pst变压器保护培训资料

1、PAGE PAGE 34PST-12000数字字式变压压器保护护装置培培训资料料微机变压压器保护护的历史史微机变压压器保护护经过二二十多年年的发展展，以历历经时代代：第一代以以保护的的微机化化为代表表，CPPU为88位；第二代以以提高保保护性能能和保护护操作液液晶界面面为代表表，CPPU为116位；第三代以以汉化界界面和提提高通信信性能（与与综自系系统等的的联系）的的运用为为代表，CCPU为为32位位；第四代以以网络化化、实时时嵌入式式系统和和新型互互感器的的应用为为标志。PST-12000系列列数字式式变压器器保护的的硬件 本装置置在总体体设计及及各模件件设计上上充分考考虑可靠靠性要求求，在

2、采采样数据据传输、程序执执行、信信号指示示、通信信等方面面尤其注注重。经经试验，在在本装置置任何端端子上实实施4kkV瞬变变干扰脉脉冲，在在装置任任何部位位实施115kV空间间静电放放电干扰扰或8kkV接触触静电放放电干扰扰，本装装置未出出现数据据传输错错误，未未出现CCPU复复位，未未出现异异常信号号或异常常液晶信信息显示示，保护护不拒动动、不误误动，远远高于国国家标准准要求。 由于本本装置在在抗干扰扰能力上上有充分分考虑，故故本装置置组屏时时，不需需要安装装另外的的交、直直流输入入抗干扰扰模件。机箱结构构本系列装装置外形形为199英寸44U标准准机箱，采采用整面面板、背背插式结结构。整整面

3、板上上包括大大屏幕液液晶显示示器、全全屏幕操操作键盘盘、信号号指示灯灯等。背插式结结构即插插件从装装置的背背后插拔拔，各插插座间的的连线在在整母板板上，母母板位于于机箱的的前部。而不使使用端子子绕线式式，提高高了装置置本体的的抗干扰扰性能，同同时减少少了人为为的差错错因素，保保证了品品质的一一致性。该结构构具有以以下优点点：各插件自自带可插插拔端子子，母板板上只有有保护内内部使用用的5VV和244V电压压等级回回路连线线，强弱弱电完全全分开，可可大大减减少外部部电磁干干扰在弱弱电侧的的耦合，增增强装置置的抗干干扰能力力，提高高其可靠靠性和安安全性；可使母板板连线按按总线方方式布置置，使装装置在

4、功功能配置置上具有有很强的的灵活性性，可取消交交流变换换模件的的大电流流端子，再再不会出出现电流流端子顶顶不开导导致的CCT二次次侧开路路和分流流问题，提提高装置置的可靠靠性。便于插件件按模块块化设计计。可以根据据用户的的需要更更换或增增加部分分模件，扩扩充或更更改装置置的功能能；模/数转转换模块块(A/D)模/数转转换模块块(A/D)，由由无源低低通滤波波、模/数转换换(A/D)及及微处理理器构成成。其中中A/DD采用114位高高精度、高稳定定性器件件，精确确工作电电流可达达0.004Inn，精确确工作电电压达00.2VV，提高高保护的的测量精精度。各各模拟量量经无源源低通滤滤波，可可有效滤

5、滤除高次次谐波，而而对基波波量的衰衰减不到到1，且且各通道道模拟量量的衰减减率及相相移皆能能达到很很好的一一致性。保护功能能模件(CPUU)保护功能能模件(CPUU)用于于处理AA/D模模块传来来的数据据，执行行设定的的保护功功能。保保护功能能模件(CPUU)由AA/D模模块、状状态量输输入、状状态量输输出(用用于跳合合闸脉冲冲输出、告警信信号输出出、闭锁锁继电器器的开放放及其它它信号输输出)、微处理理器MPPU、随随机存储储器RAAM、程程序存储储器ROOM、闪闪存FLLASHH MEEMORRY、电电可擦除除电可改改写存储储器EEEPROOM等构构成。高高性能的的微处理理器CPPU(332

6、位)，大容容量的RROM(2566K字节节)、RRAM(2566K字节节)及FFLASSH RRAM(1M字字节)，使使得该CCPU模模件具有有极强的的数据处处理及记记录能力力，可以以实现各各种复杂杂的故障障处理方方案和记记录大量量的故障障数据，可可记录115000条以上上的事件件和122488份事故故录波报报告(视视故障的的复杂程程度而有有所变化化，通常常可保存存30份份左右录录波报告告，内含含定值、采样值值、过程程标志集集以及与与之相关关的电气气量计算算值，等等等)。C语言言编制的的保护程程序，可可使程序序具有很很强的可可靠性、可移植植性和可可维护性性，保护护功能的的扩展具具有很好好的开放

7、放性。各种与CCPU有有关的器器件集中中于一块块插件上上，各输输入、输输出状态态量皆经经光耦隔隔离。本本CPUU模件设设有两片片微处理理器，主主处理器器用于运运行保护护程序，辅辅助处理理器用于于监视主主处理器器工作状状况。当当本模件件有器件件出现异异常，主主处理器器驱动闭闭锁继电电器，切切断状态态量输出出光耦输输出侧的的工作电电源。当当主处理理器工作作异常，辅辅助处理理器驱动动上述闭闭锁继电电器。闭闭锁继电电器的需需掉电方方能复归归。双处处理器相相互监视视，确保保了装置置工作的的可靠性性。CPU模模件的端端子主要要用于接接入该CCPU上上保护所所需的压压板及专专用输入入、输出出信号等等。CPU

8、以太网RAMROMFLASH I/O端子信号母板信号出口信号、告警输出RS232至PC数据采集系统至MMI时钟人机对话话模件(MMII)人机对话话模件(MMII)安装装于装置置整面板板后，该该模件是是PS660000系列数数字式保保护产品品的通用用件，在在上述产产品中硬硬件和软软件完全全兼容。该模件包包括：微微处理器器(322位)，大大容量RROM(5122K字节节)、RRAM(1M字节节)、FFLASSH MMEMOORY(1M字字节)，EEEPRROM，状状态量输输入、输输出，通通信控制制器件，时时钟，大大屏幕液液晶显示示器(22401288)，全全屏幕操操作键盘盘，信号号指示灯灯等。本模

