保护原理及整定

保护原理及整定第一页，共八十三页，2022年，8月28日继电保护概念及作用1.继电保护包括继电保护技术和继电保护装置

﹡继电保护技术是一个完整的体系，它主要由电力系统故障分析、继电保护原理及实现、继电保护配置设计、继电保护运行及维护等技术构成。﹡继电保护装置是完成继电保护功能的核心。继电保护装置就是能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。

2.

电力系统的故障和不正常运行状态：(三相交流系统)故障：各种短路（d(3)、d(2)、d(1)、d(1-1)）)和断线（单相、两相），

其中最常见且最危险的是各种类型的短路。其后果：I增加危害故障设备和非故障设备；U降低影响用户正常工作；破坏系统稳定性，使事故进一步扩大（系统震荡，瓦解）I2（I0）旋转电机产生附加发热第二页，共八十三页，2022年，8月28日继电保护概念及作用*不正常运行状态：电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障的运行状态。如：过负荷、过电压、频率降低、系统震荡等。

3．继电保护的作用：故障和不正常运行状态—>事故不可能完全避免且传播很快（光速）要求：几十毫秒内切除故障人（×），继电保护装置（√）任务：被形象的比喻为“静静的哨兵”

第三页，共八十三页，2022年，8月28日继电保护的原理、构成及分类为区分系统正常运行状态与故障或不正常运行状态---找差别：特征。I增加故障点与电源间—>过电流保护U降低—>低电压保护arg(U/I)相位变化：方向元件采用90度接线方式—>方向保护Z=U/I阻抗变化—>阻抗保护

—>电流差动保护I2、I0序分量保护等。另非电气量：瓦斯保护，过热保护等原则上说：只要找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征（差别），即可找出一种原理，且差别越明显，保护性能越好。

1.基本原理第四页，共八十三页，2022年，8月28日继电保护的原理、构成及分类2.构成以过电流保护为例：正常运行：Ir=IfLJ不动故障时：Ir=Id>IdzLJ动—>SJ动（延时）—>XJ动—>信号

TQ动—>跳闸第五页，共八十三页，2022年，8月28日继电保护的原理、构成及分类一般由测量元件、逻辑元件和执行元件三部分组成。测量元件作用：测量从被保护对象输入的有关物理量（如电流、电压、阻抗、功率方向等），并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等具有“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。逻辑元件作用：根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的布尔逻辑及时序逻辑工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。逻辑回路有：或、与、非、延时启动、延时返回、记忆等。

第六页，共八十三页，2022年，8月28日继电保护的原理、构成及分类执行元件：作用；根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如：故障时→跳闸；不正常运行时→发信号；正常运行时→不动作。

3.分类：

几种方法如下：a.按被保护的对象分类：输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、

母线保护等；b.按保护原理分类：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、

零序保护等；c.按保护所反应故障类型分类：相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、

断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等；d.按继电保护装置的实现技术分类：机电型保护（如电磁型保护和感应型保护）、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等；

第七页，共八十三页，2022年，8月28日继电保护的原理、构成及分类e.按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等；主保护：满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备

和线路故障的保护。后备保护：主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。

又分为远后备保护和近后备保护两种。①远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现

的后备保护。②近后备保护：当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备

的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护。辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。

第八页，共八十三页，2022年，8月28日继电保护的基本要求对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。即保护四性。

（一）选择性：选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。例：当d1短路时，保护1、2动→跳1DL、2DL，有选择性当d2短路时，保护5、6动→跳5DL、6DL，有选择性当d3短路时，保护7、8动→跳7DL、8DL，有选择性若保护7拒动或7DL拒动，保护5动→跳5DL（有选择性）若保护7和7DL正确动作于跳闸，保护5动→跳5DL，则越级跳闸（非选择性）

第九页，共八十三页，2022年，8月28日继电保护的基本要求（二）速动性：快速切除故障。1提高系统稳定性；

2减少用户在低电压下的动作时间；

3减少故障元件的损坏程度，避免故障进一步扩大。

t－故障切除时间；tbh-保护动作时间；tDL-断路器动作时间；一般的快速保护动作时间为0.06～0.12s，最快的可达0.01～0.04s。一般的断路器的动作时间为0.06～0.15s，最快的可达0.02～0.06s。（三）灵敏性：指在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地正确地反应出来。

第十页，共八十三页，2022年，8月28日继电保护的基本要求通常，灵敏性用灵敏系数来衡量，并表示为Klm。对反应于数值上升而动作的过量保护（如电流保护）对反应于数值下降而动作的欠量保护（如低电压保护）其中故障参数的最小、最大计算值是根据实际可能的最不利运行方式、故障类型和短路点来计算的。第十一页，共八十三页，2022年，8月28日继电保护的基本要求（四）可靠性：

