緒論、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的概念與作用繼電保護(hù)包括繼電保護(hù)技術(shù)和繼電保護(hù)裝置。*繼電保護(hù)技術(shù)是一個完整的體系，它主要由電力系統(tǒng)故障分析、繼電保護(hù)原理及實(shí)現(xiàn)、繼電保護(hù)配置設(shè)計、繼電保護(hù)運(yùn)行及維護(hù)等技術(shù)構(gòu)成。*繼電保護(hù)裝置是完成繼電保護(hù)功能的核心。繼電保護(hù)裝置就是能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。電力系統(tǒng)的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)：＜三相交流系統(tǒng)）*故障：各種短路＜d（3＞、d（2＞、d（1＞、d（1-1＞）＞和斷線＜單相、兩相），其中最常見且最危險的是各種類型的短路。其后果：I增加危害故障設(shè)備和非故障設(shè)備；U增加影響用戶正常工作；3破壞系統(tǒng)穩(wěn)定性，使事故進(jìn)一步擴(kuò)大＜系統(tǒng)震蕩，互解）4l2＜lo）旋轉(zhuǎn)電機(jī)產(chǎn)生附加發(fā)熱*不正常運(yùn)行狀態(tài)：電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞，但沒有發(fā)生故障的運(yùn)行狀態(tài)。如：過負(fù)荷、過電壓、頻率降低、系統(tǒng)震蕩等。?繼電保護(hù)的作用：故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)一＞事故不可能完全避免且傳播很快＜光速）要求：幾十毫秒內(nèi)切除故障人＜x），繼電保護(hù)裝置＜V）任務(wù)：被形象的比喻為“靜靜的哨兵”二、繼電保護(hù)的基本原理、構(gòu)成與分類：基本原理：為區(qū)分系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)與故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)一一找差別：特征。I增加故障點(diǎn)與電源間一＞過電流保護(hù)U降低一＞低電壓保護(hù)變化；方向元件采用900接線方式Z= 模值減少 一＞阻抗保護(hù)'人=/出一＞/人工/出——電流差動保護(hù)12、I0序分量保護(hù)等。另非電氣量：瓦斯保護(hù)，過熱保護(hù)原則上說：只要找出正常運(yùn)行與故障時系統(tǒng)中電氣量或非電氣量的變化特征＜差別），即可找出一種原理，且差別越明顯，保護(hù)性能越好。構(gòu)成以過電流保護(hù)為例：＞XJ動一＞信號正常運(yùn)行：lr=lfLJ不動故障時：Ir=ld＞ldzLJ動一＞SJ＞XJ動一＞信號TQ動一＞跳閘＜常用繼電器及觸點(diǎn)的表示方法祥見資料書）一般由測量元件、邏輯元件和執(zhí)行元件三部分組成。跳倒喊常號跳倒喊常號（（1）

作用:

向等）“非”測量元件測量從被保護(hù)對象輸入的有關(guān)物理量＜如電流、電壓、阻抗、功率方，并與已給定的整定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果給出“是”、、“大于”、“不大于”等具有“0”或“1”性質(zhì)的一組邏輯信號,從而判斷保護(hù)是否應(yīng)該啟動。（2） 邏輯元件作用：根據(jù)測量部分輸出量的大小、性質(zhì)、輸出的邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護(hù)裝置按一定的布爾邏輯及時序邏輯工作，最后確定是否應(yīng)跳閘或發(fā)信號，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行元件。邏輯回路有：或、與、非、延時啟動、延時返回、記憶等。（3） 執(zhí)行元件：作用；根據(jù)邏輯元件傳送的信號，最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)。如：故障時f跳閘；不正常運(yùn)行時f發(fā)信號；正常運(yùn)行時f不動作。3.分類：幾種方法如下：按被保護(hù)的對象分類：輸電線路保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)、電動機(jī)保護(hù)、母線保護(hù)等；按保護(hù)原理分類：電流保護(hù)、電壓保護(hù)、距離保護(hù)、差動保護(hù)、方向保護(hù)、零序保護(hù)等；按保護(hù)所反應(yīng)故障類型分類：相間短路保護(hù)、接地故障保護(hù)、匝間短路保護(hù)、斷線保護(hù)、失步保護(hù)、失磁保護(hù)及過勵磁保護(hù)等；按繼電保護(hù)裝置的實(shí)現(xiàn)技術(shù)分類：機(jī)電型保護(hù)按被保護(hù)的對象分類：輸電線路保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