電力設(shè)備繼電保護(hù)原理與整定計(jì)算

1、電力設(shè)備繼電保護(hù)原理電力設(shè)備繼電保護(hù)原理與整定計(jì)算與整定計(jì)算變壓器保護(hù)變壓器保護(hù)1.1.電力變壓器的故障和異常運(yùn)行狀態(tài)電力變壓器的故障和異常運(yùn)行狀態(tài) 油箱內(nèi)的故障：油箱內(nèi)的故障：（1 1）變壓器繞組匝間短路）變壓器繞組匝間短路（2 2）中性點(diǎn)直接接地的單相短路）中性點(diǎn)直接接地的單相短路（3 3）相間短路、異地兩點(diǎn)接地短路）相間短路、異地兩點(diǎn)接地短路（4 4）鐵心燒損）鐵心燒損以上故障后果嚴(yán)重：產(chǎn)生電弧，引起絕緣物劇烈氣以上故障后果嚴(yán)重：產(chǎn)生電弧，引起絕緣物劇烈氣化，可致油箱爆炸化，可致油箱爆炸一、變壓器故障及其保護(hù)配置一、變壓器故障及其保護(hù)配置 油箱外的故障油箱外的故障 變壓器套管和引線發(fā)生相

2、間短路和接地短路變壓器套管和引線發(fā)生相間短路和接地短路 變壓器異常運(yùn)行狀態(tài)變壓器異常運(yùn)行狀態(tài) (1)(1)系統(tǒng)發(fā)生相間短路引起的過(guò)電流系統(tǒng)發(fā)生相間短路引起的過(guò)電流 (2)(2)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)接地短路引起的中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)接地短路引起的過(guò)電流過(guò)電流；中；中 性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)接地故障引起的中性點(diǎn)性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)接地故障引起的中性點(diǎn)過(guò)電壓過(guò)電壓 (3)(3)過(guò)負(fù)荷過(guò)負(fù)荷(4)(4)漏油引起的油面下降漏油引起的油面下降(5)(5)變壓器各部分過(guò)熱和冷卻系統(tǒng)故障變壓器各部分過(guò)熱和冷卻系統(tǒng)故障(6)(6)過(guò)勵(lì)磁過(guò)勵(lì)磁2 2 . .電力變壓器的保護(hù)配置（電力變壓器的保護(hù)配置（與容量相關(guān)與容量相關(guān)）

3、 （1 1） 瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù) 油箱內(nèi)的各種故障使箱內(nèi)產(chǎn)生氣體油箱內(nèi)的各種故障使箱內(nèi)產(chǎn)生氣體( (瓦斯瓦斯) ) 少量氣體和油流速度較小時(shí)，輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)少量氣體和油流速度較小時(shí)，輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào) 故障嚴(yán)重，氣體量大、油流速度高時(shí)，重瓦斯瞬時(shí)動(dòng)故障嚴(yán)重，氣體量大、油流速度高時(shí)，重瓦斯瞬時(shí)動(dòng)作于跳閘作于跳閘 瓦斯保護(hù)是鐵心燒損的唯一保護(hù)，對(duì)各種內(nèi)部短路也瓦斯保護(hù)是鐵心燒損的唯一保護(hù)，對(duì)各種內(nèi)部短路也有保護(hù)作用有保護(hù)作用 動(dòng)作速度不及差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作速度不及差動(dòng)保護(hù) 800kVA800kVA及以上的油浸式變壓器和及以上的油浸式變壓器和400kVA400kVA及以上的車(chē)間及以上的車(chē)間內(nèi)油浸式變壓器均應(yīng)

4、裝設(shè)瓦斯保護(hù)內(nèi)油浸式變壓器均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)（2 2）電流速斷保護(hù)）電流速斷保護(hù) 容量在容量在6300kVA6300kVA以下的廠用工作變壓器與并列以下的廠用工作變壓器與并列運(yùn)行的變壓器運(yùn)行的變壓器 10000kVA10000kVA以下廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的以下廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器變壓器 后備保護(hù)時(shí)限大于后備保護(hù)時(shí)限大于0.5s0.5s時(shí)，應(yīng)裝設(shè)電流速斷時(shí)，應(yīng)裝設(shè)電流速斷 整定整定 以變壓器副方短路保護(hù)不動(dòng)作為整定條件以變壓器副方短路保護(hù)不動(dòng)作為整定條件 校驗(yàn)校驗(yàn) 按保護(hù)安裝處最小短路電流校驗(yàn)：按保護(hù)安裝處最小短路電流校驗(yàn)：K Ksensen 2 2（3 3）縱差保護(hù)）縱差保護(hù)

5、6300kVA6300kVA及以上的廠用工作變和并列運(yùn)行變壓器及以上的廠用工作變和并列運(yùn)行變壓器 10000kVA10000kVA及以上的廠用備用變和單獨(dú)運(yùn)行變壓器及以上的廠用備用變和單獨(dú)運(yùn)行變壓器 2000kVA2000kVA及以上用電流速斷保護(hù)靈敏性不符合要求及以上用電流速斷保護(hù)靈敏性不符合要求的變壓器的變壓器 電壓為電壓為330kV330kV及以上的變壓器，可裝設(shè)雙重縱差及以上的變壓器，可裝設(shè)雙重縱差 對(duì)于發(fā)對(duì)于發(fā)變組單元接線，當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間變組單元接線，當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時(shí)，變壓器應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的縱差保護(hù)有斷路器時(shí)，變壓器應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的縱差保護(hù) 對(duì)于大型發(fā)對(duì)于大型發(fā)變組，即使

