变压器比率差动保护原理ppt课件
差动保护PPT (1).
假定： CT- ratio: 1/1 IP1 = I1F IP2 = I2F
假定： CT- ratio: 1/1 IP1 = IF IP2 = -IF IDiff = │IP1 + IP2 │ = IF - IF = 0 不跳闸
IDiff = │IP1 + IP2 │ = │I1F + I2F │ 跳闸
Block
with IDiff> = setting
IDiff> 2 10 IRest =│IS1│+│IS2│
Principles Transf. Diff 5
基本原理: 3相系统的测量回路
西门子能源自动化 ----让您永争第一
3相系统的基本回路: 发电机 /电动机/ 电抗
L1 L2 L3
差流
制动电流
定值设定，考虑磁化 电流或充电电流影响
由于CT变比不同产 生的线性误差 综合特性
IDiff=
│IS1+IS2│ IN
Trip
在如下假定条件下： │ε 1 │ = │ε 2 │ and I1 = I2 传统的差动保护特性应该是： IDiff = IDiff> + ε1· I1 + ε2· I2 = IDiff> + 2·ε1 · I1
3000/1A 2887A
容量: 100MVA ,矢量组: YNd5 低压侧: 20kV 高压侧: 110kV
750/1A
ILoad= 525A
L1 L2 L3
0.96A
0.7A
差流
29 Wdg.
IR
23 Wdg.
制动电流
传统差动保护
匹配变压器 -向量组自适应 -电流值自适应 -零序电流处理 IR = 0.555· √3 = 0.96A
变压器比率差动保护
（2）区外故障切除时的误动 区外故障被切除时，流过变压器的电流突然减小
到额定负荷电流之下。在此暂态过程中，由于电流中 自由分量的存在，使两侧差动TA二次电流之间的相位 短时（40~60ms）发生了变化，在差动元件中产生差流 。两侧差动TA的暂态特性相差越大，差流值越大，持 续的时间就越长。又由于流过变压器的电流较小，差 动元件的制动电流较小；当差动元件拐点电流整定得 过大时，差动元件处于无制动状态。此时，若初始动 作电流定值偏小，保护容易误动。
四、怎样提高差动保护的可靠性
为提高纵差保护的动作可靠性，应作好以下工作：
（1）严防TA二次回路接触不良或开路 在保护装置安装调试之后，或变压器大修后投运之前
，应仔细检查TA二次回路，拧紧二次回路中各接线端子 的螺丝，且螺丝上应有弹簧垫或防震片。 （2）严格执行反措要求
所有差动TA二次回路只能有一个公共接地点；且该接 地点应在保护盘上。
动作区
Iset
0
Ie
0.5 非动作区
Ir
差动保护的基本原理(9)
差动保护的动作特性分析（2）
拐点电流的设置
Icd
拐点电流一般设
置为变压器的额定 电流的（0.8-1）倍
Iset
0
从特性图上可以看出，当制动电流 小于拐点电流时，差动保护的门槛 值是固定的，当制动电流大于拐点 电流时差动保护的动作门槛是变动 的，它随制动电流的增大而增大！
（5）合理的整定值 在对变压器纵差保护各元件的定值进行整定时，
应根据变压器的容量、结构、在系统中的位置及系统 的特点，合理而灵活地选择定值，以确保保护的动作 灵敏度及可靠性。
完毕 谢谢！
华北油田公司水电厂
差动电流I +i i+
变压器比率差动保护原理及校验方法
变压器比率差动保护原理及校验方法1引言继电保护(Protective Relay,Power System Protection是研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况,以探讨其对策的反事故自动化措施。
因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件(发电机、变压器、输电线路等,使之免遭损害,所以也称继电保护。
基本任务是:当电力系统发生故障或异常工况时,在可能实现的最短时间和最小区域内,自动将故障设备从系统中切除,或发出信号由值班人员消除异常工况根源,以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。
继电保护是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。