指发生了属于它改动作的故障，它能可靠动作，即不发生拒绝动作（拒动）；而在不改动作时，他能可靠不动，即不发生错误动作（简称误动）。影响可靠性有内在的和外在的因素：内在的：装置本身的质量，包括元件好坏、结构设计的合理性、制造工艺水平、

内外接线简明，触点多少等；外在的：运行维护水平、调试是否正确、正确安装上述四个基本要求是分析研究继电保护性能的基础，在它们之间既有矛盾的一面，又有在一定条件下统一的一面。

第十二页，共八十三页，2022年，8月28日线路保护线路保护型号：a.DMP311b.DMP312c.DMP313d.DMP314e.DMP315f.DMP316g.DMP317h.DMP319

第十三页，共八十三页，2022年，8月28日线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）1.保护功能a.三相（或两相）式三段电流保护（速断、限时电流速断、过流），（带后加速、低压闭锁、方向保护）b.三相一次重合闸(不对应启动、保护启动、检无压)c.低频减载(带欠流闭锁，滑差闭锁)d.零序方向保护e.低压减载（带加速功能）f.过负荷告警g.PT、CT断线、线路PT断线报警

h.三段式零序过流保护（零序过流保护）i.三段相间距离保护j.检同期

k.母线绝缘监视l.线路差动保护

第十四页，共八十三页，2022年，8月28日线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）2.保护逻辑原理速断保护

第十五页，共八十三页，2022年，8月28日线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319

）DMP315

三段零序过流

(DMP312)第十六页，共八十三页，2022年，8月28日线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）

Tset：后加速整定时间Tset+200MS：后加速开放时间，从跳位变成合位时计时T：故障发生时间，从跳位变成合位时计时，必须在加速开放时间内。后加速的启动：a.重合于故障；b.手合于故障。后加速

第十七页，共八十三页，2022年，8月28日线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）三相一次重合闸

过负荷告警

第十八页，共八十三页，2022年，8月28日线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）低频减载

第十九页，共八十三页，2022年，8月28日线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）低压减载

Uqs：低压启动定值，(du/dt)s1：低压滑差闭锁值(du/dt)s2：低压加速滑差值，(du/dt)s3：电压恢复滑差闭锁值Tvs1：低压减载动作时间，Tvs2：低压减载加速动作时间Uset2：恢复电压值，Ubs：低压闭锁值

第二十页，共八十三页，2022年，8月28日线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）零序功率方向保护

PT断线告警

第二十一页，共八十三页，2022年，8月28日线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）CT断线告警

母线绝缘监视

（DMP313）第二十二页，共八十三页，2022年，8月28日线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）检同期

线路无压，直接开放手合出口；线路有压，在允许检同期延时时间内，满足同期的条件，开放手合或者自动重合闸出口。在检同期合闸时，系统电压与待并网线路电压的相角差Δδ与开关固有合闸时间t、导前角定值δzd、频差dF、频差滑差ddF、合闸过程中的相差减少量δP关系如下：

第二十三页，共八十三页，2022年，8月28日线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）

3.整定一、电流速断保护（第Ⅰ段）：对于仅反应于电流增大而瞬时动作电流保护，称为电流速断保护。1、短路电流的计算：

图中：1――最大运行方式下d(3)2――最小运行方式下d(2)3――保护1第一段动作电流

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可见，Id的大小与运行方式、故障类型及故障点位置有关最大运行方式：对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最大的方式。（Zs.min）最小运行方式：对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最小的方式。（Zs.max）2、整定值计算及灵敏性校验为了保护的选择性，动作电流按躲过本线路末端短路时的最大短路短路整定

保护装置的动作电流：能使该保护装置起动的最小电流值，用电力系统一次测参数表示。（IdZ）

在图中为直线3，与曲线1、2分别交于a、b点可见，有选择性的电流速断保护不可能保护线路的全长灵敏性：用保护范围的大小来衡量lmax、lmin一般用lmin来校验、要求：≥（15～20）％

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二、限时电流速断保护（第Ⅱ段）要求任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵敏性在满足要求①的前提下，力求动作时限最小。因动作带有延时，故称限时电流速断保护。2.整定值的计算和灵敏性校验为保证选择性及最小动作时限，首先考虑其保护范围不超出下一条线路第Ⅰ段的保护范围。即整定值与相邻线路第Ⅰ段配合。动作电流：

动作时间：

灵敏性：要求：≥1.3～1.5

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若灵敏性不满足要求，与相邻线路第Ⅱ段配合。此时：动作电流：动作时间：