6、發(fā)電機(jī)與變壓器之間沒(méi)變組，即使發(fā)電機(jī)與變壓器之間沒(méi)有斷路器，也應(yīng)裝設(shè)變壓器單獨(dú)的縱差保護(hù)有斷路器，也應(yīng)裝設(shè)變壓器單獨(dú)的縱差保護(hù)（4 4） 零零( (序序) )差差( (動(dòng)動(dòng)) )保護(hù)保護(hù) 變壓器中性點(diǎn)直接接地的變壓器中性點(diǎn)直接接地的Y Y繞組發(fā)生單相接地故障繞組發(fā)生單相接地故障時(shí)，縱差保護(hù)的靈敏度較低時(shí)，縱差保護(hù)的靈敏度較低 可以采用零差保護(hù)提高可以采用零差保護(hù)提高接地故障的靈敏度接地故障的靈敏度 空載合閘的激磁涌流和空載合閘的激磁涌流和 調(diào)壓分接頭的調(diào)節(jié)不增調(diào)壓分接頭的調(diào)節(jié)不增 加零差保護(hù)的不平衡電加零差保護(hù)的不平衡電 流流 零差保護(hù)靈敏度較高零差保護(hù)靈敏度較高（5 5）相間故障的后備保護(hù)）

7、相間故障的后備保護(hù) 過(guò)流保護(hù)過(guò)流保護(hù)用于降壓變壓器用于降壓變壓器 低壓閉鎖過(guò)流保護(hù)低壓閉鎖過(guò)流保護(hù) 用于過(guò)流保護(hù)靈敏度不足的降壓變壓器用于過(guò)流保護(hù)靈敏度不足的降壓變壓器 復(fù)壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)流保護(hù)復(fù)壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)流保護(hù)用于過(guò)流保護(hù)靈敏度不足的降壓變壓器和升壓變壓器用于過(guò)流保護(hù)靈敏度不足的降壓變壓器和升壓變壓器 負(fù)序過(guò)電流保護(hù)負(fù)序過(guò)電流保護(hù)用于大容量升降壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器用于大容量升降壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器 低阻抗保護(hù)低阻抗保護(hù)在（在（3 3）（）（4 4）靈敏度不足時(shí)用于大容量升降壓變壓器和）靈敏度不足時(shí)用于大容量升降壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器（有效性有待進(jìn)一步研究：王維儉）系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器（有效性有

8、待進(jìn)一步研究：王維儉）（6 6）接地故障的后備保護(hù)）接地故障的后備保護(hù) 110kV110kV及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，變壓器中及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，變壓器中性點(diǎn)可能接地，也可能不接地性點(diǎn)可能接地，也可能不接地 應(yīng)裝設(shè)帶或不帶方向的零序電流、電壓保護(hù)應(yīng)裝設(shè)帶或不帶方向的零序電流、電壓保護(hù) 1 1）變壓器分級(jí)絕緣、中性點(diǎn)接地運(yùn)行時(shí)）變壓器分級(jí)絕緣、中性點(diǎn)接地運(yùn)行時(shí) 設(shè)置兩段式零序電流保護(hù)，分別與相鄰線路零設(shè)置兩段式零序電流保護(hù)，分別與相鄰線路零序電流序電流I I段和后備段配合段和后備段配合 以兩段時(shí)限跳閘：第一時(shí)限動(dòng)作于跳開(kāi)母聯(lián)開(kāi)以兩段時(shí)限跳閘：第一時(shí)限動(dòng)作于跳開(kāi)母聯(lián)開(kāi)關(guān)，第二時(shí)限跳開(kāi)變壓器兩

9、側(cè)開(kāi)關(guān)關(guān)，第二時(shí)限跳開(kāi)變壓器兩側(cè)開(kāi)關(guān) 作母線作母線/ /線路后備時(shí)線路后備時(shí)K Ksensen分別大于分別大于1.5/1.21.5/1.2 2 2）變壓器分級(jí)絕緣、中性點(diǎn)可能接地）變壓器分級(jí)絕緣、中性點(diǎn)可能接地/ /不接地運(yùn)行不接地運(yùn)行 變壓器中性點(diǎn)裝設(shè)放電間隙變壓器中性點(diǎn)裝設(shè)放電間隙兩段式零序電流保護(hù)，整定同兩段式零序電流保護(hù)，整定同 1 1）增設(shè)反應(yīng)零序電壓和間隙放電電流的零序電流增設(shè)反應(yīng)零序電壓和間隙放電電流的零序電流電壓保護(hù)為中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)的保護(hù)電壓保護(hù)為中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)的保護(hù) 變壓器中性點(diǎn)不裝設(shè)放電間隙變壓器中性點(diǎn)不裝設(shè)放電間隙兩段式零序電流保護(hù)：整定同兩段式零序電流保護(hù)：整定

10、同 1 1）增設(shè)中性點(diǎn)無(wú)零序電流和母線有零序電壓的零增設(shè)中性點(diǎn)無(wú)零序電流和母線有零序電壓的零序電流電壓保護(hù)為中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)的保護(hù)序電流電壓保護(hù)為中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)的保護(hù)（7 7）變壓器過(guò)勵(lì)磁保護(hù)）變壓器過(guò)勵(lì)磁保護(hù)1 1）變壓器過(guò)勵(lì)磁）變壓器過(guò)勵(lì)磁 變壓器感應(yīng)電壓為變壓器感應(yīng)電壓為 U=4.44fWBSU=4.44fWBS 變壓器工作磁密為變壓器工作磁密為 B=U/4.44fWS=KB=U/4.44fWS=K1 1(U/f)(U/f)（K K為常數(shù)，與變壓器繞組匝數(shù)為常數(shù)，與變壓器繞組匝數(shù)W W、鐵芯截面、鐵芯截面S S有關(guān)）有關(guān)） 過(guò)勵(lì)磁倍數(shù)為過(guò)勵(lì)磁倍數(shù)為 n=B/Bn=B/Be e=(U

