继电保护技术培训(差动保护)

1、四川能投集团公司继电保护技术培训电力工程系 冯黎兵变压器保护整定计算一、差动保护的基本原理回顾四川能投集团继保培训差动保护整定计算纵联差动保护是通过比较被保护对象纵向两侧电流的大小和相位的原理实现的。纵联差动保护是通过比较被保护对象纵向两侧电流的大小和相位的原理实现的。22IIIrIII22IIIrIII正常运行及外部故障时正常运行及外部故障时：保护范围内故障时：保护范围内故障时：保护的特征：保护的特征：1、对故障有极高的灵敏度；2、保护范围为“构成差动保护的两侧电流互感器之间的 所有元件”，可以灵活运用，但需将被保护对象纵向 两侧的TA二次侧连接成闭合环流回路；3、保护投资较大。保护的应用：

2、保护的应用：发电机、变压器等贵重设备的主保护；短线路；110KV及以上电压等级的重要联络线路（光纤差动）。经常出错的地方经常出错的地方二、形成差动保护不平衡电流的主要因素四川能投集团继保培训差动保护整定计算影响差动保护灵敏性的主要因素是影响差动保护灵敏性的主要因素是“流入装置的不平衡电流流入装置的不平衡电流”2.1 电流互感器计算变比与实际变比不一致511NTAIn522NTAIn理想的理想的TA变比公式：变比公式：实际情况：实际情况： 为了便于组织生产，国家规定了TA的标准变比系列值，实际采用的TA变比可能与该计算值不等，从而造成二次侧电流相减结果不等于零，从而形成不平衡电流。2.2 两侧电

3、流互感器型号不同TA二次侧的误差将导致两侧电流二次值大小不等，从而形成不平衡电流。二、形成差动保护不平衡电流的主要因素四川能投集团继保培训差动保护整定计算2.3 变压器调压分接头位置改变当调压分接头位置改变时，变压器的变比也改变，从而两侧TA二次侧电流的大小也改变。这对已经配置好的纵差保护来讲，就会形成不平衡电流。2.4 变压器接线组别电力系统主变一般采用Y/D11。该接线组别的含义是：D侧电压、电流相量超前Y侧30，因此TA二次侧电流相量差并不为零，形成不平衡电流。2.5 变压器励磁涌流的影响所谓励磁涌流，就是变压器空载合闸时的暂态励磁电流。由于变压器的励磁电流只流经它的电源侧，故造成变压器

4、两侧电流不平衡，从而在差动回路内产生不平衡电流。特点：含有大量特点：含有大量二次谐波分量和二次谐波分量和非周期分量。非周期分量。三、几种差动保护方案的比较四川能投集团继保培训差动保护整定计算变压器差动保护变压器差动保护线路（发电机）差动保护线路（发电机）差动保护1、需考虑相位补偿方案、需考虑相位补偿方案2、需考虑励磁涌流的影响、需考虑励磁涌流的影响3、需考虑分接头调整的影响、需考虑分接头调整的影响仅需考虑仅需考虑CT变比和误差的影响变比和误差的影响差动继电器构成的差动保护差动继电器构成的差动保护微机型差动保护微机型差动保护1、整定及调试繁琐、整定及调试繁琐2、维护工作量大、维护工作量大3、接线

5、复杂；动作误差大、接线复杂；动作误差大仅需引入两侧电流，全部交由计仅需引入两侧电流，全部交由计算机运算判断，数字整定，动作算机运算判断，数字整定，动作精确，维护量极小。精确，维护量极小。四、变压器差动保护的整定计算四川能投集团继保培训差动保护整定计算3.1 差动速断保护动作逻辑差动速断保护动作逻辑整定原则整定原则保护动作后瞬时保护动作后瞬时跳开各侧断路器跳开各侧断路器并发信号并发信号四、变压器差动保护的整定计算四川能投集团继保培训差动保护整定计算21IIIcd2121IIIZd微机内电流计算公式如下：正常运行时： 与 大小基本相等，相位相反。1I2I制动电流IZd 差动电流Icd外部故障时：

6、与 数值大小不等，但相位相反。1I2I制动电流IZd 差动电流Icd内部故障时： 与 数值大小不等，相位相同。1I2I制动电流IZd 差动电流Icd213.2 两折线比率差动保护基本原理两折线比率差动保护基本原理原理示意图原理示意图四、变压器差动保护的整定计算四川能投集团继保培训差动保护整定计算3.3 两折线比率差动保护动作方程两折线比率差动保护动作方程任一相动作方程如下：当当I IZdZdI Ig g时：时： I Icdcd I Iqdqd当当I IZdZdI Ig g时：时： I Icdcd K KZ Z(I(IZdZd-I-Ig g)+I)+Iqdqd两折线比率差动特性曲线两折线比率差动

