以RCS96xx变压器保护为例介绍差动保护原理及二次回路详解课件

1、RCS96xx系列为例介绍主变差动保护的基本原理8/21/20221掌握主变差动保护的基本原理及实现难点以RCS96xx为例介绍微机主变差动保护构成及原理对主变后备保护作简单介绍微机主变差动保护的CT回路几个要注意的问题8/21/20222主变保护基本构成1短路故障的主保护 变压器短路故障的主保护，主要有纵差保护、重瓦斯保护、压力释放保护。另外，根据变压器的容量、电压等级及结构特点，可配置零差保护及分侧差动保护。2短路故障的后备保护 电力变压器上采用较多的短路故障后备保护种类主要有：复合电压闭锁过流保护；零序过电流或零序方向过电流保护；负序过电流或负序方向过电流保护；复压闭锁功率方向保护；高抗

2、保护；低阻抗保护等。3异常运行保护 变压器异常运行保护主要有：过负荷保护，过激保护，变压器中性点间隙保护，轻瓦斯保护，温度、油位保护及冷却器全停保护等。 8/21/20223 主变差动保护基本原理与发电机、电动机及母线差动保护（纵差保护）相同，变压器纵差保护的构成原理也是基于基尔霍夫第一定律，即式中： 变压器各侧电流的向量和。该式的物理意义变压器正常运行或外部故障时，流入变压器的电流等于流出变压器的电流。此时，纵差保护不应动作。 8/21/20224 Id = 0Id 08/21/20225图中为接线组别为Y0/-11变压器的分相差动保护的原理接线图。该接线图也适用于微机型变压器差动保护。图中

3、相对极性的标号采用减极性标示法。8/21/20226影响主变差动保护的几个问题1.变压器接线组别引起的主变各侧相位补偿问题2.变压器变比不同及各侧CT变比不同引起的电流折算问题（引入平衡系数的概念）3.由TA引起的二次侧不平衡电流问题4.涌流问题（结合9671装置介绍）5.由于TA饱和判据造成的变压器区内故障不能快速跳闸的问题（结合9671装置介绍）8/21/20227变压器的接线组别将变压器同侧的三个绕组按一定的方式连接起来，组成某一接线组别的三相变压器。理论分析表明，接线组别为Y0/Y压器，运行时某侧电压波形要发生畸变，从而使变压器的损耗增加，进而使变压器过热。 在超高压电力系统中，Y0/

4、接线的变压器，呈Y形联接的绕组为高压侧绕组，而呈形联接的绕组为低压侧绕组，前者接大电流系统（中性点接地系统），后者接小电流系统（中性点不接地系统）。8/21/20228在实际运行的变压器中，在Y0/接线的变压器的接线组别中，以Y0/-11为最多。Y0/-11接线组别的含意是：（a）变压器高压绕组接成Y型，且中性点接地，而低压侧绕组接成；（b）低压侧的线电压（相间电压）或线电流分别滞后高压侧对应相线电压或线电流330。330 相当于时钟的11点钟，故又称11点接线方式。8/21/20229 8/21/202210（一）相位补偿传统的模拟量保护中：Y,d11连接的变压器，高压绕组Y连接，TA二次绕

5、组连接；变压器低压绕组连接，TA二次绕组Y连接。现在的微机保护中：不管变压器高低压绕组怎样的连接方式，两侧TA都是Y连接，两侧二次电流的相位差是由软件来补偿的。8/21/202211如Y,d11对应两侧线电流相位差30，见下图。8/21/202212从相量图可见：要使高压侧（Y侧）线电流与低压侧（侧）线电流同相的话，有两种方法：方法一：将高压侧（Y侧）线电流向低压侧（侧）线电流逆时针转过30；方法二：将低压侧（侧）线电流向高压侧（Y侧）线电流顺时针转过30。8/21/202213 南自厂PST1202及CSC326：Y侧 侧补偿，见向量图。由软件按下式可求得用作差动计算的三相电流：8/21/2

6、02214（2）RCS-978：侧 Y侧补偿，见向量图。由软件按下式可求得用作差动计算的三相电流：由向量图可见： 与与同相，实现了相位补偿。8/21/202215以上这两种方法，在第二种方法（即RCS-978）的高压侧实际上还有：这样就可以很好的解决了在高压侧区外短路接地故障时，两侧零序电流不平衡的问题了 。=-=-=-=8/21/202216由于变压器各侧的额定电压不一致，即使将各侧的相位转换成一致以后，在变压器正常运行时，变压器各侧电流的大小还是不一样的。实际工程主变各侧中采用不同变比的CT，但要实际解决电流大小的问题，我们还需要引入了平衡系数这样的概念。（二）电流折算8/21/20221

