两种差动保护的异同分析
差动保护分类
差动保护分类
差动保护是电力系统中常用的一种保护方式,其作用是在电气设备出现故障时及时切断故障电路,保护设备和人员的安全。
根据不同的应用场景和保护对象,差动保护可分为以下几类:
1. 线路差动保护:主要用于保护输电线路和配电线路的故障,可分为单相差动保护和三相差动保护两种。
2. 变压器差动保护:主要用于保护变压器的故障,可分为主变差动保护和副变差动保护两种。
3. 发电机差动保护:主要用于保护发电机的故障,可分为定子差动保护和转子差动保护两种。
4. 母线差动保护:主要用于保护母线的故障,可分为单相母线差动保护和三相母线差动保护两种。
5. 母线联络线差动保护:主要用于保护母线联络线的故障,可分为单相母线联络线差动保护和三相母线联络线差动保护两种。
6. 柔性直流输电系统差动保护:主要用于保护柔性直流输电系统的故障,可分为单相差动保护和三相差动保护两种。
以上是常见的差动保护分类,不同的保护对象需要选择不同类型的差动保护来实现保护功能。
在实际应用中,还需要结合具体的电气设备和工程条件来进行选择和配置。
- 1 -。
BP-2B与RCS-915型母线差动保护异同分析
表2 R C S一 9 1 5母 线 差 动 保 护 调 整
单元 T A 变 比 基 准 变 化 通入 电 流值
L 2 60 0 /5 1 A
差 流 显 示值
l A
L 3
L 6
6 0 0 / 5
— —
i 8, , } > K I i j l
当一 段母 线需 要 停 电进 行 检 修 的 时 候 , 母联 开关的作用就 是 给 断 电 的母 线 进 行 有 效 充 电 让 其 恢 复 双 目运 行 。 在 这 个 过
比率制动系数 , , , ——第 个连接元件 的电流
, —— 差动电流启动定值 1 . 2 各 个 母 线 的 元 件 的 母联 单元
向成熟 , 特 别 是 近 些 年母 线 差 动保 护 得 到 最 大范 围的 应 用 。 就 B P一 2 B与 R C S一 9 1 5这 两 种 母 线 差 动 保 护 的 异 同进 行 简 要分析 , 希 望能 对 机 电保 护 工 作起 到积 极 的促 进 作 用 。
关键词 : B P一 2 B ;R C S一 9 1 5 ;母 线 差 动保 护 ;分 析 d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 6—8 5 5 4 . 2 0 1 4 . 0 8 . 0 2 3
单 元 T A 变 比 基 准 变化 通 入 电 流值
I 2 2 L 3 L6 1 2 0 0/5 1 2 00 /1 6 0( ) / 5 1 2 0 0/ 5 5A 1 A 5A
力系统保持较稳 的可靠性 。而采 用差动 保护 的方式是依 据 电 网 的运 行 方 式 、 故 障的点 和类型 以及母 线 的接 线方 式来 选择 的 。最 优 的 选择 是 以 电流 差 动 原 理 为 基 准 的 母 线 差 动保 护 。
两种变压器差动保护原理比较
器K值可取2.0~5.0。
证门槛电压始终略高于不平衡输
必须说明的是,对于实际装置的整定值要根 出,保证在系统振荡或频率偏移
据实际情况具体来设定。
情况下,保护不误动;
Icd=Iq+K1(Ires-Ig1)+K2(Ires-Ig2) (Ires≥Ig2)
式中 Iq——差动保护启动定值,Iq(= 0.2~0.5)Ie。
Ie为变压器二次额定电流;
K1——比率制动斜率,工程上的建议取值范
围为K1(= 0.10~0.30);
仿真模型是基于 MATLAB 的 SIMULINK 仿真 工具下的。变压器参数:10.5 kV/110 kV;低压侧 是三角形接线;高压侧星形接线、中性点直接接 地; 变压器容量31.5 MVA。模拟变压器在额定负 载运行,在0.1s时变压器C相发生高阻接地短路。 图6(折算到一次侧,以下同)是0.1s变压器发生C 相高阻接地短路时,在没有加保护的情况下,变压 器高压侧 C 相电流波形。
1 引言
差动保护是变压器主保护之一,其主要形式 有:常规比率差动保护和故障分量比率差动保护, 以及模糊逻辑和小波变换在变压器差动保护中的 应用研究。现在国内许多厂家的变压器保护装置 所采用的大都是常规的比率差动保护和故障分量 比率差动保护。本文根据这两种不同变压器差动 保护原理进行分析,介绍了它们在实际保护装置 中的应用,分析对比了两种保护的可靠性和灵敏 度,并通过仿真模型来验证分析比较的正确性。
电流的另一种表达式
量电流的影响,具体的灵敏度会发生变化,但是不
√ √ 1
I r es = 2 ( I 2load+ΔI 21+ I 2load+ΔI 22 ) (6)
会影响上述灵敏度的定性比较结论。可以通过变 压器在额定负载下,发生内部故障时不同短路电
差动保护的原理
差动保护的原理差动保护是电力系统中常用的一种保护方式,它主要用于保护电力系统中的发电机、变压器、母线等设备。
差动保护的原理是通过比较设备两端的电流值,来判断设备是否出现故障,从而实现对设备的保护。
下面我们将详细介绍差动保护的原理及其应用。
首先,差动保护的原理是基于基尔霍夫电流定律和对称分量理论的。
在正常情况下,设备两端的电流是相等的,而在设备发生故障时,两端的电流就会出现不相等的情况。
差动保护利用这一特性,通过对设备两端电流的比较,来判断设备是否出现故障。
当两端电流不相等时,差动保护会动作,从而实现对设备的保护。
其次,差动保护可以分为整流差动保护和非整流差动保护两种。
整流差动保护主要用于对发电机和变压器等设备进行保护,而非整流差动保护主要用于对母线等设备进行保护。
整流差动保护和非整流差动保护的原理是一样的,都是通过比较设备两端的电流值来实现对设备的保护,只是在实际应用中会有一些差异。
