PST 1200变压器保护(保护原理)33108课件

PST1200变压器保护

保护原理

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]PST1200数字式变压器保护主要内容采用的新原理、新技术差动保护后备保护非电量保护PST1200数字式变压器保护新原理采用的新原理及技术波形对称原理的差动保护波形快速比较法全稳态启动三折线比率制动差动保护原理利用多侧电流量的CT断线识别原理采用嵌入式多任务操作系统PST1200数字式变压器保护励磁涌流励磁涌流变压器运行时，电源侧励磁绕组中将流过用于产生主磁通的励磁电流，因此会在变压器差动保护中产生不平衡电流。正常运行时，励磁电流很小，产生的不平衡差流不会影响保护的动作；在变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时，由于变压器铁芯的严重饱和，励磁电流激增并发展为励磁涌流（可达5~10倍的额定电流），此时在变压器各侧将形成较大的不平衡差流，导致变压器保护误动。PST1200数字式变压器保护励磁涌流单相变压器励磁涌流的典型特征与合闸角有关，合闸角为0度时，励磁涌流最大波形偏离时间轴的一侧，出现间断含有很大的非周期分量，间断角越小，非周期分量越大含量大量的高次谐波，以二次谐波为主，间断角越小，二次谐波越小PST1200数字式变压器保护励磁涌流三相变压器励磁涌流的特征由于三相电压的相位差，三相励磁涌流不会相同，至少两相出现不同程度的励磁涌流某相励磁涌流不能再偏离时间轴一侧，变成对称性涌流，其他两相仍为偏离时间轴一侧的非对称性涌流，对称性涌流的数值较小，非对称涌流仍含有大量的非周期分量三相励磁涌流中有一相或两相二次谐波含量比较小，但至少一相比较大励磁涌流的波形仍然是间断的，但间断角明显减小[

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]PST1200数字式变压器保护

波形对称波形对称原理

将流入继电器的差流进行微分,将微分后波形的前半周数据和后半周数据逐点做对称比较,对于故障电流恒对称;而对于励磁涌流基本不对称.这样可以有效地区分涌流和故障电流.

波形对称原理是我们首先提出并实现工程化应用,享有发明专利,专利号为ZL-95-1-12781.0

PST1200数字式变压器保护波形对称波形对称原理

PST1200数字式变压器保护性能特点

φφai

(a)(c)

90180270360ωt90180270360

-φsia-ib

ic-iaib-icφcφb

-0.9

d(ic-ia)/dt

90180270360ωt(d)

di/dtd(ia-ib)/dtd(ib-ic)/dt

90180270360ωt(d)

iiaibic

(b)(d)φs变压器磁通﹑涌流及其导数

PST1200数字式变压器保护波形对称波形对称的优点灵敏度高抗干扰能力强计算量小,对硬件要求低所用数据冗余度大,容错能力强,允许数据有一定偏差或个别数据受干扰.当变压器有涌流时发生内部故障,可以瞬间出口

PST1200数字式变压器保护波形对称分侧差动保护高压侧、中压侧、公共绕组构成差动保护。优点：保护原理简单、调试方便，灵敏度高，不受励磁涌流影响。缺点：对匝间短路灵敏度低

PST1200数字式变压器保护波形对称零序差动保护高压侧、中压侧、公共绕组的零序电流构成差动保护。优点：接地短路灵敏度高，动作电流与变压器调压分接头的调整无关，与励磁涌流的关系仅有间接影响（基本无影响）缺点：二次回路极性校验，所用互感器较多，特性不一致的问题(中性点零序CT特性)PST1200数字式变压器保护启动元件差流启动元件差流突变启动|iφ(t)-2iφ(t-T)+iφ(t-2T)|>0.6Icd

；差流稳态启动 差流稳态启动元件是为了防止经大电阻故障时相电流突变量启动元件灵敏度不够而设置的辅助启动元件。该元件在差动电流大于差流稳态启动门坎并持续5ms后启动。差流稳态启动门坎为差动动作定值的80%。

PST1200数字式变压器保护比率制动比率制动两侧差动：Icdd=|I1+I2|；Izdd=max(|I1|,|I2|)三侧差动：Icdd=|I1+I2+I3|；

Izdd=max(|I1|,|I2|,|I3|)四侧差动：

Icdd=|I1+I2+I3+I4|；Izdd=max(|I1|,|I2|,|I3|,|I4|)五侧差动：Icdd=|I1+I2+I3+I4+I5|；

Izdd=(|I1|+|I2|+|I3|+|I4|+|I5|)/2；

PST1200数字式变压器保护比率制动比率制动曲线PST1200数字式变压器保护二次谐波原理框图PST1200数字式变压器保护波形对称逻辑框图后备保护保护启动元件相间阻抗保护元件接地阻抗保护元件复合电压（方向）过流元件零序（方向）过流元件间隙保护元件中性点保护元件非全相保护元件公共绕组过负荷元件TV断线判别元件