7、7 在微机型变压器保护装置中，引用了一个将两个大小不等的电流折算成作用完全相同电流的折算系数，将该系数称作为平衡系数。根据变压器的容量，接线组别、各侧电压及各侧差动TA的变比，可以计算出差动两侧之间的平衡系数。8/21/202218设变压器的容量为Se，接线组别为Y0/-11两侧的电压分别为UY及U，两侧差动TA的变比分别为 及 ，若以变压器侧为基准侧，计算出差动元件两侧之间的平衡系数K。8/21/202219 差动TA接线为/Y（用改变差动TA接线方式移相）变压器两侧差动TA二次电流及分别为 要使 则平衡系数 8/21/202220差动TA接线为Y/Y，由软件在高压侧移相，差动两侧TA二次电

8、流分别为每相差动元件两侧的计算电流高压侧：两相电流之差低压侧： 故平衡系数 8/21/202221由上所述，可以得出如下的结论：对于Y0/接线的变压器，用改变TA接线方式移相及由软件在高压侧移相，差动元件两侧之间的平衡系数完全相同。此外，该平衡系数只与变压器两侧的电压及差动TA的变比有关，而与变压器的容量无关。8/21/202222 Y/Y/变压器纵差保护各侧之间的平衡系数（以低压侧为基准值）说明：表中列出的平衡系数是用软件在高压侧移相或用改变TA接线方式移相的条件下计算出来的。项目名称 各侧系数高压侧（H） 中压侧（M） 低压侧（L） TA接线 Y Y YTA二次电流 各相差动元件的计算电流

9、 对低压侧的平衡系数 18/21/202223 先以PST1200系列为例直观介绍 平衡系数计算方法：见下表 绕组的连接方式高压侧中压侧低压侧Y18/21/202224I1N= I2N=比较高中低三侧二次额定电流，计算Kb：Kb = min( ，4 ) 对于RCS9788/21/202225若 4，则取放大倍数最大的一侧为4，其他侧依次减少；若 4；取Kb4。高中低三侧平衡系数为： Kphh 4； Kphm 2.17 Kphl 0.4758/21/202228差动保护的不平衡电流变压器差动保护不同于线路差动保护，是因为变压器差动保护的不平衡电流远大于线路差动保护不平衡电流，因此变压器差动保护的

10、灵敏度及可靠程度都存在问题。变压器差动保护不平衡电流产生的原因主要有以下几方面：1.稳态情况下的不平衡电流（1）由于变压器各侧电流互感器型号不同，即各侧电流互感器的饱和特性和励磁电流不同而引起的不平衡电流。它必须满足电流互感器的10%误差曲线的要求。（2）由于实际的电流互感器变比和计算变比不同引起的不平衡电流。（3）由于改变变压器调压分接头引起的不平衡电流。（4）由于变压器运行过励磁而引起的不平衡电流。2.暂态情况下的不平衡电流（1）由于短路电流的非周期分量主要为电流互感器的励磁电流，使其铁芯饱和，误差增大而引起不平衡电流。（2）变压器空载合闸的励磁涌流，仅在变压器一侧有电流。8/21/202

11、229RCS9000变压器保护测控装置 RCS9000系列变压器保护测控装置是适用于110KV及以下电压等级的变压器成套保护装置。成套保护由差动保护、后备保护和非电量保护组成。对于110KV变压器，一般配置为RCS-9671/3（差动保护）+RCS-9681（高压侧后备保护测控）+RCS-9682（低压侧后备保护测控）+RCS-9661（非电量保护+操作回路+压切回路） +RCS9603(直流量、变压器挡位控制)构成对变压器的全部保护和测控功能。8/21/2022308/21/2022318/21/202232RCS96xx变压器保护装置 装置为由多微机实现的变压器差动保护，适用于110KV及