三、定时限过电流保护（第Ⅲ段）作用：

作为本线路主保护的近后备以及相邻线下一线路保护的远后备。其起动电流按躲最大负荷电流来整定的保护称为过电流保护，此保护不仅能保护本线路全长，且能保护相邻线路的全长。整定值的计算和灵敏性校验：1）、动作电流：①躲最大负荷电流

（1）②在外部故障切除后，电动机自起动时，应可靠返回。

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电动机自起动电流要大于它正常工作电流，因此引入自起动系数KZq式中：

显然，应按（2）式计算动作电流，且由（2）式可见，Kh越大，IdZ越小，Klm越大。因此，为了提高灵敏系数，要求有较高的返回系数。（过电流继电器的返回系数为0.85～0.9）

（2）2）动作时间在网络中某处发生短路故障时，从故障点至电源之间所有线路上的电流保护第Ⅲ段的测量元件均可能动作。例如：下图中d1短路时，保护1～4都可能起动。为了保证选择性，须加延时元件且其动作时间必须相互配合。

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即注：当相邻有多个元件，应选择与相邻时限最长的配合

3）灵敏性近后备：

Id1.min―――本线路末端短路时的短路电流

Id2min―――相邻线路末端短路时的短路电流远后备：第二十九页，共八十三页，2022年，8月28日线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）

小结：电流速断保护不能保护线路的全长限时电流速断保护的保护范围大于本线路全长限时电流速断与第Ⅰ段共同构成被保护线路的主保护，兼作第Ⅰ段的全后备保护。

第Ⅲ段的IdZ比第Ⅰ、Ⅱ段的IdZ小得多，其灵敏度比第Ⅰ、Ⅱ段更高；第Ⅲ段的保护范围是本线路和相邻下一线路全长；电网末端第Ⅲ段的动作时间可以是保护中所有元件的固有动作时间之和（可瞬时动作），故可不设电流速断保护；末级线路保护亦可简化（Ⅰ＋Ⅲ或Ⅲ），越接近电源，tⅢ越长，应设三段式保护。

四.距离保护原理（略）第三十页，共八十三页，2022年，8月28日线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）

五、零序功率方向保护（小电流接地选线）零序电压，零序电流同名端接入装置

变电站总电容电流的大小与变电站线路的结构有关。发生单相接地故障时，故障总电流最好有实测值，如果实测有困难，可根据下列参数来计算电缆及架空线故障总电流。

10KV电缆线路：S=10mm20.46A/Km（一次电流）S=25mm20.62A/Km（一次电流）S=50mm20.77A/Km（一次电流）S=120mm21.1A/Km（一次电流）10KV架空线路0.025A/Km（一次电流）

在小电流接地选线时，各线路整定值为本线路电容电流的2倍，总电流大于各线整定值越多越能可靠选出故障相；出线小于三条线时，可能不能正确选出故障相；若总电流小于各线整定值，此保护暂时不能有效工作，所以要实测各相电容电流值。

六、低压减载低压减载的起动必须具备以下条件：①低压减载投入；②电压滑差（du/dt）不大于低压减载滑差闭锁定值，一般不能大于0.9Un/S；③运行电压小于低压起动值（一般0.9Un）；④运行电压不小于低压闭锁值。

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在输入电压满足以下条件之一时，低压减载被闭锁。①低电压闭锁：软件低压闭锁值Ubs由用户通过定值设定。②电压下降速率过快，其速率du/dt>(du/dt)s1时。此时视为系统短路。

当系统短路切除后，电压回升到U>Uset2时，且变化率du/dt>(du/dt)s3时，装置重新开放低压减载。(du/dt)s1：低压滑差闭锁值，(du/dt)s2：低压加速滑差值，(du/dt)s3：电压恢复滑差闭锁值。低压减载装置所有推荐定值清单如下：低压起动值Uqs：80%Un低压滑差闭锁值(du/dt)s1：80%Un/s低压加速滑差闭锁值(du/dt)s2：20%Un/s电压恢复滑差值(du/dt)s3：70%Un/s故障切除后电压恢复后判据Uset2：75%Un母线电压消失判据Ubs：20%Un低压减载动作时间Tvs1：用户根据系统情况整定低压减载加速动作时间Tvs2：一般按提前一到两轮整定

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4.常见问题处理方法

（1）农网10kV线路送电时发生后加速动作

10kV线路农网由于线路长，配电变压器多，在线路手合送电时由于励磁涌流的作用会发生后加速动作的情况。不属于误动，可考虑将后加速时间延长躲过励磁涌流的影响。

（2）变电站空母线投运后报母线绝缘监视告警，实际并未接地情况。

变压器投运后，空载投运母线并且带着PT。这样由于母线对地电容与PT的电感之间构成串联谐振回路，使得PT产生铁磁谐振，打破了三相电压的平衡，产生大的零序电压，所以告警母线绝缘监视。随后投上所带线路，负载增大，打破了原串联谐振回路，三相电压恢复平衡，母线绝缘监视告警消失。这是操作人员未按规程操作以及PT本身质量问题导致。