)、電動機(jī)保護(hù)、母線保護(hù)等；按保護(hù)原理分類：電流保護(hù)、電壓保護(hù)、距離保護(hù)、差動保護(hù)、方向保護(hù)、零序保護(hù)等；按保護(hù)所反應(yīng)故障類型分類：相間短路保護(hù)、接地故障保護(hù)、匝間短路保護(hù)、斷線保護(hù)、失步保護(hù)、失磁保護(hù)及過勵磁保護(hù)等；按繼電保護(hù)裝置的實(shí)現(xiàn)技術(shù)分類：機(jī)電型保護(hù)＜如電磁型保護(hù)和感應(yīng)型保護(hù)）、整流型保護(hù)、晶體管型保護(hù)、集成電路型保護(hù)及微機(jī)型保護(hù)等；（5）按保護(hù)所起的作用分類：主保護(hù)、后備保護(hù)、輔助保護(hù)等；主保護(hù)滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)。后備保護(hù) 主保護(hù)或斷路器拒動時用來切除故障的保護(hù)。又分為遠(yuǎn)后備保護(hù)和近后備保護(hù)兩種。遠(yuǎn)后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動時，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。近后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)拒動時，由本電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)來實(shí)現(xiàn)后備的保護(hù)；當(dāng)斷路器拒動時，由斷路器失靈保護(hù)來實(shí)現(xiàn)后備保護(hù)。輔助保護(hù)：為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)退出運(yùn)行而增設(shè)的簡單保護(hù)。三、對繼電保護(hù)的基本要求：對動作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個基本要求：選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。 即保護(hù)四性。（一）選擇性：選擇性是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護(hù)裝置僅將故障元件切除，而使非故障元件仍能正常運(yùn)行，以盡量縮小停電范圍。例di I.當(dāng)di短路時,di I.當(dāng)di短路時,當(dāng)d2短路時,當(dāng)d3短路時, VI5保護(hù)1、2動—跳1DL、保護(hù)5、6動—跳5DL、保護(hù)7、8動—跳7DL、2DL，6DL，8DL，6r7有選擇性有選擇性有選擇性若保護(hù)7拒動或7DL拒動，保護(hù)5動一跳5DL<t選擇性）若保護(hù)7和7DL正確動作于跳閘，保護(hù)5動一跳5DL，則越級跳閘<非選擇性）小結(jié)：選擇性就是故障點(diǎn)在區(qū)內(nèi)就動作，區(qū)外不動作。當(dāng)主保護(hù)未動作時，由近后備或遠(yuǎn)后備切除故障，使停電面積最小。因遠(yuǎn)后備保護(hù)比較完善 <對保護(hù)裝置DL、二次回路和直流電源等故障所引起的拒絕動作均起后備作用）且實(shí)現(xiàn)簡單、經(jīng)濟(jì)，應(yīng)優(yōu)先采用。（二）速動性：，避免故障進(jìn)步擴(kuò)大?？焖偾谐收?。1提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；2減少用戶在低電壓下的動作時間；3減少故障元件的損壞程度，避免故障進(jìn)步擴(kuò)大。f=如+如1t—故障切除時間；tbh-保護(hù)動作時間；tDL-斷路器動作時間；一般的快速保護(hù)動作時間為0.06?0.12s，最快的可達(dá)0.01?0.04s一般的斷路器的動作時間為0.06?0.15s，最快的可達(dá)0.02?0.06s（三）靈敏性：

指在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)，對故障情況的反應(yīng)能力。滿足靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)在區(qū)內(nèi)故障時，不論短路點(diǎn)的位置與短路的類型如何，都能靈敏地正確地反應(yīng)出來。通常，靈敏性用靈敏系數(shù)來衡量，并表示為Klmo對反應(yīng)于數(shù)值上升而動作的過量保護(hù)<如電流保護(hù)）尸保護(hù)區(qū)內(nèi)金屬性短路時故障參數(shù)的最小計算值一厶込