9、件主主要用于于人机界界面管理理。主要要功能为为：键盘盘操作、管理液液晶显示示、信号号灯指示示、与调调试计算算机及变变电站监监控系统统通信、GPSS脉冲对对时(分分/秒脉脉冲对时时)以及及将控制制信息传传给CPPU、从从各CPPU模件件获取信信息。与各CPPU的通通信采用用CANN 总线线，速率率为1000Kbbps，保保护动作作事件可可以主动动上传至至MMII，突破破了装置置内部通通信的瓶瓶颈，提提高装置置内部信信息传送送的速度度。对外通信信有五个个端口，一一个设置置在面板板上，四四个设置置在通信信接口模模件的背背板上。在面板板上的为为RS2232串串口（新新方案为为USPP接口），用用于和P

10、PC机连连接。在在通信接接口模件件的背板板上的四四路通信信端口可可根据需需要设置置成不同同的物理理接口。 MMII模件电电原理示示意图通信接口口模件(COMM)通信接口口模件(COMM)，主主要有两两种功能能：本装装置各CCPU所所需公共共输入状状态量(包括GGPS对对时脉冲冲输入)由此模模件经光光电转换换后接入入装置母母板，供供各CPPU模件件共享。另一主主要功能能为MMMI模件件上的通通信功能能经本模模件转换换为相应应物理接接口输出出，用于于变电站站自动化化系统通通信及打打印通信信。本模模件通信信接口可可根据变变电站通通信系统统的物理理媒介选选择不同同的配置置方式。当由本系系列装置置构成变

11、变电站自自动化系系统时，推推荐采用用以太网网接口，全全站构成成以太网网络通信信系统，以以克服以以往产品品的通信信瓶颈，大大大提高高信息传传输的实实时性能能。在采采用以太太网通信信时，使使用基于于以太网网的平衡衡式IEEC8770551003通信信规约及及其通用用报文可可以兼顾顾通信规规约的兼兼容性和和通信的的效率。当本装置置接入其其它变电电站自动动化系统统时，根根据具体体工程的的特殊要要求，在在通信接接口可设设置成EEIA 4222/4885接口口、CAAN总线线接口、LONN WOORK总总线接口口或光纤纤接口等等，以满满足不同同的自动动化系统统需要。但由于于它们的的传输效效率比较较低(在在

12、系统节节点比较较大时尤尤其明显显)，并并且CAAN总线线和LOON WWORKK总线缺缺少比较较统一的的通信规规约，所所以本公公司不推推荐这几几种接口口方式。电源模件件(POOWERR)电源模件件(POOWERR)，用用于将变变电站内内直流电电源转换换为保护护装置所所需的工工作电压压。本模模件输出出一路55V，两两路244V电压压，5VV电源用用于装置置数字器器件工作作，一路路24VV电源用用于继电电器驱动动及各模模件间相相互信号号交换，另另一路224V电电源输出出装置，用用于装置置状态量量输入使使用。各各电压等等级电源源相互独独立，不不共地。电源模模件原理理示意图图见图334。为增强电电源模

13、件件的抗干干扰能力力，本模模件的直直流输入入及引出出端子的的24VV电源皆皆装设滤滤波器。设计寿命命 在工作温温度为225时，设设计寿命命为122年，其其中电源源为5年年。影响装置置使用寿寿命的因因素有：环境，包包括温度度、湿度度、气压压等；元器件的的选择；系统扰动动频率（保保护装置置的启动动和动作作次数）；系统最大大短路容容量（CCT二次次电流）；直流系统统（电压压、纹波波系数）；系统电磁磁干扰强强度。装置特点点1、人性性化 装置置采用大大屏幕全全汉化液液晶显示示器，可可显示1158个汉汉字，显显示信息息多； 事件件和定值值全部采采用汉字字显示或或打印，摒摒弃了字字符表述述方式； 定值值以表

14、格格方式输输出，录录波数据据可选择择波形输输出或数数据输出出； 计算算机界面面的调试试和分析析软件PPsviiew，不不但能完完成装置置键盘上上的功能能，还能能对保护护录波数数据分析析； 可独独立整定定32套套定值，供供改变运运行方式式时切换换使用。2 大大资源 保护护功能模模件（CCPU）的的核心为为32位位微处理理器，配配以大容容量的RRAM和和Flaash RAMM，使得得本装置置具有极极强的数数据处理理能力和和存储能能力，可可记录的的录波报报告为88至500个，可可记录的的事件不不少于110000条。数数据存入入FLAASHRRAM中中，装置置掉电后后可保持持；A/DD模件采采用144

15、位的AA/D转转换和无无源低通通滤波，使使本装置置具有极极高的测测量精度度；采用CCAN网网作为内内部通信信网络，数数据信息息进出流流畅，事事件可随随时上传传。3 高高可靠性性装置采采用背插插式机箱箱结构和和特殊的的屏蔽措措施，能能通过IIEC660255522244标准规规定的IIV级（44kV10）快速速瞬变干干扰试验验、IEEC60025552222标标准规定定的IVV级（空空间放电电15kkV，接接触放电电8kVV）静电电放电试试验，装装置整体体具备高高可靠性性；组屏可可不加抗抗干扰模模件。4 开开放性通信接接口方式式选择灵灵活，与与变电站站自动化化系统配配合，可可实现远远方定值值修改

