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发变组保护原理及配置介绍

生产部运行组杨华秋2019年10月目录四、变压器保护原理介绍一、发变组保护配置原则二、发变组保护配置介绍三、发电机保护原理介绍一、发变组保护配置原则

总体方案设计思路:总体方案为双主双后,即双套主保护、双套后备保护、双套异常运行保护的配置方案,其思想是将一个发变组单元的全套电量保护集成在一套装置中。对于一个发变组单元,配置两套完整的电气量保护,每套保护装置采用不同组TA,均有独立的出口跳闸回路。非电量保护出口跳闸回路完全独立,和操作回路独立组屏。保护主要配置原则:遵循法规《GBT14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程》及设备主接线的要求。强化主保护简化后备保护。继电保护整定遵循《DLT684-2012大型发电机变压器继电保护整定计算导则》。一、发变组保护配置原则保护盘柜配置概述:发变组保护包括发电机保护、励磁变压器保护、主变压器保护和高压厂用变压器保护。每个发变组单元应配置5面保护屏,2面发电机保护屏,2面主变压器电气量保护屏和1面主变压器非电量保护屏。2面发电机保护屏应完全独立,每个保护屏配置一套完整的发电机和励磁变压器的主、后备保护装置,能反应发电机和励磁变压器的各种故障及异常状态,并能动作于跳闸或发信号。注入式定子接地保护装置布置在发电机保护A屏。2面主变压器电气量保护屏应完全独立,每个保护屏配置一套完整的主变压器和高压厂用变压器的主、后备保护装置,能反应主变压器和高压厂用变压器的各种故障及异常状态,并能动作于跳闸或发信号。跳闸信号光纤传输装置主变侧布置在地下厂房高压电缆保护柜内,500kV侧布置在地面GIS楼高压电缆保护柜内,光纤传输装置间均采用独立光缆连接。一、发变组保护配置原则发电机、励磁变故障及异常类型:a.定子绕组相间短路;b.定子绕组接地;c.定子绕组匝间短路;d.发电机外部相间短路;e.定子绕组过电压;f.定子绕组过负荷;g.转子表层(负序)过负荷;h.励磁绕组过负荷;i.励磁回路接地;j.励磁电流异常下降或消失;k.定子铁芯过励磁;l.发电机逆功率;m.频率异常;n.失步;o.发电机突然加电压;p.发电机起停;q.其他故障和异常运行。主变压器、高厂变故障及异常类型:a.绕组及其引出线的相间短路和中性点直接接地或经小电阻接地侧的接地短路;b.绕组的匝间短路;c.外部相间短路引起的过电流;d.中性点直接接地或经小电阻接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压;e.过负荷;f.过励磁;g.中性点非有效接地侧的单相接地故障;h.油面降低;i.变压器油温、绕组温度过高及油箱压力过高和冷却系统故障。二、发变组保护配置杨房沟水电站发变组保护配置图二、发变组保护配置二、发变组保护配置发变组电气量保护发电机完全差动保护(87G-A/B)(为何不能反映匝间短路和分支开焊?)作为反应发电机定子绕组相间(包括机端相间)故障的主保护。完全差动保护采集发电机机端和中性点侧全部三相电流,反应发电机内部各种相间短路故障。发电机完全裂相横差保护(87GTD-A/B)该保护为三相式横差保护,保护采集发电机绕组中性点每相1、2分支组合电流和3、4分支组组合电流,能反应发电机定子绕组相间短路故障、定子匝间短路故障及分支断线故障。发电机单元件横差保护(51GI-A/B)该保护为两段式零序电流型横差保护,反应发电机内部匝间短路、相间短路及定子绕组开焊。保护测量发电机中性点连线上的电流。发电机注入式定子100%一点接地保护(64G-A)保护反应定子100%绕组一点接地故障,包括发电机中性点附近某点经一定大小的电弧电阻接地或该点绝缘电阻下降至整定值的一点接地故障。机组运行、开机过程及机组停运时注入式保护均应起保护作用。二、发变组保护配置发电机100%定子一点接地保护(64G-B)采用基波零序与三次谐波电压保护共同组成100%定子一点接地保护。基波零序过电压保护取机端电压,设两段保护,低定值段带时限动作于信号,高定值段带时限动作于停机。三次谐波电压保护取机端和中性点电压进行三次谐波比较。发电机带电流记忆的低压过流保护(51/27G-A/B)(简称复压过电流保护)

