關于變壓器繼電保護PPT第1頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三主要內(nèi)容繼電保護基礎知識微機保護基基礎知識微機變壓器保護PST1200第2頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三繼電保護基礎知識概述繼電保護是指研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運行的異常工況以探討其對策的反事故自動化措施。因在其發(fā)展過程中曾主要用有觸點的繼電器來保護電力系統(tǒng)及其元件（發(fā)電機、變壓器、輸電線路、母線等）使之免遭損害，所以沿稱繼電保護。繼電保護的基本任務是當電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時，在可能實現(xiàn)的最短時間和最小區(qū)域內(nèi)自動將故障設備從系統(tǒng)中切除，或者給出信號由值班人員消除異常工況的根源，以減輕或避免設備的損壞和對相鄰地區(qū)供電的影響。

第3頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第4頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第5頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三微機保護基礎一、微機保護的特點1.可靠性高（運行穩(wěn)定，不易損壞；具有在線自檢、巡檢功能）2.易于獲得各種附加功能（如事故記錄、事故追憶、故障錄波、故障測距等）3.保護動作特性和性能得到改善（引入新理論、新算法、新技術。如承受過渡電阻能力的改善、區(qū)分振蕩與故障能力的提高、降低衰減非周期分量第6頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三的影響、變壓器勵磁涌流的鑒別、故障分量保護、自適應保護、狀態(tài)預測、小波變換應用、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡應用等）4.使用靈活、方便（人機界面友好，維護調(diào)試方便，硬件趨于統(tǒng)一，易于通過整定和設置軟件改變特性）5.硬件工藝結(jié)構(gòu)條件優(yōu)越（硬件通用性好，體積小，功耗低，性價比高）6.具有通訊功能（可遠方監(jiān)控，易實現(xiàn)綜合自動化和網(wǎng)絡化）第7頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三三、微機變壓器保護的歷史微機變壓器保護經(jīng)過二十多年的發(fā)展，歷經(jīng)四代：

第一代：

以保護的微機化為代表，CPU為8位；

第二代：以提高保護性能和保護操作液晶界面為代表，CPU為16位；

第三代：

以漢化界面和提高通信性能（與綜自系統(tǒng)等的聯(lián)系）的運用為代表，CPU為32位；

第四代：

以網(wǎng)絡化、實時嵌入式系統(tǒng)和新型互感器的應用為標志。第8頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三

四、微機保護軟硬件基本知識

（一）微機保護軟硬件的基本構(gòu)成四、微機保護軟硬件基本知識

（一）微機保護軟硬件的基本構(gòu)成第9頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第10頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第11頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第12頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第13頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第14頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第15頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三

PB0經(jīng)反向器，PB1不經(jīng)反向器，可防止拉合直流電源時，可靠防止誤動第16頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三為了驅(qū)動KCOU必須在PB6=0，PB7=1同時滿足，開出自檢經(jīng)IC23使PC0=0由于出口繼電器KCOU受啟動繼電器閉鎖，并且自檢時間不足（10us)不至使出口繼電器CKOU動作，所以決不會誤動第17頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三出口閉鎖高頻KST2、距離KST3、零序KST4，防止CPU程序出格引起誤動第18頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三微機保護裝置斷路器控制回路第19頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第20頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三3.采樣及采樣方式模擬信號f(t)通過采樣保持器S/H，每隔采樣周期Ts秒采樣一次輸入信號的即時幅度，并把它暫存在保持電路中供A/D轉(zhuǎn)換使用，經(jīng)采樣得到的信號為離散時間信號。

1)單一通道采樣方式

(1)異步采樣（定時采樣）——每工頻周期N點采樣采樣周期恒定Ts=1/fs=常數(shù)，采樣頻率fs=N·fo

（fo：工頻；N：整數(shù)）

第21頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第22頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第23頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第24頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第25頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第26頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三開出系統(tǒng)（跳閘出口）提高可靠性的措施：

“相異”輸出閉鎖：防止裝置工作電源初投或掉電時，由于芯片工作不穩(wěn)定使芯片出口狀態(tài)不定（但一個口的8位是一致的，或都為高，或都為低）導致保護誤發(fā)跳閘出口信號。

光電隔離：抗干擾。

開出反饋：用于開出回路的自檢。在裝置投入之初，在不發(fā)啟動信號的前提下（確保跳閘信號并不真正跳閘），從跳閘出口端一個跳閘信號，若跳閘回路完好，則反饋到PC0端為低電平。

出口小繼電器上并聯(lián)續(xù)流二極管（或續(xù)流電阻）：防止小繼電器動作完畢后，由于小繼電器線圈中的剩磁導致其不能可靠返回。第27頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第28頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第29頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第30頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三1、看門狗電路（Watchdog）：監(jiān)視程序運行情況，當程序正常時不斷發(fā)出CLR清除脈沖信號，使脈沖發(fā)生器無輸出。當程序受干擾失控后，無法按時發(fā)出CLR清除脈沖信號，于是脈沖發(fā)生器輸出，復位微機系統(tǒng)。2、逆變電源：直流→交流→直流第31頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三請休息十分鐘第32頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三變壓器的故障和不正常工作狀態(tài)