许多实例表明,继电保护装置一旦不能正确动作,就会扩大事故,酿成严重后果。
因此,加强继电保护的设计和整定计算,是保证电网安全稳定运行的重要工作。
实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。
本次设计的任务主要包括了六大部分,分别为运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。
其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。
通过分析,找到符合电网要求的继电保护方案。
电力系统和继电保护技术的不断发展和安全稳定运行,给国民经济和社会发展带来了巨大动力和效益。
但是,电力系统一旦发生自然或人为故障,如果不能及时有效控制,就会失去稳定运行,使电网瓦解,并造成大面积停电,给社会带来灾难性的后果。
因此电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。
要结合具体条件和要求,本设计从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施,突出重点,统筹兼顾,妥善处理,以达到保证电网安全经济运行的目的。
继电保护是随着电力系统的发展而发展起来的。
20世纪初随着电力系统的发展,继电器开始广泛应用于电力系统的保护,这时期是继电保护技术发展的开端。
《变压器的差动保护》PPT课件
精选PPT
6
变压器差动保护其差动回路中的不平衡电流大，必须采取措施躲开不 平衡电流或设法减小不平衡电流的影响。
（一）变压器励磁涌流的特点及减小其对纵差保护影响的措施 1励磁涌流的产生及特点 变压器的励磁电流只通过变压器的原边线圈，它通过电流互感 器进入差动回路形成不平衡电流，在正常运行情况下，其值很小， 一般不超过变压器额定电流3％～5％。当发生外部短路时，由于 电压降压，励磁电流更小，因此这些情况下对差动保护的影响一 般可以不考虑。 当变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复过程中，由于变压 器铁心中的磁通量的突变，使铁心瞬间饱和，这时将出现数值很大的励磁 电流，可达5～10倍的额定电流，称为励磁涌流。此电流通过差动回路，如 不采取措施，纵差动保护将会误动作
精选PPT
7
QF1
TA1 K1
TA2 QF2
KD
Iop
变压器励磁电流形成的不平衡电流
精可达额定电流的5一10倍。 (2)含有大量非周期分量和高次谐波分量，且随时间衰减。 在起始瞬间，励磁涌流衰减的速度很快，对于一般的中小型 变压器，经0.5～1秒后，其值不超过额定电流的0.25～0.5倍 ，大型变压器励磁涌流的衰减速度较慢，衰减到上述值要2～ 3s，即变压器的容量越大，衰减越慢，完全衰减需要十几秒 时间 （3）其波形有间断角，
将要饱和，电流互感器饱和时将产生各种高次谐波，其中包含二次 谐波分量。而变压器差动保护的涌流闭锁功能，目前大部分采用二 次谐波闭锁，当电流互感器饱和时，电流中的二次谐波分量将会使 差动保护闭锁，不能动作出口。这时，只能靠差动速断保护动作出 口，因为涌流闭锁不闭锁速断。因此，变压器差动保护中要设置速 断保护。 • 根据差动速断保护的特点，要求差动速断保护满足以下两点要求： • （1）动作电流应能躲过最大励磁涌流电流。 • （2）区内发生最大短路电流故障时，应有足够的灵敏度（一般这 种故障都是发生在高压套管引线上）。
差动保护和比例差动保护原理(含图)
1.比率差动是差动电流和制动电流的制约，要考虑到励磁涌流的影响；2.差流速断是当差流过定值后不考虑制动电流直接出口跳闸，在整定时就躲过励磁涌流。
3.变压器在正常负荷状态下，差动保护的最小动作电流大于额定电流下流入差动回路的不平衡电流，保护不会误动。
随着外部短路电流的增大，电流互感器可能饱和，误差随之增大，不平衡电流也就不断增大。
为防止差动保护误动作，引入比率差动保护。
其能可靠地躲过外部故障时的不平衡差动电流。
1.差动速断保护反映变压器内部或引出线严重短路故障，任一相电流大于整定值，保护跳闸并发信号，其动作方程为：Id>I1式中，Id为短路电流，I1差动保护定值。