16、和和切换、事件记记录及录录波数据据上传、压板遥遥控投退退和遥测测、遥信信、遥控控跳合闸闸。5 透透明化记录保保护内部部各元件件动作行行为和录录波数据据；记录各各元件动动作时内内部各计计算值；可将数数据在PPsviiew软软件上分分析保护护内部各各元件动动作过程程。6 免免调试在采样样回路中中，选用用高精度度、高稳稳定的器器件，保保证正常常运行的的高精度度，避免免因环境境改变或或长期运运行而造造成采样样误差增增大；细微的的软件自自动调整整，提升升装置精精度；完善的的自检功功能，满满足状态态检修的的要求；装置中中无可调调节元件件，无需需在现场场调整采采样精度度，同时时可提高高装置运运行的稳稳定性；

17、PST-12000系列列变压器器保护的的原理及及应用变压器简简介1、根据据用途分分类：A电力力变压器器降压变升压变配电变联络变B电炉炉变压器器 二次电电压低，电电流大C整流流变压器器工作电流流波形为为不规则则的非正正弦波D工频频试验变变压器E电抗抗器F调压压器G矿用用变压器器H其它它特种变变压器(电磁式式PT、CT)2、电力力变压器器的性能能参数：A额定定容量（包包括各侧侧容量）B相数数（单相相或三相相）C频率率D额定定电压E绕组组接线方方式和联联结组F变压压器冷却却方式G绝缘缘水平H负载载特点I安装装特点（户户内或户户外）J短路路阻抗成本随随阻抗增增加而增增加K负载载损耗基本损损耗（直直流电

18、阻阻）和附附加损耗耗（涡流流和漏磁磁）L空载载损耗M空载载电流3、变压压器的数数学模型型电路：A）两卷卷单相变变压器数数学模型型电路B）三相相变压器器绕组联联结方式式 A B CC AA B C X Y ZZX YY Z YY形 形三相变压压器绕组组Z型联联结： A B CC uA11 uB1 uC1uC2 uuA2 uB2C）自耦耦变压器器 A a XX x二、变压压器保护护用TAA及对差差动保护护的影响响 差动动保护动动作速度度快（220330mss），变变压器各各侧电流流互感器器在传变变电流时时的暂态态特性应应尽可能能的一致致。以免免出现过过大的暂暂态不平平衡电流流，造成成差动保保护误动

19、动。目前前，2220Kvv系统中中大量使使用P级级电流互互感器，5500KKV系统统使用带带暂态特特性的TTP型电电流互感感器（TT暂态，PP保护）。TP型型电流互互感器有有四种型型号：有有闭路铁铁心的TTPS和和TPXX，有气气隙铁心心的TPPZ和TTPY；TPSS型为底底漏磁，其其误差由由励磁特特性和匝匝数比偏偏差来确确定，剩剩磁不限限；TPPX型在在规定条条件下峰峰值误差差不超过过10%，剩磁磁不限。铁心气隙隙对电流流互感器器的影响响1、铁心心气隙对对暂态性性能的影影响(1)加加长电流流互感器器到达饱饱和的时时间，即即比闭路路铁心电电流互感感器有更更长的时时间保持持电流线线性传变变关系，

20、关关键是使使剩磁减减小到饱饱和磁密密的100%以下下。(2)电电流互感感器励磁磁电抗显显著减小小，空载载电流互互感器的的电流汲汲出效应应严重，增增大了差差动保护护的不平平衡电流流，相应应地降低低了该保保护的灵灵敏度；在几个个有气隙隙铁芯电电流互感感器并接接的场合合(如环环形母线线、一个个半断路路器接线线等)，汲汲出电流流可能使使断路器器失灵保保护误动动作。 (3)铁铁芯气隙隙使剩磁磁大大减减小，因因此在切切除短路路后电电流互感感器铁芯芯磁通由由短路状状态的很很高值逐逐渐下降降到很低低的剩磁磁值使使二次电电流继续续存在(残余电电流)较较长时间间，这容容易引起起灵保护护误动作作。 2，气气隙对电电

21、流互感感器稳态态性能的的影响 由于气气隙的存存在使使电流互互感器励励磁电流流比闭路路铁芯的的大，稳稳态的电电流互感感器幅值值误差和和相角误误差均加加大，一一般更多多地影响响测量仪仪表的精精度，对对灵敏的的差动保保护也有有少许影影响，即即稳态平平衡电流流要略大大些，动动作整定定值应稍稍作提高高。 3，有有铁芯气气隙电流流互感器器的优点点和缺点点 与闭路路铁芯的的电流互互感器作作对比，有有隙铁芯芯的电流流互感器器有以下下优点： (1)剩磁大大大减小小，改善善电流互互感器暂暂态特性性； (2)电流互互感器时时间常数数减小，使使铁芯截截面缩小小； (3)为避免免饱和，在在同一电电流下闭路铁铁芯电流流互

22、感器器尺寸大大； (4)二次开开路电压压小(励励磁电抗抗小)； (5)二次侧侧功率因因数对为为防止饱饱和而加加大尺寸寸的影响响，有隙隙铁芯电电流互感感器比闭闭路铁芯芯电流互互感器小小。 4、有有隙铁芯芯BA的的缺点： (1)励磁电电流大，电电流互感感器误差差大； (2)汲出电电流大，残残余电流流延续时时间长，易易引起保保护的误误动或降降低保护护的灵敏敏度； （33）比闭路路铁芯电电流互感感器的机机械强度度低、价价格高； (4)铁芯气气隙使电电流互感感器二次次漏电抗抗增大，影影响电压压(高阻阻抗)差差动保护护的整定定值和灵灵敏度 (5)气隙的的尺寸和和结构可可能经一一段时间间后会发发生些微微变化

23、，影影响特性性的稳定定。5、电流流互感器器的暂态态饱和对对差动保保护的影影响保护用电电流互感感器要求求在规定定的一次次电流范范围内，二二次电流流的合误误差不超超出规定定值。对对于有铁铁芯的电电流互感感器，形形成误差差的最主主要因数数是铁芯芯的非线线性励磁磁特性及及饱和。电流互感感器的饱饱和可分分为：稳态饱饱和：大大容量短短路稳态态对称电电流引起起的饱和和；暂态饱饱和：短短路电流流中含有有非周期期分量和和铁芯存存在剩磁磁而引起起的饱和和。两类饱和和的特性性有很大大不同，引引起的误误差也差差别很大大。在同样的的允许误误差条件件下，考考虑暂态态饱和要要求的互互感器铁铁芯截面面可能是是仅考虑虑稳态饱饱