此外,差动保护还可以通过不同的接线方式来实现。
常见的差动保护接线方式有星形接线和三角形接线两种。
星形接线适用于对称电流较大的情况,而三角形接线适用于对称电流较小的情况。
选择合适的接线方式可以更好地实现对设备的保护。
最后,差动保护在电力系统中有着广泛的应用。
它能够及时准确地对设备进行保护,防止设备发生故障对整个电力系统造成影响。
同时,差动保护还可以实现对设备的局部保护,提高了电力系统的可靠性和安全性。
总之,差动保护作为一种常用的电力系统保护方式,其原理简单而有效。
通过对设备两端电流的比较,可以实现对设备的及时保护,从而保障了电力系统的安全稳定运行。
差动保护在电力系统中的应用前景广阔,将在未来发挥越来越重要的作用。
两种常用微机型变压器差动保护异同分析
【 e od】 d e ni r etn hs ajs et u etb ac et a oi K y w rs i r t lpo co;pa d t n;cr n a net ;hr n s fe a ti e um r l s m c
c nrl o to
1 引言
变压 器的差 动保 护是 通过 比较变压 器 各侧 电流
【 bt c】 I t i to m n hs cm estn m dso t nf m rp t tn A s at n h lh f ay p a o pnao oe f r s re r e i r e g e i a o o co
c nrl d y o o tol b c mpu e ,t k n } 一1 ta fr r o x mpl, t e i e e e o i e e t l e tr a i g r nso me fr e a 1 e h d f r nc s f d r n i f a p oe t n p s c mpe s to f t e t r n fr r wee a ay e fo ph s c re t n a d r t ci ha e o o n a in o h wo ta some s r n l z d r m a e o r c i o n
的相位校正、 平衡系数计算 、 保护装置电流平衡测试等几个方面分析 了 目前在微机变压器保护 中常用 的两种变
两种变压器差动保护原理比较与校验方法
0 引 言
12 相 位 补 偿 .
差动 保护 因其 具有 的选择 性好 、灵 敏度 高等 一 系列 优 点成 为
变 压器 电动机 及母 线等 元件 的主 保护 ,这里 差动 保 护 的基本 原理 是相 同的 。 但变 压器 差动 保护还 要考 虑接 线组 别 、 比及励磁 涌流 变 等 因素 的影 响 , 以 同其 他差 动 保护相 比实现起 来更 复杂 些 。 所 各个 厂家差动 保 护实现 原理 和装 置结 构有 很大 差异 ,现 场校 验 时必须 认真 区别对 待 ,因此需 要掌 握各 个厂 家实现 保护 的原理 和计 算 方
() 2 然后计 算各 侧平 衡系 数 :
1 高压侧 平衡 系数 : 1 ) K 。 2 中、 ) 低压 侧平 衡系 数 :
两种 保护 差 动 曲 线的 测试 方 法相 同 ,只 是 接线 方 法 不 同 , 本
1Xn A L K ̄ : U L T
Ul H
() 。
t : = l = l l / - 、 YO l l | l = e/ o
法 的 异 同 。 本 文 比 较 了 具 有 代 表 性 的 南 瑞 R s9 8和 四 方 c 一7
C C 3 6 种型 号变 压器 差动保 护 的不 同点 , S -2 两 并从 不 同点入 手 , 以
Y / — 1 接线 三绕组 变 压器 为例 ,分析 了主 变差 动保 护 在校 验 0A l 型
时应 该注意 的 问题 。
1 南 瑞 和 四 方 实 现 差 动 保 护 原 理 的 异 同
11 幅值 归算 .
A : fl / 3 ; I x - ; 1 f 3 。 l= 3 v: I=q 7 /3 l=( l
差动保护知识点总结
差动保护知识点总结差动保护是电力系统中一种常见的电气保护装置,主要用于检测和保护电力系统中的发电机、变压器、母线等设备。
差动保护的作用是在设备内部发生故障时,能够迅速检测到故障并及时切断故障电路,保护设备和系统的安全运行。
在电力系统中,差动保护是非常重要的一部分,掌握差动保护的知识对于电力系统的稳定运行和设备的安全保护至关重要。
一、差动保护原理差动保护的基本原理是通过比较设备两端的电流,对两端电流的差值进行检测,当这个差值超出一定范围时,即视为设备内部发生故障,需要切断电路。
在差动保护中,通常使用比率系数和阈值等参数来确定差值的范围,并设置报警和动作信号。
差动保护主要有线性差动保护和非线性差动保护两种形式。
线性差动保护是指在一定电流范围内,设备两端电流之差与设备载流量成正比。
而非线性差动保护则指设备两端电流之差与设备在额定载流以下时成正比,在超过额定载流时成指数关系。
这两种差动保护的选择取决于具体的设备类型和应用场合。
二、差动保护的应用差动保护主要应用于发电机、变压器、母线等设备的保护。
发电机的差动保护是断路器和继电保护装置之间的一个重要环节,用于检测发电机线圈内部的短路、接地故障等情况。
变压器的差动保护则是用于检测变压器绕组内部的故障,如短路、接地等。
母线的差动保护主要是用于保护母线两端设备的并联运行,确保母线两侧设备的平衡运行。
此外,差动保护还可以应用于电力系统中的其他设备保护,如电网端口、电容器等。
差动保护在发电厂、变电站、工矿企业等电力系统中都有广泛的应用。
三、差动保护的特点1. 灵敏性高:差动保护能够灵敏地检测设备内部的故障,迅速切断电路,保护设备和系统的安全运行。
2. 可靠性好:差动保护的设计和运行经验丰富,经过长期的实践检验,具有较高的可靠性。
