.3.2 復(fù)合電壓 (方向)過(guò)流保護(hù)1.3.2.1 判據(jù)說(shuō)明1.3.2.1.1 過(guò)流元件過(guò)流元件接于電流互感器二次三相回路中，當(dāng)任一相電流滿足下列條件時(shí)，過(guò)流元件動(dòng)作。 為動(dòng)作電流整定值。1.3.2.1.2 相間功率方向元件方向元件的軟件算法采用90°接線方式，動(dòng)作判據(jù)為(以，為例)： （靈敏角）Re表示取向量的實(shí)部。1.4 接地后備保護(hù)對(duì)于110 kV及以上電壓等級(jí)的變壓器需要設(shè)置接地保護(hù)。對(duì)中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行的變壓器，配置三段式零序（方向）過(guò)流保護(hù)。第一段和第二段均帶方向，并各段方向元件可獨(dú)

7、立通過(guò)控制字投退，第三段不帶方向(專用去零序聯(lián)跳)。第一段和第二段均有兩個(gè)時(shí)限，第三段僅一個(gè)時(shí)限。本裝置針對(duì)變壓器中性點(diǎn)可能接地動(dòng)行或不接地運(yùn)行，對(duì)外部單相接地引起的過(guò)電流，及因失去接地中性點(diǎn)引起的電壓升高，除配置上述零序（方向）過(guò)流保護(hù)外，還按情況設(shè)如下保護(hù)。a.對(duì)分級(jí)絕緣變壓器，一般要求中性點(diǎn)裝設(shè)放電間隙，則配反應(yīng)零序電壓和間隙放電電流的間隙零序保護(hù)。b對(duì)一些中性點(diǎn)尚未裝設(shè)放電間隙的分級(jí)絕緣變壓器，有的地方仍用零序聯(lián)跳，保護(hù)先切除同一變電站中的不接地變壓器，然后再跳開(kāi)同一變電站中的中性點(diǎn)接地變壓器。c.對(duì)全絕緣變壓器，中性點(diǎn)不接地時(shí)設(shè)有一段零序電壓保護(hù)，該保護(hù)動(dòng)作后均跳主變各側(cè)開(kāi)關(guān)。對(duì)中、

8、低壓側(cè)配置一段零序電壓保護(hù)，用于單相接地故障時(shí)發(fā)告警信號(hào)。1.4.1 零序（方向）過(guò)流保護(hù)零序（方向）過(guò)流保護(hù)作為變壓器或相鄰元件接地故障的后備保護(hù)，該保護(hù)由零序過(guò)流元件及零序功率方向元件“與”構(gòu)成。其中，零序功率方向元件可由軟件控制字整定“投入”或“退出”，零序功率方向的指向可由軟件整定為指向變壓器或母線。1.4.1.1 保護(hù)原理由零序過(guò)流元件及零序功率方向元件“與”構(gòu)成。其中，零序功率方向元件可由軟件控制字整定“投入”或“退出”，零序功率方向的指向可由軟件整定為指向變壓器或母線。1.4.1.2 判據(jù)說(shuō)明1.4.1.2.1 零序過(guò)流元件零序方向過(guò)流保護(hù)的過(guò)流元件可用三相TA組成的自產(chǎn)零序電流

9、，也可以用變壓器中性點(diǎn)專用零序TA的電流。裝置提供“動(dòng)作電流選擇”控制字以供用戶選擇，該控制字整定為“1”時(shí)，過(guò)流用自產(chǎn)零序電流；該控制字整定為“0”時(shí)，過(guò)流用專用零序電流。不帶方向的零序過(guò)流保護(hù)第三段的過(guò)流元件用變壓器中性點(diǎn)專用零序TA的電流。1.4.1.2.2 零序功率方向元件零序過(guò)流保護(hù)的方向電流元件用自產(chǎn)零序電流。方向指向變壓器，方向指向控制字為“1”時(shí)，靈敏角為-110°；方向指向母線，方向指向控制字為“0”時(shí)，靈敏角為70°。動(dòng)作判據(jù)： （靈敏角）Re表示取向量的實(shí)部。零序方向元件的電流取自三相TA組成的零序回路中的自產(chǎn)零序電流，TA的正極性端在母線側(cè)；電壓可以

10、取三相TV組成的零序回路中的自產(chǎn)零序電壓，也可以取TV開(kāi)口三角電壓。1.4.1.2.3 零序電壓閉鎖元件可由軟件控制字整定“投入”或“退出”。零序電壓閉鎖元件的零序電壓取自TV開(kāi)口三角電壓。1.4.1.3 零序方向元件TA與TV的極性連接圖如圖6-4-1所示：圖6-4-1 零序方向元件TA與TV間的極性連接圖1.4.1.4 零序方向過(guò)流保護(hù)邏輯框圖如圖6-4-2所示：圖6-4-2 零序方向過(guò)流保護(hù)邏輯圖1.4.1.5 零序方向元件的動(dòng)作特性裝置設(shè)有“方向指向”控制字，當(dāng)TA極性接線符合上述接線示意圖時(shí)，控制字指向設(shè)為“1”，方向指向變壓器，方向靈敏角為-110°；方向指向設(shè)為“0”，

