变压器零序方向过流保护
零序方向电流保护
整定原则
根据电网的运行特性和保护需求,对零序方向电流保护的 整定值进行了详细计算,以确保保护装置在故障发生时能 够快速准确地动作。
实施效果
经过一段时间的运行,该地区电网的零序方向电流保护表 现稳定,有效地减少了故障对系统的影响,提高了供电可 靠性。
某变压器零序方向电流保护误动案例分析
01 案例概述
在变压器保护中的应用
变压器是电力系统中的重要设备,其 安全运行对于电力系统的稳定至关重 要。
当变压器发生接地故障时,零序方向 电流保护能够快速切断故障绕组,以 减小对变压器的损坏和避免事故扩大。
变压器零序方向电流保护主要用于防 止变压器绕组间的接地故障,通过检 测零序电流的相位和幅值来实现。
在母线保护中的应用
某变压器在正常运行过程中, 零序方向电流保护突然误动跳 闸,导致供电中断。
02
故障分析
经过对保护装置的记录数据和 变压器运行参数进行分析,发 现是由于接地电阻过大,导致 零序电流在接地电阻上的压降 过大,使得变压器中性点电位 偏移,进而引发零序方向电流 保护误动。
03
处理措施
04
针对该问题,采取了降低接地电 阻、优化变压器中性点接地方式 等措施,以减少零序电流保护误 动的风险。
对于高阻接地故障,零序方向电流保护的灵敏度 可能降低,导致不能及时发现和切除故障。
零序方向电流保护的改进方法
变压器的零序保护的配置原则是什么
变压器的零序保护的配置原则是什么?
变压器的零序保护的配置原则是什么?答:(1)中性点直接接地电网的变压器应装
设零序(接地)保护作为变压器主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护。
(2)当变压器中性点同时装设有避雷器和放电间隙时,应装设零序电流保护作为变
压器中性点直接接地运行时的保护,并增设一套反映间隙放电电流的零序电流保护和一套
零序电压保护作为变压器中性点不接地运行时的保护。后者作为间隙放电电流的零序电流
保护的后备保护。
(3)自耦变压器的零序保护的不能接在中性线回路的电流互感器上,应接在本侧的
零序电流滤过器上,并且高、中压侧加装方向元件,以保证选择性。
110kV、220kV中性点直接接地电力网装设保护的一般规定
英文词条名:
1 全绝缘变压器。
应按规定装设零序电流保护,并增设零序过电压保护。当电力网单相接地且失去接地
中性点时,零序过电压保护经0.3~0.5S 时限动作于断开变压器各侧断路器。
2
A.中性点装设放电间隙时,应按规定装设零序电流保护,并增设反应零序电压和间隙
放电电流的零序电流电压保护。当电力网单相接地且失去接地中性点时,零序电流电压保
护约经0.3~0.5S 时限动作于断开变压器各侧断路器。
B.中性点不装设放电间隙时,应装设两段零序电流保护和一套零序电流电压保护。零
序电流保护第一段设置一个时限,第二段设置两个时限,当每组母线上至少有一台中性点
接地变压器时,第一段和第二段的较小时限动作于缩小故障影响范围。零序电流电压保护
用于变压器中性点不接地运行时保护变压器,其动作时限与零序电流保护第二段时限相配合,用以先切除中性点不接地变压器,后切除中性点接地变压器。当某一组母线上的变压
变压器过流保护等后备保护动作跳闸的处理(全文)
变压器过流保护等后备保护动作跳闸的处理
(全文)
变压器过流等后备保护动作跳闸,主保护未动作,一般应视为外部(差动保护范围以外)故障,即母线故障或线路故障越级使变压器后备保护动作跳闸。变压器本体发生故障,由过流等后备保护动作跳闸的几率很小。变压器过流等后备保护动作跳闸,要正确推断故障范围和停电范围,必须熟知变压器后备保护的保护范围和动作时跳哪些开关。
1 变压器后备保护的保护范围和动作时跳哪些开关
1.1 单侧电源的双圈降压变压器:后备保护一般装在高压侧,作为低压侧母线及各分路的后备保护。动作时,其第一时限跳低压侧母线分段(或母联)开关,第二时限跳变压器两侧开关。