3. 抗干扰能力强:差动保护能够在电力系统复杂的工况下,依然能够正常工作,具有很强的抗干扰能力。
4. 适应性强:差动保护在不同类型的设备上都能够灵活应用,适应性较强。
差动保护分类
差动保护分类
差动保护是电力系统中重要的保护方式之一,根据不同的保护对象和保护方式,可以将差动保护分为多种类型。
一、母线差动保护
母线差动保护主要针对电站、变电站的母线进行保护,其原理是通过比较母线两端电流的差值,当差值超过设定值时触发保护动作。
母线差动保护常用于高压电力系统的电力变电所、换流站等场所。
二、发电机差动保护
发电机差动保护是一种针对发电机的保护方式,它通过比较发电机定子电流和电枢电流的差值,当差值超过设定值时触发保护动作,保护发电机免受故障的损害。
三、变压器差动保护
变压器差动保护是一种针对变压器的保护方式,它通过比较变压器两端电流的差值,当差值超过设定值时触发保护动作。
变压器差动保护可以有效地保护变压器免受内部短路或绕组间接触的损害。
四、线路差动保护
线路差动保护是一种针对电力线路的保护方式,它通过比较线路两端电流的差值,当差值超过设定值时触发保护动作。
线路差动保护可以有效地保护电力线路免受短路、接地故障等损害。
综上所述,差动保护可分为母线差动保护、发电机差动保护、变压器差动保护和线路差动保护等多种类型。
这些保护方式在电力系统中起着重要的作用,可有效地保护电力设备和电力系统的安全运行。
主变的几种差动保护区别
1.比率差动
二次谐波制动主要区别是故障电流励磁涌流, 主变空载投运时会产生比较大励磁涌流,并伴随有二次谐波分量, 使主变不误动,采用谐波制动原理; 判断二次谐波分量,是否达到设定值来确定是主变故障主变空载投运, 决定比率差动保护是否动作;二次谐波制动比一般取0.12~0.18; 有些大型变压器, 增加保护可靠性,也有采用五次谐波制动原理;
2.工频变化量比率差动
工频变化量构成灵敏度很高的工频变化量比率差动元件,来检测常规稳态比率差动无法或很难反映的小电流故障.只反映故障分量,不受变压器正常运行时负荷电流的影响、过渡电阻影响很小、采用高比率制动系数抗TA电流互感器饱和、采用浮动门槛技术保证在系统振荡和频率偏移等其他情况下,保护不误动;保护的灵敏度高,可靠性好;
3.差动速断
当变压器内部或变压器引出线套管在差动保护范围内发生严重故障时,由于TA 饱和二次电流的波形将发生严重畸变,其中含有大量的谐波分量,使涌流判别元件误判成励磁涌流引起的差流,使差动保护拒动或延缓动作,严重损坏变压器;为克服差动保护上述缺点,设置差动速断元件.差动速断元件反映的也是差流,与差动保护不同的是它只反映差流的有效值,不管差流的波形是否畸变及含有谐波分量的大小,只要差流的有效值超过整定值,就将迅速动作,跳开变压器各侧开关,把变压器从电网中切除;。
2种变压器差动保护的比较与校验
0 引言
差 动保护 因其选择 l 、 生好 灵敏度 高等优 点成 为变 压 器 电动机 及母 线 等元 件 的 主保 护 。差 动 保 护 的基
压器差动保护。现在对 2 套保护幅值归算方法进行 详细解释。 111 C C一 2 型变压器差动保护幅值归算方法 .. S 36 C C一 2 型变压器差动保护幅值归算采用了第 S 36
1 方法 , 种 以高压侧 为 基准 , 算 变压器 中 、 侧 平 计 低压 衡系数 , 中、 压 侧各 相 电流 与相 应 的平 衡 系数 相 将 低 乘 , 幅值 补偿后 的各 相 电流 。 即得
摘
要 : 器微机差动保护与常规差动保护的原理和装置结构有很大差异 , 变压 即使同是微机型差动保 护装 置 , 同生产厂 不
家的装置也各不相同 , 现场检验 时必须认真区别对待 。比较 了南京南瑞继电保护有 限责任公司 R S 9 8和北京 四方继保 C 一7 自动化股份有限公司 C C一 2 S 3 6差动保护实现原理的差别 , 在此基础上 , Y / O D一1 以 OY/ 1型三绕组变压器 为例, 介绍 了差 动保护 的校验步骤和校验方法 。
择思路是 : 如果各侧 数值之间差别不大 ( 比值倍数 小于4 )则选取最大侧 , 为基准 ; 倍 , 如果差别太大 ( 比值倍数大于 4 倍)则以 4 , 倍的最小 值为基准。
平衡 系数公式
K = ( p / , L)
f = I Ia
a
△: 侧
{: 。 1 , , ,
P631与NSR691R变压器差动保护校验的区别
一
( j 一 一J 1 ) / 4 g
( 1 0 ) ( 1 1 )
( 1 2 )
B L =( I b I —I 1 ) / 4 g
● ● ●
一
I c I =( I 。 l —I b 1 ) / √ 3
P 6 3 1 的差动保 护采用 以 Y侧 电流相位 为基 准 ,将 d
收 稿 日期 : 2 0 1 7 — 0 1 一 l 1
作者 简介 : 闰石 ( 1 9 8 5 一 ) , 工程师 , 从 事机 场供 电 系统 建 设 、 施 工管理工作 。
1 4 6 1 w w w . c h i n a e t . n e t l 中国电 工网
( 7 ) ( 8 ) ( 9 )
KP × L 一j =J e h
( 1 9 )
式 中 ,L 为 变压 器其 它侧 的额 定 电 流二 次值 。
P 6 3 1 各侧额定 电流二次值 j 为:
一
S h / ( ×Uh XC Th )
( 2 O )
( 1 ) ( 2 )
( 3 )
于基尔霍夫 电流定律 ,即变压器正常运行和外部故障时流 入变压器的电流等于流 出变压器 的电流 ,差动保护不会动 作 ,而变压器 内部故 障时各侧 电流 的相量和等于短路点 的 短路 电流 ,差动保护动作 。但是 ,设计理念 的不 同导致两
者 在 差 动保 护 的 相位 补 偿方 式 、 比率 制 动 曲 线 均 有 较 大 区
( 2 1 )
I e l —S l / ( × ×CT 1 )