该保护检测发电机中性点侧电流互感器三相电流,由具有电流记忆的低压过流起动,用于发电机内部相间短路和区外短路故障的后备保护。发电机转子表层(负序)过负荷保护(46G-A/B)检测机端和中性点侧电流互感器三相电流,反应由于发电机不对称负荷、非全相运行及外部不对称短路产生的负序电流导致转子表层过热的故障。发电机定子绕组过电压保护(59G-A/B)保护反映发电机在起动或并网过程中或突然甩负荷后的端电压异常升高或励磁系统故障引起的机组持续过电压。发电机定子绕组过负荷保护(49G-A/B)保护由定时限和反时限两部分组成,定时限部分按发电机长期允许的负荷电流下能可靠返回的条件整定,经延时动作于信号或自动减出力。二、发变组保护配置发电机失磁保护(40G-A/B)作为反应发电机励磁电流异常下降或完全消失的保护。发电机失步保护(78G-A/B)当检测到失步时,先输出报警信号,当振荡中心在发电机—变压器组内部、失步运行时间超过整定值或电流振荡次数超过规定值时,保护应动作跳发电机断路器、停机、跳灭磁开关、启动发电机故障录波。发电机过激磁保护(59/81G-A/B)保护发电机过激磁,即当电压升高和频率降低时工作磁通密度过高引起绝缘过热老化的保护。发电机注入式转子一点接地保护(64E-A)保护检测励磁回路对地绝缘值,如发生一点接地,指示故障点位置及故障点接地过渡电阻值。机组运行、开机过程及机组停运时注入式保护均应起保护作用。转子一点接地保护装置不允许采用电容分压,该保护装置安装在励磁系统屏柜中。发电机转子一点接地保护(64E-B)保护采用乒乓切换原理实现,保护检测励磁回路对地绝缘值,如发生一点接地,指示故障点位置及故障点接地过渡电阻值。保护装置安装在励磁系统屏柜中。二、发变组保护配置发电机励磁绕组过负荷保护(49GR-A/B)保护检测由于励磁系统故障或强励时间过长引起的励磁绕组过负荷。发电机突然加电压保护(50/27G-A/B)(也叫误上电保护)用于当发电机在盘车、停机或启动升速但灭磁开关未合闸时,发电机的断路器意外合闸,突然加上电压的保护。发电机逆功率保护(32G-A/B)当导叶误关闭而发电机未解列时,发电机将变为电动机运行,从系统中吸收有功功率,会引起机组异常振动而损坏,逆功率保护反应此种故障。发电机断路器失灵保护(50BF-A/B)保护由发电机保护跳闸输出接点和发电机相电流、负序、零序电流共同启动,保护动作延时跳开本发变组单元的主变500kV侧断路器,发信号、启动发电机故障录波。起停机保护(51/64G-A/B)发电机启动或停机过程中,反应相间故障的保护和定子接地故障的保护。轴电流保护(38/64G-A)作为发电机轴承绝缘损坏产生轴电流,损害轴承和其他主要部件时的保护。二、发变组保护配置