24、和的数数倍互数数十倍。A稳态态饱和特特性及对对策当电流互互感器通通过的稳稳态对称称短路电电流产生生的二次次电动势势超过一一定值时时，互感感器铁芯芯将开始始出现饱饱和其特特点是：畸变的的二次电电流呈脉脉冲形，正正负半波波大体对对称，畸畸变开始始时间小小于5mms（11/4周周波）。二次电电流有效效值将低低于未饱饱和的情情况。对对于反映映电流值值的保护护，如过过电流保保护和阻阻抗保护护等，饱饱和将使使灵敏度度降低，对对于差动动保护差差电流取取决于两两侧互感感器饱和和特性的的差异。例如：112000/5的的电流互互感器，制制造部门门提供的的规范为为5P220，330VAA，5PP为准确确等级，330

25、VAA为二次次负荷额额定值，220为准准确限制制系数(ALFF)，电电流互感感器在额额定负荷荷下，二二次极限限电动势势En=AALFI(Rcct+RRbm)此时综合合误差应应不超过过5%，综综合误差差也可适适用100%（110P）当当前工程程中，经经常遇到到的问题题是短路路电流过过大，AALF不不满足要要求，但但实际负负荷比额额定负荷荷小得多多。B暂态态饱和短路电流流一般含含有非周周期分量量，这将将使电流流互感器器的变特特性严重重恶化，原原因是电电流互感感器的励励磁特性性是按工工频设计计。在变变单效频频率很低低的非周周期分量量时，铁铁芯的磁磁通（励励磁电流流）需要要大大增增加。是否考虑虑短路电

26、电流的暂暂态过程程，电流流互感器器分为PP和TPP类，PP类电流流互感器器要求AC情情况下不不饱和（纯纯交流）而而TP类类电流互互感器要要求整个个工作情情况下的的总磁通通=AC+DC不不饱和，因因此要求求TP类类的铁芯芯远大于于P类。非周期分分量导致致互感器器暂态饱饱和时二二次电流流波形是是不对称称的，开开始饱和和的时间间较长，但但铁芯有有剩磁时时，将加加重饱和和程度和和缩短开开始饱和和时间。为了减缓缓暂态饱饱和对保保护的影影响，需需要采取取必要的的措施。这种措措施有两两类，一一类是保保护装置置具备减减缓饱和和影响的的能力，另另一类是是选择适适当的电电流互感感器类型型和参数数。保护对电电流互感

27、感器两大大要求：保证保保护的可可依赖性性。（不不影响保保护的可可靠性）保证保保护的安安全性（不不会导致致保护误误动或无无选择动动作）保护装置置抗饱和和的能力力母差外部部故障时时各支路路的短路路电流分分布可能能很不均均匀，饱饱和情况况可能不不一致。为保证证母差保保护的正正确性，要要求母线线保护装装置必须须采取措措施，减减缓暂态态饱和的的影响并并不对电电流互感感器提出出特殊要要求。母母线差动动为标准准的满足足基尔霍霍夫定律律因母线线本身无无电感铁铁芯电容容等影响响。对于变压压器差动动保护，未未提出明明确要求求。电流流互感器器本身与与电力变变压器一一样也是是采用同同样的原原理，因因此保护护要区分分饱

28、和的的原因是是电流互互感器还还是变压压器本身身引起。目前国国内的主主变保护护产品未未采取合合适的方方法。有有厂家采采取了一一些方法法但效果果不理想想，存在在差动保保护误动动的情况况，特别别是空载载合闸于于故障变变压器时时。暂态饱和和与稳态态饱和的的波形特特征不同同采取措措施时也也要区别别对待。针对TAA饱和问问题，国国内外提提出一些些判别TTA饱和和的方法法：采用附加加额外电电路来检检测TAA饱和，现现场工作作不方便便；提高定值值，降低低保护动动作灵敏敏度；采用流出出电流判判别的比比率差动动保护；异步法TTA饱和和判别，利利用TAA饱和时时电流波波型中谐谐波含量量高、波波形明显显不对称称等特征

29、征；时差法；TA饱饱和时，差差动电流流比制动动电流落落后；利用电压压与差电电流的变变化不同同步；三、变压压器内部部故障主主保护A概述述主保护：瓦斯保保护和差差动保护护瓦斯保护护 瓦瓦斯保护护为变压压器本体体内故障障的一种种主要保保护，特特别是铁铁心故障障。无论论差动保保护还是是其他内内部短路路保护如如何改进进，都不不能代替替瓦斯保保护，当当然瓦斯斯保护也也不能代代替差动动保护，电电气故障障是瓦斯斯保护的的反映较较慢。 瓦瓦斯保护护在运行行中，误误动较多多，主要要为回路路和瓦斯斯继电器器本身的的故障率率较高。对于保保护装置置，只起起到记录录动作信信息和转转换保护护动作出出口的作作用。瓦斯保护护的

30、动作作原理图图为提高瓦瓦斯保护护的可靠靠性，XXHJ和和CKJJ的动作作电压有有所不同同。XHHJ的动动作电压压较低，为为额定电电压的555%60%；CKKJ的动动作电压压较高，为为额定电电压的665%70%；XHHJ的动动作时间间为100ms，CCKJ的的动作时时间为220mss。（规规程规定定继电器器的动作作时间10mms。本本设计方方案能有有效的防防止因绝绝缘破坏坏和直流流单点接接地引起起保护误误动作。比率制动动式差动动保护采用这一一原理既既能在外外部短路路时可靠靠的制动动，又能能在内部部短路时时有较高高的灵敏敏度，但但对内部部短路时时流出电电流的适适应能力力较差。对励磁磁涌流和和过励磁