（3）线路送电后负荷显示不正确首先查看装置采集的电压是否准确，然后看一下保护电流是多少后乘以CT变比再看一下测量电流显示是否准确，若准确再到运行监视里查看电压及电流的相位关系是否正确。第三十三页，共八十三页，2022年，8月28日线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）

（4）关于防跳问题微机保护装置和断路器都有防跳功能时表现出来两种状况：断路器防跳功能被启动，不能进行连续两次分合闸操作断路器在跳位状态时，微机保护跳位指示灯亮，合位指示灯灭，现象正常；开关在合位状态时，微机保护合位指示灯亮，跳位指示灯有微弱的亮光，现象不正常。解决措施：1.合闸线圈在接入微机保护装置时串接断路器常闭辅助结点2.拆除断路器本身防跳功能3.短接微机保护串于合闸回路中的防跳继电器常闭结点（对于500E或3000型装置拆除防跳功能1）短接防跳结点KLT.V2）割断操作板上JP10连接线3）将断路器常闭结点一端接-KM，一端接到B10端子采集跳位。同时解决了位置指示灯错误的问题）方案一为最佳方案，即保留了微机保护防跳功能，也保留了在开关柜上进行电气操作时断路器的防跳功能，简单有效。

（5）后台开关位置不变

我们的装置开关位置是通过跳合闸线圈采集的，采用的是双位置判断，所以只要将开关跳合闸线圈接到装置上不需再外接开关位置状态。若装置处于控制回路断线，则保护装置上送控制回路断线前的开关状态。所以若后台开关位置不变可能是控制回路断线了。第三十四页，共八十三页，2022年，8月28日线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）

（6）后台误报信号

首先检查误报的信息是通过哪个保护装置报上来的，然后到对应的装置事件记录里查看有无记录，若有则可肯定是外部接的信号线确实产生了此信号，若无查看设置的信息点号是否重号及查看前置程序事件记录里是否确实有误发的信息。这样就可判断出是哪里出了问题。（7）重合闸试验做不出来

查看重合闸是否充电，若不充电则软压板没投，充电完毕后又马上放电则根据造成重合放电的几个因素挨个排查，同时充电完毕后再做试验时在重合闸时间内让开关跳闸后一定要把所加故障电流退掉，否则装置在判到有流后不启动重合闸。（8）CPU主板可能会发的几种信号自检出错：装置上电时报此信号，这是因为CPU板上的电池坏了，正常情况下是用装置电源给RAM供电的，失电后就可以用主板上电池供电，如果电池没有电不能给RAM供电它上报的动作代码就是乱码了，影响了事件记录，会在装置上电瞬间报自检出错，但是对于保护和其它不会有影响，只要换一个电池就好了！

RAM出错：如果报RAM出错就可能是CPU板有问题了。

A/D出错：A/D芯片可能出了问题，也可能是电源板提供A/D芯片工作的电源出了问题，可到运行监视里查看电源是否正常。第三十五页，共八十三页，2022年，8月28日线路保护（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）（9）工频交流干扰超温跳闸线（现象解释）

如图：超温跳闸信号开入分为2支，一支开入装置做为信号量开入，另一支则接在压板上最终接到外接保护跳上。当受到交流工频干扰时，信号线中会有60-80伏感应电压，这时候装置会报超温信号，但由于电压不够，不足以驱动控制回路使控制开关跳闸。同时，查看事件记录会发现，超温跳闸启动和超温跳闸复归两条记录之间的时间一般相差20毫秒左右，也就是1/50秒，而这个时间刚好就是交流工频的周期。

第三十六页，共八十三页，2022年，8月28日变压器保护变压器保护型号：a.DMP320（四侧）b.DMP321（三侧）c.DMP322（两侧）d.DMP323e.DMP324f.DMP325第三十七页，共八十三页，2022年，8月28日变压器保护概述电力变压器的故障类型、不正常运行状态1）变压器故障分为内部故障和外部故障。内部故障指的是变压器油箱内绕组之间发生的相间短路、一相绕组间发生的闸间短路、绕组与铁芯或引出线与外壳发生的单相接地短路。外部故障指的是油箱外部引出线之间发生的各种相间短路、引出线因绝缘闪落或破碎而通过油箱外壳发生的单相接地短路。变压器发生内部故障时，短路电流产生的高温电弧不仅烧坏绕组绝缘和铁芯，而且使绝缘材料和变压器油受热分解产生大量气体，导致变压器外壳局部变形、破坏甚至引起爆炸。