1.2 单侧电源的三圈降压变压器:中低压侧的后备保护,分别作相应的中地侧母线和线路的后备保护。动作,其第一时限跳本侧母线分段(或母联)开关,第二时限跳变压器本侧(有故障的一侧)开关。高压侧的后备保护,作为中低压侧的总后备,又是变压器本体的后备保护,动作时跳变压器三侧开关,其动作时限大于中低压侧后备保护的动作时限。有的三圈变压器在中压或低压侧不装过流等后备保护,由高压侧后备保护的第一、二时限代替,动作时第一、二时限分别跳开中压或低压侧母线分段(或母联)开关及中压(或低压)侧开关,第三时限跳变压器三侧开关。
1.3 多侧电源的三圈降压变压器:
1.3.1 某一侧带有方向的后备保护(如:方向零序过流保护。复压闭锁方向过流保护等):其动作方向是指向本侧母线。带方向的后备保护和低压侧的后备保护,各作本侧母线及线路的后备保护。动作时,第一时限跳本侧母线分段(或母联)开关,第二时限跳变压器本侧开关。
变压器零序方向过流保护
零序方向过流保护小结
变压器高压侧(110kV 及以上)及中压侧一般为中性点直接接地系统(又称大接地电流系统),当发生接地短路时,将出现很大的零序电流,对变压器的电气性能产生极大的危害,因此必须配备接地短路保护。变压器单相接地短路的主保护为比率制动式差动或零序差动,同时应装设后备保护,作为变压器高压绕组和相邻元件接地故障的后备。
一、变压器接地后备保护概述
变压器因其绝缘水平和接地方式的不同,所配置的接地短路后备保护也不同。
对于全绝缘变压器,中性点装设接地隔离刀闸和避雷器,隔离刀闸闭合为中性点直接接地方式,隔离刀闸断开为中性点不接地运行方式。中性点直接接地运行时用零序过流保护,中性点不接地运行时用零序过压保护。
对于分级绝缘变压器,若其中性点绝缘水平低,中性点必须直接接地,若其中性点绝缘水平较高,则中性点可以直接接地,也可在系统不失去接地点的情况下不接地运行,其大多装设放电间隙。在220kV 系统中的变压器,他们的中性点仅部分接地,另一部分不接地。当发生接地故障时应先跳开不接地变压器,然后跳开接地变压器。因此,这类变压器接地后备保护的配置需要考虑该变压器中性点在系统中的接地情况。对于中性点未装设放电间隙的分级绝缘变压器,若其中性点直接接地,则用零序过流保护,若其中性点不接地,则用零序联跳保护。对于中性点装设放电间隙的分级绝缘变压器,中性点直接接地运行时用零序过流保护,中性点不接地时用间隙零序保护。
综上所述,中性点直接接地变压器的接地故障后备保护无一例外地采用零序过流保护,对高中压侧中性点均直接接地的自耦变和三绕组变压器,当有选择性要求时,应增设零序方向元件。
零序电流及方向保护
各处零序Ⅲ段保护均正确动作的延时示意图
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在110kV及以上系统中,导线对树木、竹 子等放电时,接地电阻(称为过渡电阻)可 能达到100Ω~300Ω,此时,主要靠零序三 段切除短路。
国家标准规定,最大的过渡电阻按照下面
考虑:110kV——75Ω
220kV——100Ω
500kV——300Ω
方向性零序电流保护
方向性零序电流保护的 动作条件必须同时满足: (1)零序电流保护的动作条件; (2)零序功率为正方向,即由线路指向母线。 零序功率方向元件(继电器)的工作原理
3U 0
3)躲开非全相运行的负荷电流。
如果会误动,一般退出运行。
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(1)按照“躲开线路末端的最大零序电流” 零序电流Ⅰ段保护的整定方法:
I
其中,K
I 0.set
K
I rel
3 I 0.max
I rel
— 可靠系数,取1.2~1.3;
3 I 0.max — 线路末端的最大零序电流。
注:经过分解或合成后,零序、负序分量 通常以3倍的形式出现。
正向
0 M I
0
0 M I
0M U
正向
0N U
正向
0 N I
0N U
0
反向
0 N I