12、以下电压等级的双圈、三圈变压器，满足四侧差动的要求。 本装置包括差动速断保护，比率差动保护（低值、高值），中、低侧过流保护，CT断线判别。RCS-9671装置中的比率差动保护采用二次谐波制动8/21/202233差动速断保护设置原因设置原因：当变压器内部或变压器引出线套管（在差动保护范围内）发生严重故障时，由于TA饱和二次电流的波形将发生严重畸变，其中含有大量的谐波分量，使涌流判别元件误判成励磁涌流引起的差流，使差动保护拒动或延缓动作，严重损坏变压器差动速断元件反映的也是差流，与比率差动不同的是它只反映差流的有效值，不管差流的波形是否畸变及含有谐波分量的大小，只要差流的有效值超过整定值，它将迅

13、速动作8/21/202234差动速断保护 当任一相差动电流大于差动速断整定值时瞬时动作于出口继电器。 8/21/202235IdIcdqdKbl1Ir3Ie0.5Ie比率差动8/21/202236 比率差动元件 装置采用三折线比率差动原理，其动作方程如下：差动电流：制动电流：8/21/202237比率差动保护特点 所谓比率制动特性差动保护简单说就是使差动电流定值随制动电流的增大而成某一比率的提高。使制动电流在不平衡电流较大的外部故障时有制动作用。而在内部故障时，制动作用最小。即为提高内部故障时的动作灵敏度及可靠躲过外部故障的不平衡电流，均采用具有比率制动特性的差动元件。 8/21/202238

14、南瑞微机主变差动保护对于电流归算的不同处理 目前国内绝大部分厂商（如南自厂等）的微机差动保护，是以一侧为基准（一般 为高压 Y 侧），把另一侧的电流值通过一个比例系数换算到基准侧。采取这种方法，装置 定值和动作报告都是采用有名值。 南瑞继保公司 的差动保护相位归算也是采用矢量相减，变比等因素造成的幅值归算采取的是 Ie 额定电流 标幺值的概念，相应的定值整定和动作报告也都是采用 Ie 标幺值。 8/21/202239求 Ie 具体值的公式里包含了变压器容量、电压变比、每侧 CT 变比这几个参数。得到的每侧额定值作为本侧的基准，实际电流除以该基准，就得到可以直接用以统一运算的标幺值。整个计算的过

15、 程，就消除了由主变电压变比和 CT 变比因素所造成的影响。其它公司以一侧为基准，其它 侧往基准侧归算。南瑞继保的差动分别以各侧额定为基准，各侧实际电流都往本侧归算；思路 都是一致的Ie 是一个标幺值，是一个可以统一计算的中间度量单位（转换单位）。8/21/202240变压器侧额定电流：8/21/202241 差动方程分析设定值中 ， ,代入差动方程得(各侧电流都转化为标么值)：8/21/202242比率差动保护极性规定首先规定TA的正极性端在母线侧，电流参考方向由母线流向变压器为正方向。I1I2I38/21/202243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

16、正值，所以差动电流很大，容易满足差动主程，差动保护动作。8/21/202244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。8/21/202245RCS9671C差动原件总结8/21/202246电流互感器饱和问题电磁式电流互感器是一个铁芯元件。它是一个非线性元件。当一次电流很大时、当一次电流中含有较大直流分量时、当铁芯有很大剩磁时、当二次负载电阻很大时，它的工作点将进入磁化曲线的饱和部份。励磁电流急剧增大

17、。将造成差动保护因不平衡电流增大而误动。为避免差动保护误动而设立的电流互感器饱和的判据又往往造成母线内短路时差动保护的延缓动作。8/21/202247TA饱和对差动保护的影响（1） 8/21/202248TA饱和对差动保护的影响（2）1）由磁化曲线，知道一次电流的波形，可以画出磁通的波形。 2）由电磁感应定理： 可由磁通画出e2波形。 3）由于电流互感器二次侧相当于一个纯电阻回路，由：e2=R2i2 可得二次电流i2波形。8/21/202249TA严重饱和时的主要特征1）二次电流波形有严重缺损，显著非正弦。2）在短路后TA很快进入深饱和，以致二次绕组的感应电动势降为零。在相应的一段时间内二次电