2）变压器不正常运行状态主要指过负荷、油箱漏油造成的油面降低和外部短路引起的过电流、对于大容量变压器因其铁芯额定工作磁通密度与饱和磁通密度比较接近，当系统电压过高或系统频率降低时，容易引起的过励磁

。第三十八页，共八十三页，2022年，8月28日变压器保护概述变压器保护的配置反应内部故障和油面降低的瓦斯保护反应变压器绕组和引出线的相间短路、中性点直接接地系统中系统侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组闸间短路的纵联比率差动保护或电流速断保护作为变压器外部相间短路和内部短路的后备保护的过电流保护（或带有复合电压起动的过电流保护或负序电流保护）中性点直接接地系统中外部接地短路的变压器零序过流保护（一般为110KV及以上电压等级）大型变压器的过励磁保护及过电压保护相间短路的阻抗保护（对于升压变压器和系统联络变压器在复合电压启动的过流保护或负序电流保护不能满足灵敏度和选择性时采用）变压器过负荷保护（反应容量在0.4MVA及以上变压器的对称过负荷）

第三十九页，共八十三页，2022年，8月28日变压器保护概述变压器的励磁涌流分析正常运行时，励磁电流仅为变压器额定电流的3％~5％，对保护无影响；而当变压器空载投入或外部故障切除电压恢复时，励磁电流可达额定电流的6~8倍，对差动保护带来极为不利的影响。励磁涌流并非正弦波，而是成尖顶状波形，且波形不连续，相邻两个波形间出现间断;励磁涌流过程中产生很多高次谐波，谐波分量中以二次为主。

变压器励磁涌流和内部短路故障时短路电流的谐波分析结果条件谐波分量占基波分量的百分比（％）直流分量基波二次谐波三次谐波四次谐波五次谐波励磁涌流第一个周期58100622542第二个周期58100632853第八个周期58100653073内部短路故障短路电流电流互感器饱和3810043292电流互感器不饱和01009474第四十页，共八十三页，2022年，8月28日变压器保护概述差动回路中不平衡电流的产生

由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流由于变压器常常采用Y,D11的接线方式，因此，其两侧电流的相位差30度。此时如果两侧的电流互感器仍然采用Y/Y接线方式，则二次电流由于相位不同，会形成一个差流。由于计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流由于两侧的电流互感器都是根据产品目录选取标准的变比，而变压器的变比也是一定的，因此，三者的关系很难满足Nl/Nh=NB的要求，此时差动回路中将有电流流过。在我们的微机保护中通过整定的不平衡系数来调整计算变比与实际变比的不同。由两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流由变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流第四十一页，共八十三页，2022年，8月28日变压器保护概述差动回路的接线

要求各侧CT靠近母线侧为同名端；高、低压侧保护CT“反极性”接入差动保护单元在正常运行和外部故障时同相相角差180°。

第四十二页，共八十三页，2022年，8月28日变压器保护概述纵联差动保护的整定躲变压器空投及故障切除后电压恢复时的励磁涌流躲变压器外部故障时在差动保护中引起的最大不平衡电流躲差动保护二次电流回路断线时，在差动回路中引起的差电流（带CT断线闭锁的比率差动整定时不用考虑该项）

第四十三页，共八十三页，2022年，8月28日变压器差动保护原理和整定分析

一、变压器主保护：变压器的主保护包括：变压器差动速断保护、二次谐波制动的比率差动保护、非电量保

护（本体轻重瓦斯、有载轻重瓦斯、超温告警、超温跳闸、压力

释放、风扇故障、油位异常）。变压器差动速断保护：在变压器内部发生严重故障时快速切除故障变压器。二次谐波制动的比率差动保护（带CT断线闭锁）：采用分相式，即A、B、C任一相保护动作出口。

二、比率差动保护动作方程和动作示意图：

动作方程Icd=K×Izd+K×（Icdqd/K–Igd）即Icd=K×Izd+Icdqd-K×Igd

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1）当Igd=Icdqd/K时，斜线通过原点（如图1）。

第四十五页，共八十三页，2022年，8月28日变压器差动保护

2）当Igd>Icdqd/K时斜线向负Icd轴移动，提高了灵敏度，防误动能力下降（如图2）。

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3）当Igd<Icdqd/K时斜线向正Icd轴移动，防误动能力增强，灵敏度下降（如图3）。

注：门槛电流Icdqd确定后，改变拐点电流Igd的大小，其实是对防误动能力、灵敏度两个性能指标的选择。

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三、二次谐波制动方法：1）判断有无二次谐波的先决条件：看有谐波相差流是否大于该相比率差动动作值，如小于即使有二次谐波分量，也等同于该相无二次谐波。2）实际采到的二次谐波值与该相差流的比值是否大于二次谐波系数（I2cd/Icd>K2），如果大于就制动比率差动；当I2cd/Icd<K2时不制动比率差动。3）二次谐波制动判据二次谐波制动采用单相二次谐波制动三相比率差动保护的原理，但是如果只有一相有二次谐波，且三相差动电流均越过定值，则差动保护动作。（主要考虑对于变压器中性点接地系统中，在空投变压器时如有一相单相接地时保护仍能可靠动作）