11、/U=(U/Ue e)/ (f/f)/ (f/fe e) ) 電壓升高（甩負(fù)荷）和頻率下降（機(jī)組跳閘后減電壓升高（甩負(fù)荷）和頻率下降（機(jī)組跳閘后減 速而滅磁開(kāi)關(guān)拒動(dòng)等），都將引起過(guò)勵(lì)磁：速而滅磁開(kāi)關(guān)拒動(dòng)等），都將引起過(guò)勵(lì)磁：鐵芯嚴(yán)重飽和、勵(lì)磁電流大大增加鐵芯嚴(yán)重飽和、勵(lì)磁電流大大增加鐵芯嚴(yán)重發(fā)熱、絕緣迅速老化鐵芯嚴(yán)重發(fā)熱、絕緣迅速老化2 2）變壓器過(guò)勵(lì)磁保護(hù)）變壓器過(guò)勵(lì)磁保護(hù) 傳統(tǒng)保護(hù)如原理框圖：傳統(tǒng)保護(hù)如原理框圖： Uc=U/nynLH(2 fRC)2 + 11/2 =K2U/f = KB ( 2 f RC 1 ) 給定允許過(guò)勵(lì)磁倍數(shù)曲線給定允許過(guò)勵(lì)磁倍數(shù)曲線 nnt t 時(shí)，過(guò)勵(lì)磁保時(shí)，過(guò)

12、勵(lì)磁保護(hù)按護(hù)按ntnt反時(shí)限特性整定反時(shí)限特性整定 也可按定時(shí)限特性整定：也可按定時(shí)限特性整定： n=1.11.2 , t=5s 發(fā)信號(hào)；發(fā)信號(hào)； n=1.21.4 , t=120s 跳閘；跳閘； 微機(jī)保護(hù)中均按微機(jī)保護(hù)中均按ntnt反時(shí)限反時(shí)限 特性整定特性整定3.其它其它 參照二十五項(xiàng)反事故措施實(shí)施細(xì)則，220kV主變壓器采用具有獨(dú)立性、完整性、成套性的雙重化主保護(hù)、后備保護(hù)配置。雙重化主保護(hù)為兩種不同原理的差動(dòng)保護(hù)；雙套后備保護(hù)采用的是相同配置；一套本體非電量保護(hù)。 主變壓器微機(jī)保護(hù)雙重化是指電氣量保護(hù)的雙重化，要求兩套保護(hù)完全獨(dú)立（測(cè)量回路、電源），運(yùn)行時(shí)兩套保護(hù)均投入運(yùn)行。主變保護(hù)雙

13、重化配置的保護(hù)裝置之間不應(yīng)有任何電氣聯(lián)系。 主變壓器二套完整的電氣量保護(hù)分別作用于斷路器的兩個(gè)跳閘線圈，一套非電量保護(hù)的跳閘回路應(yīng)同時(shí)作用于斷路器的兩個(gè)跳閘線圈。 對(duì)500kV大容量變壓器后備保護(hù)根據(jù)需要可采用阻抗保護(hù)和過(guò)勵(lì)磁保護(hù)，復(fù)壓方向過(guò)流靈敏度不足時(shí)可使用負(fù)序過(guò)電流或負(fù)序方向過(guò)電流保護(hù)。自耦變壓器主保護(hù)可增加零序差動(dòng)保護(hù)。二、變壓器縱差保護(hù)二、變壓器縱差保護(hù)（一）（一）變壓器縱差保護(hù)的基本原則變壓器縱差保護(hù)的基本原則1.1.變壓器縱差保護(hù)的原理接線變壓器縱差保護(hù)的原理接線2.2.變壓器縱差保護(hù)的基本原則變壓器縱差保護(hù)的基本原則 各側(cè)電流額定電流不同，需適當(dāng)選擇各側(cè)電流互各側(cè)電流額定電流不

14、同，需適當(dāng)選擇各側(cè)電流互感器變比感器變比 各側(cè)電流相位不同，需適當(dāng)調(diào)整各側(cè)電流相位各側(cè)電流相位不同，需適當(dāng)調(diào)整各側(cè)電流相位 LHLH勵(lì)磁特性不同產(chǎn)生的勵(lì)磁特性不同產(chǎn)生的不平衡電流不平衡電流需考慮穩(wěn)態(tài)不平衡電流需考慮穩(wěn)態(tài)不平衡電流 變壓器差動(dòng)保護(hù)變壓器差動(dòng)保護(hù): :包含磁路藕合包含磁路藕合需考慮暫態(tài)不平衡電流需考慮暫態(tài)不平衡電流（二）（二）變壓器縱差保護(hù)的主要特點(diǎn)變壓器縱差保護(hù)的主要特點(diǎn)1.1.變壓器縱差保護(hù)的暫態(tài)不平衡電流變壓器縱差保護(hù)的暫態(tài)不平衡電流 差動(dòng)保護(hù)的基本特點(diǎn)差動(dòng)保護(hù)的基本特點(diǎn), ,是被保護(hù)線路是被保護(hù)線路/ /設(shè)備正常設(shè)備正常運(yùn)行或區(qū)外故障，運(yùn)行或區(qū)外故障，滿足節(jié)點(diǎn)滿足節(jié)點(diǎn)/ /

15、割集電流定律，割集電流定律，有：有： I Ii i=0=0 變壓器差動(dòng)保護(hù)變壓器差動(dòng)保護(hù): :包含磁路藕合包含磁路藕合 I Ii i=I=Iu u ( (I Iu u為變壓器勵(lì)磁電流為變壓器勵(lì)磁電流) )一側(cè)空載合閘時(shí)的勵(lì)磁涌流一側(cè)空載合閘時(shí)的勵(lì)磁涌流: : I Iu u10I10IN N ( (I IN N為變壓器額定電流為變壓器額定電流) ) 不滿足節(jié)點(diǎn)不滿足節(jié)點(diǎn)/ /割集電流定律割集電流定律2.2.變壓器的變壓器的勵(lì)磁涌流勵(lì)磁涌流 勵(lì)磁涌流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于勵(lì)磁涌流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)不平衡電流，是影響變壓器穩(wěn)態(tài)不平衡電流，是影響變壓器縱差保護(hù)工作的主要因素縱差保護(hù)工作的主要因素(1) (1) 產(chǎn)生產(chǎn)生勵(lì)