18、流为零，此时一次电流全部成为励磁电流。3）当一次电流全部成为励磁电流后其瞬时值下降时TA逐渐退出饱和，当它下降到零继而改变极性时铁心安全退出饱和，二次绕组的感应电动势增大，二次电流又几乎与一次电流相等，但这时铁心中有相当大的剩磁存在。4）当一次电流恢复初始的极性又上升时，由于有剩磁存在铁心又很快饱和，二次电流又降为零。5）在短路开始时铁心要维持磁通不变，或者说励磁回路的电感不允许其电流突变，一次电流全部变换为二次电流，TA无误差。这段时间虽短，一般为38ms ,但可以被差动保护所利用。8/21/202250TA饱和时波形8/21/202251RCS96xxCT饱和判据8/21/202252三种

19、差动保护设置目的比率低值：三折式比率制动特性，与区外故障时不平衡电流的实际情况更加吻合，在不误动的前提下有效扩大保护动作区，受二次谐波制动闭锁及TA饱和判据闭锁比率高值：通过高的制动系数和浮动门槛来抗TA饱和引起的不平衡电流，在发生区内较严重故障TA饱和时仍能动作。受二次谐波制动闭锁差动速断：按躲励磁涌流及TA断线、TA严重饱和情况下的不平衡差流整定，在发生区内严重故障时快速动作。不受任何判据闭锁。8/21/202253 各差动保护动作行为的配合关系：区内轻微故障，短路电流小TA不饱和，低值比率差动保护灵敏动作；区内严重故障，短路电流大TA饱和，高值比率差动或差动速断动作；区外轻微故障，穿越性

20、故障电流不大TA不饱和，不平衡差流较小，低值和高值均不动作。区外严重故障，穿越性故障电流很大TA饱和，低值闭锁，高值差动由于定值较高，差流也进入不倒动作区，不会动作。8/21/202254 励磁涌流产生原因 产生原因：在合闸瞬间，变压器铁芯中产生的一个强制性的非周期分量磁通与正常的工频交流磁通和铁芯剩磁通叠加后，在工频交流磁通的峰值处达到最大值，造成铁芯严重饱和，引起励磁回路的励磁阻抗急剧下降励磁电流急剧增加，从而形成了励磁涌流。8/21/2022558/21/202256在正常运行时励磁电流比较小，一般不超过额定电流的3%。可是在下列两种情况分出现较大的励磁电流： 1.变压器空载合闸（空投）

21、时 2.区外故障切除后，电压恢复时可能出现很大的励磁电流。 8/21/202257励磁涌流的波形特征 励磁涌流的最大幅值很大，可能达到变压器额定电流的510倍。变压器容量越小，该倍数越大。 有很大的非周期分量。波形偏于时间轴的一侧，因此波形严重不对称。 有大量的谐波分量，尤其是二次谐波分量含量较大。二次谐波与基波分量的比值一般均大于0.15。 波形出现间断，间断角一般大于60o。 8/21/2022588/21/202259 励磁涌流的波形与合闸瞬间电压的相位、铁芯中剩磁的大小和方向、电源容量和变压器容量的大小、铁芯材料的性质和磁化曲线、变压器的饱和磁密、合闸回路的阻抗和时间常数等因素有关。

22、如果合闸时正好电压达到最大值，就不会出现非周期性的磁通，也就不会出现励磁涌流，而只有正常时的励磁电流。 如果合闸时正好电压为零，励磁涌流最大。所以三相变压器中三相的励磁涌流大小是不一样的。考虑到变压器空投时电源三相电压互差1200，所以无论在何时合闸至少有二相会出现不同程度的励磁涌流。 8/21/202260变压器等值电路CJZuLh ZlZhuId=h - L = u 8/21/202261励磁涌流会引起差动保护误动 由于励磁涌流最大可以达到额定电流的10倍，将励磁涌流代入差动方程，可以看出此时差动电流远远大于制动电流，满足差动方程，造成差动保护误动。8/21/202262二次谐波制动 在R

23、CS-9671保护中，比率差动保护利用三相差动电流中的二次谐波作为励磁涌流闭锁判据。其动作方程如下： 式中Id2为A、B、C三相差动电流中的二次谐波，Id为对应的三相差动电流中的基波，Kxb为二次谐波制动系数。保护采用按相闭锁的方式。 8/21/202263微机主变差动保护涌流闭锁逻辑“或门”闭锁式变压器纵差保护逻辑框图 8/21/202264“分相”闭锁式变压器纵差保护逻辑框图 8/21/2022658/21/202266涌流“分相”闭锁方式，是指某相的涌流闭锁元件只对本相的差动元件有闭锁作用，而对其它相无闭锁作用。而涌流“或门”闭锁方式，是指：在三相涌流闭锁元件中，只要有一相满足闭锁条件，