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2.3.2 零序分量的获取
零序过电流保护线路的范围
零序过电流保护线路的范围
一、什么是零序过电流保护
零序过电流保护是电气保护中一种常见且非常重要的保护方式。
它可以保证电气设备在故障时及时地断开电路,避免事故的发生。
二、什么是零序电流
零序电流指的是三相电路中三相电流的矢量和,它反映的是电气
系统中的不对称性和不平衡性。
三、什么情况下需要用到零序过电流保护
1. 系统中存在大量的无功负载或不平衡负载时,容易导致电气系
统中出现不平衡电流。
2. 电气系统接地形式为中性点接地,需要保护中性点。
3. 电气系统中存在低电阻的故障,例如单相接地故障、双相接地
故障等。
4. 针对一些对电气系统中断电时间要求比较高的设备,例如医疗
设备、计算机等,需要额外的过电流保护。
四、零序过电流保护的范围
零序过电流保护的保护范围通常应该覆盖整个电气系统中的所有
中性点,并且需要包括所有的电容和电感元件。此外,在保护范围内
还需要对所有的高影响电力设备(例如变压器、发电机等)进行保护。
五、零序过电流保护的选用标准
1. 零序过电流保护应该与同一台变压器的差动保护进行配合,保
护范围应该一致。
2. 零序过电流保护应该具有良好的选择性和可靠性,保护范围应
该经过仔细的计算和测试,以确保保护动作准确。
3. 零序过电流保护应该具备良好的抗干扰性和快速响应性,能够
在最短的时间内探测到故障并及时断电。
4. 零序过电流保护应该能够进行在线监测和故障诊断,确保保护系统长期稳定可靠。
六、总结
零序过电流保护是电气保护中重要的一种保护方式,应用广泛。在选用和使用时,需要统筹考虑整个电气系统的特点和需求,确保保护效果良好、可靠稳定。
变压器零序电流保护原理
变压器零序电流保护原理
听说变压器零序电流保护?这就是个高手,专门对付接地短路的。当系统出现接地故障,零序电流就会猛增,超过保护装置的设
定值,它就会跳出来,保护变压器不受伤害。
你知道吗?在正常运行或者系统振荡的时候,零序过流保护可
是个“聋子”和“瞎子”,因为这些情况下它可是不会反应的。这
就是它的聪明之处,专门盯着接地故障,其他的故障它可不理。
说到零序电流保护,它可是个有脾气的家伙。它喜欢简单直接,不喜欢复杂的环网,因为在那种情况下,它的反应速度可能会变慢,灵敏度也会下降。所以,我们在用的时候得特别注意这一点。
所以啊,零序电流保护就是这么个东西,它守护着我们的变压器,确保电力系统的稳定运行。一旦有接地故障,它就会迅速反应,保护我们的设备不受伤害。真是个不可或缺的好帮手!
变压器零序(方向)过流保护原理
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零序过流保护
零序过流保护,主要作为变压器中性点接地运行时接地故障后备保护。
下面以RCS-978E 变压器保护装置为例来介绍。其他具有相同保护原理的保护测试可参考此测试方法。
RCS-978E 变压器保护装置中的零序过流保护通过整定控制字可控制各段零序过流是否经方向闭锁,是否经零序电压闭锁,是否经谐波闭锁,是否投入,跳哪几侧开关。方向元件所采用的零序电流:装置设有‘零序方向判别用自产零序电流’控制字来选择方向元件所采用的零序电流。若‘零序方向判别用自产零序电流’控制字为‘1’,方向元件所采用的零序电流是自产零序电流;若‘零序方向判别用自产零序电流’控制字为‘0’,方向元件所采用的零序电流为外接零序电流。方向元件:装置分别设有‘零序方向指向’控制字来控制零序过流各段的方向指向。当‘零序方向指向’控制字为‘1’时,方向指向变压器,方向灵敏角为255°;当‘零序方向指向’控制字为‘0’时,表示方向指向系统,方向灵敏角为75°。同时装置分别设有‘零序过流经方向闭锁’控制字来控制零序过流各段是否经方向闭锁。当‘零序过流经方向闭锁’控制字为‘1’时,本段零序过流保护经过方向闭锁。
a)方向指向系统b)方向指向变压器
图3.6.1 零序过流方向元件图