频率保护(81G-A/B)保护动作于解列灭磁或程序跳闸。励磁变差动保护(87ET-A/B)作为励磁变内部及引出线短路故障的主保护。励磁变速断保护(51ET-A/B)作为励磁变内部及引出线短路故障的主保护。励磁变过电流保护(51ET1-A/B)保护测量励磁变压器高压侧三相电流,过电流保护作为励磁变的后备保护,用于反映变压器低压侧绕组、负荷侧引线的相间短路。断路器断口闪络保护(52G-A/B)发变组在通过主变高压侧断路器进行同步并列的过程中,作用于断路器断口上的两侧电压之间相角差δ不断变化。当δ=180°时其值最大,可能造成断路器断口闪络事故。二、发变组保护配置主变差动保护(87T-A/B)保护主变及其引出线和高厂变高压侧分支线,反应变压器内部相间短路故障、高/低压侧套管及其引出线的短路故障、高压侧单相接地短路及变压器匝间短路故障。主变零序电流保护(51TN-A/B)保护反应主变压器外部单相接地故障引起的过电流。保护检测500kV系统发生接地故障时,在主变压器中性线上的过电流。主变过激磁保护(24T-A/B)保护变压器过激磁,即当频率降低和/或电压升高时工作磁通密度过高引起绝缘过热老化。(工作磁通密度怎么计算?)主变高压侧过流保护(51T-A/B)在变压器高压侧装设由发电机出口断路器辅助接点投退的过电流保护。作为倒送厂用电时主变压器相间短路后备保护。主变高压侧复压过流保护(67T1-A/B)作为主变高压侧的后备保护。(何为复压?)二、发变组保护配置主变低压侧20kV母线接地保护(64T-A/B)保护取主变低压侧20kV母线电压互感器的零序电压,保护延时动作于发信号。(为何只动作于信号?)高压厂用变差动保护(87ST-A/B)保护高压厂变绕组及其引出线的相间短路故障。高压厂用变过流保护(51ST-A/B)保护测量厂用变高压侧三相电流,过电流保护作为高压厂用变压器的后备保护,用于反映变压器低压侧绕组、负荷侧引线及负荷侧母线的相间短路。高压厂用变过负荷(49-A/B)保护测量厂用变高压侧电流,保护延时动作于发信号。非电量保护主变重瓦斯保护(80TH)变压器瓦斯保护反应变压器内部故障及油箱内的各种故障。(与主变差动保护相较哪一个更灵敏?)主变轻瓦斯保护(80TL)变压器瓦斯保护反应变压器内部故障及油箱内的各种故障,当变压器故障产生轻瓦斯时,保护瞬时动作于发信号。二、发变组保护配置主变压力释放保护(63T)变压器压力释放保护装置作为变压器内部故障的释压保护,当变压器由于内部故障引起压力过大时,释压器动作,释放油箱内的油压力,并同时动作于发信号。主变油面温度保护(49T1)反应主变压器运行油温温度升高的保护。主变绕组温度保护(49T2)反应主变压器线圈温度升高的保护,温度升高时动作于发信号。主变冷却器保护(62T)当主变压器冷却器电源消失、冷却器全停时,保护瞬时动作于发信号,当冷却器全停20分钟,且油温超过75℃或冷却器全停60分钟后,保护动作于跳主变500kV侧两台断路器、跳发电机断路器、跳高厂变低压侧开关、灭磁开关、停机、启动机组故障录波、并发事故信号。主变油位保护作为主变压器本体油位异常故障情况时的保护,保护延时动作于发信号。二、发变组保护配置油压速动保护

反应变压器内部发生故障时油分解产生气体而压力迅速升高的保护,保护瞬时动作于发信号。高压厂用变温度保护(49ST)当厂用变压器温度升高时动作于信号,温度过高时动作于跳主变500kV侧两台断路器、跳发电机断路器、跳高厂变低压侧开关、跳灭磁开关、停机、启动机组故障录波、并发事故信号,励磁变温度保护(49ET)当励磁变压器温度升高时动作于信号,温度过高时动作于跳发电机断路器、跳灭磁开关、停机、启动机组故障录波、并发事故信号。三、发电机保护原理发电机比率制动式完全差动保护三、发电机保护原理基本工作原理制动特性和动作方程三、发电机保护原理发电机变斜率完全差动保护发电机变斜率完全纵差保护的基本工作原理与比率制动式完全纵差保护相同,只是制动特性是变斜率的。(杨房沟配置哪一种完全纵差保护?)三、发电机保护原理发电不完全差动保护原理发电机完全裂相横差保护:将一台发电机的每相并联分支分为两个分支组,图3中,1/3/5分支的TA2与2/4/6分支的TA1构成裂相横差保护。发电机单元件横差保护:图3中,接于发电机中性点连线的TA0用于零序电流型横差保护,动作电流按躲过发电机外部不对称短路故障或发电机转子偏心产生的最大不平衡电流整定。(杨房沟发电机为每相4分支)三、发电机保护原理发电机注入式定子接地(100%)保护