d 侧 零 序 电流 过 滤 功 能 投 入 时 , d侧用 作差动保 护计 算 的三 相 电流 表 达式 为 :
【精品】差动保护总结
【精品】差动保护总结
差动保护是电力系统中一种常见的电流保护方式,主要用于保护电力设备免受电流过载、短路等故障的影响。
以下是差动保护的主要内容和总结:
1. 差动保护原理:差动保护基于对两个或多个测量点电流进行比较来检测电流异常,并通过动作电器使故障电路分离。
2. 差动保护类型:主要分为线路差动保护、母线差动保护和发电机差动保护等。
3. 差动保护组成:差动保护由主保护和备用保护组成,主保护在故障检测后动作,备用保护则在主保护失效时起到补充保护作用。
4. 差动保护元件:包括电流互感器(CT)、功率方向装置(PDC)、比较器、动作装置等。
5. 差动保护特点:具有灵敏度高、速度快、保护范围广、适应性强等特点。
6. 差动保护工作原理:通过比较入口和出口电流的差值,当差流超过设定阈值时,差动保护动作,将故障电路与系统分离。
7. 差动保护的应用场景:常用于电力系统中的主变压器、电缆线路、发电机等重要电力设备的保护。
8. 差动保护的配置和设置:差动保护需要正确配置和设置,包括选择合适的CT、设置阈值、定时器等参数。
9. 差动保护的优点:具有快速动作、准确故障定位、灵活调整保护范围等优点。
10. 差动保护的缺点:对接地故障的检测较为困难,对非对称
故障响应能力相对较弱。
差动保护是一种常见的电流保护方式,具有灵敏度高、快速动作和准确故障定位等优点,适用于电力系统中的重要设备保护。
但需要正确配置和设置,并注意其在特定故障情况下的限制和缺点。
差动保护和比率差动保护
差动保护主要就是内部短路得保护 ,但当外部故障时有不平衡电流可能穿越差动保护电流互 感器,造成差动保护误动作. 因此为了躲过外部故障时不平衡电流引起差动保护动作,采用了制动电流来平衡穿越电流引起差动保护得启动电流.发电机采用机端电流作为制动电流,能在外部短路时取得足够得制动电流,又能在内部短路时减少中性点电流得制动作用.变压器采用二次谐波作为励磁涌流闭锁判据. 一般设有C T 断线闭锁保护.如下列图: 图中Ie 为额定电流, Ic d q d 为启动电流,I r 为制动电流,? Kb1为比率制动系数.IrUIr阴影局部为动作区比率差减制动恃性曲线图8 L 33 强压器型劲保护单相凉班接线图差动保护灵敏度与启动电流、制动系数与原理之间得关系摘要:分析了差动保护得有关整定原那么,明确提出了差动保护得灵敏度与许多因素有关,如定值、原理与实现方式等.不能仅改变某一个因素(如定值)来提升灵敏度,而需要综合考虑各个因素得影响,否那么适得其反.0 引言随着继电保护技术得不断开展与进步,技术人员对保护得熟悉越来越深刻,对许多继电保护约定俗成得做法开始了反思. 如规程上对差动保护规定:使用比率制动原理得差动保护,不要校核灵敏度,其灵敏度自然满足.那么这个“自然满足〞得灵敏度就是什么灵敏度呢其实对发电机差动保护而言,就就是在发电机机端发生两相短路,该差动继电器得灵敏度校验结果肯定能够满足要求;在现场运行过程中,经常有人将保护中得比率制动系数与比率制动斜率混淆,究竟这两个概念有什么区别,又有什么联系标积制动原理对提升差动保护得灵敏度有什么有利得地方,它与比率制动之间又有什么关系,它们之间从根本上就是否一致呢本文就这些用户所关心得问题展开深入得分析与讨论 ,并说明作者自己得观点[1,2] .1?差动保护灵敏度系数得定义与校验设流入发电机得电流为正方向,取继电电器差动电流Id为:??式中:I op为当时动作电流得整定值.?发电机差动保护得灵敏度就是指在发电机机端两相金属性短路情况下差动电流与动作电流得比值.此情况下,在(Iz , Id)平面上两相金属性短路得故障点应该在斜率为2得内部故障特性线得上方,而一般动作边界得制动系数不会超过1,所以根据规程中整定出来得动作边界肯定能够满足灵敏度系数Klm?2得要求.而实际上,真正灵敏度得校验应该就是在发电机中性点侧发生轻微相间故障得时候,差动电流与此时动作电流得比值,故长期以来用机端两相短路得情况来校验差动保护得灵敏度,就是否合理,有待进一步讨论.从物理概念上瞧,故障点与动作边界离得越远,该保护原理得灵敏度越高.校验发电机差动保护灵敏度应该就是在发电机发生各种内部故障得情况下差动保护得反响水平,所以要解决得根本问题就是发电机内部发生短路故障时精确得理论分析,国内已经有许多高校正在开展这方面得研究.同时,灵敏度还与多种因素有关,如定值、原理与实现方法等. 2具有制动特性得差动保护原理 2 . 1 制动特性曲线原理制动特性曲线可以分为过原点与不过原点2种不同得原理,其中过原点得通用特性为:?式中:I q为启动电流;I g为拐点就是电流;Kz为制动系数.同时,由于Id与Iz得取法各有不同,差动保护得特性亦就是有差异得, 将目前常用得取值方法归纳如表1所不同得原理可以得到不同特性,根据元件保护得要求可选择适合它们得不同得保护原理.对差动保护而盲,即使采用相同得原理,但如果整定值不同,性能也有很大差异,以下针对这些问题展开分析.2 o 2制动系数与斜率之间得转换关系制动系数与曲线斜率就是两个不同得物理概念,在传统保护中经常用到得制动系数K z得概念定义为:式中:Iz'为动作电流整定值.?最大制动系数等于最大动作电流整定值与对应得制动电流之比.由于制动曲线一般不过原点,所以制动系数与制动曲线得斜率K s一般不相等,不要把两者混为一谈.图1给出了制动系数与制动曲线斜率之间关系得几何说明.当区外发生最严重故障得时候,Kz取得最大值,将Iz=Iz,max代人式(6) 就可以得到制动系数得最大值Kz ,max0 ?从上面可以瞧出,比率制动系数实际上就是一个变数,它随制动电流得大小而变化,厂家给出得制动系数通常就是指制动特性曲线上制动段得斜率而不就是整定计算中得制动系数,实用制动特性曲线上得制动系数随制动电流得变化而改变.