一、變壓器的主要故障及異常運行方式

1.繞組及其引出線的相間短路和在中性點直接接地或經(jīng)小電阻接地側(cè)的接地短路； 2.繞組的匝間短路；

3.外部相間短路引起的過電流； 4.中性點直接接地或經(jīng)小電阻接地電力網(wǎng)中，外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓；

5.過負荷； 6.過勵磁；第33頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第34頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三

對于變壓器本身和各側(cè)引線、套管的故障，為了限制故障擴大，通常采用電流速斷、差動及重瓦斯保護，快速將變壓器的電源切斷。

對于與變壓器連接的母線或接于此母線的引出線路故障，而其相應保護不能切除故障時，應通過較短時限的過電流保護，將與故障有連系的變壓器的斷路器斷開，以停止故障電流流過變壓器。

過負荷引起的過電流，一般是短時的(如電動機自起動、電氣火車和起重機引起的過負荷沖擊等)，對于較長時間的過負荷(如斷開并聯(lián)運行的變壓器)，運行人員有充足的時間處理(可切除不重要的用戶或過負荷的變壓器)，因此不必裝設斷開變壓器的保護，而僅裝設過負荷信號，提請運行人員采取相應措施即可。第35頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第36頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第37頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三主保護縱差差動速斷保護；縱差穩(wěn)態(tài)量比率差動保護；分側(cè)差動保護第38頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三后備保護相間阻抗保護；復壓方向過流保護；零序方向過流保護（反時限零序過流保護)；過激磁保護；第39頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三其他告警功能過負荷告警；TA、TV斷線告警；閉鎖調(diào)壓功能；啟動通風功能；差流越限告警第40頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三差動保護原理

變壓器差動保護原理是基于基爾霍夫第一定律。變壓器各側(cè)電流向量和應為零.變壓器正常運行或外部故障時，若忽略勵磁電流損耗及其它損耗，則流入變壓器的電流等于流出變壓器的電流，保護不動作

當變壓器內(nèi)部故障時，如忽略負荷電流不計，則只有流進變壓器的電流而沒有流出變壓器的電流，其縱差保護動作，切除變壓器.第41頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三差流產(chǎn)生的原因

變壓器內(nèi)部故障

變壓器空投勵磁涌流

變壓器外部故障，由于TA特性不一致、飽和引起差流

TA斷線

調(diào)壓

二次回路問題（TA回路兩點接地）第42頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三500kV及330kV差動保護

差流速斷差動比率差動+TA斷線閉鎖

+二次諧波制動（高中壓側(cè))+五次諧波制動（高中壓側(cè)）TA斷線通過控制字選擇是否閉鎖差動CT接線可接為全Y型接線。調(diào)平衡方式由軟件實現(xiàn)。只需輸入各側(cè)額定運行電流的二次值。第43頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三500kV及330kV后備保護

高壓側(cè)

相間阻抗過流零序方向過流過激磁過負荷PT斷線

中壓側(cè)相間阻抗零序方向過流開關非全相過負荷

PT斷線

低壓側(cè)過流時限速斷零序過電壓過負荷

公共繞組公共繞組零序公共繞組過負荷第44頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三220kV及110kV差動保護

差動保護差流速斷差動比率差動+TA斷線閉鎖+二次諧波制動（高中壓側(cè))TA斷線通過控制字選擇是否閉鎖差動高壓側(cè)后備保護復合電壓（方向）過流零序方向過流零序過流保護保護（直接接地）零序電流電壓保護（間隙）非全相第45頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三220kV及110kV后備保護高壓側(cè)復合電壓（方向）過流零序方向保護零序電流電壓保護（間隙）零序過流電流保護（直接接地）非全相保護過負荷TV斷線中壓側(cè)復合電壓（方向）過流零序方向保護零序電流電壓保護（間隙）零序過流電流保護（直接接地）時限速斷過流保護過負荷TV斷線低壓側(cè)時限速斷過流保護復合電壓過流保護3U0過電流保護TV斷線第46頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三變壓器的保護配置

（1）瓦斯保護（2）差動保護（3）過電流保護或復合電壓閉鎖過電流保護（4）零序電流保護（5）間隙保護（6）過負荷保護第47頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第48頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第49頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第50頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第51頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第52頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三關于k1=0.5，k2=0.7選取的考慮：

a.變壓器匝間故障時，差動電流較小，制動電流也較小。這時，保護的TA工作在線性范圍，能夠準確的傳變故障電流，同時保證差動保護的動作靈敏度。這種情況下，考慮負荷電流的影響，差動保護應工作在k3和k1段；

b.當變壓器引線故障時，故障電流較大，負荷電流的影響可忽略；

c.區(qū)外故障時，故障電流較大，會造成TA飽和等，造成流入變壓器差動保

護的差流較大，因此提高比例制動特性；在轉(zhuǎn)換性故障時，TA不能準確的傳變故障電流，造成差動保護誤動作，國內(nèi)已有實例應采取其他方法解決。第53頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第54頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三相間阻抗保護原理圖第55頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三接地阻抗保護原理圖第56頁，共64頁，