31、磁也要有有特殊方方式。比比率制动动式差动动保护的的方法较较多，现现介绍PPST-12000采取取的方式式2.1启启动元件件保护启动动元件用用于开放放保护跳跳闸出口口继电器器的电源源及启动动该保护护故障处处理程序序。各保保护CPPU的启启动元件件相互独独立，且且基本相相同。启动元件件包括差差流突变变量启动动元件、差流越越限启动动元件。任一启启动元件件动作则则保护启启动。a) 差差电流突突变量启启动元件件的判据据为：| i(t)-22i(t-T)+i(t-2T)|0.5Icd ；其中：为a,b,cc三种相相别；Icd为为差动保保护动作作定值；当任一差差电流突突变量连连续三次次大于启启动门坎坎时，保

32、保护启动动。b) 差差流越限限启动元元件是为为了防止止经大电电阻故障障时相电电流突变变量启动动元件灵灵敏度不不够而设设置的辅辅助启动动元件。该元件件在差动动电流大大于差流流越限启启动门坎坎并持续续5mss后启动动。差流流越限启启动门坎坎为差动动动作定定值的880%。2.2 差动动电流速速断保护护元件本元件是是为了在在变压器器区内严严重性故故障时快快速跳开开变压器器各侧开开关，其其动作判判据为：IdIIsd其中：IId为变压压器差动动电流Isd为为差动电电流速断断保护定定值2.4 五次次谐波制制动元件件本元件是是为了在在变压器器过励磁磁时防止止差动保保护误动动, 其动动作判据据为：I = 5 *

33、 GB2 IId *XBBB 5其中：II = 5 * GB2 为差动动电流中中的五次次谐波含含量；Id为变变压器差差动电流流XBB55为差动动保护五五次谐波波制动系系数,软件设设定为00.388；2.5 比率率制动元元件本元件是是为了在在变压器器区外故故障时差差动保护护有可靠靠的制动动作用,同时在在内部故故障时有有较高的的灵敏度度，其动动作判据据为： 两侧侧差动：Icddd=|I1+I2|；Izddd=maxx(|I1|,|I2|)；三侧差动动：Iccdd=|I1+I2+I3|；Izzdd=maxx(|I1|,|I2|,|I3|)；四侧差动动：Iccdd=|I1+I2+I3+I4|；Izdd

34、d=maxx(|I1|,|I2|,|I3|,|I4|)； （1）IIcdddIcd（2）IIzdddIIzdddIzzd Icddd-IIcdK1*(Izddd-IIzd) 或Izzdd3IzzdIccdd-Icdd- KK1*22IzddK2*(Izzdd-3Izzd)其中：II1为II侧电流流； II2为II侧电流流； I33为III侧侧电流； I4为IV侧电流流；Icd为为差动保保护电流流定值； Iccdd为为变压器器差动电电流； Izddd为变变压器差差动保护护制动电电流， Izdd为差动动保护比比率制动动拐点电电流定值值,设定为为高压侧侧额定电电流值； KK1,KK2为比比率制动动的

35、制动动系数，软软件设定定为K11=0.5,K2=0.77； 关于于k1=0.55，k22=0.7选取取的考虑虑：变压器匝匝间故障障时，差差动电流流较小，制制动电流流也较小小。这时时，保护护的TAA工作在在线性范范围，能能够准确确的传变变故障电电流，同同时保证证差动保保护的动动作灵敏敏度。这这种情况况下，考考虑负荷荷电流的的影响，差差动保护护应工作作在k33和k11段；当变压器器引线故故障时，故故障电流流较大，负负荷电流流的影响响可忽略略；3）区外外故障时时，故障障电流较较大，会会造成TTA饱和和等，造造成流入入变压器器差动保保护的差差流较大大，因此此提高比比例制动动特性；在转换换性故障障时，T

36、TA不能能准确的的传变故故障电流流，造成成差动保保护误动动作，国国内已有有实例应应采取其其他方法法解决。2.6TTA回路路异常判判别元件件本元件是是为了变变压器在在正常运运行时判判别TAA回路状状况，发发现异常常情况发发告警信信号，并并可由控控制字投投退来决决定是否否闭锁差差动保护护。其动动作判据据为：(1) |i|0.1IIn且|IH| IWII(5) maxx(Idda,IIdb,Idcc)00.5777Iccd其中：i为相电电流突变变量 Idda,IIdb,Idcc为A,B,C三相相差流值值；Icd 为差动动保护电电流定值值 IIn 为为额定电电流IQ前一一次测量量电流 IH 当前前测量

37、电电流 IID 无流流相的差差动电流流 IWII无电流流门槛值值，取00.044倍的TTA额定定电流；以上条件件同时满满足(11)、（22）、（33）、（44）判TTA断线线，仅条条件（55）满足足，判为为差流越越限。2.7 变压压器各侧侧电流相相位补偿偿（1）变变压器接接线组别别对差动动保护的的影响对于Y/Y0接接线的变变压器，由由于一二二次绕组组对应的的电压相相位相同同，故一一二次两两侧对应应相电流流的相位位几乎完完全相同同，而常常用的YY/d111接线线的变压压器，由由于三角角形侧的的线电压压与星形形侧相应应相的线线电压相相位相差差30。由于于变压器器中平衡衡绕组（形绕组）的存在，当Y形

38、绕组中性点接地运行，系统发生接地故障时，Y形侧各相电流中含有零序电流，形绕组或不接地的Y形绕组中无零序电流，因此必须对Y形绕组各相电流进行处理，以消除零序电流对差动保护的影响。（2）常常规补偿偿措施为了消除除由于变变压器接接线引起起的不平平衡电流流的影响响，可采采用相位位补偿法法，即将将变压器器星形侧侧的电流流互感器器接成三三角形，而而将变压压器形侧侧的电流流互感器器接成YY形，从从而把二二次电流流的相位位校正过过来这就就是所谓谓的相位位补偿。IAY、IBYY、ICYY表示变变压器YY形侧三三相电流流IA、IB、IC表示经经转角后后变压器器Y形侧侧电流Ia、Ib、Icc表示变变压器形形侧三相相