炭■ 保護(hù)的動作參數(shù) 7T對反應(yīng)于數(shù)值下降而動作的欠量保護(hù)<如低電壓保護(hù)）嚴(yán)_ 保護(hù)的動作參數(shù) _觸■保護(hù)區(qū)內(nèi)篠屬性短路時故障參數(shù)的最大計算值■石其中故障參數(shù)的最小、最大計算值是根據(jù)實(shí)際可能的最不利運(yùn)行方式、故障類型和短路點(diǎn)來計算的。在《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程VDL400—91）》中，對各類保護(hù)的靈敏系數(shù)Klm的要求都作了具體規(guī)定。（四）可靠性：指發(fā)生了屬于它改動作的故障，它能可靠動作，即不發(fā)生拒絕動作 <拒動）；而在不改動作時，他能可靠不動，即不發(fā)生錯誤動作 <簡稱誤動）。影響可靠性有內(nèi)在的和外在的因素：內(nèi)在的：裝置本身的質(zhì)量，包括元件好壞、結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、制造工藝水平、內(nèi)外接線簡明，觸點(diǎn)多少等；外在的：運(yùn)行維護(hù)水平、調(diào)試是否正確、正確安裝上述四個基本要求是分析研究繼電保護(hù)性能的基礎(chǔ)，在它們之間既有矛盾的一面，又有在一定條件下統(tǒng)一的一面。第一節(jié)單測電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護(hù)配置：主保護(hù)后備保護(hù)第I主保護(hù)后備保護(hù)三段式€ 第n段 限時電流速斷保護(hù)L 第川段 過電流保護(hù)一、電流速斷保護(hù)<第I段）：對于僅反應(yīng)于電流增大而瞬時動作電流保護(hù)，稱為電流速斷保護(hù)。1、短路電流的計算：ARaARa圖中、1――最大運(yùn)行方式下d(3>2――最小運(yùn)行方式下d(2>3――保護(hù)1第一段動作電流=E護(hù)= 6 rp)=色J⑶=更 那'_爲(wèi)+2廠込+Z醬 '■2匚一2爲(wèi)+Z右可見，Id的大小與運(yùn)行方式、故障類型及故障點(diǎn)位置有關(guān)最大運(yùn)行方式：對每一套保護(hù)裝置來講，通過該保護(hù)裝置的短路電流為最大的方式。<Zs.min)最小運(yùn)行方式：對每一套保護(hù)裝置來講，通過該保護(hù)裝置的短路電流為最小的方式。<Zs.max)2、整定值計算及靈敏性校驗(yàn)為了保護(hù)的選擇性，動作電流按躲過本線路末端短路時的最大短路短路整定=1.2-1.3保護(hù)裝置的動作電流：能使該保護(hù)裝置起動的最小電流值，用電力系統(tǒng)一次測參數(shù)表示。<ldZ)41在圖中為直線3,與曲線1、2分別交于a、b點(diǎn)可見，有選擇性的電流速斷保護(hù)不可能保護(hù)線路的全長靈敏性：用保護(hù)范圍的大小來衡量 lmax、IminI俺xlOQ%亠1—般用Imin來校驗(yàn)、要求：》<15?20)%方法：①圖解法解讀法：[X__擊 邊-丁瓦二花二 可得^xl00%=J-C^.式中Zl=Z1I――被保護(hù)線路全長的阻抗值動作時間t=0s3、構(gòu)成中間繼電器的作用：接點(diǎn)容量大，可直接接TQ去跳閘中間繼電器的作用：接點(diǎn)容量大，可直接接TQ去跳閘當(dāng)線路上裝有管型避雷器時，利用其固有動作時間4、小結(jié)僅靠動作電流值來保證其選擇性能無延時地保護(hù)本線路的一部分＜不是一個完整的電流保護(hù)）。二、限時電流速斷保護(hù)＜第n段）1、 要求任何情況下能保護(hù)線路全長，并具有足夠的靈敏性在滿足要求①的前提下，力求動作時限最小。因動作帶有延時，故稱限時電流速斷保護(hù)。2、 整定值的計算和靈敏性校驗(yàn)為保證選擇性及最小動作時限，首先考慮其保護(hù)范圍不超出下一條線路第I段的保護(hù)范圍。即整定值與相鄰線路第I段配合。?n= ；i＜60ms）防止避雷器放電時保護(hù)誤動動作電流:爲(wèi)1=11?12（非周期分量己衰減）動作時間:取0.5"，稱時間階梯，其確定原則參看資料y_動作時間:取0.5"，稱時間階梯，其確定原則參看資料y_』處min應(yīng)加-;nJdZ.l靈敏性：若靈敏性不滿足要求，與相鄰線路第n段配合。此時:fll= rll1dZ2動作電流：動作時間：.川構(gòu)成：與第I段相同：僅中間繼電器變?yōu)闀r間繼電器。3、小結(jié)：①要求：》1.3?1.5限時電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍大于本線路全長依靠動作電流值和動作時間共同保證其選擇性與第I段共同構(gòu)成被保護(hù)線路的主保護(hù)，兼作第I段的金后備保護(hù)。三、定時限過電流保護(hù)<第川段）1、作用：作為本線路主保護(hù)的近后備以及相鄰線下一線路保護(hù)的遠(yuǎn)后備。其起動電流按躲最大負(fù)荷電流來整定的保護(hù)稱為過電流保護(hù)，此保護(hù)不僅能保護(hù)本線路全長，且能保護(hù)相鄰線路的全長。2、整定值的計算和靈敏性校驗(yàn):j-in=viurjTOC\o"1-5"\h\z1）、動作電流：①躲最大負(fù)荷電流 -G'■- <1）②在外部故障切除后，電動機(jī)自起動時，應(yīng)可靠返回。