注意:方向元件所用零序电压固定为自产零序电压。以上所指的方向均是指零序电流外接套管CT 或自产零序电流CT 的正极性端在母线侧(变压器中性点的零序电流CT 的正极性端在变压器侧),否则以上说明将与实际情况不符。
零序过流I 段和II 段所采用的零序电流:装置分别设有‘零序过流用自产零序电流’控制字来选择零序过流各段所采用的零序电流。若‘零序过流用自产零序电流’控制字为‘1’时,本段零序过流所采用的零序电流为自产零序电流;若‘零序过流用自产零序电流’控制字为‘0’时,本段零序过流所采用的零序电流是外接零序电流。
零序电流方向保护测试
在双侧或多侧电源的网络中,电源处变压器的中性点一般至少有一台要接地,由于零序电流的实际流向是由故障点流向各个中性点接地的变压器,因此在变压器接地数目比较多的复杂网络中,就需要考虑零序电流保护动作的方向性问题。在零序电流保护上增加功率方向元件,利用正方向和反方向故障时,零序功率方向的差别,来闭锁可能误动作的保护,从而保证动作的选择性。
下面以PSL 602G 数字式线路保护装置为例,介绍零序电流方向保护的测试方法。其他具有相同保护原理的保护测试可参考此测试方法。
该保护装置的零序电压3U0 由保护自动求和完成,即3U0=Ua+Ub+Uc。零序电压的门坎按浮动计算,再固定增加0.5V,所以零序电压的门坎最小值为0.5V。零序方向元件动作范围:
其灵敏角在-110°,动作区共150°。
1、保护相关设置:
(1)保护定值设置:
(2)保护压板设置:
在“保护定值”里,把控制字2(KG2)设为0001,即只把“KG2.0=1,即零序Ⅰ段方向投入”,其他均置为“0”,含义是:只投入带方向的灵敏段Ⅰ段保护。
在保护屏上,投“零序总投入”、“零序Ⅰ段”硬压板。
2、试验接线:
将测试仪的电压输出端“Ua”、“Ub”、“Uc”、“Un”分别与保护装置的交流电压“Ua”、“Ub”、“Uc”、“Un”端子相连。将测试仪的电流输出端“Ia”、“Ib”、“Ic”分别与保护装置的交流电流“Ia”、“Ib”、“Ic”(极性端)端子相连;再将保护装置的交流电流“Ia'”、“Ib'”、“Ic'”(非极性端)端子短接后接到“Io”(零序电流极性端)端子,最后从“Io'”(零序电流非极性端)端子接回测试仪的电流输出端“In”。将测试仪的开入接点“A”、“B”、“C”分别与保护装置的分相跳闸出口接点“跳A”、“跳B”、“跳C”接点相连,将测试仪的开入公共端“+KM”与保护装置的公共端相连。试验过程中也可以直接接一个开入量接点。
变压器零序方向过流
变压器零序方向过流保护
一、保护原理
变压器零序方向过流保护,主要用作两侧为大电流系统的三卷变压器或自耦变压器接地故障的后备保护,并兼作相邻线路接地短路的后备保护。
零序功率方向判据与零序过电流判据共同构成零序方向过流保护。保护的零序电压及零序电流,可取自引出端TA 二次三相的零序电流(3I 0)、或变压器中性点侧零序电流,及同侧母线TV 二次开口三角电压3U 0,也可由装置自产(即输入TA 二次三相电流及同侧母线TV 二次三相电压,由软件计算出3I 0及3U 0)。
保护的动作方程为
⎩⎨
⎧I P 00303>>g
I 03
其中:)cos(3330000αϕ+⋅=I U P
03U 、0ϕ——零序电压及其与零序电流夹角;
α——计算零序功率的内角;
g I 03——零序过电流动作整定值。
信号出口信号信号出口
出口
图一 二段式零序方向过流保护逻辑框图
二、一般信息
只发信,不出口跳闸。
2.5
2.6投入保护
开启液晶屏的背光电源,在人机界面的主画面中观察此保护是否已投入。(注:该保护投入时其运行指示灯是亮的。)如果该保护的运行指示灯是暗的,在“投退保护”的子画面点击投入该保护。
2.7参数监视
点击进入变压器零序方向过流监视界面,可监视保护的整定值,零序电流、功率计算值等信息。
三、保护动作整定值测试
3.1 零序I段定值测试
将II定值抬高,保证只有I段动作;改变电压电流相位,确定功率方向元件满足条件,