Ih为高压侧电流，Il为低压侧电流TAP=（VWDG2×CT2×C）/（VWDG1×CT1）式中：VWDG1为高压侧线电压；VWDG2为低压侧线电压；CT1为高压侧CT变比；CT2为低压侧CT变比。
当相位调整选择“退”时，为外部接线补偿，C=3。
差动电流的计算方法为：Id=|Ih+ Il*TAP| ,其中Idh、Idl都为矢量。
制动电流的计算方法为：Ir= Imax |Ih、Il*TAP|。
（表示选择其中最大相）当相位调整选择“投”时，为内部软件补偿，。
C=1单加高压侧形成的差动电流的计算方法为：Idh=Ih线/3；单加低压侧形成的差动电流的计算方法为：Idl=Il*TAP；高压侧和低压侧同时施加，各相差动电流的计算方法为：Id=|Idh +Idl| ,其中Idh、Idl都为矢量。
高压侧和低压侧同时施加，各相制动电流的计算方法为：Ir=Imax |Idh、Idl|。
差动速断保护原理逻辑图如下：图6-1 差动速断保护原理逻辑图2.比率差动保护变压器在正常负荷状态下，差动保护的最小动作电流大于额定电流下流入差动回路的不平衡电流，保护不会误动。
随着外部短路电流的增大，电流互感器可能饱和，误差随之增大，不平衡电流也就不断增大。
变压器比率差动保护原理
在区外故障时，由于电流互感器误差、变压器接线方式及变比不同等因素，会引起不平衡 电流。整定时应躲过最大不平衡电流。
灵敏度校验
按最小运行方式下变压器低压侧两相短路时流过高压侧的电流进行校验，灵敏度应满足要 求。
调试步骤与注意事项
调试步骤 检查二次回路接线是否正确，确保电流互感器极性正确。
保护配置
比率差动保护采用二次谐波制动原理，设置合理的制动系 数和动作门槛，确保在变压器内部故障时快速动作，同时 防止外部故障时误动。
动作情况
在某次运行中，变压器低压侧发生匝间短路故障。比率差 动保护正确动作，跳开三侧开关，避免了事故扩大。
案例二：某发电厂厂用变比率差动保护应用
01
案例背景
某发电厂厂用变容量为10kV/400V，采用干式变压器。为保护厂用变
差动保护范围
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。简单地说， 就是输入的两端TA之间的设备。由于差动保护对保护区 外故障不会动作，因此可以不考虑保护区外故障时（包 括系统短路）TA的饱和问题。对于保护区内的故障，TA 饱和会使二次电流小于实际电流，造成保护“拒动”， 后果严重。为避免TA饱和，应从两方面着手。一是在选 择TA时，变比不能选得太小，要考虑线路短路时TA的饱 和问题，一般10kV线路保护的TA变比最好大于300/5。 另一方面要尽量减少TA二次负载阻抗，尽量避免保护和 计量共用TA，缩短TA二次电缆长度及加大二次电缆截面； 对于综合自动化变电站，10kV线路尽可能选用保护测控 合一的产品，并在控制屏上就地安装，这样能有效减小 二次回路阻抗，防止TA饱和。
02
变压器是电力系统中重要的设备之一，需要可靠的保护措施。
变压器差动保护的基本原理及逻辑图
变压器差动保护的基本原理及逻辑图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。
2、变压器差动保护与线路差动保护的区别：由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。
因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。
例如图8-5所示的双绕组变压器，应使8.3.2变压器纵差动保护的特点1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法（1）励磁涌流：在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。
（2）产生励磁涌流的原因因为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，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。
此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。