24、立即将三相差动元件全部闭锁 8/21/202267在某些条件下，三相涌流之中的某一相可能不满足闭锁条件。此时，若采用“或门闭锁的纵差保护，空投变压器时不会误动。而采用“分相”闭锁方式的差动保护，空投变压器时容易误动。 采用“分相”闭锁方式的优点是：如果空投变压器时发生内部故障，保护能迅速而可靠动作并切除变压器；而“或门”闭锁方式的差动保护，则有可能拒动或延缓动作。 8/21/202268Y /11接线8/21/202269Y形侧做如下计算再与型侧电流算差流： IA=IA-IB IB=IB-IC IC=IC-IA电流相位补偿方法(Y-11)8/21/202270各侧平衡系数的计算 装置通过变压器

25、容量，变压器各侧额定电压和各侧CT变比及接线方式的整定，装置自动进行各侧平衡系数的计算，通过软件进行Y转换及平衡系数调整。平衡系数的内部算法如下：以Kmode=1为例 对于变压器Y接线侧 对于变压器接线侧 若报“平衡系数错”，这说明平衡系数太大，最好改变CT变比以满足要求。这样更能保证差动保护的性能。 8/21/202271各侧平衡系数的计算折算方法：变压器各侧额定电流都折算为5A，然后再进行差动计算。Y侧折算：侧折算：8/21/202272CT断线报警及闭锁比率差动保护设有延时CT断线报警 i)延时CT断线报警在保护采样程序中进行，当满足以下两个条件中的任一条件，且时间超过10秒时发出CT断

26、线告警信号，但不闭锁比率差动保护。这也兼起保护装置交流采样回路的自检功能。 a)任一相差流大于Ibj整定值； b)di2+dimax； 其中：di2为差流的负序电流 dimax为三相差流的最大值 为固定门槛值 为某一比例系数 8/21/202273瞬时CT断线闭锁或报警功能 ii)瞬时CT断线报警在故障测量程序中进行，满足下述任一条件不进行CT断线判别： a)起动前某侧最大相电流小于0.2Ie，则不进行该侧CT断线判别； b)起动后最大相电流大于1.2Ie； c)起动后任一侧电流比起动前增加； 只有在比率差动元件动作后，才进入瞬时CT断线判别程序，这也防止了瞬时CT断线的误闭锁。 某侧电流同时

27、满足下列条件认为是CT断线： a)只有一相电流为零； b)其它二相电流与起动前电流相等； 通过整定控制字选择，瞬时CT断线判别动作后可只发报警信号或闭锁比率差动保护出口。8/21/202274过流保护 本装置为变压器中、低压侧各设一段过流保护，每段均为一个时限，分别设置整定控制字控制各保护的投退。 8/21/202275装置告警 当检测到装置本身硬件故障时，发出装置故障报警信号(BSJ继电器返回)，闭锁整套保护。硬件故障包括：RAM、EPROM、定值出错和出口三极管长期导通。 当检测到下列故障时，发出运行异常信号(BJJ继电器动作)： a)CT告警 b)CT断线(可经控制字选择是否闭锁比率差动

28、保护)8/21/202276接线方式KMODE的整定对应如下： 变压器的一次接线方式CT接成全星型时“变压器接线方式”整定值CT在装置外部进行Y/转换时，“变压器接线方式”整定值Y/Y-12/Y-12/Y-120Y/Y-12/Y-12/-111Y/Y-12/-11/-112Y/-11/-11/-113Y/Y-12/Y-12/-14Y/Y-12/-1/-15Y/-1/-1/-16/7 上表中十位数0表示CT接成全星形，由程序进行Y转换，1表示CT在装置外部进行Y转换。 8/21/202277保护运行时控制字的说明 运行方式控制字在定值整定时输入，用作保护运行功能的切换。其中断线闭锁(DXBS)控

29、制字投入后，一旦瞬时CT断线判别元件动作，则闭锁比率差动保护出口，其它保护元件正常运行，正常运行灯不熄灭。比率差动保护出口闭锁后，将一直保持，报警灯不熄灭，直到按面板上的“复位”键，使装置复位。反之，若DXBS控制字整定为“0”，则瞬时CT断线判别元件动作后仅发告警信号，所有保护元件均正常运行。 8/21/202278 若保护只用两侧或三侧电流，可将不用的那侧“CT额定一次值”置为0 ，并将该侧电流输入短接，实现两侧或三侧差动。例如：有一台Y/-11两圈变压器，只需要实现两侧差动，可将高压侧CT接入第一侧，低压侧CT接入第四侧。将“定值整定”中的“保护定值”菜单下的“二侧CT额定一次值”和“三