A B 4電動機(jī)自起動電流要大于它正常工作電流，因此引入自起動系數(shù)f迓WK=瓷屛fjOXi 厶=懇J'/遜喚=K?? -wm瓦心 <2）式中^=1,15-1.25 =13-3 =085顯然，應(yīng)按<2）式計算動作電流，且由<2）式可見，Kh越大，Idz越小，Km越大。因此,為了提高靈敏系數(shù)，要求有較高的返回系數(shù)。 <過電流繼電器的返回系數(shù)為 0.85?0.9）2）、動作時間在網(wǎng)絡(luò)中某處發(fā)生短路故障時，從故障點(diǎn)至電源之間所有線路上的電流保護(hù)第川段的測量元件均可能動作。例如：下圖中 di短路時，保護(hù)1?4都可能起動。為了保證選擇注：當(dāng)相鄰有多個元件，應(yīng)選擇與相鄰時限最長的配合3）、靈敏性近后備： - 注：當(dāng)相鄰有多個元件，應(yīng)選擇與相鄰時限最長的配合3）、靈敏性近后備： - Id1.min本線路末端短路時的短路電流相鄰線路末端短路時的短路電流遠(yuǎn)后備： '' Id2min相鄰線路末端短路時的短路電流3、 構(gòu)成：與第H段相同川4、 小結(jié)：①第川段的Idz比第i、n段的iz小得多，其靈敏度比第i、n段更高;

在后備保護(hù)之間，只有靈敏系數(shù)和動作時限都互相配合時，才能保證選擇性；保護(hù)范圍是本線路和相鄰下一線路全長；電網(wǎng)末端第川段的動作時間可以是保護(hù)中所有元件的固有動作時間之和 ＜可瞬時動作），故可不設(shè)電流速斷保護(hù)；末級線路保護(hù)亦可簡化 ＜1+川或川），越接近電源，t"越長，應(yīng)設(shè)三段式保護(hù)。第二節(jié)距離保護(hù)的作用原理一、基本概念電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)：簡單 、可靠、經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)：選擇性、靈敏性、快速性很難滿足要求＜尤其35kv以上的系統(tǒng)）。距離保護(hù)的性能比電流保護(hù)更加完善。k厶 與，反映故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離一一距離保護(hù)，它基本上不受系統(tǒng)的運(yùn)行方式的影響。二、距離保護(hù)的時限特性距離保護(hù)分為三段式:I段：％（OX2O座k厶 與，反映故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離一一距離保護(hù)，它基本上不受系統(tǒng)的運(yùn)行方式的影響。二、距離保護(hù)的時限特性距離保護(hù)分為三段式:I段：％（OX2O座％心，瞬時動作主保護(hù)?II段：卩彳二狀憶也十III段：躲最小負(fù)荷阻抗，階梯時限特性。,t=0.5后備保護(hù)mm三.保護(hù)邏輯原理3.1距離保護(hù)本保護(hù)采用接線及特性相同的三段距離繼電器，對相間短路提供保護(hù)。電流突變量啟動元件用當(dāng)前電流幅值與兩個周波前的電流幅值進(jìn)行比較，滿足下式則開放距離保護(hù)。\-0.11ka其中山為當(dāng)前電流，而a為啟動門坎電流定值，是為防止空載時電流突變量啟動元件啟動。

測量元件Ua-Ub Ub-Uc Uc-Uazab zbczca二阻抗計算："Tb? gTc? 匕?"由上列公式可得出相間阻抗。距離繼電器特性判別方法先計算出繼電器感受阻抗 R+jX，再分以下四種判區(qū)內(nèi)或區(qū)外故障。R<0,X<0判為區(qū)外故障；R-0,X-0時R空RzX^Xz-Rtan8°時，區(qū)內(nèi)故障R>RzXz-Rtan80—X_(R-Rz)tan7°0時，區(qū)內(nèi)故障R-0,X<0時R蘭RzX蘭Rtan201寸為區(qū)內(nèi)故障R<0,X-0時^XzR'Xtan20時為區(qū)內(nèi)故障相間故障消除極近處故障死區(qū)及判反向故障方法當(dāng)電壓小于i伏，且1R|:：2Rz,1X2Xz時，認(rèn)為是近處故障，則取相間電壓故障前

a.R<0,X<0判為區(qū)外故障R-0,X-0判為區(qū)內(nèi)故障R-O,X<0時，X-Rtan20判為區(qū)內(nèi)故障R<0,X-0時，lR±Xtan20判為區(qū)內(nèi)故障振蕩閉鎖利用啟動元件1-0-1Ika及振蕩閉鎖啟動元件laIzdset的配合來實(shí)現(xiàn)振蕩閉鎖。其中Izdset為振蕩閉鎖電流整定值，該整定值大于最大負(fù)荷電流。1）當(dāng)啟動元件先動，開放距離保護(hù) I、Il、ill段，經(jīng)整定延時后返回，區(qū)外故障和操作后振蕩保護(hù)不會動作。2）振蕩閉鎖啟動元件先動，不開放I、II段跳閘，開放距離III段4S,這樣保證在快速振四、距離保護(hù)的整定計算原則1.距離保護(hù)I段的整定BC4 5 6蕩時，I、四、距離保護(hù)的整定計算原則1.距離保護(hù)I段的整定BC4 5 6A'；原則：按躲過線路末端故障整定。也嚴(yán)疋；％ ^=0.8^0'.85距離保護(hù)II段的整定原則1:與相鄰線路的距離I段配合舄】丈疋？