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1、1,主变保护,2,主讲内容 一、主变保护装置介绍 二、功能配置及动作特性 三、主变保护接线、原理 四、影响保护正确动作的几个因素 五、主变保护典型案例分析,3,一、主变保护装置介绍,4,以110kV仿真变电站变压器保护装置为例 PST-1202C变压器保护（二次谐波制动） PST-1202D变压器保护（波形对称制动） PST-12操作箱及本体保护（非电量）,5,PST1200面板,6,PST1200面板信号,7,PST1200背板说明,8,PST1200正常显示,装置正常上电运行、超过 5 分钟无键盘操作、从主菜单返回进入正常显示画面，装置轮流显示画面 1 和画面 2 的内容。可以用 Q 键使
2、装置停止显示自动切换而停留在画面 1 或画面 2,装置运行定值区号,保护压板状态(=投入 =退出),三相电压和三电流的有效值和角度,装置当前运行时间,9,PST1200事件显示,10,主要功能压板,11,保护电源空开作用及回路 三侧电压空开作用及回路 复归按钮作用及回路,PST1200空开及按钮,详见仿真系统,12,二、功能配置及动作特性,13,保护配置表PST1200,14,主变保护定值及动作特性,15,三、主变保护接线、原理,16,1、主变主保护差动保护,17,差动保护-接线示意图,图为双绕组变压器差动保护接线图。 差动速断：快速切除主变故障。 零序差动：对主变接地故障有较高的灵敏度。,1
3、8,区内故障时：如图示，各侧短路电流都是由母线流向变压器，和参考方向一致，为正值，所以差动电流 很大，容易满足差动方程，差动保护动作。,差动保护-基本原理,19,区外故障时：如图示在低压母线上发生故障。高、中压侧短路电流由母线流向变压器，为正值。低压侧电流由变压器流向母线，为负值。把变压器看成电路上的一个节点，由节点电流定理，流入的电流等于流出的电流，即相量和为0，所以差动电流 差动保护不动作。,差动保护-基本原理,20,差动速断保护的逻辑框图,差动保护-逻辑框图一,21,工频变化量比率差动的逻辑框图,差动保护-逻辑框图二,22,差动保护-零差,1、零差保护对接地故障有很高的灵敏度。其原理与比
4、例差动保护相同。基于KCL原理，利用是否有差流而动作。零差是比较Y侧首未两端零序电流，比例差动是比较二侧（三侧）每相的电流。 2、 零序差动保护可保护变压器Y侧的各种接地故障，但它都不能保护变压器Y侧的匝间短路。 3、零序差动保护不必经励磁涌流判据 闭锁。,23,2、主变相间后备保护复压过流保护,24,复压闭锁过流保护-接线示意图,25,复压闭锁过流保护-描述,（1）变压器过电流保护通常是作为主变压器内部故障及相邻设备短路故障的后备保护，分侧配置。 （2）如果在过电流保护的灵敏度不足的情况下，一般采用复合电压闭锁过电流保护。 （3）复合电压是由负序电压、低电压或组成，高、中每一侧的复合电压均由
5、高、中两侧或的关系提供。低压侧的复合电压由本侧提供。 （4）复压零序过流保护是否加装方向元件，由以下条件决定： 反向短路电流是否大于本后备保护的动作电流？ 反向保护的时限是否大于本后备保护的时限？ 以上两条件都满足时应装设方向元件。方向元件可通过控制字投退,26,复压闭锁过流保护-描述,过流保护方向元件指向系统时，此时做为系统故障的后备保护，保护范围是本侧母线故障及母线出口处故障。 方向元件指向变压器时，保护范围是：变压器故障、对侧母线故障及母线出口处故障。,27,复压闭锁过流保护-逻辑框图,复压方向过流保护应有三段时限，第一时限（与本侧出线保护的时限配合）跳母联断路器，第二时限跳本侧断路器，
6、第三时限跳主变三侧断路器。,28,3、主变的接地后备保护零序过流保护 （中性点直接接地）,29,复压闭锁零序过流保护-接线图,二段均经复合电压闭锁，复合电压取二侧或的关系。,30,（1）变压器零序过电流保护通常是作为主变压器内部故障及相邻设备接地故障的后备保护，中性点接地侧配置。 （2）复压零序过流保护加装方向元件，通常方向指向母线侧，可以保护相邻元件（母线、线路）接地远后备保护。 （3）应有三段时限，第一时限（与本侧出线保护的时限配合）跳母联断路器，第二时限跳本侧断路器，第三时限跳主变三侧断路器。如下图示,复压闭锁零序过流保护-描述,31,复压闭锁零序过流保护-逻辑图,32,复压闭锁零序过流