四、CT断线判断方法判据1：产生的负序电流大于0.1A（500E装置之前的300型、400型、500型装置负序电流判据为大于0.2A），并且断线侧负序电流是非断线侧负序电流的2倍以上。

MAX｛I2（高），I2（中），I2（低）｝＞2*MIN｛I2（高），I2（中），I2（低）｝判据2：断相侧的三相电流绝对值之和小于非断相侧的三相电流绝对值之和。当判据1、判据2同时满足时发“CT断线闭锁”信号。对与互感器一般额定为5A或1A，考虑1.2倍的过负荷运行，当二次相电流超过6A或1.2A时，认为是不正常运行状态，CT断线不闭锁比率差动保护，差流如过动作值就动作，反之可靠闭锁，防止误动。由于判据2的选用，使CT断线报警更为准确，排除了负荷不平衡产生负序电流而误动。CT断线是闭锁比率差动保护，实验时比率差动保护功能必须是投入状态。

第四十八页，共八十三页，2022年，8月28日变压器差动保护

五、二次CT接线方式

主变一次绕组接线方式一般为“Y/Δ”，差动回路二次CT接线既可按常规“Δ/Y”接线，也可把两侧接成“Y/Y”方式，通过程序中的CT接线方式来调节相位。方式1：主变一次绕组接线方式：“Y/Δ”，二次CT接线为“Δ/Y”，则高压侧CT接线方式应设为“OFF”

；以上为常规接线方式，相位补偿依靠二次接线调节，菜单中关于主变CT接线方式的设置均为“OFF”，表示不需要进行软件相位调节。方式2：主变一次绕组接线方式：“Y/Δ”，二次CT接线为“Y/Y”，则高压侧CT接线方式应为“ON”；相位调节由软件调整实现。方式3：主变一次绕组接线方式：“Y/Y”，二次CT接线为“Y/Y”，则高压侧CT接线方式应为“ON”；防止一侧中性点接地系统中有零序电流而误动，通过软件转换成Δ，滤掉零序分量。以上两种接线方式二次CT极性均以母线侧为同名端接入装置。整定计算不受接线方式的影响，全部按常规接线方式来整定（不受软件相位补偿的影响）。

六、CT接线系数CT接线系数以主变一次绕组接线方式为基准，一次侧为Y接线，则接线系数为，Δ接线则为1。对主变一次绕组双Y接线时,两侧Y/Y均应设成ON，接线系数均为。

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七、不平衡系数计算主变各侧保护CT变比配备的差异形成的不平衡电流的补偿方式采用不平衡系数调节，平衡原理采用了主变两侧功率相等原则，不平衡系数以高压侧为基准，高压侧不平衡系数固化为“1”，主变两侧不平衡系数的计算：A.主变高压侧为1（已固化）B.低压侧不平衡系数=（UL×KL×Khjx）/（Uh×Kh×KLjx）其中Uh、UL分别为主变高、低压侧额定电压

Kh、KL分别为主变高、低压侧CT变比

Khjx、KLjx分别为主变高、低压侧CT接线系数

八、差动保护CT相位角检查

变压器投运后观察高、低压侧的相角，由于高低压侧CT靠近各自母线侧为同名端，CT反极性接入差动保护装置，高、低压侧本相相差180°

φIa=000°

高压侧φIb=120°

φIc=240°

φIa=180°

低压侧φIb=300°φIc=060°

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十一、变压器的整定已知变压器参数如下：额定容量Se=31.5MVA，变比（110±4×2.5%）/11KV，主变一次绕组接线方式“Y/Δ-11”，高压侧CT变比：200/5，低压侧CT变比：2000/5CT二次接线为“Y/Y”接入本装置，则：Uh=110KV，Ul=11KVKh=40，Kl=400本装置“保护投退”菜单中将“高压侧接线方式Y/Y”设置为“ON”，高压侧Khjx=，低压侧Kljx=14.差动单元高压侧额定Ie