（3）励磁涌流的特点：①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。
②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。
③励磁涌流的波形出现间断角。
表8-1 励磁涌流实验数据举例（4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施：采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护；②利用二次谐波制动原理构成的差动保护；③利用间断角原理构成的变压器差动保护；④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。
2、不平衡电流产生的原因（1）稳态情况下的不平衡电流①变压器两侧电流相位不同电力系统中变压器常采用Y，d11接线方式，因此，变压器两侧电流的相位差为30°，如下图所示，Y侧电流滞后△侧电流30°，若两侧的电流互感器采用相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流也相差30°左右，从而产生很大的不平衡电流。
变压器差动保护整理PPT教学课件
（一）比率制动的纵差保护 1.和差式比率制动的差动保护
21ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
正常及外部故障时
Ir
I2－I2
1 KTA
I1－I1 Iunb
22
内部故障时
Ir
I2
I2
1 KTA
I1 I1
Ik kTA
23
取：动作分量 Iop I2 I2 Ih IL
29
根据：励磁涌流波形有间断角的特点‘ 采用：波形比较技术将变压器的励磁涌流和故障电
流分开。 判据如下：
set
set
通常取：
set 140 set 65
30
只要任一相差动电流大于差动 速断的整定值，保护瞬时动作。
设以高压侧二次额定电流为基准，则：
高压侧平衡系数为
Kbh 1
中压侧平衡系数为
Kbm
I nm.c I nh.c
低压侧平衡系数为
K bl
I nl.c I nh.c
12
1.励磁涌流的影响 Iexs
变压器的励磁涌流是指在变压器空载合 闸或者外部故障切除后电压恢复时，可能出 现的较大的励磁电流。
13
1.励磁涌流的影响 Iexs
I1 I2 Im
Ir
Iunb
Im KTA
14
铁芯中的磁通不能突变
铁芯中出现一个暂态磁通 铁芯中的磁通将达到最大值
2m s
铁芯严重饱和，励磁电流将剧烈增大
15
3．励磁涌流的特点
（1）包含有非周期分量 （2）幅值大，但衰减快 （3）包含有高次谐波分量 （4）波形之间有间断
变压器保护原理
1.1变压器比率制动式差动保护比率制动式差动保护就是变压器的主保护,能反映变压器内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障。
变压器保护装置最多可实现四侧差动,动作特性图如图6-1-1所示:I 制制制制制 r es)r es.0op.制制制制制 o p )I图6-1-1 比率差动保护动作特性图1.1.1 比率差动原理1.1.1.1 差动动作方程如下0.op op I I >当 0.res res I I < ;()0.res res 0.op op S I -I I I +> 当 0.res res I I > (6-1-1)op I 为差动电流,0.op I 为差动最小动作电流整定值,res I 为制动电流,0.res I 为最小制动电流整定值,S 为比率制动系数整定值,各侧电流的方向都以指向变压器为正方向。
1.1.1.1.1 对于两侧差动:op I = |21I I &&+| (6-1-2) res I = |21I I &&-| / 2(6-1-3)1.1.1.1.2 对于三侧及以上数侧的差动:op I = | 1I & +2I & +…+ k I & | (6-1-4)res I = max{ |1I &|,|2I &|,…,|k I &| }(6-1-5)式中:4K 3<<,1I &,2I &,…k I &分别为变压器各侧电流互感器二次侧的电流。