16、磁涌流的原因勵(lì)磁涌流的原因 正常工作時(shí)正常工作時(shí), , 磁通磁通 滯后于工作電壓滯后于工作電壓U U的角度為的角度為90900 0 變壓器空載合閘或外部固故障切除、電壓恢復(fù)時(shí)，變壓器空載合閘或外部固故障切除、電壓恢復(fù)時(shí)， 如果工作電壓瞬時(shí)值為如果工作電壓瞬時(shí)值為0 0，應(yīng)有，應(yīng)有 = = m m 磁通磁通 不能突變，出現(xiàn)幅值不能突變，出現(xiàn)幅值 m m的非周期分量的非周期分量磁通磁通 考慮鐵芯剩余磁通考慮鐵芯剩余磁通 s s 出現(xiàn)最大出現(xiàn)最大磁通磁通 maxmax=2 =2 m m+ + s s，鐵芯嚴(yán)重飽和，產(chǎn)生鐵芯嚴(yán)重飽和，產(chǎn)生勵(lì)磁涌流勵(lì)磁涌流(2) (2) 單相變壓器的空載合閘單相變壓器的

17、空載合閘 工作磁通為工作磁通為 = = m m+ + s s m mcoscos t t t = 0 t = 0 時(shí)合閘，時(shí)合閘， = = s s t = 180t = 1800 0 時(shí)合閘，時(shí)合閘， = = maxmax=2 =2 m m+ + s s 鐵芯嚴(yán)重飽和，產(chǎn)生很大的鐵芯嚴(yán)重飽和，產(chǎn)生很大的勵(lì)磁涌流勵(lì)磁涌流 I Iu.maxu.max= 4= 4 20I20Ie.Be.B(3) (3) 三相變壓器的空載合閘三相變壓器的空載合閘 在任何時(shí)刻空載合閘，至少兩相出現(xiàn)在任何時(shí)刻空載合閘，至少兩相出現(xiàn)勵(lì)磁涌流勵(lì)磁涌流 可能出現(xiàn)對(duì)稱可能出現(xiàn)對(duì)稱涌涌流，兩相流，兩相涌流差不含直流分量涌流差不含直

18、流分量(4) (4) 空載合閘涌流的主要特點(diǎn)空載合閘涌流的主要特點(diǎn) 包含有很大成分的非周期分量（對(duì)稱涌流除外）包含有很大成分的非周期分量（對(duì)稱涌流除外） 包含有大量的高次諧波，而以二次諧波為主包含有大量的高次諧波，而以二次諧波為主 波形之間出現(xiàn)間斷波形之間出現(xiàn)間斷(5 ) (5 ) 在變壓器縱差保護(hù)中防止涌流影響的方法在變壓器縱差保護(hù)中防止涌流影響的方法 采用速飽和采用速飽和BLHBLH 鑒別短路電流和勵(lì)磁涌流波形的差別鑒別短路電流和勵(lì)磁涌流波形的差別 利用二次諧波制動(dòng)等利用二次諧波制動(dòng)等3.3.變壓器縱差保護(hù)的穩(wěn)態(tài)不平衡電流變壓器縱差保護(hù)的穩(wěn)態(tài)不平衡電流 LHLH勵(lì)磁特性不同產(chǎn)生的勵(lì)磁特性不

19、同產(chǎn)生的不平衡電流不平衡電流 變壓器各側(cè)一次電流幅值變壓器各側(cè)一次電流幅值 相位不等相位不等產(chǎn)生的產(chǎn)生的不不平衡電流平衡電流需進(jìn)行幅值補(bǔ)償需進(jìn)行幅值補(bǔ)償( (選擇各側(cè)選擇各側(cè)LHLH變比校正二次變比校正二次電流大小電流大小) )需進(jìn)行相位校正需進(jìn)行相位校正( (選擇各側(cè)選擇各側(cè)LHLH接線方式使二接線方式使二次電流相位相同次電流相位相同) )微機(jī)變壓器保護(hù)由軟件進(jìn)行幅值微機(jī)變壓器保護(hù)由軟件進(jìn)行幅值 相位校正相位校正 變壓器帶負(fù)荷調(diào)壓引起的不平衡電流變壓器帶負(fù)荷調(diào)壓引起的不平衡電流 變壓器各側(cè)二次電流幅值變壓器各側(cè)二次電流幅值 相位校正相位校正 不平衡電流具體計(jì)算如下：不平衡電流具體計(jì)算如下：變

20、壓器各側(cè)二次電流幅值變壓器各側(cè)二次電流幅值 相位相位校正校正不完全時(shí)不完全時(shí) I Iunb.1 unb.1 = = mImId.maxd.max 正確校正后，正確校正后， m5%m 2 2 不滿足要求時(shí)，使用帶制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)不滿足要求時(shí)，使用帶制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)2.2.使用速飽和變流器使用速飽和變流器BLHBLH的差動(dòng)保護(hù)的差動(dòng)保護(hù)(1)(1)速飽和變流器速飽和變流器BLHBLH工作特性工作特性 鐵芯截面積較小，極易飽和鐵芯截面積較小，極易飽和 BLHBLH二次感應(yīng)電勢(shì)二次感應(yīng)電勢(shì)E E與磁場(chǎng)密度變化率與磁場(chǎng)密度變化率 B B成正比成正比 加入周期性電流時(shí)，加入周期性電流時(shí)，B B按磁滯環(huán)

