主变差动保护及保护

1、中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能源玉门昌马风电场主变差动保护及主变差动保护及保护范围保护范围 中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能源玉门昌马风电场 一一.主变差动保护主变差动保护Y 差动保护是一种依据被保护电气设备进出线两端电流差值的变化构成的对电气设备的保护装置，一般分为纵联差动保护和横联差动保护。变压器的差动保护属纵联差动保护，横联差动保护则常用于变电所母线等设备的保护。Y 差动保护主要用于电力变压器的保护。其原理是监视保护设备两个不同监测点电流的变化，从而发现被监测对象有无异常，当异常值到达整定值，即动作断路器将设备从系统中切除，防止事故扩大。中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能源玉

2、门昌马风电场Y 纵差和横差保护都是利用电流差动的原理来工作：简单的说纵差保护的原理是比较发电机定子绕组首端和尾端的电流是否平衡，对于定子绕组相间短路很灵敏；横差保护是利用双星型绕组中性点之间的不平衡电流来工作，对于定子绕组匝间或层间短路很灵敏。比率差动式保护主要用于变压器，在发电机上用的很少。Y 一般，发电机的主保护配备纵差保护，横差保护要根据接线方式而定。中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能源玉门昌马风电场Y纵联差动保护纵联差动保护 ：Y 纵联差动保护定义：其动作和选择性取决于被保护区各端电流的幅值比较或相位与幅值比较的一种保护。Y 采用差动继电器作保护的测量元件，用来比较被保护元件各端电流

3、的大小和相位之差，从而判断保护区内是否发生短路。Y 由于纵联差动保护只在保护区内短路时才动作，不存在与系统中相邻元件保护的选择性配合问题，因而可以快速切除整个保护区内任何一点的短路，这是它的可贵优点。但是，为了构成纵联差动保护装置，必须在被保护元件各端装设电流互感器，并将它们的二次线圈用辅助导线连接起来，接差动继电器。由于受辅助导线条件的限制，纵向连接的差动保护仅限于用在短线路上，对于发电机、变压器及母线等，则可广泛采用纵联差动保护实现主保护。中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能源玉门昌马风电场Y 所谓变压器的纵联差动保护，是指由变压器的一次和二次电流的数值和相位进行比较而构成的保护。纵联差动

4、保护装置，一般用来保护变压器线圈及引出线上发生的相间短路和大电流接地系统中的单相接地短路。对于变压器线圈的匝间短路等内部故障，通常只作后备保护。 Y 纵联差动保护装置由变压器两侧的电流互感器和继电器等组成，两个电流互感器串联形成环路，电流继电器并接在环路上。因此，流经继电器的电流等于两侧电流互感器二次侧电流之差。在正常情况下或保护范围外发生故障时，两侧电流互感器二次侧电流大小相等，相位相同，因此流经继电器的差电流为零，但如果在保护区内发生短路故障，流经继电器的差电流不再为零，因此继电器将动作，使断路器跳闸，从而起到保护作用。中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能源玉门昌马风电场Y横联差动保护横联

5、差动保护：Y定义：应用于并联电路(或双回线)的一种差动保护。其动作取决于这些电路中电流的不平衡分配。Y在阻抗相同的两条平行线路上可装设横联差动方向保护。横联差动方向保护反应的是平行线路的内部故障，而不反应平行线路的外部故障。Y变压器横差保护-用于两台并联运行的变压器。差动继电器安装于各台变压器（一般安装于高压侧），根据功率输出相等的原则，监测两台变压器的运行状况。中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能源玉门昌马风电场Y纵横差动保护的区别：纵横差动保护的区别：Y纵差保护反应的是相间故障。（接地或不接地的相间短路，通常称为横向故障），那么纵差保护的纵应该指的是CT的串联。Y横差保护反应的是匝间故障。

6、（定子绕组的匝间短路或分支开路，称为纵向故障），那么横差保护的横应该指的是CT的并联。中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能源玉门昌马风电场Y主变差动保护是变压器的主要保护手段，基本原理是反应被保护变压器各端流入和流出电流的差，在保护区内故障，差动回路中的电流值大于整定值，差动保护瞬时动作，而在保护区外故障，主变差动保护则不应动作。受变压器励磁电流、接线方式、电流互感器误差等因素的影响，使差动回路中产生不平衡电流，而不平衡电流中励磁涌流的存在，常可导致变压器差动保护误动，给变压器差动保护的实现带来困难，因此采用措施减少不平衡电流及其对保护的影响是实现主变差动保护需要解决的主要矛盾。中海油新能源玉

7、门昌马风电场中海油新能源玉门昌马风电场Y主变继电保护有：本体保护、差动、距离、过负荷、短路保护和过电压保护等。Y1.本体保护：是一种非电量保护，包括本体轻、重瓦斯保护，有载调压轻、重瓦斯保护以及压力释放。原理是变压器发生故障时，往往会对变压器的绝缘油造成影响，从而导致气体的产生，这时变压器的瓦斯继电器动作，本体保护就是根据不同瓦斯继电器的动作来跳闸或告警。 中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能源玉门昌马风电场Y2.差动保护：反映变压器内部故障（包括三侧或两侧CT之间的电缆）。以三圈变为例，采集变压器三侧的电流。正常情况，根据KCL定理，流入变压器电流等于流出变压器电流，即差流为零；如果变压器内