表2说明了最大比率制动系数与比率制动斜率之间得关系.假定I q =00 8 A; I g=5 A;Iz,maX = 3 0 Ao? 从表中可瞧出,Kz,max与Ks得关系就是一条不过原点得直线关系,实际工程中K s 一般大于Kz , max, 2.3?制动曲线斜率与灵敏度得关系过原点得比率制动特性与不过原点得比率制动特性如图2所示.?过原点得动作边界认为不管电流互感器(TA)二次电流大于或小于额定电流,对应得误差都相同,不平衡电流随制动电流得变化根本上就是线性得,所以对应得制动曲线就是一条过原点得直线. 不过原点得制动曲线考虑到T A在它得额定电流以下误差很小,所以对应得不平衡电流就很小,可以认为就是一个很小得常量;而在TA电流大于二次额定电流时,误差很大,对应得不平衡电流就是非线性变化得,这样考虑更加符合实际情况,在动作区域平面图上我们可以瞧出两者得区别.过原点得比率制动特性动作区就是在ADCE以上.而不过原点得比率制动动作区为ABC以上.从几何上可明显瞧出,虽然过原点得制动曲线得斜率比不过原点得制动曲线得斜率小,但就是过原点得比率制动原理却没有不过原点得比率制动原理灵敏.因此,差动保护得灵敏度不仅与斜率有关,还与启动电流与拐点电流得大小得选取有密切得关系,不能一味地靠降低斜率来提升差动保护得灵敏度.3标积制动原理与比率制动原理之间得对应关系3.1标积制动原理与比率制动原理为提升差动保护得灵敏度,提出了标积制动式微机差动保护原理,该原理得最大优点就就是在不降,低差动保护可靠性得前提下,大大地提升了差动保护得灵敏度,目前采用得标积制动原理,一般将动作电流与制动电流变换到与比率制动原理相同得尺度下来判断,所以工程上现在用得最多得也就是开平方式得标积制动原理,如表l所示.比率制动原理与标积制动原理得区别在于制动电流与动作电流得取法不同,但它们在数学上就是可以相互推导得. 下面根据该公式来探讨一下标积制动原理与比率制动原理之间得关系.设Id, Iz为比率制动原理得动作量与制动量,Idb , Izb为标积制动原理得动作量与制动量, 有I* n | % + JiF. 二 !八一Lb 三小+田⑺'J — jii 1H h r|cw 6 a* tf < QI 0CO*.冢 0由三佛余弦定理町这部到1—八,透口耳f 小 +,/■ 一人工)/4 =--4Jf)/4(8)?从上面可以瞧出,标积制动量与动作量可以从 比率制动得动作量与制动量获得.从本质上瞧,差动保护原理可由两个局部组成,一局部就是动作电流与 制动电流得获取方法如表1所示;另一局部就是动作边界得确定.相同得差动电 流与制动电流得取法,但动作边界不同,特性就是不同得;同样得动作边界,假设差 动电流与动作电流得取法不同,特性也就是不同得.图 3为标积制动原理与 比 率制动原理之间得对应关系.?我们根据以上得取值方法来讨论标积制动原理与 比率制动原理之间动作边界得映射关系. 首先讨论比率制动原理中得Id=KIz 直线对应到标积制动原理中得直线得映射 关 系.流与中性点电流得夹角范围一般在[一 9 0° , 9 0° ]区间,理想情况下夹角为 0 0 ,比率制动原理反响出得量Iz = 0 ,为Id 轴,斜率为正无穷大,差动保护可靠 动作;如此时发电机没有接人系统,即IT = o,那么反响到比率制动平面上就是斜率 为2得故障特性曲线,保护也能够可靠动作,此时,标积制动原理计算出来得动 作量与制动量在动作平面上就是I d,轴.即使考虑到区内故障时相位差为 9 0 0 那么对应于比率制动原理来说,故障点为图4中K=2得直线OM 对应于标积制动 原理,相应得动作量不变,制动量变为0,故障点水平映射为I d 轴.由此可见, 标积制动原理将比率制动原理中得直线在内部故障得时候向逆时针旋转了,即离 开动作边界更远,所以保护在区内故障得时候将更灵敏.区外故障时,理想情况下,比率制动原理对应于I z 正轴,标积制动原理 也就是区内故障时,机端电式弧〞>L .河0 .比率制动幽现中一条斜率为尺的汽线站 应到标机制前原理的斜率为2K -1 K MU >九〕;相K > 2的区域的点•相应地映射为标枳制 动原理中的乙轴」分以下2种情况讨抡*对应于I z正轴,可见它不影响区外故障得可靠性.一般情况下,发电机在内部故障时,比率制动原理动作点落在动作区内, 而外部故障时保护落在制?动区内,也就就是落在TA得误差曲线以下.但也有这种情况出现,即在内部故障时,发电机还具有穿越性电流,动作点落在过渡动作区内,此时,标积制动原理能够将动作点往逆时针旋转,离开动作边界较比率制动更远,所以具有更高得灵敏度:在区外故障时,由于T A变比误差,TA饱与暂态过程中有衰减得直流分量等原因,动作点可能向保护过渡动作区域移动,使保护在区外故障时误动.标积制动原理将比率制动原理中I d=KIz直线逆时针旋转了一个角度,所以如要取得与比率制动相同得特性,相应得动作边界也要抬高一点.3.2? 比率制动斜率与标积制动斜率之间得数值对应关系?变化.下面推导比率制动系数与标积制动系数之间得关系,它只适用于动作边界过原点得情况.在此情况下比率制动与标积制动原理可以相互推导等效.如果动作边界就是一条不过原点得直线,要用标积制动原理来实现与比率制动原理相同得特性,那么相应地在标积制动空间中 ,动作边界就不能再为一条直线. 图 5 反映了这种区别.Q 510 H M3,机甯3再钟脱臂动作边界之闻的除界图5右面得直线反映得就是比率制动原理中得一个动作边界,要实现同样得特性,那么标积制动得动作边界就就是一条曲线.由于一般工程上制动系数很小,这时映射得曲线近似为一条直线,所以工程上用上述方法来近似就是可以接受得.