39、电流流入差动动继电器器的电流流为IAA、IB、IC，Iaa、Ibb、Icc这两组组电流幅幅值相同同，相位位相同。（3）PPST-12000对变变压器接接线组别别的补偿偿在本装置置内，变变压器各各侧电流流存在的的相位差差由软件件自动进进行校验验，变压压器各侧侧均采用用CT星星形接线线。各侧侧的CTT极性均均指向母母线，用用软件进进行相位位校正时时，PSST-112000选用变变压器YY形侧侧校正的的原理，且且差动保保护的所所有计算算均以高高压侧为为基准。对于YY0/111的接线线，其校校正方法法如下：Y0侧：Ia=(IAA-IBB)/；Ib=(IIB-IIC)/；Icc=(IIC-IIA)/侧：

40、Ia=Ia IIb=Ib Icc=IIc目前有的的厂家采采用Y的模模式（南南瑞RCCS-9978）对变压器器绕组为为YIA=IA（IAA+IBB+ICC）/33=（IIAIIB）/3（IICIIA）/3IB=IB（IAA+IBB+ICC）/33=（IIBIIC）/3（IIAIIB）/3IC=IC（IAA+IBB+ICC）/33=（IICIIA）/3（IIBIIC）/3对变压器器绕组为为形Ia=Ia Icc IIb=IbIa IIc=IcIb两种方法法在本质质上没有有区别，但但在不同同的故障障条件下下，差流流的大小小有所不不同。2.8 过负负荷监测测元件本保护反反应变压压器的负负荷情况况，仅监监

41、测变压压器各侧侧的三相相电流。 动作作判据为为：max(Ia,Ib,Ic)IIgfhh；其中: Ia、Ib、Ic为变压压器各侧侧三相电电流；Igfhh为变压压器过负负荷电流流定值；2.9 过负负荷启动动冷却器器元件本保护反反应变压压器的负负荷情况况，监测测变压器器高压侧侧三相电电流。 动作判判据为：max(Iah，Ibh，Ich)IITFHH；其中: Iah、Ibh、Ich为变压压器高压压侧三相相电流；ITFHH为变压压器过负负荷启动动冷却器器元件电电流定值值；2.100 过过负荷闭闭锁调压压元件本保护反反应变压压器的负负荷情况况，仅监监测变压压器高压压侧三相相电流。 动作作判据为为：max(

42、Ia，Ib，Ic)ITTY；其中: Ia，Ib，Ic为变变压器高高压侧三三相电流流；ITY为为变压器器过负荷荷闭锁调调压元件件电流定定值。B、差动动保护的的难点分接头的的影响匝间短路路，环中中电流大大，流入入差动保保护的电电流小负荷电流流的影响响励磁涌流流的闭锁锁TA的特特性暂态励磁磁电流的的影响三相变压压器的励励磁涌流流特点三相涌流流的I22/I11均可能能小于220%，对对于剩磁磁为1.99Bm的的情况下下，三相相涌流的的间断角角，均可可能小于于60；B=00.9BBm时，三三相涌流流的I22/I11均可能能小于115%；B=00.7BBm时，三三相涌流流的I22/I11有一相相可能小小于

43、155%，但但另两相相中至少少有一相相大于115%；B=00.6BBm时，三三相涌流流中的II2/II1有一一相可能能小于220%，但但另两相相中至少少有一相相大于220%；B=00.5BBm时，三三相涌流流中的II2/II1均大大于155%；大量现场场实测资资料所提提供的励励磁电流流情况，II2/II1的特特征量比比理论分分析结果果乐观；经保护TTA变换换后，涌涌流特征征基本不不变；计及铁心心磁滞和和局部磁磁滞的影影响，三三相励磁磁涌流的的二次谐谐波成分分普遍增增加。C变压压器内部部短路时时流出电电流对差差动保护护的影响响 1、负负荷电流流2、制动动电流的的选取3、制动动曲线的的选取D变压压

44、器差动动保护注注意的问问题变压器差差动保护护不平衡衡电流大大，较易易误动；流出电流流对变压压器匝间间短路灵灵敏度的的影响；空载合闸闸时励磁磁涌流对对变压器器差动保保护的影影响；过励磁工工况下变变压器差差动保护护动作行行为；系统中带带长线路路或有电电缆出线线（线路路对地电电容较大大）时，对对二次谐谐波闭锁锁元件的的影响。对大型变变压器，变变压器的的工作磁磁痛与铁铁心饱和和磁痛比比值较大大时，将将降低变变压器励励磁涌流流中的二二次谐波波含量。E、防止止励磁涌涌流时差差动保护护误动的的技术措措施变压器的的高低压压侧是通通过电磁磁联系的的，故仅仅在电源源的一侧侧存在励励磁电流流，这励励磁电流流将全部部

45、流入差差动回路路。在正正常运行行情况下下，其值值很小，小小于变压压器额定定电流的的3%。当变压压器空载载合闸时时，会出出现励磁磁涌流，在在电压为为0时刻刻合闸时时，变压压器铁芯芯中的磁磁通急剧剧增大，使使铁芯瞬瞬间饱和和，这时时出现数数值很大大的冲击击励磁电电流（可可达510倍倍）。实实际情况况下，现现场遇到到这么大大的涌流流机会较较小。单相变压压器励磁磁涌流的的分析为考虑空空载合闸闸的最严严重条件件，同时时有利于于简化分分析工作作，假设设电源内内阻抗为为0，不不计合闸闸回路电电阻。 u11 Isdd Lm u22合闸大电电源电压压为 u=umSiin(t+)当二次侧侧开路的的空载变变压器突突