3.2 零序II段定值测试
将I定值抬高,保证只有II段动作;改变电压电流相位,确定功率方向元件满足条件,
3.3 零序功率方向内角定值测试
线路零序方向电流保护原理
线路零序方向电流保护原理
线路零序方向电流保护是一种用于保护电力系统中的电力线路的重要
保护装置,主要用于检测并保护线路的零序故障。在电力系统中,零序故
障是指线路上出现了对地短路或线路与地之间存在接地故障,这会导致线
路电流中出现非零序成分。为了提高电力系统的可靠性和稳定性,就需要
对线路的零序电流进行准确地检测和保护。
线路零序方向电流保护主要基于配电线路中的零序电流的方向差异来
实现。一般来说,正常情况下线路上的零序电流是相互抵消的,即电流从
供电侧流向负载侧,然后再经过负载返回到供电侧。但是一旦出现了零序
故障,例如线路发生了对地短路,那么线路上的零序电流将无法达到平衡
状态,即存在了电流的不对称性。
线路零序方向电流保护的原理基于对线路上电流方向的检测。实际上,电力线路上的电流都是交流电流,其方向会随着时间变化。因此,线路零
序方向电流保护装置利用线路上电流的变化特点,通过检测线路上电流的
角度和变化率,来判断线路上是否存在零序故障。
具体来说,线路零序方向电流保护装置一般采用微处理器作为中央处
理单元,通过电流传感器来监测线路上的电流。当线路存在零序故障时,
线路上的电流会出现不对称的情况,即线路上的电流相位和振幅会发生变化。通过对电流的采样和处理,线路零序方向电流保护装置能够判断线路
上电流的方向是否正常。
一般来说,线路零序方向电流保护装置会将电流的相位角转换成数字
信号,并进行比较和判断。当线路上电流的相位角偏离一定的范围时,线
路零序方向电流保护装置会发出报警信号,并进行相应的保护动作,例如切断或隔离故障线路。
变压器零序电流和间隙电流保护
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,为了防止误动应该退出;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,为了防止误动,应该退出,
间隙零序过压的问题
请问为什么间隙零序过压的定值为什么要整定为180V?是为了躲过什么?间隙零序过压时间一般整定为0.5s,动作后跳各侧开关。这么短的动作时间为什么是跳各侧开关而不是跳本侧开
关?还有就是间隙零序过压和零序过压有何不同?为什么整定值会差那么远(例如在110kV系统中,零序过压可整定为15~
零序电流及方向保护
VS
零序方向保护
零序方向保护是利用零序电流相位关系来 判断故障方向的,通过比较线路两侧的零 序电流相位,可以判断出故障是发生在区 内还是区外,从而快速切除故障区域,保 障电力系统的稳定运行。
在工厂配电系统中的应用
工厂配电系统中的设备通常采用三相交流电供电,但有时候会出现单相接地故障,这时就需要用到零 序电流及方向保护。通过配置零序电流互感器和相应的保护装置,可以检测到接地故障并快速切断故 障线路,防止事故扩大。
三相不平衡
在正常运行情况下,如果三相负荷不 平衡,也会产生零序电流。
零序电流保护的原理
01
02
03
零序电流的检测
通过零序电流互感器检测 出系统中的零序电流分量, 然后将其传输到保护装置 中进行处理。
故障判断
保护装置根据检测到的零 序电流分量判断系统是否 发生故障,并触发相应的 动作逻辑。
动作执行
根据动作逻辑,保护装置 可以切断故障线路或发出 告警信号,以减小故障对 系统的影响。
数字化技术还使得保护装置能够实现 远程监控和调试,提高了运行维护的 效率和便利性。
人工智能技术的应用
人工智能技术为零序电流及方向保护提供了新的解决方案,通过机器学习和模式 识别等技术,实现对电网故障的智能识别和快速定位。
人工智能技术还可以对历史数据进行分析和挖掘,为保护装置的优化和升级提供 科学依据。
变压器零序保护与间隙保护
1、主变压器中性点零序过流、间隙过流和零序过压各保护什么类型故障?保护整定原则是什么?