标积制动原理提升了区内短路得灵敏度,如果把整定值对应起来,同样对区外故障得可靠性也不会有影响.4制动特性曲线原理〔各种抗饱与举措〕采用一条制动直线来实现差动保护,虽然相对说来整定比拟容易,由于二次侧得误差电流从本质上瞧就是非线性得,即随着外部短路电流得增加而增加, 所以实际上制动曲线也应该取成非线性曲线,但就是实现起来比拟困难,因此工程上通常采用分段折线得制动曲线来完成保护原理. 这样可以提升差动保护得可靠性与灵敏性,如图6所示.?随着电力系统得开展,短路容量增大,同时相应得短路时间常数也增大使得在外部短路过程中TA容易饱与,导致差动保护误动,所以国内外采用了不同得手段来检测T A饱与.西门子公司得差动保护采用得抗饱与举措就是增加了一个附加制动区,采用饱与检测器检测TA饱与,作为一个附加得制动举措.饱与检测器就是动态运行得,它在故障发生后得半个周期内做出决定. 在外部故障时TA饱与使制动电流初始值很大,移动到附加制动区域,而在区内故障时运行点沿着故障特性曲线移动.当检测到外部故障时,差动保护在一个选定得时间内闭锁(8个周期),只要运行点沿着故障特性曲线移动(2个周期),这种闭锁就可解除.用这种方法可以防止外部故障TA饱与得情况下差动保护误动.5Y/△变压器差动保护T A全Y接入得启动电流与拐点电流得合理性?以有名值整定时,应以软件电流得归算侧作为整定依据:假设归算侧为主变压器得Y侧TA,那么在算出得定值根底上应乘以3(1/ 2).原因就是:从软件方面瞧,为了校正Y/△带来得相位与幅值差,本来由TA接线来完成得校正交给了软件来完成(但有得保护可能在整定时已考虑了3(1/2 )得因素,这将会引起混乱,最直接得方法就是用实验来验证).实验验证方法如下:①Y/△变压器Y侧TA上加单相电流,此时动作值应为3 (1/2)倍得定值,②在ABC三相同时加对称电流时,达定值时动作. 6发电机裂相横差保护启动电流与拐点电流得合理性发电机裂相横差保护整定相比照拟复杂,它与所使用得一次TA变比、分支得组合方式都有关系,尤其当两个臂得分支数不相等时更加复杂.如果发电机分支组合后差动臂得2个TA得变比不一致,将导致误差得增加,所以裂相横差保护得启动电流应该比完全差动保护得启动电流大.发电机裂相横差保护整定可参考发电机差动保护得整定原那么整定,但就是要充分考虑到所用得一次TA变比对定值产生得影响.整定考虑得原那么就是:当区外发生严重故障时,TA在允许范围内得误差不应该误动.7 结论本文对发电机差动保护中长期存在得许多值得探讨得问题进行了详细得分析.通过分析制动曲线得含义,得出通过原点得制动曲线才就是制动系数,不经过原点得制动曲线在工程中实质上就是指曲线得斜率,而曲线得斜率与制动系数之间有相应得转换关系,不能互相替代;不同得原理其实包含灵敏度得差异,不能一味地降低保护得定值来提升保护得灵敏度,选择适宜得保护原理对提升保护得灵敏度具有重要得作用;标积制动原理与比率制动原理得差动保护,灵敏度也就是不同得,但就是它们之间又有联系;T A得误差就是发电机差动不平衡电流得惟一来源,因此理论上,启动电流与拐点电流主要与TA得特性有关.本文还讨论了Y/△变压器差动保护TA全Y 接入得启动电流与拐点电流得合理性,以及发电机裂相横差保护启动电流与拐点电流得合理性,并尽可能在详细分析得根底上给出相应得结论.。
各种差动保护比较..
采样值差动于常规相量差动的比较与常规相量差动相比较,采样值差动的一个突出特点是它不是计算某一数据窗的差流值,而是通过多点重复判别来判定动作与否。
利用这个特点,通过合理选择重复判别次数R,S,可有效抑制区外故障时TA暂态响应不一致对差动保护的影响。
利用采样值差动能有效区分区内区外故障,同时也能有效鉴别励磁涌流,比传统相量差动更能保证故障快速动作具体分析见《采样值差动及其应用》胡玉峰、陈树德、尹相根,电力系统自动化,2000,24,No10,第42页。
基于故障分量的菜采样值差动保护与常规相量差动和采样值差动的比较常规的相量电流差动保护还是采样值电流差动保护,都无法解决差动保护在内部高阻接地故障时的敏度和负荷电流对差动保护的影响等问题.而基于故障分量的保护存原理上与正常运行时的负荷几关,与接地故障时的过渡电阻大小无直接关系,具有相当优越性故障分量的差动保护与常规相量差动保护相比,其突出特点是可大幅度提高保护灵敏度,并可较好地解决高阻接地或轻微短路且有负荷电流流出时差动保护所存在的缺陷,采样值电流差动保护可以提高电流差动保护的动作速度,但是并没有改善保护的灵敏度故障分量差动保护动作特性详见||王维倚(Wang Weijian).电气主设备继电保护原理与应用(The Theory and Application of Electric Main Equipments Protection).北京I中国电力出版社(Beiiing:China Electdeal Powar Press),1996/尹项根,陈德树,张哲,等(Yin Xianggent Chen Deshu—Zhang Zhe,et a1).故障分量差动保护(DifferentialProtection Ba sed On Fault—Component).电力系统自动化(Automation of Electric Power Systems).1999.23(11)由图中可以看出,由于制动区与动作区之间存在一个缓冲区,因而可使故障分量差动保护具有极为优良的动作选择性。
变压器差动保护新、旧原理的比较
变压器差动保护新、旧原理的比较黄伟(中山电力设计院,广东中山528403)[摘要]通过和变压器差动保护新、旧原理的比较,说明新的正序有功功率差动保护的优缺点。
关键词变压器差动保护比率制动励磁涌流正序有功功率差动保护0引言电力变压器是电力系统的重要设备,其可靠性直接关系到整个系统的安全运行,因此对它的保护要求很高。
变压器的主保护是差动保护。
本文介绍了传统的差动保护原理和正序有功功率差动保护原理,并在此基础上通过分析和比较,总结出这2个保护原理的优缺点,提出了一些实现新、旧原理优势互补的建议。