3心+疋莊Bin広爲(wèi)）原則2:按躲過線路末端變壓器低壓母線短路整定以:；匚“黑」遼--<考慮到…的計算誤差大）取上述兩項(xiàng)中數(shù)值小者作為保護(hù) II段定值。動作時間：屮=百+Ai=0.5fi屮二心+AZ=0.5s靈敏度校驗(yàn)：按本線路末端故障校驗(yàn)靈敏度。7n^=-^->1.25? 5 要求大于1.25。II段配合。II段配合。距離保護(hù)III段整定原則：按躲過輸電線路的最小負(fù)荷阻抗整定?？紤]外部故障切除后，電動機(jī)自啟動時，距離保護(hù)III段應(yīng)可靠返回?？紤]外部故障切除后，電動機(jī)自啟動時，距離保護(hù)III段應(yīng)可靠返回。對于全阻抗繼電器，其整定值為:對于方向阻抗繼電器。其整定阻抗為:對于方向阻抗繼電器。其整定阻抗為:731= : 7圍一焙冬年遇他詢）小動作時間按階梯時限原則整定。在負(fù)荷阻抗同樣的條件下，采用方向阻抗繼電器比采用全阻抗繼電器時，距離保護(hù)三段的靈敏度高。靈敏度校驗(yàn)：近后備的靈敏度:7皿要求大于1.5^->152血要求大于1.5遠(yuǎn)后備的靈敏度:>1.2求丸于12>1.2求丸于12最小精確工作電流校驗(yàn)按各段保護(hù)范圍末端短路的最小短路電流整定。厶min

/jyndn'nik>1.5五、對距離保護(hù)的評價1.選擇性在、多電源的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中能保證動作的選擇性。2?快速性距離保護(hù)的第一段能保護(hù)線路全長的 85%，對雙側(cè)電源的線路，至少有 30%的范圍保護(hù)要I:以II段時間切除故障。I:時反應(yīng)電壓和電流，比單一反應(yīng)流的保護(hù)靈敏度咼。靈敏，因?yàn)榫嚯x距離保護(hù)第一段的保護(hù)范圍不受運(yùn)行方式變化的影響。保護(hù)范圍比較穩(wěn)定。第二、第三段的保護(hù)范圍受運(yùn)行方式變化影響。 <時反應(yīng)電壓和電流，比單一反應(yīng)流的保護(hù)靈敏度咼?？煽啃砸?yàn)樽杩估^電器構(gòu)成復(fù)雜，距離保護(hù)的直流回路多，振蕩閉鎖、斷線閉鎖等使接線復(fù)雜,可靠性較電流保護(hù)低。第三節(jié)變壓器保護(hù)概述、電力變壓器的故障類型、不正常運(yùn)行狀態(tài)1）變壓器故障分為內(nèi)部故障和外部故障。內(nèi)部故障指的是變壓器油箱內(nèi)繞組之間發(fā)生的相間短路、一相繞組間發(fā)生的閘間短路、繞組與鐵芯或引出線與外殼發(fā)生的單相接地短路。外部故障指的是油箱外部引出線之間發(fā)生的各種相間短路、引出線因絕緣閃落或破碎而通過油箱外殼發(fā)生的單相接地短路。變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時，短路電流產(chǎn)生的高溫電弧不僅燒壞繞組絕緣和鐵芯，而且使絕緣材料和變壓器油受熱分解產(chǎn)生大量氣體，導(dǎo)致變壓器外殼局部變形、破壞甚至引起爆炸。2）變壓器不正常運(yùn)行狀態(tài)主要指過負(fù)荷、油箱漏油造成的油面降低和外部短路引起的過電流、對于大容量變壓器因其鐵芯額定工作磁通密度與飽和磁通密度比較接近，當(dāng)系統(tǒng)電壓過高或系統(tǒng)頻率降低時，容易引起的過勵磁二、 變壓器保護(hù)的配置1） 反應(yīng)內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護(hù)2） 反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線的單相接地短路及繞組閘間短路的縱聯(lián)比率差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)3）作為變壓器外部相間短路和內(nèi)部短路的后備保護(hù)的過電流保護(hù) <或帶有復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)或負(fù)序電流保護(hù)）4）中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中外部接地短路的變壓器零序過流保護(hù) <一般為110KV及以上電壓等級）5） 大型變壓器的過勵磁保護(hù)及過電壓保護(hù)6） 相間短路的阻抗保護(hù)<對于升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器在復(fù)合電壓啟動的過流保護(hù)或負(fù)序電流保護(hù)不能滿足靈敏度和選擇性時采用）7） 變壓器過負(fù)荷保護(hù)<反應(yīng)容量在0.4MVA及以上變壓器的對稱過負(fù)荷）三、 變壓器的勵磁涌流分析正常運(yùn)行時，勵磁電流僅為變壓器額定電流的 3%~5%，對保護(hù)無影響；而當(dāng)變壓器空載投入或外部故障切除電壓恢復(fù)時，勵磁電流可達(dá)額定電流的 6~8倍，對差動保護(hù)帶來極為不利的影響。勵磁涌流并非正弦波，而是成尖頂狀波形，且波形不連續(xù)，相鄰兩個波形間出現(xiàn)間斷。 勵磁涌流過程中產(chǎn)生很多高次諧波，諧波分量中以二次為主。