Ie=31500×/(×110×200/5)=7.16（A）5.门坎电流Icdqd取0.5Ie

Icdqd=0.5Ie=0.5×7.16=3.58（A）6.拐点电流取Ie

Igd=Ie=7.167.二次谐波制动系数推荐为0.128.比率制动特性斜率K推荐为0.59.差动速断取6~8Ie（躲空投变压器时的励磁涌流和不平衡电流）

Isd=43~57（A）10.差流越限告警取0.5倍门槛电流3.58/2=1.79A3.低压侧不平衡系数=（11×2000/5×

）/（110×200/5×1）=1.732第五十一页，共八十三页，2022年，8月28日变压器后备保护

原理和整定分析

一、复压过流保护1）复压过流保护中I、II、III三个时限跳哪侧开关的出口选择可以根据用户、要求配置2）负序电压整定时需按线电压整定，一般6～7V矢量公式：U2(线)=1/3（Uab+α2×Ubc+α×Uca）α=ej120=-1/2+j/2α2=ej(-120)=-1/2-j3）低电压整定一般60～65V

/2出口1234567端子B13、14B15、16C1、2C3、4C5、6C7、8C9、10第五十二页，共八十三页，2022年，8月28日变压器后备保护

二、90°接线、45°灵敏角、180°动作区的方向保护：

Uab-Ic、Ubc-Ia、Uca-Ib

1）双侧有源系统中，延时短的一侧加装方向保护，提高动作的选择性2）PT断线后电压相角不稳定，方向保护闭锁功能自动退出，如同无方向的电流保护

第五十三页，共八十三页，2022年，8月28日变压器后备保护

DMP300：以Uab为0°为基准相角，以“顺时针”为正方向,在Ua、Ia同相位时（负载纯阻）,相角表示如下：

Ua=30°Ub=150°Uc=270°Ia=30°Ib=150°Ic=270°Uab=0°Ubc=120°Uca=240°国标：以Ua为0°为基准相角，以“逆时针”为正方向,在Ua、Ia同相位时（负载纯阻）,相角表示如下：

Ua=0°Ub=-120°Uc=120°Ia=0°Ib=-120°Ic=120°Uab=30°Ubc=-90°Uca=150°第五十四页，共八十三页，2022年，8月28日变压器后备保护

第五十五页，共八十三页，2022年，8月28日变压器后备保护

第五十六页，共八十三页，2022年，8月28日变压器后备保护

第五十七页，共八十三页，2022年，8月28日变压器后备保护

三、母线绝缘监视3U0set：绝缘监视电压一般整定为

15～20V装置采集Uab、Ubc、3U0，通过矢量计算出Ua、Ub、Uc矢量公式Uab=Ua-UbUbc=Ub-Uc3U0=(Ua+Ub+Uc)

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在35KV中性点不接地系统中，当A相金属性完全接地时，矢量图如下：

第五十九页，共八十三页，2022年，8月28日变压器后备保护

3U0极性正确3U0极性不正确Uan＝0VUan＝2×57=114VUbn＝100VUbn＝57VUcn＝100VUcn＝57VUab＝100VUab＝100VUbc＝100VUbc＝100VUca＝100VUca＝100V接地相相电压为0接地相相电压为114非接地相相电压上升

倍

非接地相相电压不变线电压不变

线电压不变第六十页，共八十三页，2022年，8月28日变压器后备保护

四、DMP324保护中零序过流和间隙零序过流保护的运用主变中性点只有一个零序CT，在中性点刀闸分位时，零序电流通过放电间隙和大地等构成回路，放电间隙是较大的阻抗，故障时电流较小，所以定值也小；在中性点刀闸合位时，零序电流通过中性点刀闸和大地等构成回路，阻抗小，故障时相应流过零序电流大，所以定值较大。间隙零序过流保护在中性点刀闸合位时（D5端子），保护功能被自动闭锁，防止主变在中性点直接接地运行时间隙零序过流保护误动。

第六十一页，共八十三页，2022年，8月28日变压器后备保护

五、DMP323复合电压输出与DMP324中的复合电压形成配合可以实现高后备的复压过流保护的多侧电压启动。

六、DMP325保护装置里“厂家设置”中“高压侧测量设置”的运用不计主变本身的功率损耗时，高、低压侧的功率基本相等，当选用高压侧计量时，测量CT选用高压侧，“高压侧测量设置ON”；当选用低压侧计量时，测量CT选用低压侧，“高压侧测量设置OFF”。由于“Y/Δ-11”高、低压侧测量CT相角差30°，设置错误时计量错误。

七、DMP325作为主变高压侧保护中复压过流方向保护的运用虽然可以选取两侧电压作为闭锁电压，但由于保护CT取自高压侧，所以复压过流方向保护中电压方向只判高压侧电压相角（对于“Y/Δ-11”高、低压侧保护CT相角差30°）

第六十二页，共八十三页，2022年，8月28日电动机保护

电动机保护型号：（1）DMP371

：电流速断；过流保护（包括定时限、一般反时限、非常反时限、极端反时限）；过热保护；堵塞保护；启动时间过长保护；低电压保护；负序过流保护；零序过流保护；启动间隔保护；过负荷告警（2）DMP372