定子接地保护注入电源装置提供20HZ的低频电源,将低频电压电流信号注入到发电机定子绕组中,保护装置通过检测注入的低频电压、电流,计算出接地故障的过渡电阻阻值,实现检测定子绕组100%范围内的接地故障。

外加20Hz电源注入式定子单相接地故障保护接线图三、发电机保护原理发电机基波零序+三次谐波电压型100%定子接地保护

保护发电机定子及其引线的单相接地。由反映基波保护范围在发电机机端90%左右的零序过电压保护和通过比较发电机中性点的三次谐波电压和发电机机端产生的三次谐波电压来保护定子绕组余下的10%,从而构成对定子绕组的100%保护。(基波零序电压为什么只能保护95%?)))三、发电机保护原理离发电机中性点越近,零序电压越小离发电机中性点越远,零序电压越大在实际中,零序电压整定值一般大于5V,因此离中性点近的5%区域无法进行保护。三、发电机保护原理发电机复合电压过流保护(为什么要带记忆功能?)由一个负序电压继电器和一个接在相间电压上的低电压继电器共同组成的电压复合元件,两个继电器只要有一个动作,同时过电流继电器也动作,整套装置即能启动。解决系统在最大(或最小运行方式下)线路终端两相短路(负序闭锁)或三相短路(低电压闭锁)时,故障电流达不到速断整定值,过流延时时间又太长的矛盾引入复合电压回路,来降低过流的动作值。由于发电机外部短路引起的过电流和发电机异常运行出现的过负荷电流在数值上差别不大,因此,为了区别过负荷和过电流,过电流保护就需要装设低电压元件(对称短路)和负序电压元件(不对称短路)作为闭锁元件(也称为起动元件),构成所谓复合电压闭锁(起动)过电流保护,该保护须低电压元件或负序电压元件与过电流元件同时动作时,才能出口动作于跳闸。当发电机励磁采用自并励系统时,由于励磁变接在发电机出口,当外部发生短路故障而主保护拒动时,按理正常后备保护应动作,可由于短路故障造成发电机出口电压降低,引起励磁变的输出减少,造成发电机励磁电流减少,进而使发电机定子电流减少,不能维持短路电流,从而使保护返回,造成后备保护也拒动。为此在复合电压闭锁过电流保护中设计了记忆过流功能,使保护装置能记忆故障初的短路电流而忽略以后的电流。三、发电机保护原理发电机复合电压过流保护动作电流按发电机额定负荷下可靠返回的条件整定:低电压元件接线电压,按躲过发电机失磁时最低机端电压整定。负序电压元件接相电压或线电压,按躲过正常运行是的不平衡电压整定。三、发电机保护原理转子表层(负序)过负荷保护和定子绕组过负荷保护(两个过负荷保护有什么区别?)负序过负荷保护(反时限),也可称为发电机转子表层过负荷保护,检测中性点电流互感器三相电流,反应由于发电机不对称负荷、非全相运行及外部不对称短路产生的负序电流导致转子表层过热的故障。定子过负荷保护,也可称为对称过负荷保护。通常设置由定时限和反时限过负荷保护组成,用于反映发电机因过负荷或外部故障引起的定子绕组过电流。三、发电机保护原理发电机失磁保护(发电机失磁后能否减健全机组的励磁?)失磁保护反应发电机励磁回路故障引起的发电机异常运行,主要是判断机组的阻抗是否超过静稳阻抗圆和异步阻抗圆。对系统的危害:从系统吸收大量的无功,引起系统电压下降,甚至使电力系统电压崩溃瓦解;引发系统失步振荡;引发相邻元件或线路保护误动,扩大事故范围。对机组的危害:转子回路中出现差频电流使转子发热,破坏转子绝缘;定子电流增大发热;引发机组失步振荡,这种剧烈振动使机座松动,严重威胁机组安全。当发电机完全失去励磁时,励磁电流将逐渐衰减至零。由于感应电势逐渐减小,导致电磁功率小于原动机的功率,转子加速,功角增大,有可能超过静稳极限而导致发电机和系统失步。发电机失磁后将从并列运行的电力系统中吸取电感性无功功率供给转子励磁电流,在定子绕组中感应电势。在发电机超过同步转速后,转子回路中将感应出频率为的电流,此电流产生异步制动转矩,当异步转矩与原动机转矩达到新的平衡时,即进入稳定的异步运行。失磁前有功越大,稳定异步转差越大,吸收无功越大。三、发电机保护原理导致发电机失磁的原因灭磁开关误跳闸而转子线圈经灭磁电阻短接转子线圈短路转子线圈回路断线而开路硅整流的故障自动调节励磁装置的故障等发电机失磁时,由于机端电压降低,相邻发电机励磁电压自动或手动增加,向故障发电机供无功功率。健全发电机定子电流较大,值班人员在机组允许的条件下,不允许减励磁,否则可能引起健全机组振荡。相邻线路电流增大,可能引起线路线路或机组后备保护动作,所以考虑一台机组失磁时,与相邻元件保护的配合。问题:发电机失磁后是否还能够运行?三、发电机保护原理失磁保护的判据:静稳阻抗、静稳转子电压、异步阻抗、系统(机端)低电压以及无功功率方向等,它们有机的组合可以构成很好的失磁保护。三、发电机保护原理静稳阻抗:当电功角等于90°的静稳极限所对应的静稳极限(等无功)阻抗圆。特性圆如图。整定动作圆:圆心:半径:三、发电机保护原理静稳极限转子电压:静稳极限所对应的转子励磁电压,此电压低于运行负荷功率的励磁电压。判据:

三、发电机保护原理失步保护通过判断不稳定振荡的失步机组机端阻抗穿越三阻抗元件的滑极次数和是否落入机组区内外作出相应的跳闸方式。失步保护通过判断不稳定振荡的失步机组极端阻抗穿越三阻抗元件的滑极次数和是否落入机组区内外作出相应的跳闸方式。Z1为透镜特性,分为透镜内区域和透镜外区域。Z2为遮挡器特性,平分透镜。Z1与Z2结合,把阻抗平面分为四个区,根据其测量阻抗在四个区内的停留时间作为是否发生失步的盘踞。Z3为电抗线,把动作区一分为二。三元件失步保护特性三、发电机保护原理失步保护功能采用正序电压、正序电流计算阻抗,能区分短路和失步能区分振荡中心在发变组内部或外部

能区分稳定振荡和失步能检测加速失步或减速失步振荡频率范围0.1-8Hz当电流小于出口断路器跳闸允许电流时出口

能记录滑极次数,跳闸滑极次数可分别整定三、发电机保护原理失步时正序阻抗动作特性1.左右边界2.中心线3.电抗线振荡中机端阻抗继电器的测量阻抗图

三、发电机保护原理保护采用三元件失步继电器动作特性,第一部分是透镜特性,图中①,它把阻抗平面分成透镜内的部分I和透镜外的部分O。第二部分是遮挡器特性,图中②,它把阻抗平面分成左半部分L和右半部分R。两种特性的结合,把阻抗平面分成四个区OL、IL、IR、OR,阻抗轨迹顺序穿过四个区(OL→IL→IR→OR或OR→IR→IL→OL),并在每个区停留时间大于一时限,则保护判为发电机失步振荡。每顺序穿过一次,保护的滑极计数加1,到达整定次数,保护动作。第三部分特性是电抗线,图中③,它把动作区一分为二,电抗线以上为I段(U),电抗线以下为II段(D)。阻抗轨迹顺序穿过四个区时位于电抗线以下,则认为振荡中心位于发变组内,位于电抗线以上,则认为振荡中心位于发变组外,两种情况下滑极次数可分别整定。