變壓器勵磁涌流和內(nèi)部短路故障時短路電流的諧波分析結(jié)果條件諧波分量占基波分量的百分比<%）直流分量基波二次諧波三次諧波四次諧波五次諧波勵磁涌流第一個周期58100622542第二個周期58100632853第八個周期58100653073內(nèi)部短路故障短路電流電流互感器飽和3810043292電流互感器不飽和01009474四、差動回路的接線要求各側(cè)CT靠近母線側(cè)為同名端；高、低壓側(cè)保護(hù)CT“反極性”接入差動保護(hù)單元在正常運(yùn)行和外部故障時同相相角差180°五、 差動回路中不平衡電流的產(chǎn)生1）穩(wěn)態(tài)情況下的不平衡電流：主要是電流互感器中勵磁電流的存在引起的誤差和變壓器分接頭調(diào)整造成的變比變化。通過限制電流互感器二次負(fù)載總阻抗的方法，使電流互感器的誤差在10％以內(nèi)。2）暫態(tài)過程中的不平衡電流：主要是非周期分量。六、 縱聯(lián)差動保護(hù)的整定1） 躲變壓器空投及故障切除后電壓恢復(fù)時的勵磁涌流2） 躲變壓器外部故障時在差動保護(hù)中引起的最大不平衡電流3）躲差動保護(hù)二次電流回路斷線時，在差動回路中引起的差電流 ＜帶CT斷線閉鎖的比率差動整定時不用考慮該項(xiàng)）M3302微機(jī)變壓器差動保護(hù)測控裝置

原理和整定分析一、 變壓器主保護(hù)：變壓器的主保護(hù)包括：變壓器差動速斷保護(hù)、二次諧波制動的比率差動保護(hù)、非電量保護(hù)＜本體輕重瓦斯、有載輕重瓦斯、超溫告警、超溫跳閘、壓力釋放、風(fēng)扇故障、油位異常）。?變壓器差動速斷保護(hù)：在變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時快速切除故障變壓器。?二次諧波制動的比率差動保護(hù)＜帶CT斷線閉鎖）：采用分相式，即A、B、C任-相保護(hù)動作出口。二、 比率差動保護(hù)動作方程和動作示意圖：動作方程led=Kxizd+Kx＜lcdqd/K-Igd）即led=Kxizd+ledqd-KxIgd1）當(dāng)Igd=Icdqd/K時，斜線通過原點(diǎn)＜如圖1）。

IcdI]Isd電.—速斷動作區(qū)一KIcdqd4 比率差動動作區(qū)”11 4 制動區(qū)0Igd(圖1)IzdIcd=KxIzd+Kx(Icdqd/K-Igd)（斜率方程）Icd>Icdqd(Izd<Igd)(1)Icd>Icdqd+Kx(Izd-Igd)(Izd>Igd)(2)I2cd/Icd<K2(3)其中：Isd為差動速斷電流定值 Icdqd為比率差動保護(hù)門坎定值 led 為差動電流K2為二次諧波制動系數(shù) I2cd為差動電流的二次諧波分量 Igd拐點(diǎn)電流K為比率制動特性斜率 Izd為制動電流，取同相中最大電流2）當(dāng)Igd>Icdqd/K時斜線向負(fù)Icd軸移動，提高了靈敏度，防誤動能力下降 <如圖2）。ledIsdledqd0ledqd/K(圖2)△y=K△y=Kx(ledqd/K-Igd)led=Kxlzd+Kx(ledqd/K-Igdled>ledqdled>ledqd+Kx(izd-Igd)l2ed/led<K2)(斜率方程(Izd<Igd) (1)Izd>Igd) (2)(3)3）當(dāng)Igd<ledqd/K時斜線向正led軸移動，防誤動能力增強(qiáng)，靈敏度下降 <如圖3）。ledIsd- / K△y」』Icrlcrl1IUUL|U1△y1——J 一0Igdledqd/K Izd(圖3)△y=Kx(ledqd/K-Igd)led=Kxlzd+Kx(ledqd/K-Igd）（斜率方程）led>ledqd(Izd<Igd)(1)led>ledqd+Kx(Izd-Igd)(Izd>Igd)(2)I2ed/led<K2(3)注：門檻電流ledqd確定后，改變拐點(diǎn)電流 Igd的大小，其實(shí)是對防誤動能力、靈敏度兩個性能指標(biāo)的選擇。三、二次諧波制動方法：1）判斷有無二次諧波的先決條件：看有諧波相差流是否大于該相比率差動動作值，如小于即使有二次諧波分量，也等同于該相無二次諧波。2）實(shí)際采到的二次諧波值與該相差流的比值是否大于二次諧波系數(shù) ＜I2cd/Icd＞K2），如果大于就制動比率差動；當(dāng)I2cd/Icd＜K2時不制動比率差動。3）二次諧波制動判據(jù)二次諧波制動采用單相二次諧波制動三相比率差動保護(hù)的原理，但是如果只有一相有二次諧波，且三相差動電流均越過定值，則差動保護(hù)動作。 ＜主要考慮對于變壓器中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中，在空投變壓器時如有一相單相接地時保護(hù)仍能可靠動作）四、 CT斷線判斷方法判據(jù)1：產(chǎn)生的負(fù)序電流大于0.1A＜500E裝置之前的300型、400型、500型裝置負(fù)序電流判據(jù)為大于0.2A），并且斷線側(cè)負(fù)序電流是非斷線側(cè)負(fù)序電流的 2倍以上。MAX{12＜高），12＜中），12＜低）}＞2*MIN {12＜高）,12＜中），12＜低）}判據(jù)2：斷相側(cè)的三相電流絕對值之和小于非斷相側(cè)的三相電流絕對值之和。