46、然合到到电压为为u的无穷穷大系统统上，忽忽略变压压器漏抗抗压降，设设变压器器的变比比为1：1，则则有d/ddt= umSSin(t+)即 =umumCoss(t+) /+C=um/LCCosCoos(t+) (BssBrr)/BBm0L合闸闸回路的的基波电电抗由以上公公式可以以看出当当=0时时有最大大的暂态态磁通，因因此=0时时，产生生最大涌涌流峰值值（对单单相变压压器）。在通常的的励磁涌涌流中含含有大量量的非周周期分量量和高次次谐波，因因此励磁磁涌流不不是标准准的正弦弦波。励励磁涌流流的大小小与合闸闸瞬间的的电压相相位、铁铁芯剩磁磁大小和和方向、电源容容量、变变压器容容量及铁铁芯材料料等因数

47、数有关。当变压器器的容量量越大，衰衰减越慢慢。从试验和和理论分分析得知知，励磁磁涌流含含有大量量的高次次谐波，以以二次谐谐波的分分量最大大，四次次以上谐谐波分量量很小。因此，国国内目前前采用的的防励磁磁涌流的的措施主主要有以以下几种种方法：二次谐谐波比例例制动波形对对称原理理间断角角原理其它方方法（模模糊识别别）二次谐波波原理二次谐波波原理为为经典的的方案，但但二次谐谐波原理理也存在在许多问问题：a选取取制动比比例I22/I1 maxxI2/maxxI1 三取二二 或门闭闭锁b空载载合闸于于故障变变压器，延延时动作作c或门门闭锁的的启动电电流选取取系统不管管差流大大小，含含量到定定值闭锁锁差动

48、保保护；目目前有的的厂商采采用最大大值闭锁锁容易发发生误动动作。d二次次谐波比比例为了在变变压器空空投时防防止励磁磁涌流引引起差动动保护误误动, 其动动作判据据为：I = 2 * GB2 IId *XB2；其中：II = 2 * GB2 为差动动电流中中的二次次谐波含含量；Id为变变压器差差动电流流；XB2为为差动保保护二次次谐波制制动系数数；波形对称称原理公司的专专利产品品，目前前在系统统中有330000多套运运行。业业绩良好好，性能能稳定，创创造了较较好的社社会和经经济效益益。工作原理理：采用用波形对对称算法法，将变变压器在在空载合合闸时产产生的励励磁电流流和故障障电流区区分开来来。将流入

49、差差动保护护的差流流进行微微分将微分后后的差流流的前半半波与后后半波做做对称比比较|I1+I11+1880|/|I1II1+1180|K若满足上上式，则则为对称称，否则则为不对对称。对于故障障电流，主主要为基基波电流流，上式式恒成立立。对于励磁磁涌流（主主要为二二次谐波波电流），上上式不成成立以此区分分故障电电流与励励磁涌流流对称涌流流的特征征对称涌流流是由剩剩磁方向向相同的的两相涌涌流相减减生成的的电流，如如b相负负剩磁，bb相电压压负半波波产生涌涌流，cc相负剩剩磁，cc相电压压负半波波产生涌涌流，bb相和cc相涌流流方向相相同。bb、c相相电压负负半波相相差1220。由它它们产生生的涌流

50、流是两个个峰值相相差1220，方向向相同的的单相涌涌流之差差。对称涌流流的间断断角比单单相涌流流要小，最最小可达达30。对称称涌流的的系数可可分为33段，中中间是个个较大的的波形，其其宽度为为1200。两头头两个小小波与中中间方向向相反，大大小可能能不一样样，在一一个周波波内有间间断角。 990 2270 0 1180 3360F、过励励磁工况况下，防防止差动动保护误误动的技技术措施施变压器过过电压或或过励磁磁时，（uu/f）励励磁电流流急剧增增大，波波形严重重畸变。当电压压达到额额定电压压的1220%1400%时，励励磁电流流可增至至额定电电流的110%43%（大概概）。这这个电流流将作为为

51、不平衡衡电流流流入差动动保护的的动作回回路，完完全可能能使差动动保护误误动作。防误措施施是增设设五次谐谐波制动动回路，当当过电压压达到1120%时，五五次谐波波最大，达达到基波波电流的的50%，若过过电压水水平再增增加，五五次谐波波含量降降低，当当过电压压达到1140%时，五五次谐波波占基波波的355% ，因因此，取取I5/I135%作为闭闭锁条件件较为合合适。在过电压压超过1140%时，将将严重威威胁变压压器的安安全。这这时I55/I11388%差动动保护动动作也是是合理的的。在变压器器的后备备保护中中也可增增设过激激磁保护护。必须说明明，变压压器过电电压或过过励磁时时，励磁磁电流的的性质将

52、将随变压压器设计计、材料料、结构构、工艺艺等因素素而有所所不同。G、PSST-112000对各侧侧电流互互感器型型号及变变比误差差的解决决措施PST-12000对此此选用平平衡系数数来完成成，此平平衡系数数的计算算是由保保护装置置的软件件来完成成。平衡系数数的计算算与的接接线方式式无关BL/BBH应尽尽可能的的小于116，这这是保证证装置最最佳运行行方式。若BL/BH大大于166，在正正常运行行中会造造成差流流误差变变大。四、变压压器分侧侧差动保保护变压器纵纵差保护护都有励励磁涌流流和过励励磁工况况下防止止误动的的问题。优点：无励磁磁涌流影影响与过励励磁无关关与分接接头调压压无关缺点：对匝间间