11、方向指向母線，方向靈敏角為70°。方向元件的動(dòng)作特性如圖6-4-3所示：圖6-4-3a 方向指向變壓器時(shí)的動(dòng)作區(qū)(陰影側(cè)) 圖6-4-3b 方向指向母線時(shí)的動(dòng)作區(qū)(陰影側(cè))1.4.2 零序電壓保護(hù)對(duì)全絕緣變壓器因系統(tǒng)失去接地中性點(diǎn)引起的電壓升高，設(shè)高壓側(cè)零序過(guò)電壓保護(hù)做接地后備；對(duì)中、低壓側(cè)配置一段零序過(guò)電壓保護(hù)，用于接地故障時(shí)發(fā)告警信號(hào)。零序電壓取自母線TV二次開(kāi)口三角。1.4.3 零序聯(lián)跳保護(hù)適用于變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行系統(tǒng)中，變電站有兩臺(tái)或兩臺(tái)以上并聯(lián)運(yùn)行的中性點(diǎn)未裝放電間隙的分級(jí)絕緣變壓器。變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行變壓器的零序聯(lián)跳保護(hù)由零序電流閉鎖元件、零序電壓元件和開(kāi)入量組成，

12、該開(kāi)入量為變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行變壓器的零序過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作觸點(diǎn)。零序電壓取自母線TV二次開(kāi)口三角側(cè)，零序電流取變壓器中性點(diǎn)專用零序電流互感器。1.4.4 間隙零序保護(hù)該保護(hù)適用于中性點(diǎn)裝設(shè)放電間隙的分級(jí)絕緣變壓器，保護(hù)由零序電壓元件和零序電流元件構(gòu)成，零序電壓取自母線TV二次開(kāi)口三角側(cè)，零序電流取自放電間隙處電流互感器。由于間隙在擊穿的過(guò)程中，零序電壓和零序電流可能交替出現(xiàn)。當(dāng)間隙電壓元件或間隙電流元件動(dòng)作后，保持一定時(shí)間，經(jīng)過(guò)延時(shí)保護(hù)動(dòng)作。間隙零序過(guò)流保護(hù)則僅由零序電流元件構(gòu)成，零序電流取自放電間隙處電流互感器。與零序過(guò)電壓保護(hù)共同實(shí)現(xiàn)間隙零序保護(hù)的功能。 1.5 過(guò)負(fù)荷（有載調(diào)壓閉鎖、通風(fēng)啟

13、動(dòng)）保護(hù)裝置設(shè)有三個(gè)保護(hù)分別對(duì)應(yīng)這三項(xiàng)功能，取最大相電流作為判別。裝置給出一副通風(fēng)啟動(dòng)觸點(diǎn)，一副有載調(diào)壓閉鎖觸點(diǎn)。1.6 限時(shí)速斷保護(hù)變壓器的低壓側(cè)配置限時(shí)速斷保護(hù)，在線路近端故障斷路器拒動(dòng)或母線故障時(shí)，以較短時(shí)限跳開(kāi)本側(cè)斷路器，避免了因復(fù)壓閉鎖過(guò)流保護(hù)時(shí)限過(guò)長(zhǎng)而燒壞變壓器。1.7 母線充電保護(hù)母線充電保護(hù)是一種限時(shí)電流速斷保護(hù)，僅在對(duì)母線充電時(shí)短時(shí)投入。在檢測(cè)到母線充電開(kāi)入（斷路器HWJ）從斷開(kāi)變至閉合時(shí)，短時(shí)投入母充保護(hù)，15 s后自動(dòng)退出母充保護(hù)。1.8 TV斷線判別1.8.1 判據(jù)原理a負(fù)序電壓大于8 V，三相電流均小于1.2倍額定電流。b正序電壓小于30 V，且任一相電流大于0.06倍額定電流，且三相電流均小于1.2倍額定電流。滿足上述任一條件后延時(shí)10 s報(bào)母線TV斷線，發(fā)TV斷線信號(hào)。1.8.2 與電壓有關(guān)的判別的注意事項(xiàng)當(dāng)某側(cè)TV檢修或旁路代路時(shí)，為保證該側(cè)后備保護(hù)的正確動(dòng)作，需退出該側(cè)“電壓投退”硬壓板，此時(shí)該側(cè)后備保護(hù)的功能有如下變化：a. 復(fù)合電壓僅取本側(cè)時(shí)，復(fù)合電壓（方向）過(guò)流保護(hù)自動(dòng)解除本側(cè)復(fù)合電壓元件，變?yōu)閱渭兊倪^(guò)流保護(hù)；b. 復(fù)合電