當(dāng)判據(jù)1、判據(jù)2同時滿足時發(fā)“CT斷線閉鎖”信號。對與互感器一般額定為 5A或1A,考慮1.2倍的過負(fù)荷運(yùn)行，當(dāng)二次相電流超過 6A或1.2A時，認(rèn)為是不正常運(yùn)行狀態(tài)， CT斷線不閉鎖比率差動保護(hù)，差流如過動作值就動作，反之可靠閉鎖，防止誤動。因?yàn)榕袚?jù)2的選用，使CT斷線報警更為準(zhǔn)確，排除了負(fù)荷不平衡產(chǎn)生負(fù)序電流而誤動。CT斷線是閉鎖比率差動保護(hù)，實(shí)驗(yàn)時比率差動保護(hù)功能必須是投入狀態(tài)。五、 二次CT接線方式主變一次繞組接線方式一般為“Y/△”，差動回路二次CT接線既可按常規(guī)“△/Y”接線，也可把兩側(cè)接成“Y/Y”方式，通過程序中的CT接線方式來調(diào)節(jié)相位。方式1:主變一次繞組接線方式：“Y/△”，二次CT接線為“△/Y”，則高壓側(cè)CT接線方式應(yīng)設(shè)為“OFF” ；以上為常規(guī)接線方式，相位補(bǔ)償依靠二次接線調(diào)節(jié)，菜單中關(guān)于主變 CT接線方式的設(shè)置均為“OFF”，表示不需要進(jìn)行軟件相位調(diào)節(jié)。方式2:主變一次繞組接線方式：“Y/△”，二次CT接線為“Y/Y”，則高壓側(cè)CT接線方式應(yīng)為“ON”；相位調(diào)節(jié)由軟件調(diào)整實(shí)現(xiàn)。方式3:主變一次繞組接線方式：“ Y/Y”，二次CT接線為“Y/Y”，則高壓側(cè)CT接線方式應(yīng)為“ON;防止一側(cè)中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中有零序電流而誤動，通過軟件轉(zhuǎn)換成△，濾掉零序分量。以上兩種接線方式二次CT極性均以母線側(cè)為同名端接入裝置。整定計算不受接線方式的影響，全部按常規(guī)接線方式來整定 ＜不受軟件相位補(bǔ)償?shù)挠绊?。六、 CT接線系數(shù)CT接線系數(shù)以主變一次繞組接線方式為基準(zhǔn)，一次側(cè)為 Y接線，則接線系數(shù)為,3,△接線則為1。對主變一次繞組雙Y接線時,兩側(cè)Y/Y均應(yīng)設(shè)成ON接線系數(shù)均為J3。七、 不平衡系數(shù)計算主變各側(cè)保護(hù)CT變比配備的差異形成的不平衡電流的補(bǔ)償方式采用不平衡系數(shù)調(diào)節(jié)，平衡原理采用了主變兩側(cè)功率相等原則，不平衡系數(shù)以高壓側(cè)為基準(zhǔn)，高壓側(cè)不平衡系數(shù)固化為“1”，主變兩側(cè)不平衡系數(shù)的計算：主變高壓側(cè)為1＜已固化)低壓側(cè)不平衡系數(shù)=＜ULXKLXKhjx)/＜UhXKhXKLjx)其中Uh、UL分別為主變高、低壓側(cè)額定電壓Kh、KL分別為主變高、低壓側(cè) CT變比Khjx 、KLjx分別為主變高、低壓側(cè)CT接線系數(shù)八、 過負(fù)荷告警，過載啟動風(fēng)冷，過載閉鎖有載調(diào)壓功能整定1、500E差動保護(hù)單元過負(fù)荷告警，過載啟動風(fēng)冷，過載閉鎖有載調(diào)壓的電流均取高壓側(cè) B相電流，計算其值時，按實(shí)際接入差動裝置的電流計算整定值，與接線方式中的軟件設(shè)置無關(guān)。1＞、主變一次繞組接線方式為“ Y/△”，二次CT接線為“△/Y”，因?yàn)楦邏簜?cè)二次 CT接線是△，輸入為線電流，整定時按線電流整定；如用戶按后備保護(hù)計算的整定值，經(jīng)過變比折算后輸入差動單元時定值需擴(kuò)大 3倍。未擴(kuò)大定值時在變壓器沒到額定運(yùn)行時保護(hù)誤動。2＞、主變一次繞組接線方式：“ Y/△”，二次CT接線為“Y/Y”因?yàn)楦邏簜?cè)二次CT接線是Y,輸入為相電流，整定時按相電流整定；如用戶按后備保護(hù)計算的整定值，經(jīng)過變比2、300型、400型、500型差動保護(hù)單元過負(fù)荷告警，過載啟動風(fēng)冷，過載閉鎖有載調(diào)壓的電流均取高壓側(cè) B相電流，與定值比較的高壓側(cè)B相電流選用的是經(jīng)過接線方式轉(zhuǎn)換后的電流，其電流始終是線電流；如用戶按后備保護(hù)計算的整定值，經(jīng)過變比折算后輸入差動單元時定值需擴(kuò)大 ,3倍。未擴(kuò)大定值時在變壓器沒到額定運(yùn)行時保護(hù)誤動。3、500E后備保護(hù)單元過負(fù)荷告警，過載啟動風(fēng)冷，過載閉鎖有載調(diào)壓的電流均取高壓側(cè) B相電流，因?yàn)楹髠銫T接線為Y,其電流始終是相電流；用戶按后備保護(hù)計算的整定值直接輸入注：過載啟動風(fēng)冷功能提供的是常開空結(jié)點(diǎn)，在變壓器過載時啟動風(fēng)扇，變壓器不過載后結(jié)點(diǎn)返回，過載啟動風(fēng)冷是變壓器頻繁啟動的功能，該保護(hù)動作后不在液晶屏幕上顯示，直接記錄在預(yù)告信息中，同時上傳至管理機(jī)，避免信號占用液晶屏幕，使觀察裝置上循環(huán)顯示的參數(shù)不便。