53、无保护护作用每一绕绕组须有有四个引引出端子子用途：用用于500kV分分相式自自耦变压压器，满满足基尔尔霍夫定定律，无无转角。变压器零零序差动动保护，应应考虑励励磁涌流流对的影影响。差动速断断保护，IIcdIsdd五.变压压器后备备保护 根根据工程程实际配配置后备备保护。反映相间间故障的的后备保保护（1）过过流保护护变压器各各侧过流流保护按按相设置置（2）复复合电压压闭锁过过流作为相邻邻元件及及变压器器内部故故障的后后备保护护，当过过流保护护的灵敏敏度不足足时，增增加复合合电压闭闭锁回路路。在不不对称性性故障时时，出现现负序电电压及在在对称性性故障及及三相电电压低于于某一值值时，才才开放过过流保

54、护护，这样样过流保保护的定定值可大大大降低低，同时时也提高高了保护护的灵敏敏度。三侧电压压闭锁问问题（反反措要求求）：采用“或或”门逻辑辑，提高高高中压压侧对低低压侧故故障的灵灵敏度。（3）带带方向的的复合电电压闭锁锁过流保保护对于2220kVV侧，作作为变压压器的后后备保护护以电源侧侧向下指指：方向向元件和和电流元元件按990 接接线B反映映接地故故障的后后备保护护作为变压压器接地地故障的的后备保保护，它它是整个个电网接接地保护护的组成成部分之之一，它它的配置置与整定定必须和和电网接接地保护护相配合合。在中性点点直接接接地的电电力网中中，对外外部单相相接地引引起的过过电流应应设零序序过流保保

55、护。110kkV，2220kkV中性性点直接接接地的的电力网网中，对对外部单单相接地地故障引引起的过过流，以以及因失失去接地地中性点点引起的的变压器器中性点点电压升升高，按按规程装装设零序序保护。对全绝绝缘变压压器除零零序过流流外，应应增设零零序过电电压保护护。当电电力网单单相接地地失去中中性点是是，零序序电压保保护应经经过0.300.5SS时限动动作于断断开变压压器各侧侧开关。方向指向向系统，CCT极性性指向母母线若中性点点不接地地，系统统单相（AA）接地地时的零零序电压压C变压压器其它它异常运运行保护护1、过激激磁保护护2、过负负荷保护护。（1）过过负荷发发信 （2）启启动风冷冷（3）闭闭

56、锁调压压PST-12000系列列变压器器保护江江苏方案案根据国电电公司防防止电力力生产重重大事故故的二十十五项重重点要求求“对于2220千千伏主变变压器的的微机保保护必须须双重化化的精神神”，主变变压器宜宜采用两两套完整整、独立立的主保保护和两两套相同同配置的的后备保保护，同同时还必必须保证证两套主主、后备备保护在在交、直直流回路路上的独独立性。 一一、 保保护的配配置： 1、微机保保护按两两套主保保护（采采用不同同原理：二次谐谐波闭锁锁原理、波形对对称原理理）、两套后后备保护护配置。全部保保护和操操作回路路按两面面屏布置置。 第一面面屏配置置：PSST-112022AJSS型保护护装置（主主

57、保护与与各侧后后备保护护），PPST-12222或PPST-12112型操操作箱（220kV侧开关操作回路及电压切换回路），PST-1206A断路器失灵保护，一台打印机。 第二二面屏配配置：（PST-1202BJS）型保护装置（主保护与各侧后备保护），PST-1210C型非电量及开关操作回路装置（包含非电量保护、110kV侧开关、低压侧开关操作回路及电压切换回路）。 2、电电流回路路的配置置：（1）第第一方案案：正常常运行时时两面屏屏均用开开关侧CCT。旁旁路代主主变断路路器运行行时，原原则上只只考虑启启用一套套完整的的主保护护、后备备保护（即即只将一一块屏的的主保护护后备保保护切人人旁路CC

58、T ）。另一套套完整主主保护、后备保保护停用用。（2）第第二方案案：正常常运行时时一面屏屏用开关关侧CTT，另一一面屏用用套管侧侧CT。旁旁路代主主变断路路器运行行时为简简化操作作，当不不考虑CCT回路路的切换换，第一一面屏主主保护和和后备保保护退出出，第二二面屏主主保护和和后备保保护全部部投入，同同时启用用旁路线线路保护护的接地地距离和和相间距距离一段段作为变变压器套套管CTT至开关关间引线线故障的的保护；距离定定值整定定一般取取不大于于10欧姆姆以内；当考虑虑CT回路路的切换换，用开开关侧CCT面的的屏的主主保护后后备保护护切人旁旁路CTT，另一一面屏仍仍用套管管侧CTT。（3）差差动保护

59、护用CTT，各侧侧均以星星形接线线输入，星星-角变换换和各侧侧电流数数值平衡衡均有保保护装置置软件实实现。3、直流流电源：（1）第第一面屏屏内PSST-112022AJSS型保护护装置（主主保护与与各侧后后备保护护）配置置一组熔熔断器或或快速开开关。PPST-12222型操操作箱含含2200kV侧侧开关操操作回路路及电压压切换回回路，设设置两组组熔断器器或快速速开关供供双跳圈圈断路器器直流电电源。（2）第第二面屏屏内PSST-112022BJSS型保护护装置（主主保护与与各侧后后备保护护）配置置一组熔熔断器。非电量量及失灵灵电流起起动配置置一组熔熔断器。1100kV侧侧开关和和低压侧侧开关操操

60、作回路路各配置置一组熔熔断器。 二、关关于2220千伏伏微机变变压器保保护的配配置方案案1、主保保护：（1）差差动速断断：跳主主变各侧侧开关。（2）比比率差动动（采用用不同励励磁涌流流闭锁原原理）：跳主变变各侧开开关。CT断线线经控制制字投/退确定定是否闭闭锁差动动保护，同同时发信信号。（3）零零序比率率差动：自耦变变压器，其其公共绕绕组必须须具有三三相引出出CT或主主变中性性点直接接接地并并三相引引出CTT跳主变变各侧开开关。CT断线线经控制制字投/退确定定是否闭闭锁差动动保护，同同时发信信号。（4）非非电量保保护：包包括重瓦瓦斯、轻轻瓦斯、油温、油位、压力释释放、冷冷却器全全停等。 非电量