21、按磁滯環(huán)2 2變化，變化， B B很大，很大， E E也很大，接于也很大，接于BLHBLH二次側(cè)的差動(dòng)繼電器易于動(dòng)作二次側(cè)的差動(dòng)繼電器易于動(dòng)作 加入非周期性電流時(shí)，加入非周期性電流時(shí)， B B按磁滯環(huán)按磁滯環(huán)2 2/ /變化，變化， B B很很小，小， E E也很小，差動(dòng)繼電器不易動(dòng)作也很小，差動(dòng)繼電器不易動(dòng)作 區(qū)外故障時(shí)區(qū)外故障時(shí), ,暫態(tài)不平衡電流含大量暫態(tài)不平衡電流含大量非周期性電非周期性電流流, ,差動(dòng)繼電器不易誤動(dòng)作差動(dòng)繼電器不易誤動(dòng)作(2)(2)速飽和變流器速飽和變流器BLHBLH的應(yīng)用的應(yīng)用 采用速飽和變流器后，暫態(tài)不平衡電流的計(jì)算中，采用速飽和變流器后，暫態(tài)不平衡電流的計(jì)算中，

22、非周期分量系數(shù)非周期分量系數(shù) K Kapap= =1 1 在內(nèi)部故障電流含有在內(nèi)部故障電流含有大量大量非周期性電流時(shí)，接有非周期性電流時(shí)，接有速速飽和變流器的差動(dòng)繼電器動(dòng)作速度受到影響：飽和變流器的差動(dòng)繼電器動(dòng)作速度受到影響： 只有當(dāng)只有當(dāng)非周期性電流大量衰減后保護(hù)才能動(dòng)作非周期性電流大量衰減后保護(hù)才能動(dòng)作 大容量發(fā)電機(jī)、變壓器：時(shí)間常數(shù)很大，非周期性大容量發(fā)電機(jī)、變壓器：時(shí)間常數(shù)很大，非周期性電流衰減很慢：不能使用電流衰減很慢：不能使用BLHBLH 廣泛用于中、小容量廣泛用于中、小容量發(fā)電機(jī)、變壓器發(fā)電機(jī)、變壓器差動(dòng)差動(dòng)保護(hù)中保護(hù)中3.3.使用帶制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)使用帶制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù) 一

23、般差動(dòng)保護(hù)一般差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性：動(dòng)作特性： RSRS 帶制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)帶制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)特性：特性：PQSPQS無(wú)制動(dòng)工作區(qū)：無(wú)制動(dòng)工作區(qū)：PQPQI Iop.minop.minIIunb.minunb.min制動(dòng)工作區(qū)：制動(dòng)工作區(qū)：QSQSKSTSKSTS= = I Iunb.maxunb.max 變壓器差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流均取各側(cè)電流相量變壓器差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流均取各側(cè)電流相量和的絕對(duì)值和的絕對(duì)值I Iopop=|=| I Ii i| |作為動(dòng)作電流。作為動(dòng)作電流。 由于變壓器外部故障時(shí)存在較大不平衡電流，由于變壓器外部故障時(shí)存在較大不平衡電流，因此變壓器差動(dòng)保護(hù)常常采用各種帶有制動(dòng)特因此變壓器差

24、動(dòng)保護(hù)常常采用各種帶有制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)。性的差動(dòng)保護(hù)。 如果制動(dòng)電流為如果制動(dòng)電流為I Iresres，比率制動(dòng)系數(shù)為比率制動(dòng)系數(shù)為K Kresres, ,則差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作方程為則差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作方程為: :（1 1）比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)）比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù) 比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)利用穿越性故障電流比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)利用穿越性故障電流作為制動(dòng)電流克服差動(dòng)不平衡電流，以防止在作為制動(dòng)電流克服差動(dòng)不平衡電流，以防止在外部短路時(shí)差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)作。外部短路時(shí)差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)作。resresopIKI 下面以雙圈變壓器為例進(jìn)行討論。如果各側(cè)電下面以雙圈變壓器為例進(jìn)行討論。如果各側(cè)電流為流為I Im

25、m 和和I In n，則普通比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)，則普通比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)為的動(dòng)作判據(jù)為 式中，式中，Kres為比率制動(dòng)系數(shù)，為比率制動(dòng)系數(shù)，Iop.min為最小動(dòng)作為最小動(dòng)作電流。電流。 式中第一式是輔助判據(jù)，第二式是主判據(jù)，兩式中第一式是輔助判據(jù)，第二式是主判據(jù)，兩式同時(shí)滿足時(shí)保護(hù)跳閘。式同時(shí)滿足時(shí)保護(hù)跳閘。.min|mnopmnresmnIIIIIKII1)1)無(wú)制動(dòng)工作區(qū)無(wú)制動(dòng)工作區(qū)PQPQ正常工作或外部短路電流較小時(shí)正常工作或外部短路電流較小時(shí),LH,LH處于不飽處于不飽和工作狀態(tài)，和工作狀態(tài)， I Iunbunb很小，無(wú)需制動(dòng)很小，無(wú)需制動(dòng)2)2)制動(dòng)工作區(qū)制動(dòng)工作

26、區(qū)QSQS 外部短路電流大時(shí)外部短路電流大時(shí), LH, LH進(jìn)入飽和工作狀態(tài)：進(jìn)入飽和工作狀態(tài)： I Iunbunb ，I Iresres , , I Iopop 定義制動(dòng)系數(shù)定義制動(dòng)系數(shù): K: Kresres=I=Iopop/ I/ Iresres 考慮考慮PQPQ段特性后段特性后， K Kresres并非常數(shù)并非常數(shù) 常用常用QSQS斜率表示制動(dòng)性能斜率表示制動(dòng)性能：m=PR/NKm=PR/NK（2 2）復(fù)式比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)）復(fù)式比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù) 為了提高比率制動(dòng)特性差動(dòng)保護(hù)的靈敏性，希望進(jìn)一步降低在發(fā)生變壓器內(nèi)部短路時(shí)的制動(dòng)電流，可采用復(fù)式比率制動(dòng)特性差動(dòng)保護(hù)。其保護(hù)算法為