1.1.1.1.3 对于无电源低压侧带分支的两圈变差动:op I = |321I I I &&&++|(6-1-6) res I = |321I I I &&&--| / 2(6-1-7)式中:1I &、2I &、3I &分别为变压器高压侧、低压侧A 分支与低压侧B 分支电流互感器二次侧的电流。
比率差动保护原理
比率差动保护原理比率差动保护是电力系统中常用的一种保护方式，它主要用于保护变压器和输电线路。
比率差动保护原理基于比较电流变压器的一次和二次电流之间的比率，以检测电流在变压器或输电线路中的不平衡情况，从而实现对系统的保护。
本文将介绍比率差动保护的原理及其应用。
比率差动保护的原理是基于基尔霍夫电流定律和变压器的工作原理。
在正常情况下，变压器的一次和二次电流是按照变比关系进行传递的，即二次电流等于一次电流乘以变压器的变比。
当变压器或输电线路发生故障时，导致一次和二次电流不平衡，这时比率差动保护就会起到作用。
比率差动保护装置会对一次和二次电流进行比较，如果检测到不平衡，则会输出保护动作信号，从而切断故障部分，保护系统的安全稳定运行。
比率差动保护通常由比率差动继电器、电流互感器、控制装置等组成。
比率差动继电器是比率差动保护的核心部件，它通过比较一次和二次电流的差值，来判断系统是否存在故障。
电流互感器则用于将一次和二次电流进行采集，并送至比率差动继电器进行比较。
控制装置则负责接收比率差动继电器的输出信号，并对系统进行保护动作。
比率差动保护在电力系统中具有重要的应用价值。
首先，它能够对变压器和输电线路进行全面的保护，及时发现故障并切断故障部分，保护系统的安全稳定运行。
其次，比率差动保护具有高灵敏度和快速动作的特点，可以有效地减小故障对系统的影响，提高系统的可靠性。
再次，比率差动保护还能够实现远程通信和自动化控制，提高电力系统的运行效率和管理水平。
总的来说，比率差动保护原理简单、可靠，具有广泛的应用前景。
随着电力系统的不断发展，比率差动保护将会在电力系统中发挥越来越重要的作用，为电力系统的安全稳定运行提供有力保障。
具有比率制动特性的变压器差动保护原理及整定知识讲解
1 比率制动差动保护特性随着计算机技术在继电保护领域日益广泛的应用，比率制动特性的差动保护作为双圈及三圈变压器的主保护具有动作可靠，实时数据采集、计算、比较、判断等较为方便简单等优点，得到用户的认可。
所谓比率制动特性差动保护简单说就是使差动电流定值随制动电流的增大而成某一比率的提高。
使制动电流在不平衡电流较大的外部故障时有制动作用。
而在内部故障时，制动作用最小。
图1中曲线1为差动回路的不平衡电流，它随着短路电流的增大而增大。
根据差动回路接线方法的不同，在整定时，通过调整不平衡比例系数使得计算机在实时计算时的ibp最小。
曲线2是无制动时差动保护的整定电流，它是按躲过最大不平衡电流ibpma x来整定的。
曲线3为变压器差动保护区内短路时的差电流，它随短路电流的增大而线性的增大。
曲线4为具有制动特性的差动继电器的差动保护特性。
在无制动时，曲线3与曲线2相交于b点，这时保护的不动作区为ob′，即保护区内短路时的短路电流必须大于ob′所代表的电流值时，保护才能动作。
在有制动时，曲线3与曲线4相交于a点，短路电流只要大于oa′所代表的电流值，保护即能动作。
oa′<OB′，这说明在同样的保护区内短路状态下，有制动特性的差动保护比无制动特性的差动保护灵敏度要高。
在实际的变压器差动保护装置中，其比率制动特性如下图2所示:图2中平行于横坐标的ab段称为无制动段，它是由启动电流和最小制动电流构成的，动作值不随制动电流变化而变化。
我们希望制动电流小于变压器额定电流时无制动作用，通常选取制动电流等于被保护变压器高压侧的额定电流的二次值。
即: izd=ie/nlh图2中斜线的斜率为基波制动斜率，当区外故障时短路电流中含有大量生产非周期分量，制动izdo增大，当动作电流idzo大于启动电流时，制动电流和动作电流的交点d必落在制动区内。
当区内故障时，差电流即动作电流为全部短路电流，制动电流则为流过非电源侧的短路电流，数值较小，平行于纵、横轴的二直线交点必落在动作区内，差动保护可靠动作。
变压器差动保护ppt课件
nT
判据： Id IH IL Iset
nTAL
Id
I set K I rel unbmax
