电力系统主保护与后备保护详细介绍

电力系统主保护与后备保护详细介绍
主变保护．后备差动保护的保护范围
一、对于主变差动保护装置来讲，主变压器差动保护包括：
1、瓦斯保护，具有有载调压功能时，包含本体瓦斯和有载瓦斯两个部分，且一般重瓦斯动作于跳闸，轻瓦斯报信号；
2、变压器纵连差动保护，一般采用三相式；
二、后备差动保护装置用于在变压器差动保护装置故障拒动情况下，保护变压器。

一般包含：
1、高压侧复合电压启动的过电流保护；
2、低压侧复合电压启动的过电流保护；
3、防御外部接地短路的零序电流、零序电压保护；
4、防止对称过负荷的过负荷保护；
5、和高压侧母线相联的保护：高压侧母线差动保护、断路器失灵保护；
6、和低压侧母线相联的相关保护：低压侧母线差动保护等。

具体每台变压器需要安装那些保护，可以查看设计手册，不同容量的变压器要求配置的保护种类是不同的。

例如微机差动保护具有以下保护功能。

实现一机多用的效果。

通用型微机差动保护装置
产品型号
装置标配保护和测量功能
主变保护装置功能配置
（1）三圈主变差动保护
（2）两圈主变差动保护
（3）两圈配变差动保护
（4）发电机差动保护
（5）电动机差动保护
(注：均带有非电量保护)
1，差流速断保护
2，比率差动保护（带CT断线闭锁、二次谐波制动）3，非电量1保护
4，非电量2保护
5，非电量3保护
6，非电量4保护
7，非电量5保护
8，非电量6保护
9，非电量7保护
10，非电量8保护
1，三侧三相保护电流
2，三侧三相差动保护电流计算值
3，三相制动电流
4，三相差动电流
5，三相差动电流二次谐波分量
用于变压器做主保护的变压器差动保护的工作原理
差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的，当变压器正常工作或区外故障时，将其看作理想变压器，则流入变压器的电流和流出电流（折算后的电流）相等，差动继电器不动作。

当变压器内部故障时，两侧（或三侧）向故障点提供短路电流，差动保护感受到的二次电流和的正比于故障点电流，差动继电器动作。

微机差动保护装置具备差动速断保护及带或不带二次谐波制动的复式比率差动保护，最大可用于三侧差流输入的场合（三圈变），具有对一次设备电压电流模拟量和开关量的完整强大的采集功能，配备标准RS485和工业CAN通讯口，并通过合理配置实现三圈主变差动保护、两圈主变差动保护、两圈配变差动保护、发电机差动保护、电动机差动保护及非电量保护等保护和测控功能；
变压器后备保护装置主要保护哪些？
主变压器后备保护就是在主变压器的保护拒动后后备保护动作，加后备保护是为了提高保护的可靠性，保护功能根据使用地点不同而不同的，要根据实际情况选择。

例如完全可以用作主变后备保护装置集保护、监视、控制、通信等多种功能于一体的电力自动化高新技术产品，是构成智能化开关柜的理想电器单元。

多种功能的高度集成，灵活的配置，友好的人机界面，使得通用型微机综合保护装置可作为35KV及以下电压等级的不接地系统、小电阻接地系统、消弧
线圈接地系统、直接接地系统的各类各类电器设备和线路的保护及测控，也可作为部分66KV、110KV电压等级中系统的电压电流的保护及测控。

微机保护装置保护功能配置如下：
1、I段过流（速断）保护（带方向闭锁、低压闭锁、负压闭锁、定值加倍）
2、Ⅱ段过流（限时速断）保护（带方向闭锁、低压闭锁、负压闭锁、定值加倍）
3、Ⅲ段过流（定时限过流）保护（带方向闭锁、低压闭锁、负压闭锁、保护退出）
4、反时限过流保护（IEC标准反时限四种特性曲线）
5、后加速保护
6、过负荷保护
7、负序电流保护
8、零序电流保护
9、单相接地选线保护（可选五次谐波判据）
10、过电压保护
11、低电压保护
12、失压保护
13、负序电压保护
14、风冷控制保护
15、零序电压保护
16、低周减载保护（带电压闭锁、滑差闭锁、欠流闭锁）
17、低压解列保护（带滑差闭锁、欠流闭锁）
18、重合闸保护（带检无压、检同期）
19、备自投保护（带自投自复，检无压，检无流）
20、过热保护
21、逆功率保护
22、启动时间过长保护
23、定时限Ix过流保护
24、反时限Ix过流保护（IEC标准反时限四种特性曲线）
25、保护选项：电动机参数
26、保护选项：PT控制
27、保护选项：PT并列切换
28、非电量保护1～8
变压器的主保护安装在高压侧还是低压侧？
主变保护当然是安在高压侧。