27、：.min|(|) |mnopmnresmnmnIIIIIKIIII 理想條件下在變壓器外部短路時(shí)差動(dòng)電流為零，則主判據(jù)左邊分子項(xiàng)為零；在變壓器內(nèi)部短路時(shí)主判據(jù)左邊分母近似為零，則主判據(jù)左邊比值很大。 復(fù)式比率制動(dòng)特性變壓器差動(dòng)保護(hù)判據(jù)計(jì)算的比率在內(nèi)部短路和外部短路兩種狀態(tài)下有極大的差別，使其具有更加良好的選擇性。（3 3）標(biāo)積制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)）標(biāo)積制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù) 原理：差動(dòng)保護(hù)區(qū)兩側(cè)電流為原理：差動(dòng)保護(hù)區(qū)兩側(cè)電流為I I1 1， I I2 2時(shí)時(shí)，以其標(biāo)積為以其標(biāo)積為制動(dòng)量：制動(dòng)量： I Iresres = | I= | I1 1|.| I|.| I2 2|cos (|cos ( )

28、, ) , 其中其中 =arg(=arg(I I1 1/ I/ I2 2) ) : :區(qū)外故障區(qū)外故障 =180=1800 0，I Iresres = | I= | I1 1|.| I|.| I2 2| = | I| = | I1 1| |2 2 = I= Ires.maxres.max 制動(dòng)作用最強(qiáng)，差動(dòng)保護(hù)被可靠制動(dòng)制動(dòng)作用最強(qiáng)，差動(dòng)保護(hù)被可靠制動(dòng)區(qū)內(nèi)故障區(qū)內(nèi)故障 90900 0，I Iresres 0 , 15% 15% 20% 20% （I Id2d2為為I Id d中二次諧波分量）中二次諧波分量）（4 4）間斷角制動(dòng)方案（間斷角制動(dòng)方案（涌流檢測(cè)方法涌流檢測(cè)方法2 2）涌流的另一特征

29、是出現(xiàn)間斷角。根據(jù)廠家推涌流的另一特征是出現(xiàn)間斷角。根據(jù)廠家推薦，一般整定間斷角薦，一般整定間斷角 J J=60=600 0 70700 0（5 5）五次諧波制動(dòng)五次諧波制動(dòng)（過(guò)勵(lì)磁檢測(cè)過(guò)勵(lì)磁檢測(cè)） U=1.3U=1.3 1.5U1.5UN N，變壓器穩(wěn)態(tài)過(guò)勵(lì)磁，變壓器穩(wěn)態(tài)過(guò)勵(lì)磁: : I Iu u I Iunb.5 unb.5 為防止為防止保護(hù)誤動(dòng)，保護(hù)誤動(dòng)， 增設(shè)增設(shè)五次諧波制動(dòng)五次諧波制動(dòng)500KV500KV超高壓大容量變壓器不允許過(guò)勵(lì)磁超高壓大容量變壓器不允許過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行運(yùn)行 （鐵耗與渦流損耗引起鐵芯嚴(yán)重過(guò)熱，甚（鐵耗與渦流損耗引起鐵芯嚴(yán)重過(guò)熱，甚至導(dǎo)致絕緣破壞），另設(shè)過(guò)勵(lì)磁保護(hù)至導(dǎo)致絕

30、緣破壞），另設(shè)過(guò)勵(lì)磁保護(hù)帶比率制動(dòng)特性帶比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)的差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作邏輯動(dòng)作邏輯三、變壓器相間故障的后備保護(hù)三、變壓器相間故障的后備保護(hù)（一）過(guò)流保護(hù)（一）過(guò)流保護(hù) 對(duì)于對(duì)于n n臺(tái)并聯(lián)的變壓器，其動(dòng)作電流為臺(tái)并聯(lián)的變壓器，其動(dòng)作電流為 Iop= KrelIL.max / Kr Krel、 Kr：可靠系數(shù)和返回系數(shù)：可靠系數(shù)和返回系數(shù) IL.max ：最大負(fù)荷電流，應(yīng)考慮：最大負(fù)荷電流，應(yīng)考慮n臺(tái)變壓器中有一臺(tái)變壓器中有一臺(tái)被切除后的負(fù)荷轉(zhuǎn)移（臺(tái)被切除后的負(fù)荷轉(zhuǎn)移（ IN 為變壓器額定電流）為變壓器額定電流） IL.max = nIN / (n-1) 對(duì)于直接向負(fù)荷供電的降壓變壓器對(duì)于

31、直接向負(fù)荷供電的降壓變壓器, , 還需考還需考慮自啟動(dòng)系數(shù)慮自啟動(dòng)系數(shù)K Kzqzq 考慮在自啟動(dòng)時(shí)過(guò)流保護(hù)應(yīng)可靠返回，有：考慮在自啟動(dòng)時(shí)過(guò)流保護(hù)應(yīng)可靠返回，有： I Ir r = K= KrelrelK KzqzqI IL.maxL.max = K= Kr r I Iopop其中，返回其中，返回電流電流I Ir r；返回系數(shù)；返回系數(shù)K Kr r I Iopop= K= KkelkelK KzqzqI IL.maxL.max / K/ Kr r 做相鄰元件后備保護(hù)時(shí)靈敏度往往不足，需采做相鄰元件后備保護(hù)時(shí)靈敏度往往不足，需采用其它提高靈敏度的措施用其它提高靈敏度的措施（二）低壓閉鎖過(guò)流保護(hù)（