過載閉鎖有載調(diào)壓提供的是常閉空結(jié)點(diǎn)，串于有載調(diào)壓控制器的控制電源里，在過載時切除控制電源，閉鎖升、降、急停操作。九、廠家設(shè)置中彈簧未儲能 “ON/OFF”運(yùn)用當(dāng)彈簧未儲能動作結(jié)點(diǎn)提供的為常閉結(jié)點(diǎn)時，彈簧未儲能 “ON”＜常規(guī)方式）當(dāng)彈簧未儲能動作結(jié)點(diǎn)提供的為常開結(jié)點(diǎn)時，彈簧未儲能 “OFF”十、差動保護(hù)CT相位角檢查變壓器投運(yùn)后觀察高、低壓側(cè)的相角，因?yàn)楦叩蛪簜?cè) CT靠近各自母線側(cè)為同名端， CT反極性接入差動保護(hù)裝置，高、低壓側(cè)本相相差 180°0Ia=000°高壓側(cè)0Ib=120°0Ic=240°0la=180°低壓側(cè) 0lb=300°0lc=060°常見的CT相序錯誤：1、一次電纜A、C相序反或CT接線AC相序接反。AC相序接反時，AB、C三相從正序分量變?yōu)樨?fù)序分量，產(chǎn)生負(fù)序電流，此時動作時故障相相別錯誤。CT序分量變?yōu)樨?fù)序分量，產(chǎn)生負(fù)序電流，此時動作時故障相相別錯誤。CT斷線閉鎖比率差動功能失效，并且保護(hù)2、變壓器安裝時方向錯誤引起高壓側(cè) AC相序反，在高壓側(cè)CT接線A、C相序未調(diào)整,并且低壓側(cè)按調(diào)整相序和極性，即便湊出正常的相角，差流也比較小，看似正常，其實(shí)進(jìn)入差動計算的電流變成“Y/△-1”方式，lcda=lhA+llb,lcdb=lhB+llc,lcdc=lhC+lla,不適用原差動裝置差流是按“ Y/△-11”接線方式的計算，在負(fù)荷不平衡或外部非三相短路時，差動保護(hù)誤動以上兩種方式必須按實(shí)際相序和極性調(diào)整接線方可投入差動保護(hù)運(yùn)行。十^一、變壓器的整定已知變壓器參數(shù)如下：額定容量Se=31.5MVA變比<110±4X2.5%)/11KV主變一次繞組接線方式 Y/△-11”高壓側(cè)CT變比：200/5低壓側(cè)CT變比：2000/5CT二次接線為“Y/Y”接入本裝置貝Uh=110KVUl=11KVKh=40,Kl=4001、本裝置“保護(hù)投退”菜單中將“高壓側(cè)接線方式 Y/Y”設(shè)置為“02,2、 高壓側(cè)Khjx=3，低壓側(cè)Kljx=13、低壓側(cè)不平衡系數(shù)=<11X2000/5X.3)/<110X200/5X1)=1.7324、差動單兀咼壓側(cè)額定lele=31500X.3/(,3X110X200/5>=7.16<A)5、 門坎電流Icdqd取0.5lelcdqd=0.5le=0.5X7.16=3.58<A)6、 拐點(diǎn)電流取lelgd=le=7.167、二次諧波制動系數(shù)推薦為 0.128、比率制動特性斜率K推薦為0.59、 差動速斷取6~8le<躲空投變壓器時的勵磁涌流和不平衡電流)lsd=43~57<A)10、 差流越限告警取0.5倍門檻電流3.58/2=1.79A

M3303微機(jī)變壓器后備保護(hù)測控裝置原理和整定分析、復(fù)壓過流保護(hù)復(fù)壓過流保護(hù)中I、II、III三個時限跳哪側(cè)開關(guān)的出口選擇可以根據(jù)用戶、要求配置負(fù)序電壓整定時需按線電壓整定，一般 6?7V2矢量公式：12(線>=1/3<Uab+aXUbc+axUca)j120 2 j(-120>a=e=-1/2+j■■■./3/2a=e=-1/2-j ■■■..■3/2低電壓整定一般60?65V、90°接線、45。靈敏角、180°動作區(qū)的方向保護(hù)：Uab-lc、Ubc-Ia、Uca-Ib1)雙側(cè)有源系統(tǒng)中，延時短的一側(cè)加裝方向保護(hù)，提高動作的選擇性PT斷線后電壓相角不穩(wěn)定，方向保護(hù)閉鎖功能自動退出，如同無方向的電流保護(hù)UcUbcUbUcUbcUbM-3000:以Uab為0。為基準(zhǔn)相角，以“順時針”為正方向在Ua、la同相位時<負(fù)載純阻)，相角表示如下:Ua=30° Ub=150° Uc=270Ia=30° Ib=150° Ic=270°Uab=0° Ubc=120° Uca=240國標(biāo)：以Ua為0°為基準(zhǔn)相角，以"逆時針”為正方向在Ua、la同相位時<負(fù)載純阻），相角表示如下:Ua=0° Ub=-120° Uc=120Ia=0° lb=-120° lc=120Uab=30° Ubc=-90° Uca=150°正方向*IC(-90°) (M300裝置)45正方向-15°-135°<Uab-lc<45°-135°、45。為臨界角-45。為最大靈敏角-15°<Uab-lc<165°-15°、165°為臨界角75°為最大靈敏角正方向)45°la(0°)正方向（國標(biāo)）-15°<Ubc-la<165°-15°、165°為臨界角75°為最大靈敏角g45-45°動作區(qū)