I·L
·IL'
11
2.2.2 变压器差动保护的不平衡电流
一、稳态运行条件下的不平衡电流
正常运行或故障后已达稳态，差动电流 中只有工频分量；忽略变压器的励磁电流 (2～5%)
12
1. 三相电力变压器保护的接线 (1) Y/Y-12接线双绕组三相变压器
I&d I&H' I&L'
I·H
·IH'
nTAH
正常运行或外部故障时，应使
Id 0
Id
nT
IH IL
Id
nTAL
I·L
·IL'
IH IL nTAH nTAL
TA变比选取原则
nTAL nTAH
nT
10
2.2.1 变压器纵差动保护的基本原理
I·H
·IH'
nTAH
内部故障时：
Id Ik
Id
解决办法： 选择两侧同相位的电流量构成差动回
路。
15
1. 三相电力变压器保护的接线
(2) Y/Δ-11接线两绕组三相变压 器
Y
IA2
IC2 IA2
IA2
30 IA2 IB2
IC2 IC2
IB2 IC2
IB2 IB2
IA2
IA2 IB2
IB2
IB2 IC2
IC2
IC2 IA2
16
1. 三相电力变压器保护的接线 (2) Y/Δ-11接线两绕组三相变压器
2电力变压器保护
1
2.1 变变压压器器的保故护—障—类主型要和内不容 正常 工作状态
变压器的保护—变压器的差动保护原理
教学目标
要求学生通过学习，了解并掌握变压器的差动保护性 质、分类、原理及变比选择原则等知识。
教学重点
1
认知变压器的差动保护性质
2
认知差动保护原理
3
认知差动护
性质
02
变压器的 差动保护
分类
03
差动保 护原理 接线图
02
差动保护原理接线图
➢ 如图为差动保护的原理接线图
03
差动保护原理
• 在双绕组变压器两侧装设电流互感器，互感器根据极性接成电流 差的形式。
• 流入差动元件的电流为 I2 I2 ，当变压器正常运行或者是电流互
感器之外故障时， I2 I2 =0，差动保护不动作；当差动保护区内
故障时， I 2 I 2 >0，差动保护动作，发出跳闸信号，变压器各
侧断路器分闸，对变压器起到保护作用。
04
差动保护原理
由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，所以必须适当
选择两侧电流互感器的变比，使得在正常工作时和外部故障
时两侧的二次电流相等。即
I 2
I2
I1 nTA1
I1 nTA 2
• 那么
nTA 2 nTA1
I1
nT
I1
• 式中，nTA1为高压侧电流互感器的变比；
nTA2 为低压侧电流互感器的变比；
nT 为变压器的变比。
05
差动保护变比选择原则
➢这种按相实现的差动保护，其电流互感器变比的选择 原则是： • 两侧电流互感器变比的比值等于变压器的变比。
06
04
差动保护 原理
05
差动保护 变比选择
原则
5.电力变压器的纵联差动保护(三)-比率制动差动保护(课件)
变压器每相绕组励磁涌流中含有较大的二次谐波分量，含
量大小与铁芯饱和磁通甚至大小及电压突变出现角度等因素直
接相关。 判据：
I
2
I
K
1
I2——电流中的二次谐波有效值 I1——电流中的基波有效值 K——给定的整定值，一般取0.15~0.2
五保护
同时，理论研究及实践均发现，变压器三相励磁涌流中， 二次谐波并非同时达到此整定值，故一般采用或门制动的方式， 即三相中有一相2次谐波含量超过这个定值就闭锁变压器纵联 差动保护。
四、比率制动式差动保护
1.工作原理
图3-14 变压器差动保护原理接线图
若以流入变压器的电流方向为正，则差动电流为：Id = Ih Il
为了使区外故障时获得最大制动作用，区内故障时制动作用
最小甚至为0，制动量为：Ires = Ih - Il / 2
四、比率制动式差动保护
图中可以看出，区外故障时 Ih = Il，制动电流Ires达到最大
六、变压器的差动速断保护
Id
比率差动 动作区
Ist.0 A B 0G I res.0
C
I unb.max
SD
F
E
I res
Ires.max
图3-19 变压器差动速断动作区
差动速断保护的整定值， 按照躲过变压器最大励磁涌流 和外部短路最大不平衡电流的 整定，只反应差流中工频分类 的大小，不考虑谐波及波形畸 变的影响，其值达4~10倍的额 定电流。
六、变压器的差动速断保护