：比率差动保护；过负荷告警（3）DMP373

：电流速断；过流保护（包括定时限、一般反时限、非常反时限、极端反时限）；过热保护；堵塞保护；启动时间过长保护；低电压保护；负序过流保护；零序过流保护；启动间隔保护；过负荷告警；差动速断保护；二次谐波制动比率差动保护第六十三页，共八十三页，2022年，8月28日电动机保护

保护原理

1.电流速断保护

Ihset：启动后速断电流整定值Isset：启动时速断电流整定值

第六十四页，共八十三页，2022年，8月28日电动机保护

电动机的启动判据：①电流在30mS内从小于0.05A突变为2倍额定电流②开关位置从跳位变为合位

2.过流保护

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3.过热保护

过热是引起电动机损坏的重要原因，特别是转子因负序电流产生的过热。过热保护分为过热保护告警和过热保护跳闸。过热保护动作判据为：式中：t：保护的动作时间（s）；

τ：电动机的发热时间常数（s），对应于电动机过热（过负荷）的承受能力；

I1：电动机实际运行电流的正序分量（A）；

I2：电动机实际运行电流的负序分量（A）；

In：装置的额定电流（电动机实际运行额定电流反应到CT二次侧的值）；K2：负序电流发热系数第六十六页，共八十三页，2022年，8月28日电动机保护

4.堵塞保护

5.启动时间过长

第六十七页，共八十三页，2022年，8月28日电动机保护

6.启动间隔保护

电动机运行过程中不允许频繁的启停电动机。启动间隔保护可有效防止太小的时间间隔内的重复启动而导致电动机过热。当电动机两次启动的时间间隔小于整定值时，第二次启动时电动机将被跳开。

7.低电压保护

第六十八页，共八十三页，2022年，8月28日电动机保护

8.负序过流保护

本保护由负序电流，正序电流和短延时三部分构成。它在电动机一相断线情况下启动时和匝间短路时可迅速作用于跳闸，它对保护区内非对称故障的灵敏度高于相电流速断。1)电动机断一相启动时，作用于保护的I1、I2皆约为电动机正常启动电流的一半，肯定大于整定值，因此可立即作用于跳闸。2)电动机两相短路，I2为由电源流至故障点的负序电流，而I1=I1k+I1m(I1k为故障点的正序电流，I1m为电动机的正序负荷电流)，保护有足够的灵敏度。3)正常运行中一相断线，断线后，一般情况下，I1=I2<1.2In,利用I1的整定值可防止保护区外一相断线使本保护误跳闸，而由过热保护延时跳闸。4)外部两相短路，故障开始时电动机反馈较大的I1、I2，为防止本保护此时误动，其动作时间不应小于0.2S。反馈过程结束后，I1约为正常负荷电流的一半，I1≈0.5In，由于转矩减小使滑差增大，I1又趋向于增大。为防止I1增大至大于整定值而误动，保护的动作时间又不宜太长。这就是本保护延时定为0.2S或0.6S的根据。

第六十九页，共八十三页，2022年，8月28日电动机保护

9.零序过流保护

零序过流保护分为零序过流报警和零序过流跳闸。本保护整定范围很宽。在算法上考虑了躲开暂态过程的影响，它可用于小电流接地系统或经电阻接地的系统。

在电动机较大的启动电流下，也可能有较大的零序不平衡电流，因此在零序电流保护中加入正序电流作为制动量。其动作特性可用下式描述：

I1≤1.05In时I0≥I0setI1＞1.05In时I0≥[1+(I1/In－1.05)×0.25]×I0set

式中：I0：零序保护的动作电流

I0set：零序保护的整定电流

10.比率差动保护

IfK=0.4K=0.5K=0.3IcdIcdqddIgd动作区第七十页，共八十三页，2022年，8月28日电动机保护

参数整定

1.电动机二次额定电流Ie2.电动机启动时间Tqd3.电动机速断保护：

启动时定值=1.2~1.3Iqd(Iqd电动机的启动电流)

启动后定值=?(考虑在最小运行方式下出口处两相短路有足够灵敏度整定,灵敏度Klm>2)

保护动作延时:0.1S4.定时限过流保护(反时限过流保护和定时限过流保护在电动机启动过程中自动退出,启动结束后自动投入)

过流定值=1.3Ie(电动机二次额定电流)

保护动作延时:0.5S(用户根据实际需求整定)5.反时限过流保护根据几倍的额定电流需多长时间动作然后根据公式反向求出时间常数。6.堵塞保护(电动机启动过程中堵塞保护自动退出,启动结束后自动投入)正序定值=2.5Ie保护动作延时:0.1S7.过负荷告警(只告警不跳闸)告警电