7、特性曲线俗称俗称“拐点电流拐点电流”俗称俗称“门槛电流门槛电流”门槛电流的作用：门槛电流的作用： 躲开不平衡电流的影响躲开不平衡电流的影响拐点电流的作用：拐点电流的作用： 确保内部轻微故障时保护有足够确保内部轻微故障时保护有足够 的灵敏度的灵敏度四、变压器差动保护的整定计算四川能投集团继保培训差动保护整定计算3.4 两折线比率差动保护整定值两折线比率差动保护整定值三折线比率差动特性曲线三折线比率差动特性曲线A 制动系数Kz取值范围一般为0.30.5， 三折线特性时取较小值。第二拐点第二拐点B 制动电流Ig取值范围一般为0.51.0I IN N， 一般取 1.0I IN N 较为合理。C 门槛电

8、流Iqd=KzI IN N 确保制动系数不随制动电流而变化。D 差动速断电流Isd取值范围一般为4 10I IN N ，小容量变压器取较大值，反之 亦然。确保能躲开励磁涌流影响，且内部严重故障时CT饱和前保护能动作。确保外部严重故障时保护可靠闭锁。Ig2一般取2.5I IN N若装置内部具备软件补偿功能，若装置内部具备软件补偿功能，I IN N=5A=5A；不然应根据；不然应根据CTCT变比据实计算。变比据实计算。注意：注意：四、变压器差动保护的整定计算四川能投集团继保培训差动保护整定计算3.5 二次谐波制动的比率差动保护二次谐波制动的比率差动保护利用变压器励磁涌流中含有大量二次谐波分量的特征

9、，通过检测差动电流中的二次谐波分量大小来闭锁差动保护。动作方程如下：cdxbcdIKI2Icd2A、B、C任一相中二次谐波分量值；Kxb二次谐波制动系数；取值范围为0.10.35Kxb对应相的差动电流数值；二次谐波制动系数一般取二次谐波制动系数一般取0.2，若出现变压器空载合闸（充电）时，若出现变压器空载合闸（充电）时差动保护误动情况，可将系数值适当降低。差动保护误动情况，可将系数值适当降低。四、变压器差动保护的整定计算四川能投集团继保培训差动保护整定计算3.6 比率差动保护的动作逻辑比率差动保护的动作逻辑二二次次谐谐波波制制动动比比差差保保护护动动作作逻逻辑辑差差流流越越限限告告警警保保护护

10、动动作作逻逻辑辑未制动；未制动；未断线。未断线。任一相差动元件动作任一相差动元件动作CT断线或差流越限告警断线或差流越限告警五、变压器差动保护的整定实例四川能投集团继保培训差动保护整定计算根据前述知识设定，输入时应满足整定值步长要求。根据实际情况输入CT变比特殊情况由软件实施相位补偿由软件实施大小补偿五、变压器差动保护的整定实例四川能投集团继保培训差动保护整定计算平衡系数设置正确后，可确保各侧CT二次侧额定值为5A，并消除因CT变比、型号及误差造成的不平衡电流。六、变压器其他保护的整定计算四川能投集团继保培训其他保护整定计算6.1 复压过流保护的整定复压过流保护的整定 电流元件 灵敏度校验同过

11、流保护。 低压元件 低压元件灵敏度： 1.2 负序电压元件 负序电压元件灵敏度 1.2 时间元件 动作时间的确定同过流保护。NrerelopIKKIVUUNop707 . 0max.KreopsenUKUKVUUNop126)12. 006. 0(2opksenUUK2min. 2六、变压器其他保护的整定计算四川能投集团继保培训其他保护整定计算6.2 中性点零序电流保护的整定中性点零序电流保护的整定 变压器中性点引出线上的零序电流保护应与各保护侧母线引出线上配置的零序电流保护后备段进行配合。保护的灵敏系数按后备保护范围末端接地短路校验，灵敏系数应不小于1.2。原则原则:LopbcopIKKI.

12、 00公式公式:配合系数KC取为1.11.2；Kb为零序电流分支系数。保护的动作时限应比引出线零序电流后备段的最大动作时限大一个阶梯时限t。 为了缩小接地故障的影响范围及提高后备保护动作的快速性，通常配置为两段式零序电流保护，每段各带两级时限。较短时限断开母联或分段断路器，较长时间段断开变压器断路器。六、变压器其他保护的整定计算四川能投集团继保培训其他保护整定计算6.3 间隙零序电流、间隙零序电压保护的整间隙零序电流、间隙零序电压保护的整定定 间隙零序电流保护与中性点零序电流保护不能同时间隙零序电流保护与中性点零序电流保护不能同时投运。投运。主要用于中性点不接地运行时且间隙击穿接地故障的后备保护，整定值