8、部故障，肯定有一侧的电流比较大，从而导致差流不为0，保护动作。如果是外部故障，流入变压器电流仍然等于流出变压器电流，保护不会动作。常见的差动有差流速断、比率差动等。两圈变同理。 3.距离保护：目前用的非常少，但有用的。简单的讲就是采集电压和电流，计算阻抗，再根据计算的阻抗来判断是否动作。不建议采用。4.间隙过流和间隙过压保护：采集变压器放电间隙的电量，对付接地故障 。5.限制性接地保护：国外用的很多。采用零序电流来判断，好像也有叫零序差动保护的。 中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能源玉门昌马风电场Y6.过流保护：用于变压器后备保护。反映的是

9、变压器故障和母线故障、馈线故障。一般不仅作为变压器后备，还可以作为母线后备、馈线保护后备等。过流保护包括：相电流、负序、零序；还有定时限、反时限等。 Y7.过负荷：包括告警、启动风冷、闭锁有载调压等。中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能源玉门昌马风电场Y8.热过负荷：根据变压器提供的热积累特性，根据负荷电流计算变压器的热积累 ，分为告警和跳闸两个阶段。中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能源玉门昌马风电场Y在主变差动保护所用电流互感器选择时，除应选带有气隙的D级铁芯互感器外，还应适当地增大电流互感器变比，以降低短路电流倍数，这样可以有效削弱励磁涌流，减少差动回路中产生的不平衡电流，提高差动保护的

10、灵敏度。这对避免保护区外故障，尤其是最严重的三相金属性短路而导致的主变差动保护误动作尤为有效。中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能源玉门昌马风电场Y为防止主变差动保护因不平衡电流的影响造成的保护误动作，在选择保护用电流互感器时，除应选带有气隙的D级铁芯互感器外，适当增大电流互感器变比，这样可以降低短路电流倍数，减少差动回路中产生的不平衡电流，有效削弱励磁涌流，提高差动保护的灵敏度。这对避免保护区外故障，尤其是最严重的三相金属性短路而导致的主变差动保护误动作不失为有效的方法之一。中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能源玉门昌马风电场二二、变压器差动保护工作原、变压器差动保护工作原理及实现时的特点理

11、及实现时的特点 变压器纵差保护-差动继电器安装于变压器的高低、压侧（或组合继电器的线分别接高、低压侧的保护CT回路），根据输入、输出功率相等原理（要修正空载损失），监测变压器运行状况。一旦两侧被监测数据异常达到整定值，即保护装置即动作开关，将变压器从系统切除。 纵联差动保护是反应被保护变压器各端流入和流出电流的相量差。对双绕组变压器实现纵差动保护的原理接线如下图所示。 Y 下图为电容器横差动保护接线，正常运行时，电容器组两并联支路电流相等，电流继电器（KA）中仅流过较小的不平衡电流，当多台电容器被切除后，电容器组两并联支路电流不相等，出现差电流，保护即动作。中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能

12、源玉门昌马风电场Y一般我们把根据电磁感应原理使发电机转子形成旋转磁场的过程称为励磁。Y变压器励磁涌流是：变压器全电压充电时在其绕组中产生的暂态电流。变压器投入前铁芯中的剩余磁通与变压器投入时工作电压产生的磁通方向相同时，其总磁通量远远超过铁芯的饱和磁通量，因此产生极大的涌流，其中最大峰值可达到变压器额定电流的6-8倍。Y由于励磁涌流对电力系统会产生很多不利影响，其抑制技术受到广泛关注。目前，削弱励磁涌流的方法主要有三种：串联电阻；控制三相开关合闸时间；在变压器低压侧并联电容器。Y其中，由于控制三相开关合闸时间从原理上不需要附属设备，相对另外二种方法有一定优势。Y从仿真结果来看，控制三相开关合闸

13、时间能够有效抑制励磁涌流的幅值中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能源玉门昌马风电场 （一）、以单相变压器为例，励磁涌流具如特点： 1、变压器的励磁电流IL仅流经变压器的某一侧，因此，通过电流互感器反应到差动回路中不能被平衡，在外部故障时，由于电压降低，励磁电流减小，它的影响就更小。但是当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，则可能出现数值很大的励磁电流(又称为励磁涌流)。励磁涌流中含有大量的非周期分量，偏于时间轴一侧。中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能源玉门昌马风电场 2、励磁涌流中含有大量的高次谐波分量，其中2次谐波占有较大比例。 3、励磁涌流波形偏于时间轴一侧，且相邻波形之间存在“间

14、断角”。中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能源玉门昌马风电场 （二）、为了防止励磁涌流的影响，根据涌流特点，变压器纵差保护常采用下述措施： 1、采用具有速饱和铁心的差动继电器（BCH型差动继电器）构成保护 2、利用二次谐波制动原理构成差动保护 3、采用鉴别波形“间断角”原理的差动保护中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能源玉门昌马风电场 利用励磁涌流波形间存在较大的间断角，而短路电流无间断角的两种电流波形的差别，区别出涌流还是短路，从而躲过励磁涌流的影响，并利用制动特性躲过不平衡电流影响。中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能源玉门昌马风电场Y三三.主变差动保护范围有：主变差动保护范围有：Y 保护主变高低（高中低）压侧断路器之间的所有设备，包括主变、主变各电压等级侧进出线以及套管等。中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能源玉门昌马风电场Y 其故障可分为油箱内和油箱外故障两种；油箱内故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁心的烧损等，油箱外故障主要是套管和引出线上发生相间短路和接地短路。中海油新能源玉门昌马风电场中海油新能源玉门昌马风电场Y 变压器差动保护是变压器的主保护变