32、二）低壓閉鎖過(guò)流保護(hù) 過(guò)流保護(hù)一般不能滿足靈敏度要求過(guò)流保護(hù)一般不能滿足靈敏度要求 提高靈敏度的方法之一是增設(shè)低電壓閉鎖提高靈敏度的方法之一是增設(shè)低電壓閉鎖（1 1）過(guò)電流動(dòng)作值）過(guò)電流動(dòng)作值 按躲開(kāi)變壓器額定電流按躲開(kāi)變壓器額定電流I IN N整定整定 I Iopop = K = KkelkelI IN N / K / Kr r（2 2）低電壓動(dòng)作值整定）低電壓動(dòng)作值整定保證母線最低工作電壓整定保證母線最低工作電壓整定 U Uopop= 0.9= 0.9 U UN N / ( K/ ( Kkelkel K Kr r) ) K Krelrel為可靠系數(shù)，取為可靠系數(shù)，取1.1 1.1 1.21

33、.2； K Kr r為電壓繼為電壓繼電器返回系數(shù)，取電器返回系數(shù)，取1.051.051.251.25； 按躲過(guò)電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)最低電壓整定按躲過(guò)電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)最低電壓整定電壓取自變壓器低壓側(cè)時(shí)電壓取自變壓器低壓側(cè)時(shí) Uop= (0.50.6)UN電壓取自變壓器高壓側(cè)時(shí)電壓取自變壓器高壓側(cè)時(shí) Uop= 0.7UN靈敏度校驗(yàn)：靈敏度校驗(yàn)：K Ksensen = Uop/ / Ud.max1.2Ud.max:相鄰元件保護(hù)區(qū)末端金屬性三相短路時(shí)保相鄰元件保護(hù)區(qū)末端金屬性三相短路時(shí)保 護(hù)安裝處的最大電壓。護(hù)安裝處的最大電壓。 （三）復(fù)壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)流保護(hù)（三）復(fù)壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)流保護(hù) 低壓閉鎖過(guò)流保護(hù)靈敏度不滿足要

34、求時(shí)使用低壓閉鎖過(guò)流保護(hù)靈敏度不滿足要求時(shí)使用 定值整定定值整定（1 1）過(guò)電流動(dòng)作值和相間低電壓動(dòng)作值整定與）過(guò)電流動(dòng)作值和相間低電壓動(dòng)作值整定與 低壓閉鎖過(guò)流保護(hù)相同低壓閉鎖過(guò)流保護(hù)相同（2 2）躲開(kāi)正常運(yùn)行時(shí)最大不平衡負(fù)序電壓）躲開(kāi)正常運(yùn)行時(shí)最大不平衡負(fù)序電壓 U U2.op2.op=(0.06=(0.060.12)U0.12)UN N（3 3）同樣需設(shè)）同樣需設(shè)PTPT斷線閉鎖裝置斷線閉鎖裝置 靈敏度校驗(yàn)靈敏度校驗(yàn) （1 1）過(guò)電流元件）過(guò)電流元件 K Ksensen = I = Id.mind.min/ I/ Iopop 1. 1. 2. 2.I Id.mind.min ：相鄰元件保

35、護(hù)區(qū)末端金屬性兩相短路時(shí)保：相鄰元件保護(hù)區(qū)末端金屬性兩相短路時(shí)保 護(hù)安裝處的最小短路電流護(hù)安裝處的最小短路電流（2 2）相間低電壓元件）相間低電壓元件 K Ksensen = U= Uopop / U / Ud.maxd.max. . 1. 1. 2. 2.U Ud.maxd.max：相鄰元件保護(hù)區(qū)末端金屬性三相短路時(shí)：相鄰元件保護(hù)區(qū)末端金屬性三相短路時(shí) 保護(hù)安裝處的最大電壓保護(hù)安裝處的最大電壓（3 3）負(fù)序電壓元件）負(fù)序電壓元件 K Ksensen = U = Ud.min.2d.min.2/ U/ U2.op2.op 1. 1. 2. 2.U Ud.min.2 d.min.2 ：相鄰元件保

36、護(hù)區(qū)末端金屬性不對(duì)稱短相鄰元件保護(hù)區(qū)末端金屬性不對(duì)稱短 路時(shí)保護(hù)安裝處的最小負(fù)序電壓路時(shí)保護(hù)安裝處的最小負(fù)序電壓（四）相間故障后備保護(hù)的方向元件（四）相間故障后備保護(hù)的方向元件（1 1）三側(cè)有電源的三繞組升壓變壓器，相間故）三側(cè)有電源的三繞組升壓變壓器，相間故障后備保護(hù)的高壓或中壓側(cè)需加裝功率方向元障后備保護(hù)的高壓或中壓側(cè)需加裝功率方向元件，方向通常指向母線，有利于加速跳開(kāi)小電件，方向通常指向母線，有利于加速跳開(kāi)小電源側(cè)的斷路器，避免小系統(tǒng)影響大系統(tǒng)。源側(cè)的斷路器，避免小系統(tǒng)影響大系統(tǒng)。（2 2）高壓側(cè)、中壓側(cè)有電源或三側(cè)有電源的三）高壓側(cè)、中壓側(cè)有電源或三側(cè)有電源的三繞組降壓變壓器和聯(lián)絡(luò)變壓

37、器，相間故障后備繞組降壓變壓器和聯(lián)絡(luò)變壓器，相間故障后備保護(hù)的高壓或中壓側(cè)需加裝功率方向元件，方保護(hù)的高壓或中壓側(cè)需加裝功率方向元件，方向通常指向變壓器，也可指向本側(cè)母線。向通常指向變壓器，也可指向本側(cè)母線。（3 3）使用）使用90900 0接線功率方向繼電器。為了消除電接線功率方向繼電器。為了消除電壓死區(qū)，其電壓回路可由另一側(cè)電壓互感器供壓死區(qū)，其電壓回路可由另一側(cè)電壓互感器供電。電。四、變壓器接地短路的后備保護(hù)四、變壓器接地短路的后備保護(hù)（一）中性點(diǎn)直接接地的變壓器（一）中性點(diǎn)直接接地的變壓器 接地后備保護(hù)接地后備保護(hù) 中性點(diǎn)直接接地的普通變壓器接地后備保護(hù)由兩中性點(diǎn)直接接地的普通變壓器接