答:主变压器中性点零序过流、间隙过流和零序过压,是保护设备本身引出线上的接地短路故障的,一般是作为变压器高压侧110——220千伏系统接地故障的后备保护,零序电流保护,是变压器中性接地运行时的零序保护;而零序电压保护是变压器中性点不接地运行时的零序保护;而间隙过流则是用于变压器中性点以放电间隙接地的运行方式中。零序过流保护,一次启动电流很小,一般在100安左右,时间约0.2秒,零序过压保护,按经验整定为二倍额定相电压,为躲过单相接地的暂态过压,时间通常整定为0.1——0.2秒,变压器220KV侧中性点放电间隙的长度,一般为325毫米,击穿电压的有效值为127.3千伏,当中性点的电压超过击穿电压时,间隙被击穿,零序电流通过中性点,保护时间整定为0.2秒。
变压器零序方向过流保护(借鉴材料)
零序方向过流保护小结
变压器高压侧(110kV及以上)及中压侧一般为中性点直接接地系统(又称大接地电流系统),当发生接地短路时,将出现很大的零序电流,对变压器的电气性能产生极大的危害,因此必须配备接地短路保护。变压器单相接地短路的主保护为比率制动式差动或零序差动,同时应装设后备保护,作为变压器高压绕组和相邻元件接地故障的后备。
一、变压器接地后备保护概述
变压器因其绝缘水平和接地方式的不同,所配置的接地短路后备保护也不同。
对于全绝缘变压器,中性点装设接地隔离刀闸和避雷器,隔离刀闸闭合为中性点直接接地方式,隔离刀闸断开为中性点不接地运行方式。中性点直接接地运行时用零序过流保护,中性点不接地运行时用零序过压保护。
对于分级绝缘变压器,若其中性点绝缘水平低,中性点必须直接接地,若其中性点绝缘水平较高,则中性点可以直接接地,也可在系统不失去接地点的情况下不接地运行,其大多装设放电间隙。在220kV 系统中的变压器,他们的中性点仅部分接地,另一部分不接地。当发生接地故障时应先跳开不接地变压器,然后跳开接地变压器。因此,这类变压器接地后备保护的配置需要考虑该变压器中性点在系统中的接地情况。对于中性点未装设放电间隙的分级绝缘变压器,若其中性点直接接地,则用零序过流保护,若其中性点不接地,则用零序联跳保护。对于中性点装设放电间隙的分级绝缘变压器,中性点直接接地运行时用零序过流保护,中性点不接地时用间隙零序保护。
综上所述,中性点直接接地变压器的接地故障后备保护无一例外地采用零序过流保护,对高中压侧中性点均直接接地的自耦变和三绕组变压器,当有选择性要求时,应增设零序方向元件。
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零序方向过流保护小结
变压器高压侧(110kV及以上)及中压侧一般为中性点直接接地系统(又称大接地电流系统),当发生接地短路时,将出现很大的零序电流,对变压器的电气性能产生极大的危害,因此必须配备接地短路保护。变压器单相接地短路的主保护为比率制动式差动或零序差动,同时应装设后备保护,作为变压器高压绕组和相邻元件接地故障的后备。
一、变压器接地后备保护概述
变压器因其绝缘水平和接地方式的不同,所配置的接地短路后备保护也不同。
对于全绝缘变压器,中性点装设接地隔离刀闸和避雷器,隔离刀闸闭合为中性点直接接地方式,隔离刀闸断开为中性点不接地运行方式。中性点直接接地运行时用零序过流保护,中性点不接地运行时用零序过压保护。
对于分级绝缘变压器,若其中性点绝缘水平低,中性点必须直接接地,若其中性点绝缘水平较高,则中性点可以直接接地,也可在系统不失去接地点的情况下不接地运行,其大多装设放电间隙。在220kV 系统中的变压器,他们的中性点仅部分接地,另一部分不接地。当发生接地故障时应先跳开不接地变压器,然后跳开接地变压器。因此,这类变压器接地后备保护的配置需要考虑该变压器中性点在系统中的接地情况。对于中性点未装设放电间隙的分级绝缘变压器,若其中性点直接接地,则用零序过流保护,若其中性点不接地,则用零序联跳保护。对于中性点装设放电间隙的分级绝缘变压器,中性点直接接地运行时用零序过流保护,中性点不接地时用间隙零序保护。
综上所述,中性点直接接地变压器的接地故障后备保护无一例外地采用零序过流保护,对高中压侧中性点均直接接地的自耦变和三绕组变压器,当有选择性要求时,应增设零序方向元件。
二、零序方向过流保护逻辑
零序方向过流保护一般由“零序过流元件”和“零序方向元件”相与构成,如果带零序电压闭锁,