30、侧CT额定一次值”整定为0，根据接线方式对照表，选择Kmode=01（或02、03）。此时应将“投三侧过流”退出（GL3=0），并将“三侧过流电流定值”整为最大值（99A），“三侧过流时间定值”整为最大值（10S）。第四侧即低压侧过流保护按需整定；若不用，则将“投四侧过流”退出（GL4=0），将“四侧过流电流定值”整为最大值（99A），“四侧过流时间定值”整为最大值（10S）。 8/21/20227996xx系列差动调试8/21/202280RCS-96xx调试（1）如图示，在Y高压侧和低压侧做差动试验。高压侧电流是A进N出，低压侧是a进c出。高压侧电流：代入折算公式：IA10；IB0；IC0

31、；折算后：IA10；IB 0 ；IC 1180 ；低压侧电流：Ia1180；Ib0；Ic 10 ；8/21/202281(1)系统参数 变压器容量：31.5 MVA 一侧额定电压：110 kV 二侧额定电压：110 kV 三侧额定电压：11 kV 四侧额定电压：11 kV 二次额定电压：57.7 V 变压器接线系数：01 8/21/202282(2)保护定值 一侧CT额定一次值：0.3 kA 一侧CT额定二次值：5A 二侧CT额定一次值：0 kA 二侧CT额定二次值：5A 三侧CT额定一次值：0 kA 三侧CT额定二次值：5A 四侧CT额定一次值：2 kA 四侧CT额定二次值：5A 差动电流起

32、动值：0.3 Ie 差动速断定值：6 Ie 比率差动制动系数：0.5 二次谐波制动系数：0.2 8/21/202283各侧二次电流额定值 Ie1(A)Ie2(A) Ie3(A) Ie4(A)2.755 00 4.1338/21/202284当在保护的一侧（星形侧）加入三相正序电流1I*（即对应有名值为2.755A），根据公式1、2、3，此时装置三相差流应为1Ie；当在保护的四侧（三角形侧）加入三相正序电流1I*（即对应有名值为4.133A），此时装置三相差流应为1Ie（有些保护装置显示的是有名值，如果以星形侧为基准侧，则此时显示的差流应为2.755A）。 差回路电流平衡的检验 8/21/202

33、2858/21/2022868/21/202287RCS-96xx调试（2）BYQCDTest-RCS.exe8/21/2022888/21/2022898/21/2022908/21/202291RCS-9681变压器后备保护测控装置8/21/202292RCS-9681变压器后备保护测控装置 RCS-9681为用于110KV电压等级变压器的110KV侧后备保护测控装置。 保护方面的主要功能有：1）三段复合电压闭锁过流保护（、段可带方向）；2）接地零序保护（三段零序过流保护）；3）不接地零序保护（一段定值二段时限的零序无流闭锁 过压保护、一段定值二段时限的间隙零序过流保护）；4）保护出口采用

34、跳闸矩阵方式，可灵活整定；5）过负荷发信号；6启动主变风冷；7）过载闭锁有载调压；8）故障录波。 8/21/202293复合电压闭锁过流： 本装置设三段复合电压闭锁过流保护，各段电流及时间定值可独立整定，分别设置整定控制字控制这三段保护的投退。、段可带方向闭锁，由控制字选择，方向元件采用正序电压极化，方向元件和电流元件接成按相起动方式。方向元件带有记忆功能以消除近处三相短路时方向元件的死区。 当电流方向指向变压器时，方向元件指向变压器，方向元件灵敏角为45度。复合电压元件，其负序电压由相电压计算得到，应按相整定；低电压取自线电压，应按线整定。 U Ubs U2U2bs复合电压闭锁过流保护可取三