三、发电机保护原理振荡中心在区外且失步时失步继电器分析三、发电机保护原理振荡中心在区内且失步时失步继电器分析三、发电机保护原理发电机同步振荡时t0:正常运行t1:区外故障t2:故障切除三、发电机保护原理先区外故障后振荡时t0:正常运行t1:区外故障t2:故障切除t3:振荡三、发电机保护原理注入式发电机转子接地保护采用自适应有源切换技术,在未加励磁电压的情况下也能监视转子绝缘,在转子绕组上任一点接地时,保护的灵敏度高且一致。原理:注入电源从转子绕组的正负两端与大轴之间注入,注入电源的频率可根据转子绕组对地电容的大小进行调整,实时求解转子对地绝缘电阻值,注入电压由保护装置自产,保护反映发电机转子对大轴绝缘电阻的下降。对于双端注入方式,可准确测量转子一点接地位置。三、发电机保护原理注入式发电机转子接地保护Rx为测量回路电阻,Ry为注入大功率电阻,Us为注入电源模块,Rg为转子绕组对大轴的绝缘电阻。三、发电机保护原理乒乓式转子一点接地保护转子接地保护可采用切换采样原理(乒乓式),切换图中S1、S2电子开关,得到相应的回路方程,通过求解方程,可以得到转子接地电阻Rg,接地位置α。一点接地设有两段动作值,灵敏段动作于报警,普通段可动作于信号也可动作于跳闸。三、发电机保护原理发电机误上电保护用于当发电机在盘车或启停机过程未并网的情况下,发电机的断路器意外合闸,突然加上电压的保护。保护具备鉴别同期并网或非同期合闸功能。发电机投入运行后保护应能可靠退出,解列后投入保护功能。误上电的危害发电机盘车状态下(未加励磁,低速),主开关误合,发电机异步起动

,由于转子与气隙同步旋转磁场有较大滑差,转子本体长时间流过差频电流烧伤转子。突然误合闸引起转子急剧加速,润滑油压较低,轴瓦损坏。三、发电机保护原理发电机盘车时,未加励磁,断路器误合,造成发电机异步起动;发电机起停过程中,已加励磁,但频率低于定值,断路器误合;发电机起停过程中,已加励磁,但频率大于定值,断路器误合或非同期。三、发电机保护原理发电机逆功率保护用于防止机组导叶误关闭而GCB未跳闸时,发电机转为电动机运行状态下异常振动损坏发电机。假设杨房沟逆功率定值为5%,则逆功率动作定值为-5%*375MW=-18.75MW,延时5S发信,延时10S动作。三、发电机保护原理发电机启停机保护发电机启动或停机过程中,配置反应相间故障的保护和定子接地故障的保护。由于发电机启动或停机过程中,定子电压频率很低,因此保护采用了不受频率影响的算法,保证了启停机过程中对发电机的保护。启停机保护经控制字整定,可以选择“低频元件闭锁”或“断路器位置接点闭锁”。

轴电流保护发电机轴电流密度超过允许值,发电机转轴轴颈的滑动表面和轴瓦就会被损坏。该保护只用于报警。三、发电机保护原理发电机频率保护

发电机频率异常保护配置有低频和高频保护,水电站低频保护(49.5Hz),动作于报警;高频保护(55Hz,过速110%),延时5S跳闸。动作后果:跳GCB、跳FCB、启动GCB失灵。注意:不启动停机。三、发电机保护原理过励磁保护(为什么主变压器也要配置此保护?)发电机或变压器过励磁运行时,铁芯发热,漏磁增加,电流波形畸变,严重损害发电机或变压器安全。当发电机与主变压器之间有断路器时,应分别为发电机和变压器配置过励磁保护。过励磁保护整定值按发电机或变压器过励磁能力较低的要求整定。三、发电机保护原理断路器闪络保护危害:220KV以上系统在进行同步并列运行过程中,当发电机空载电势与系统电压180度造成断口闪络。使断路器损坏,破坏系统稳定,负序电流损坏发电机。判据:(1)断路器三相位置接点均为断开状态;(2)负序电流大于整定值;(3)发电机已加励磁,机端电压大于一固定值。动作跳灭磁开关,失效时起动失灵。(励磁变差动、速断、过电流保护与发电机相类似,不再单独介绍)四、变压器保护原理变压器保护规程规范要求《GBT14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程》4.3.20.4MVA及以上车间内油浸式变压器和0.8MVA及以上油浸式变压器,均应装设瓦斯保护。当壳内故障产生轻微瓦斯或油面下降时,应瞬时动作于信号;当壳内故障产生大量瓦斯时,应瞬时动作于断开变压器各侧断路器。