在变压器差动保护中，常常配有二次谐波等制动元件，以 防止励磁涌流引起保护误动。但是，在纵差保护区内发生严重 短路故障时，如果电流互感器出现饱和而使其二次侧电流波形 发生畸变，则二次电流中含有大量谐波分量，从而使涌流判别 元件误判为励磁涌流，致使差动保护拒动或延迟动作严重损坏 变压器。
变压器比率差动保护原理
比率差动保护的实施方法
1
系统分析
需要详细分析系统的特点和需要保护
选择保护器件
2
的设备类型。
根据分析结果选择合适的差动保护器
件。
3
设定保护参数
根据设备规格和操作响应特点设定保
调试和测试
4
护参数。
进行差动保护测试和调试，并对系统 进行全面的检测和校准。
比率差动保护的未来发展趋势
数字化保护
数字化保护技术将带来更 高的性能和更快的响应速 度。
差动保护原理
电流平衡原理
在正常情况下，变压器的二次侧各相电流是相等 的。差动保护原理就是比较这些电流的差异，当 差异超过设定阈值时，检测为故障。
微处理器技术
微处理器技术已经广泛应用于差动保护技术中， 它们可以将差动电流信号放大并处理成符合需求 的信号，以实现差动保护。
比率差动保护的基本原理
什么是比率保护？
比率保护是指通过测量电压和电流之间比率的变化来实现保护。
构建保护计算模型
构建保护计算模型可以利用计算机技术轻松实现。例如，计算自举误差、互感器误差和绕组 接地等常见问题，并进行相应的校准，从而有效降低误trip电流的发生率。
比率差动保护的优势
精确性
比率差动保护可以提供更精 确的保护，可以捕捉更小的 变化，并从很多方面区别正 常的和故障的差异。
可靠性
比率差动保护通常比其他保 护技术更可靠、更稳定，可 以大大内检测到问题，可以及时地 响应并采取必要的措施。
比率差动保护的应用场景
变电站
在变电站中，比率差动保护可以应用于变压器和 母线的保护，具有非常重要的作用。
输电线路
比率差动保护也可以应用于输电线路和电缆线路 的保护，可以帮助提高整个系统的安全性。
变压器差动保护PPT
I&d I&H' I&L'
I·H
·IH'
nTAH
正常运行或外部故障时，应使
Id 0
Id
nT
IH IL
Id
nTAL
I·L
·IL'
IH IL nTAH nTAL
TA变比选取原则
nTAL nTAH
nT
10
2.2.1 变压器纵差动保护的基本原理
I·H
·IH'
nTAH
内部故障时：
Id Ik
Id
1)各相绕组之间的相间短路； 2)单相绕组部分线匝之间的匝间短路； 3)单相绕组和铁心间绝缘损坏引起的接地短路。 (2)油箱外部故障 1)引出线的相间短路； 2)绝缘套管闪烁或破坏、引出线通过外壳
发生的单相接地短路。
4
2.1.1变压器故障和不正常运行状态
2.变压器异常运行状态 (1)外部相间短路引起的过电流； (2)外部接地短路引起的过电压； (3)负荷超过额定容量引起的过负荷； (4)漏油等原因引起的油面降低； (5)过励磁。
nT
判据： Id IH IL Iset
nTAL
Id
I set K I rel unbmax
I·L
·IL'
11
2.2.2 变压器差动保护的不平衡电流
一、稳态运行条件下的不平衡电流
正常运行或故障后已达稳态，差动电流 中只有工频分量；忽略变压器的励磁电流 (2～5%)
12
1. 三相电力变压器保护的接线 (1) Y/Y-12接线双绕组三相变压器
Y
负序分量：
IB2 IA2
IB2
IA2 IA2
IA2 IC2
变压器差动保护(讲课).ppt
差动电流或 动作电流
制动线 斜率
动作区
起动电流
制动区 拐点电流
制动 电流
下次课的任务：
变压器相间短路的后备保护的原理？
解决办法
在变压器差动保护的整定计算中考绕组变压器差动保护 三绕组变压器的差动保护不平衡电流比双
绕组变压器的大。 采取的措施
采用带制动特性的差动继电器构成差动保 护
比率制动式纵差动保护
比率制动式纵差动保护的动作值随着外部短路电流的 增大而自动增大。灵敏可靠，优点显著，应用广泛。
这会使差动继电器可靠动作。 变压器的差动保护范围是构成变压器差动保 护的各电流互感器之间的电气设备，以及连 接这些电气设备的导线。
产生不平衡电流的因素
1. 变压器励磁涌流所产生的不平衡电流； 2. 三相变压器接线产生的不平衡电流； 3. 由计算变比与标准变比不同产生的不平