1变压器差动保护原理变压器差动保护是变压器电量保护中的主保护,它一般采用比率制动差动保护原理,其原理如图1。
蝴H+●●(A)双绕组变压器正常(B)三绕组变压器区内运行时的电流分布故障时的电流分布图1比率制动差动保护原理当变压器内部故障时,会有差动电流流过差动回路,这时继电器动作,跳开变压器各电源侧的断路器。
但差动回路流过不平衡电流时,会导致继电器的误动作。
造成差动回路中的不平衡电流的因素有很多,主要有:①由变压器励磁涌流,。
所产生的收稿日期:2004—11一01作者简介:黄伟(1974一),工程师,从事继电保护设计工作。
不平衡电流;②由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流;③由计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流;④由两侧TA型号不同而产生的不平衡电流。
为了躲开差动回路中的不平衡电流,差动保护起动电流的整定原则为:(1)为了防止TA二次回路断线时引起差动保护误动作,保护装置的起动电流应大于变压器的最大负荷电流,,…。
当负荷电流不能确定时,可采用变压器的额定电流,。
,引入可靠系数K。
,则保护装置的起动电流为:I。
,=K。
I,…(2)躲开保护范围外部短路时的最大不平衡电流,此时继电器的起动电流应为I忆j=KmI。
,其中,。
…。
为保护外部短路时的最大不平衡电流。
(3)上述原则考虑的都是变压器差动保护的起动电流,但它们都还必须能够躲开变压器励磁涌流的影响。
不同原理的变压器差动保护特点比较.ppt
磁滞回线
励磁涌流
2600 [A]
2200
1800
1400
1000
600
200
-200
0.00
0.02
0.04
0.06
(file 三相变压器涌流30%.pl4; x-var t) c:X0142A-X0001A
0.08
[s] 0.10
和应涌流
50 [A]
-40
-130
-220
-310
-4000.0来自• 优缺点 1. 可靠性高 2. 不怕断线
1. 不采用微机实现 2. 灵敏度低
二次谐波制动原理
• 涌流识别原理
1. 利用差动电流中的 二次谐波
2. 往往采用或门制动
• 优缺点 1. 涌流制动可靠 2. 保护灵敏度高
1. 合闸于内部故障动 作慢
2. 不能防止过励磁
波形对称与偶次谐波
• 涌流识别原理
0.08
[s] 0.10
识别励磁涌流的方法
• 纯电流方法 1. 采用速饱和变流器 2. 二次谐波制动 3. 间断角制动 4. 波形对称与偶次谐
波
5. 虚拟三次谐波
• 采用电流、电压 1. 磁制动 2. 变压器参数检测
采用速饱和变流器
• 涌流识别原理
1. 利用非周期分量制 动
2. 利用高定值躲对称 涌性流
3. 保护灵敏度高
1. 注意抗CT饱和
一些特殊情况下的电流
• 无功吸收情况下的区内故障:谐波大 • 发展性故障:不对称度大 • CT极度饱和:
励磁曲线
1390.0 Fluxlinked [W b-T ]
695.0
0.0
-695.0
差动保护基本原理
差动保护基本原理1、母线差动保护基本原理母线差动保护基本原理,用通俗的比喻,就是按照收、支平衡的原理进行判断和动作的。
因为母线上只有进出线路,正常运行情况,进出电流的大小相等,相位相同。
如果母线发生故障,这一平衡就会破坏。
有的保护采用比较电流是否平衡,有的保护采用比较电流相位是否一致,有的二者兼有,一旦判别出母线故障,立即启动保护动作元件,跳开母线上的所有断路器。
如果是双母线并列运行,有的保护会有选择地跳开母联开关和有故障母线的所有进出线路断路器,以缩小停电范围2、什么是差动保护?为什么叫差动?这样有什么优点?差动保护是变压器的主保护,是按循环电流原理装设的。
主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障,同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。
在绕组变压器的两侧均装设电流互感器,其二次侧按循环电流法接线,即如果两侧电流互感器的同级性端都朝向母线侧,则将同级性端子相连,并在两接线之间并联接入电流继电器。
在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器的二次电流只差,也就是说差动继电器是接在差动回路的。
从理论上讲,正常运行及外部故障时,差动回路电流为零。
实际上由于两侧电流互感器的特性不可能完全一致等原因,在正常运行和外部短路时,差动回路中仍有不平衡点流Iumb流过,此时流过继电器的电流IK为Ik=I1-I2=Iumb要求不平衡点流应尽量的小,以确保继电器不会误动。
当变压器内部发生相间短路故障时,在差动回路中由于I2改变了方向或等于零(无电源侧),这是流过继电器的电流为I1与I2之和,即Ik=I1+I2=Iumb能使继电器可靠动作。
变压器差动保护的范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备、以及连接这些设备的导线。
由于差动保护对保护区外故障不会动作,因此差动保护不需要与保护区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合,所以在区内故障时,可以瞬时动作。
3、为什么220KV高压线路保护用电压取母线TV不取线路TV事实上,两个电压都接入保护装置的,它们的作用各不相同母线电压,一般用来判别正方向故障和反方向故障,通过电流与电压之间的夹角来判别线路电压,一般用来重合闸的时候用,作为线路有压无压的判据现在220kV线路保护比较常用的就是一套光纤电流差动以及一套高频距离保护也有采用两套光纤电流,两套高频的比较少了4、变压器差动保护的基本原理1、变压器差动保护的工作原理与线路纵差保护的原理相同,都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。