带负荷调压变压器充油调压开关,亦应装设瓦斯保护。瓦斯保护应采取措施,防止因瓦斯继电器的引线故障、震动等引起瓦斯保护误动作。4.3.3对变压器的内部、套管及引出线的短路故障,按其容量及重要性的不同,应装设下列保护作为主保护,并瞬时动作于断开变压器的各侧断路器:4.3.3.1电压在10kV及以下、容量在10MVA及以下的变压器,采用电流速断保护。4.3.3.2电压在10kV以上、容量在10MVA及以上的变压器,采用纵差保护。对于电压为10kV的重要变压器,当电流速断保护灵敏度不符合要求时也可采用纵差保护。4.3.3.3电压为220kV及以上的变压器装设数字式保护时,除非电量保护外,应采用双重化保护配置。当断路器具有两组跳闸线圈时,两套保护宜分别动作于断路器的一组跳闸线圈。四、变压器保护原理变压器保护规程规范要求《GBT14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程》4.3.4纵联差动保护应满足下列要求:a.应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流;(励磁涌流怎么产生?)b.在变压器过励磁时不应误动作;c.在电流回路断线时应发出断线信号,电流回路断线允许差动保护动作跳闸;d.在正常情况下,纵联差动保护的保护范围应包括变压器套管和引出线,如不能包括引出线时,应采取快速切除故障的辅助措施。4.3.5对外部相间短路引起的变压器过电流,变压器应装设相间短路后备保护。保护带延时跳开相应的断路器。相间短路后备保护宜选用过电流保护、复合电压(负序电压和线间电压)启动的过电流保护或复合电流保护(负序电流和单相式电压启动的过电流保护4.3.5.2110kV~500kV降压变压器、升压变压器和系统联络变压器,相间短路后备保护用过电流保护不能满足灵敏性要求时,宜采用复合电压起动的过电流保护或复合电流保护。4.3.7.1在中性点直接接地的电网中,如变压器中性点直接接地运行,对单相接地引起的变压器过电流,应装设零序过电流保护,保护可由两段组成,其动作电流与相关线路零序过电流保护相配合。4.3.14变压器非电气量保护不应启动失灵保护。四、变压器保护原理主变压器差动保护工作原理:比较变压器各侧电流的大小和相位。正常运行和外部短路时(理想情况下)内部短路时差动保护能不能代替瓦斯保护?四、变压器保护原理变压器差动保护的特殊问题(1)励磁涌流在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°,在电压瞬时值u=0瞬间合闸,铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变,因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm,这样经过半个周期后铁心中的磁通将达到2Φm。(a)-φmφmuφu,φ0ωt(b)u2φm

+φsφωtu,φ0四、变压器保护原理主变压器差动保护主变压器差动保护是变压器内部故障的主保护,主要反映变压器绕组内部、套管和引出线的相间和接地短路故障,以及绕组的匝间短路故障。一般情况下,大型变压器的差动保护均设有差动速断、比率差动、工频变化量比率差动。四、变压器保护原理变压器差动保护的特殊问题(1)励磁涌流在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°,在电压瞬时值u=0瞬间合闸,铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变,因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm,这样经过半个周期后铁心中的磁通将达到2Φm。(a)-φmφmuφu,φ0ωt(b)u2φm

+φsφωtu,φ0四、变压器保护原理励磁涌流是变压器纵差动保护的一个主要问题。励磁涌流的出现有三种情况:(a)当投入空载变压器时产生空投励磁涌流;(最主要)(b)当外部故障切除电压恢复时产生恢复励磁涌流;(c)当两台并联变压器,一台正常运行,另一台空载合闸时,不仅合闸变压器有励磁涌流,另一台并联运行变压器(如有该变压器)中会出现和应涌流。励磁涌流是由于变压器铁芯严重饱和产生的。(2)变压器过励磁在运行中,由于电源电压的升高或频率的降低,可能使变压器过励磁。变压器过励磁后,其励磁

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