35、侧复合电压，任一侧复合电压动作均可起动过流保护动作（其它两侧动作后给出动作接点Ubl）。 8/21/202294接相配置正序电压极化的方向元件方向元件选0接线且电压用正序电压，当电流极性指向变压器，方向元件也指向变压器时，方向元件的灵敏角为48，向量分析如图4.1所示。由图4.1-a可知，假定短路阻抗角K为78时，在AB相间故障时，I落后 U48，故0接线的A相元件能最灵敏的反应AB故障。由图4.1-b可知，当三相故障时，IAK落后UA1短路阻抗角，假设K=78时，距最灵敏线差30。由图4.1-c可知，当CA相故障时，假如K=78时，距最灵敏线差60，但在CA相故障时，C相元件最灵敏。因而，在

36、相间故障时，故障领前相的方向元件，可在最灵敏状态下动作，三相故障时，三个方向元件均可动作。8/21/202295a.AB故障 b.三相故障 c.CA相故障 8/21/202296相间方向元件动作特性方向指向变压器 方向指向系统 8/21/202297方向指向系统或变压器时的保护范围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。8/21/202298接地保护： 对于110KV及以上电压等级的变压器需要设置接地保护。本装置针对三种接地方式均设有保护：a) 中性点直接接地运行

37、；b) 中性点不接地运行；c) 经间隙接地运行中性点直接接地运行： 装置设有三段零序过流保护，每段均一个时限，分别设有整定控制字控制这三段保护的投退。中性点不接地或经间隙接地运行： 装置设有段两时限零序无流闭锁零序过压保护和段两时限间隙零序过流保护，两者第一时限出口跳闸用于缩短故障范围，第二时限均跳主变各侧开关。零序无流的定值同、段零序过流电流定值的最小值。 8/21/202299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。8/21/20221

38、00中心点直接接地的变压器装设零序电流保护作为接地短路的后备保护。8/21/2022101变压器的间隙零序电流保护和零序过电压保护8/21/2022102 目前大电流接地系统普遍采用分级绝缘的变压器，当变电站有两台及以上的分级绝缘的变压器并列运行时，通常只考虑一部分变压器中性点接地，而另一部分变压器的中性点则经间隙接地运行，以防止故障过程中所产生的过电压破坏变压器的绝缘。为保证接地点数目的稳定，当接地变压器退出运行时，应将经间隙接地的变压器转为接地运行。由此可见并列运行的分级绝缘的变压器同时存在接地和经间隙接地两种运行方式。为此应配置中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护。 中性点零序

39、CT一般在变压器中性点套管内，而间隙CT一般在间隙后面。当变电站的母线或线路发生接地短路，若故障元件的保护拒动，则中性点接地变压器的零序电流保护动作将母联断路器断开，如故障点在中性点经间隙接地的变压器所在的系统中，此局部系统变成中性点不接地系统，此时中性点的电位将升至相电压，分级绝缘变压器的绝缘会遭到破坏，中性点间隙接地保护的任务就是在中性点电压升高至危及中性点绝缘之前，可靠地将变压器切除，以保证变压器的绝缘不受破坏。 中性点直接接地时间隙保护起不到作用，为了防止误动可以退出；而中性点不接地时，零序电流没有通路，零序电流保护不起作用。 8/21/2022103过负荷、启动风冷、过载闭锁有载调压

40、 ： 装置设有三个定值分别对应这三项功能，取最大相电流作为判别。装置给出一付过负荷接点，一付启动风冷接点，一付过载闭锁有载调压接点（可选择为常开或常闭接点，如无特别指明，出厂时跳线选择为常闭）。PT断线： PT断线判据如下：a)正序电压U1小于30伏，而任一相电流大于0.06In；b)负序电压大于8伏； 满足上述任一条件后延时10秒报母线PT断线，发出装置异常报警信号（BJJ继电器动作），待电压恢复保护也自动恢复正常。在断线期间， 根据整定控制字选择是退出经方向或复合电压闭锁的各段过流保护还是暂时取消方向和复合电压闭锁。当各段复压过流保护都不经复压闭锁和方向闭锁时，不判PT断线。 8/21/2

41、022104 当本侧PT检修或旁路代路时，为保证该侧后备保护的正确动作，需投入“本侧PT退出”压板，此时该侧后备保护的功能有如下变化： a)复合电压闭锁（方向）过流保护自动解除本侧复合电压闭锁，只是经过其他侧复合电压闭锁（控制字UBS=1时）； b)复合电压过流保护自动解除方向元件； c)PT断线检测功能解除； d)本侧复合电压动作功能解除；本侧PT退出8/21/2022105跳闸逻辑矩阵 本装置各保护跳闸方式采用整定方式，即哪个保护动作， 跳何开关可以按需自由整定。RCS9681C共有七组出口跳闸继电器：出口1（CK1）、出口2（CK2）、出口3（CK3）。原则上，出口跳闸继电器2用于跳开主