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两种差动保护的异同分析
作者:裴启刚裴倩倩
来源:《科学与财富》2014年第04期
摘要:变压器纵联差动保护是大、中型变压器常用的电气类主保护,本文通过常用的DCD-2型差动继电器和微机型比率差动保护的差异,分析了各自工作原理和用途。
关键词:差动保护、同极性、差电流
变压器纵联差动保护(以下简称差动保护)是变压器保护的主保护之一,目前应用到的变压器差动保护主要有以DCD-2型(或BCH-2型)差动继电器组成的差动保护和比率差动保护。
前者曾在微机综合自动化装置出现之前广泛使用,之后随着微机综自装置的普及逐渐被比率差动保护代替,但在一些35KV终端变电站和一些厂矿企业的变电站还可以经常见到。
比率差动保护是变压器微机保护装置出现后被广泛采用的一种保护,它以其模块化、易整定、精度高、详尽的事件记录和自由方便的人机对话等优点代替了继电器式的差动保护。
下面以在工作中遇到的实际问题简单比较分析以下这两种保护的异同之处。
1、躲过励磁涌流
变压器在正常运行时,其励磁电流很小,一般是变压器额定电流的1%左右,对差动保护工作没有多大影响。
但是在一次系统电压扰动时,特别是空载合闸或外部故障切除后电压恢复过程中,励磁电流会变得很大,甚至可达近十倍的额定电流,此时的励磁电流被称为励磁涌流,因励磁涌流不能传变至变压器二次侧,如不解决励磁涌流问题,变压器差动保护将无法工作。
DCD-2型(或BCH-2型)差动继电器采用速饱和变流器提高其躲过励磁涌流的能力。
其原理是利用励磁涌流包含有很大的非周期分量这一特点与区内短路电流区分开。
励磁涌流中大量的非周期分量使变流器铁芯迅速饱和。
这样二次侧电流就大为减小,从而使差动保护对励磁涌流不敏感。
比率差动保护是利用励磁涌流中含有偶次谐波,这一区别于一般短路电流的特点直接闭锁差动保护。
因此在微机型变压器差动保护中常用二次谐波制动的方法解除励磁涌流对此种差动保护的影响。
其优点是:因为采用了二次谐波闭锁了差动保护,因此在计算比率差动保护最小动作值时,便可不考虑励磁涌流对保护装置的影响,而只需躲过最大负荷时的不平衡电流即可。
这样就降低了差动保护的电流动作值,使得比率差动保护装置比DCD-2型(或BCH-2型)差动继电器构成的差动保护动作更加灵敏。
其不足之处是:如果由于区内故障的短路电流特别大时,仍然会有一些谐波电流存在,这样就容易发生误闭锁的事件。
因此必须有差动速断保护作为比率差动保护的辅助保护,这样即便由于短路电流过大出现误闭锁事件,也能够快速
切除故障点。
这样就要求差动速断保护范围不应超过比率差动保护的范围。
因此对于单电源降压变压器来说差动速断保护应能可靠躲过低压侧母线处的短路电流。
2、差动平衡的调节
无论是哪一种变压器差动保护均有对消除励磁涌流,接线组别和区外故障不利影响的专门措施,对于其它影响差动回路不平衡电流的因素,都是通过“差动平衡调节”来消除其影响的。
DCD-2型(或BCH-2型)差动继电器都是通过合适选取两个平衡绕组的匝数使不平衡电流得到补偿。
对于三卷变来说只要确定了基本侧和其匝数,将基本侧电流接入差动继电器的差动绕组,另外两侧分别接入两个平衡绕组通过计算整定两个平衡绕组的匝数使差动回路中的不平衡电流得到补偿,对于两卷变来说在确定了基本侧及其匝数后,基本侧可以接入差动绕组也可以接入平衡绕组,最终通过计算确定另一个平衡绕组的匝数来实现最终的平衡。
比率差动保护的平衡调节是给变压器各侧分别设置一个差动平衡调节系数,各侧的电流乘上各自的差动平衡调节系数后,代入差动保护的动作特性方程,即比率差动保护实际比较的是经过差动平衡调节后的各侧电流。
通过比较可以看出前者是通过计算平衡匝数进行差动平衡调节的。
在实际工作中,平衡匝数必须取整数,这就意味着对于计算中出现的半匝情况,是不能使不平衡电流得到完全补偿的,而平衡系数就不需要非取整数,这就可以使不平衡电流得到完全补偿,从而提高了整个装置动作的可靠性。
3、工作原理上的不同
DCD-2型(BCH-2型)差动保护是通过差动绕组、平衡绕组、短路绕组在速饱和变流器中的合成磁通与继电器二次绕组的耦合来使差动保护正常工作的。
比率差动保护是以两侧(或三侧)电流相量之和作为动作电流,以两侧电流相量之差(或三侧中最大的电流)作为制动电流,代入动作特性方程。
这样以来在区内故障时,相量之和(动作电流)最大,而相量之差(制动电流)最小;在区外故障时,相量之和(动作电流)最小,而相量之差(制动电流)最大。
这就有效地区分了区内故障和区外故障,并且即使是在变压器有轻微故障时,也具有了较高的灵敏度。
4、二次接线与TA的极性
差动保护的TA极性必须接正确。
无论是DCD-2型(BCH-2型)差动保护还是比率差动保护都要求变压器各侧TA同极性接入,即各侧TA的同名端都朝向母线或都朝向变压器。
5、结尾
本文通过分析常用的DCD-2型差动继电器和微机型比率差动保护工作原理的不同,提出了在使用中应注意事项,在现实工作中具有实际意义。
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参考文献
[1] 水利电力部电力生产司编.保护继电器检验第十九章.北京:水利电力出版社, 1977.
[2] 陈学庸. 电力工程电气设备手册电气二次部分. 北京:中国电力出版社,1996
作者简介:
裴启刚(1975-),男,工程师,长期从事变电工程电气二次技改工作(E-Mail:
pqg750904@);
裴倩倩(1984-),女,助理工程师,主要从事变电运行等工作。