PST1200数字式变压器保护后备保护相间阻抗保护 本保护采用相位比较原理，阻抗特性为偏移圆。TV断线时，相间阻抗保护退出。TV断线后若电压恢复正常，相间阻抗保护也随之恢复正常。其动作判据为: Zxj

=U/I

Z1

=Zxj

-Za

Z2

=Zxj

+K

*Za Z1.Z2之间的相位差为δ,动作条件为δ≥90°. 其中:U为线电压Uab，Ubc，Uca；I为U对应的线电流Iab，Ibc，Ica； Zxj为相间的测量阻抗值Za为相间阻抗保护的定值(最大灵敏角的阻抗值) K为阻抗圆的偏移度

PST1200数字式变压器保护相间阻抗保护

PST1200数字式变压器保护相间阻抗保护接地阻抗保护 本保护采用相位比较原理，阻抗特性为偏移圆。TV断线时，接地阻抗保护退出。TV断线后若电压恢复正常，接地阻抗保护也随之恢复正常。其动作判据为: Zjd=U/（I+3I0*K0）Z1=Zjd-ZaZ2=Zjd+K*Za Z1.Z2之间的相位差为δ,动作条件为δ≥90°。 其中:U为相电压I为U对应的相电流3I0为零序电流Zjd为接地的阻抗值

Za为相间阻抗保护的定值(最大灵敏角的阻抗值)

K为阻抗圆的偏移度K0为零序电流补偿系数

PST1200数字式变压器保护接地阻抗保护

PST1200数字式变压器保护复压方向过流TA的正极性端指向母线复压功率方向指向系统（母线）,保护动作区225°>б>45°，最大灵敏角为135°；复压功率方向指向变压器；保护动作区45°>б>-135°，最大灵敏角为-45°；

PST1200数字式变压器保护零序方向过流零序方向保护

本保护TV断线方向元件退出。TV断线后若电压恢复正常，本保护也随之恢复正常。本保护包括以下元件： 1）零序过流元件，动作判据为：3I0>I0gl； 其中：3I0为零序电流，取自本侧零序TA。

I0gl为零序过流的电流定值； 2)零序功率方向元件，动作判据为：

3U0～3I0夹角δ（电流落后电压时角度为正）

-195°>δ>-15°

其中：3I0为中性点零序电流或三相电流

Ia,Ib,Ic在软件中合成的零序电流

3U0为三相电压Ua，Ub，Uc自产零序电压

PST1200数字式变压器保护零序方向过流零序方向保护

PST1200数字式变压器保护间隙保护间隙零序保护

本保护反应变压器间隙电压和间隙击穿的零序电流，可作为变压器的后备保护。保护包括以下元件：1)间隙零序过压元件，动作判据为：

3U0>U0L

；其中：3U0为零序电压，取自本侧零序TV；

U0L为间隙零序过压的电压定值；2)间隙零序过流元件，动作判据为：

3I0g>Iggl

；其中：3I0g为间隙零序电流，取自本侧中性点间隙TA；

Iggl为间隙零序过流的电流定值；

PST1200数字式变压器保护中性点零序中性点零序保护（公共绕组零序过流）

本保护反应变压器中性点电流，仅作为自藕变压器的后备保护。本保护包括以下元件： 中性点过流元件，动作判据为：

Izxd>Iz

； 其中：Izxd为中性点电流，取自本侧中性点TA；

Iz为中性点过流的电流定

PST1200数字式变压器保护过激磁保护反时限过激磁保护

本保护作为大中型变压器在过电压或低频率下运行的过激磁保护。

过激磁倍数N

N=B/Be=(U/f)/(Ue/fe)；其中:U为变压器高压侧母线电压；

f为系统频率；

Ue为变压器高压侧母线额定电压；

fe为系统额定频率；

PST1200数字式变压器保护过激磁保护反时限过激磁保护

1)下限定时限元件，动作判据为：

N>Na

； 其中：Na为下限定时限的定值； 2)过激磁告警元件，动作判据为：

N>Nx；其中：Nx为过激磁告警的定值；3）反时限元件，本元件为五段折线式；

PST1200数字式变压器保护过激磁保护反时限过激磁保护

PST1200数字式变压器保护PT断线PT断线判据 本元件仅在保护正常运行时投入；当保护启动后，退出本元件。动作判据为：