42、变各侧开关。出口跳闸继电器1、3可由用户选择去跳何种开关。 跳闸矩阵如下：P103 ,P94位数161514131211109876543210 元件出口JX2JX1I0jx2I0jx1U02U01L03L022L021L012L011GL6GL5GL4GL3GL2GL1CK100000000001000001CK2CK3CK4CK5CK6CK7000000000000000008/21/2022106装置告警 当CPU检测到装置本身硬件故障时，发出装置故障闭锁信号(BSJ继电器返回)，闭锁整套保护。硬件故障包括：RAM、EPROM、定值出错和出口三极管长期导通。当CPU检测到下列故障时，发出

43、装置异常报警信号(BJJ继电器动作)：a)过负荷；b)PT断线； c)三相电流不平衡经10秒延时报CT异常。 8/21/2022107RCS-9682变压器后备保护测控装置 RCS-9682为用于110KV及以下电压等级的变压器低压侧或中压侧(35KV、10KV或6KV)的后备保护测控装置。保护方面的主要功能有： 1）四段复合电压闭锁过流保护(段、段、段可带方向， 段不带方向)； 2）过负荷发信号； 3零序过压报警； 4）故障录波。 8/21/2022108软件说明复合电压闭锁过流： 本装置设四段复合电压闭锁过流保护，各段电流及时间定值可独立整定，分别设置整定控制字控制各段保护的投退。、段可带

44、方向闭锁，由控制字选择，方向元件采用正序电压极化，方向元件和电流元件接成按相起动方式。方向元件带有记忆功能以消除近处三相短路时方向元件的死区。 当电流方向指向变压器时，方向元件指向本侧系统，方向元件灵敏角为225度。复合电压元件，其负序电压由相电压计算得到，应按相整定；低电压取自线电压，应按线整定。8/21/2022109软件说明 零序过电压报警 ： 110KV变压器低压侧为不接地系统， 若发生单相接地故障，则会出现零序过电压。本装置设有零序过电压报警信号， 取低压母线PT开口三角电压作为判别，动作后报运行异常信号(BJJ动作)。 过负荷报警： 装置取三相最大电流作为判别， 过负荷动作后给出一

45、付过负荷报警接点，并报运行异常信号(BJJ动作)。 8/21/2022110软件说明PT断线： PT断线判据如下：a)正序电压U1小于30伏，而任一相电流大于0.06In；b)负序电压大于8伏； 满足上述任一条件后延时10秒报母线PT断线，发出装置异常报警BJJ，待电压恢复保护也自动恢复正常。在断线期间，根据整定控制字选择是退出经方向或复合电压闭锁的各段过流保护还是暂时取消方向和复合电压闭锁。当各段复压过流保护都不经复压闭锁和方向闭锁时，不判PT断线。 8/21/2022111跳闸逻辑矩阵 跳闸逻辑矩阵同RCS-9681 ， RCS9682共有三组出口跳闸继电器：出口1（CK1）、出口2（CK

46、2）、出口3（CK3）。原则上，出口跳闸继电器2用于跳开主变各侧开关。出口跳闸继电器1、3可由用户选择去跳何种开关。 8/21/2022112装置告警 当CPU检测到装置本身硬件故障时，发出装置故障报警信号(BSJ继电器返回)，闭锁整套保护。硬件故障包括：RAM、EPROM、定值出错和出口三极管长期导通。 当CPU检测到下列故障时，发出运行异常信号(BJJ继电器动作)：a)过负荷；b)PT断线；c)三相电流不平衡经10秒延时报CT异常。 8/21/2022113微机主变差动CT接线应注意的几个问题1.110典型内桥接线主变差动保护CT回路的接线原则2.变电站微机主变差动保护CT极性问题3.110kV典型内桥接线主变差动保护及后备保护CT配置及保护范围说明8/21/2022114（一）主变保护采用和电流对差动保护保护原理上的影响主变保护配置和普通主变保护配置的区别关键在于CT选用及保护出口的问题。1)当1号、2号主变分列运行，也就是内桥开关在断开位