7、保护-逻辑图,33,4、主变的接地后备保护间隙保护 （中性点间隙接地）,34,间隙保护-描述,当变压器中性不接地运行时，如图示，当发生单相接地故障，中性点N电位升高到相电位，如果不设放电间隙，容易把中性点绝缘击穿。 此时设放电间隙，防止过电压，同时间隙击穿后有间隙零序电流，间隙过流保护动作。,35,间隙保护-原理接线及逻辑框图,S-变压器中性点接地刀闸的辅助触点，当变压器中性点接地运行时，S闭合，当变压器中性点接地不运行时, S打开。,I0op与变压器的零序阻抗、间隙放电时的电弧电阻等因素有关，一般保护的一次动作电流可取为100A 左右,U0op要大于在部分中性点接地的系统中发生单相接地时或中
8、性点不接地变压器两相运行时，可能出现的最大零序电压 ；要小于中性点直接接地系统中失去接地点时发生单相接地，开口三角绕组可能出现的最低电压 。一般取180V(高压系统电压互感器开口绕组每相额定电压为100V）,36,5、主变非电量保护,37,非电量保护原理,从变压器本体来的非电量信号(如轻瓦斯信号等)经过装置重动后给出中央信号、远方信号、事件记录三组接点，同时装置本身的 CPU 也可记录非电量动作情况。 直接跳闸的非电量信号直接起动装置的跳闸继电器。 对于需要延时跳闸的非电量信号,由装置经过定值设定的延时起动装置的跳闸继电器。,38,不需跳闸的非电量回路,如：本体轻瓦斯、有载轻瓦斯、油温高、绕组
9、温高、本体油位异常、有载油位异常等,39,直接跳闸的非电量回路,如：本体重瓦斯、有载重瓦斯、压力释放、压力突变等,40,延时跳闸的非电量回路,如：冷控失电等,41,冷控失电保护,根据 DL/T 572-95电力变压器运行规程规定： 强油循环风冷和强油循环水冷变压器，当冷却系统故障切除全部冷却器时，允许带额定负载运行 20min。 如 20min 后顶层油温尚未达到 75，则允许上升到 75，但在这种状态下运行的最长时间不得超过 1 小时。,42,冷控失电回路,43,四、影响保护正确动作的几个因素,44,TA饱和对差动保护影响,1、TA饱和对差动保护影响分析 1）TA饱和时的特征 TA饱和时使二
10、次电流波形缺损，非正统波显著（含谐波成份大）。 TA进入饱和一段时间内二次电流几乎为0。 2）影响分析 如右图所示，在低压母线上发生故障。假设： I11000A I22000A 则I33000A； 但是由于低压侧TA饱和，测到的电流I3很小，假设为0，差流为3000A，使差动保护误动作。 3）处理方法： （1）利用分析谐波分量闭锁差动保护。 （2）设置高值与低值差动配合，消除饱和影响。饱和时取高值，不饱和时取低值。,45,励磁涌流对差动保护影响,励磁涌流定义：正常情况下励磁电流很小，但在变压器空投或外部故障切除电压恢复时，励磁电流会很大，达5-10倍额定电流，称励磁涌流。 励磁涌流特征：二次谐
11、波含量大、波形畸变、有间断角等。 对差动保护的影响：如右图示，给主变充电合上高压侧断路器，I1很大，I2和I3均为0，形成差流，使差动保护误动作。 处理方法： （1）利用识别二次谐波或波形闭锁差动方法。 （2）采用工频变化量比率制动。,46,一侧TV断线对后备保护的影响,若TV断线保护投退原则控制字为1，当判断出本侧TV异常时，方向元件和本侧复合电压元件不满足条件，但本侧过流保护可经其它侧复合电压闭锁（过流保护经过其他侧复合电压闭锁投入情况）； 若TV断线保护投退原则控制字为0，当判断出本侧TV异常时，方向元件和复合电压元件都满足条件，这样复合电压闭锁方向过流保护就变为纯过流保护 不论TV断线
12、保护投退原则控制字为0或1，都不会使本侧复合电压元件起动其它侧复压过流。,47,一侧TV退出运行对保护的影响,当本侧TV检修，为保证本侧复合电压闭锁方向过流的正确动作，需投入本侧复合电压退出压板（退出本侧复合电压投入压板）或整定控制字，此时它对复合电压元件、方向元件有如下影响： (1)本侧复合电压元件不启动，但可由其它侧复合电压元件起动（过流保护经过其它侧复合电压闭锁投入情况）； (2)本侧方向元件输出为正方向； (3)不会使本侧复合电压元件起动其它侧过流元件（其它侧过流保护经过本侧复合电压闭锁投入情况）。,48,五、主变保护典型案例分析,49,案例一：110kV仿真变电站1#主变内部故障，保
13、护动作情况分析。（瓦斯+差动） 案例二：110kV仿真变电站1#主变外部故障，保护动作情况分析。（差动） 案例三：110kV仿真变电站1#主变内部故障，瓦斯保护拒动，保护动作情况分析。（差动） 案例三：110kV仿真变电站1#主变中压侧外部AB相间短路故障，差动保护拒动，保护动作情况分析。（高后备） 案例四：35kVI母线AB相间短路。（中后备复压过流）,50,案例五： 35kV云峰I回线保护装置电源消失，301断路器SF6压力降低总闭锁，35kV云峰I回线线路近区AB相间短路。（中后备复压过流） 案例六： 35kV云峰I回线A相接地，1#变中压侧C相接地（先）。（复合故障） 案例七：1#变差动保护（两套）CT断线。1#主变外部A相接地故障（是否差动闭锁，是否间隙动作）,