通过电流取样。

给微机保护系统。

控制高压断路器。

当取现问题能快速停电。

防止事故的扩大化。

原则上是安装在高压侧，但是高压侧成本较高，低压侧相对便宜些。

差动保护装置是反应变压器各端电流互感器二次电流流入差动继电器的电流差而动作的。

在保护范围内无故障时，差动继电器内不平衡电流应接近于零。

但在某些情况下，保护范围内无故障时差动继电器内仍有较大的不平衡电流。

微机差动保护装置具备差动速断保护及带或不带二次谐波制动的复式比率差动保护，最大可用于三侧差流输入的场合（三圈变），具有对一次设备电压电流模拟量和开关量的完整强大的采集功能，配备标准RS485和工业CAN通讯口，并通过合理配置实现三圈主变差动保护、两圈主变差动保护、两圈配变差动保护、发电机差动保护、电动机差动保护及非电量保护等保护和测控功能；
主变压器差动保护的作用：
对励磁电流和改变分接头引起的差流，变压器差动保护一般不进行补偿，而采用带动作门槛和制动特性来克服。

我们用变压器励磁电流产生的差流值为标准。

比如一台变压器的励磁电流（空载电流）为1.2%,基本侧额定二次电流为5A，则由励磁电流产生的差流等于1.2%×5=0.06A，0.06A便是我们衡量差流合格的标准。

对于差压，我们引用《新编保护继电器校验》中的规定：差压不能大于150mv。

如果变压器差流不大于励磁电流产生的差流值（或者差压不大于150mv），则该台变压器整定值正确
变电所的主变微机差动保护
特点:当变压器轻微故障时，例如匝间短路的圈数很少时，不带制动量，使保护在变压器轻微故障时具有较高的灵敏度。

而在较严重的区外故障时，有较大的制动量，提高保护的可靠性。

二次谐波制动主要区别是故障电流还是励磁涌流，若被判定为励磁涌流，比率差
动动作被涌流判别元件闭锁，否则比率差动动作。

二次谐波制动比一般取0.12。

②差动速断的作用:差动速断是在较严重的区内故障情况下，快速跳开变压器各侧断路器，切除故障点。

实际上是由差动过流继电器完成的，与电磁式的差动速断没有区别。

差动速断的定值是按躲过变压器的励磁涌流和最大运行方式下穿越性故障引起的不平衡电流两者中的较大者。

定值一般取(4～14)Ｉe。

计算举例:变电所主变容量2500kV A，变比为38.5±2×2.5%/11kV，接线组别为Yd11，高压侧TA变比100/5，低压侧TA变比200/5。

a.基本侧电流的确定:按变压器容量及各侧平均电压计算各侧的二次额定电流。

b.平衡调整: LSA-P保护中平衡调整以高压侧为基准。

电压侧平衡系数:3.57/3.61=0.988，取0.99。

(1)电磁式继电器构成的变压器差动保护在正常情况和外部故障时，理想情况下流入差动继电器的电流Ij=0，保护装置不动作。

但实际上变压器的差动保护在近端外部短路(保护区外)时，由于短路电流很大，构成差动保护的各侧TA的电压等级不同，变比、容量和磁饱和特性不一致，即使采用平衡线圈等方法进行补偿，各侧TA之间的变比有可能不匹配，流入差动继电器的不平衡电流，可能会使差动保护误动作。

同时，当投入空载变压器或外部故障切除电压时，一旦铁芯饱和，相应出现数值很大的励磁涌流。

由于励磁涌流只存在于一次绕组中，经TA变换后流入差动继电器，也造成差动保护误动作。

采用主变微机差动保护可避免外部短路时的不平衡电流和励磁涌流造成的变压器保护误动。

(2)微机型主变差动保护由二次谐波制动的比率差和差动速断组成。

并针对系统频繁发生的差动保护在差动回路TA断线或接触不良时发生误动问题，设计了TA断线闭锁装置。

我局的夏蔚、四十里、泉庄和官庄变电所主变均采用微机差动保护，运行情况证明了它的可靠性。

比率差动动作特性方程:Id＞IqdIzd＜Ie Id-Iqd＞k(Izd-Ie)Izd＞Ie式中Iqd-差动电流起动定值Id-差动电流动作值，Id=｜i1＋i2｜Izd-制动电流，Izd=0.5(｜I1｜＋｜I2｜)K-比率制动系数，取0.5Ie-变压器的额定电流即:当Izd＜Ie时，比率差动不带制动作用，Izd ＞Ie时，比率差动有较大的制动作用。