衡电流； 4. 由电流互感器变比误差产生的不平衡电
导入（电力变压器差动保护）
气体保护不能反应油箱外的引出线和
套管上的任何故障，故不能单独作为变 压器的主保护，须与纵差动或电流速断 保护配合使用。
电力变压器的电流速断保护
应用范围：单台运行小于10000kVA、 并列小于6300kVA的变压器，当过电 流保护动作时限大于0.5s时装设。
装设地点：变压器的电源侧 作用：反应电源侧引出线和绕组的一
������ 外部短路时：更小 ������ 电压突然增加（空载投入变压器或
外部故障切除后电压恢复）时：5~10
IN → 励磁涌流
产生励磁涌流的原因
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。
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装置选用变压器Y→△形侧校正的原理 △侧： Ia＇=Ia Ib＇=Ib Ic＇=Ic
IA’、IB’、IC’为Y侧调整后的电流 Ia’、Ib’、Ic’为△侧调整后的电流
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变压器比率差动保护原理
• 差流的计算
正常情况下,差流为零;故障情况下,形成新的电流支路, 平衡关系被打破，产生差流
Ir
10
变压器比率差动保护原理
以PCS978为例，探讨三相比率差动和单相比率差动的实验方法 （以500kV蝶岭站#4主变参数为计算基础）
△侧：
Ia＇=Ia Ib＇=Ib Ic＇=Ic
Id Icdsd
速断区
动作区
k3 制动区
Icdqd k1
k2
Ir1 Ir2
Ir
11
不考虑TA传变误差和TA饱和,不需要制动
n
Id Ii i 1
实际应用中,需要考虑TA传变误差、TA饱和等因素的 影响, 使用带比率制动的差动保护
变压器保护基本原理
9 2020/4/3
变压器比率差动保护原理
• 动作特性曲线
Id
Icdsd
速断区
动作区
k3 制动区
Icdqd k1
k2
Ir1 Ir2
分析下图中流入保护装置中的电流大 小和相位：
IA IB IC IN
IA1
Ia1
In Ic Ib Ia
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变压器比率差动保护原理
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装置选用变压器Y→△形侧校正的原理 △侧： Ia＇=Ia Ib＇=Ib Ic＇=Ic
IA’、IB’、IC’为Y侧调整后的电流 Ia’、Ib’、Ic’为△侧调整后的电流
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变压器比率差动保护原理 • 主变差动保护的应用
变压器纵差不是基于基尔霍夫电流定律的 变压器纵差是基于功率平衡反映各侧电流的平衡关系
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以Y/Δ11变压器为例来探讨二次电流关系
1、正常运行时保护装置采集到 的电流大小和相位 2、软件补偿计算
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变压器比率差动保护原理
继保自动化二班
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基尔霍夫电流定律 :对于任一集中参数电路中的任一闭合面，在任 一时刻，通过该闭合面的所有支路电流的代数和等于零。
关键词:集中参数电路,闭合面,同一时刻,所有支路,代数和
I1
集中参数 0
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• 南瑞继保RCS-978补差原理
装置采用Δ->Y变化调整差流平衡 Y0侧： IA’= (IA-Io)； IB’= (IB-Io)； IC’ = (IC-Io)
IA’、IB’、IC’为Y侧调整后的电流 Ia’、Ib’、Ic’为△侧调整后的电流
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