所示。
图1 零序方向过流保护逻辑框图
零序电压闭锁元件的零序电压取自TV开口三角。
零序过流元件的零序电流可以自产,也可取自中性点零序TA。
零序方向元件的方向电压,可以取开口三角电压,也可以取自产,但方向电流必须取自产,而不能取中性点专用零序TA的电流。其原因在于,中性点零序电流对方向没有选择性。
如图2所示系统,变压器T1和T2经过线路L相连,TA0为变压器T1中性点零序TA,TA1为变压器T1端口TA,M1为端口母线。以变压器T1为例,讨论零序方向元件。
零序方向过流保护作为变压器的后备保护,则d1(变压器内部)和d2(线路侧)点分别为正方向和反方向的接地点。对于零序电流正方向的定义,如果三相TA极性端靠近母线,如图5所示,以母线流向变压器为正。无论是正方向还是反方向发生接地短路,接地点零序电压最大,变压器中性点零序电压最低,零序电流由接地点流向变压器中性点。作单相接地时的零序网络,在图3、4中,U0为接地点的零序电压,也是保护装置采到的零序电压;I0为保护装置采到的零序电流;忽略电阻后,X L为线路的零序电抗,X T1和X T2分别为变压器T1和T2的零序电抗。TA0在正反方向接地短路时滤取到的零序电流为I01。TA1在正方向接地短路时自产得到的零序电流为I02,在反方向接地短路时自产零序电流为I01。在图
图2 发生接地的系统示意图
(a)零序网络(b)零序电流电压向量图
(a)零序网络(b)零序电流电压向量图
图4 反方向发生接地时的零序网络示意图
由图3,4可得,无论是正方向(d1点)还是反方向(d2点)发生接地故障,流过TA0的零序电流方向始终为由接地点流向变压器中性点,其方向并不改变。而方向电流由TA1自产时,若正方向发生接地故障,接地点d1零序电压最大,零序源在变压器内部,零序电流的方向由变压器流向母线;若反方向发生接地故障,接地点d2零序电压最大,零序源在变压器外部,零序电流的方向由母线流向变压器;因此,只有自产零序电流,才能区分是正方向还是反方向发生接地故障,才能保证零序方向元件动作的选择性。
零序方向元件的最大灵敏角与接地零序网络有关,零序电压和零序电流按图5所示的极性接线时,当方向指向母线时,最大灵敏角为70˚~85˚,软件固定为70˚;当方向指向变压器时,最大灵敏角为-95˚~-110˚,软件固定为-110˚。
当零序方向元件的方向电压取自产时,如果发生TV断线,则方向电压滤取到一个“虚假”的零序电压,可能导致零序方向元件误动。对这个问题的处理有两种方式:一是将方向电压切换至TV开口三角,二是将零序方向元件退出。前者的处理方式不影响零序方向元件的功能,但要求用户必须正确校验开口三角电压的极性;后者的处理方式不再计及方向,零序方向过流变成单纯的零序过流保护。反正TV断线后必须退出检修,这时电压不起作用,所以退出方向元件是可以接受的。
当零序电流由三相电流自产时,如果发生TA断线,会出现“虚假”的自产零序电流,可能导致零序过流元件误动,所以该保护可选零序电压闭锁。当变压器发生接地故障时,除了产生零序电流,还出现零序电压,但是TA断线时,三相电流自产虽然可以滤取到零序电流,但无零序电压产生。所以零序电压闭锁可以防止因TA断线导致的误动。
零序网络中零序电流的分布,主要取决于线路和中性点接地变压器的零序阻抗,而与电源的数目及位置无关。例如,如果图2中变压器T2中性点不接地,则图3中TA1中将不会自产得到零序电流I02。
图5 零序方向元件极性接线图
三、零序方向过流保护的几个定值的说明
零序电流:零序过流定值。
零序电压闭锁选择:是否带零序电压闭锁,选1为带零序电压闭锁,选0为不带零序电压闭锁。
零序电压:零序电压闭锁值。如果零序电压闭锁选择整定为0,则该项定值不起作用,可以不整定。该零序电压取自TV开口三角。
零序电流选择:零序过流元件的零序电流取法,选1为零序电流自产,选0为零序电流取自中性点。
零序电压选择:零序方向元件的方向电压取法,选1为零序电压自产,选0为零序电压取自开口三角。
方向指向变压器(母线):方向指向的含义是指潮流方向,也即电流的流向。方向指向变压器(母线),是指电流流向变压器(母线)。
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