38、地后備保護(hù)由兩段式零序過(guò)電流保護(hù)構(gòu)成，零序過(guò)電流繼電器接段式零序過(guò)電流保護(hù)構(gòu)成，零序過(guò)電流繼電器接在變壓器接地中性點(diǎn)回路電流互感器二次側(cè)。在變壓器接地中性點(diǎn)回路電流互感器二次側(cè)。 對(duì)高、中壓側(cè)均直接接地的三繞組變壓器，高、對(duì)高、中壓側(cè)均直接接地的三繞組變壓器，高、中壓側(cè)均應(yīng)裝設(shè)零序方向過(guò)電流保護(hù)，方向指向中壓側(cè)均應(yīng)裝設(shè)零序方向過(guò)電流保護(hù)，方向指向本側(cè)母線。本側(cè)母線。（1 1）零序電流繼電器的整定）零序電流繼電器的整定1 1）零序過(guò)電流繼電器的動(dòng)作電流應(yīng)與相鄰線路零）零序過(guò)電流繼電器的動(dòng)作電流應(yīng)與相鄰線路零序電流保護(hù)第序電流保護(hù)第I I或或IIII段或快速主保護(hù)相配合：段或快速主保護(hù)相配合： I

39、 Iop.0.op.0.I I = K= KrelrelK Kfz1fz1I Iop.0.L.op.0.L.I I 式中，式中， I Iop.0.op.0.I I為為I I段零序過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流；段零序過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流；K Krelrel為可靠系數(shù)，取為可靠系數(shù)，取1.11.1； K Kfz.fz.I I為零序電流分支為零序電流分支系數(shù)，其值等于出線零序過(guò)電流保護(hù)系數(shù)，其值等于出線零序過(guò)電流保護(hù)I I段保護(hù)區(qū)段保護(hù)區(qū)末端發(fā)生接地短路時(shí)，流過(guò)本保護(hù)的零序電流末端發(fā)生接地短路時(shí)，流過(guò)本保護(hù)的零序電流與流過(guò)故障線路的零序電流之比，取各種運(yùn)行與流過(guò)故障線路的零序電流之比，取各種運(yùn)行方式下的最大值；

40、方式下的最大值；I Iop.0.L.op.0.L.I I為線路零序過(guò)電流保為線路零序過(guò)電流保護(hù)護(hù)I I或或IIII段動(dòng)作電流。段動(dòng)作電流。 110kV110kV及及220kV220kV變壓器變壓器I I段零序過(guò)電流保護(hù)以段零序過(guò)電流保護(hù)以t1t1t0+t0+ t t（t t0 0為線路零序過(guò)電流保護(hù)為線路零序過(guò)電流保護(hù)I I段或段或IIII段段的動(dòng)作時(shí)間）斷開(kāi)本側(cè)斷路器和母聯(lián)或分段斷的動(dòng)作時(shí)間）斷開(kāi)本側(cè)斷路器和母聯(lián)或分段斷路器；以按系統(tǒng)配合要求整定的延時(shí)時(shí)間路器；以按系統(tǒng)配合要求整定的延時(shí)時(shí)間t2t2斷斷開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。2 2）IIII段零序過(guò)電流繼電器的動(dòng)作電流應(yīng)與相

41、鄰段零序過(guò)電流繼電器的動(dòng)作電流應(yīng)與相鄰線路零序電流保護(hù)后備段相配合線路零序電流保護(hù)后備段相配合： I Iop.0.op.0.IIII = K= KrelrelK KfzfzIIIII Iop.0.op.0.LIILII 式中，式中， I Iop.0.op.0.IIII為為IIII段零序過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流；段零序過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流；K Krelrel為可靠系數(shù)，取為可靠系數(shù)，取1.11.1； K Kfz.fz.IIII為零序電流分支為零序電流分支系數(shù)，其值等于出線零序過(guò)電流保護(hù)后備段保系數(shù)，其值等于出線零序過(guò)電流保護(hù)后備段保護(hù)區(qū)末端發(fā)生接地短路時(shí)，流過(guò)本保護(hù)的零序護(hù)區(qū)末端發(fā)生接地短路時(shí)，流過(guò)本保

42、護(hù)的零序電流與流過(guò)故障線路的零序電流之比，取各種電流與流過(guò)故障線路的零序電流之比，取各種運(yùn)行方式下的最大值；運(yùn)行方式下的最大值；I Iop.0.L.op.0.L.IIII為線路零序過(guò)電為線路零序過(guò)電流保護(hù)后備段動(dòng)作電流。流保護(hù)后備段動(dòng)作電流。 110kV110kV及及220kV220kV變壓器變壓器IIII段零序過(guò)電流保護(hù)以段零序過(guò)電流保護(hù)以t3t3t1+t1+ t t。（。（t1t1為線路零序過(guò)電流保護(hù)后備段的為線路零序過(guò)電流保護(hù)后備段的動(dòng)作時(shí)間）斷開(kāi)本側(cè)斷路器和母聯(lián)或分段斷路動(dòng)作時(shí)間）斷開(kāi)本側(cè)斷路器和母聯(lián)或分段斷路器；以器；以t4t4t3+t3+ t t斷開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。斷開(kāi)變壓器各側(cè)

43、斷路器。（二）中性點(diǎn)不接地的變壓器接地后備保護(hù)（二）中性點(diǎn)不接地的變壓器接地后備保護(hù) 對(duì)中性點(diǎn)可能接地或不接地運(yùn)行的變壓器，應(yīng)配對(duì)中性點(diǎn)可能接地或不接地運(yùn)行的變壓器，應(yīng)配置兩種接地后備保護(hù)：置兩種接地后備保護(hù)： 用于變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行狀態(tài)，通常采用用于變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行狀態(tài)，通常采用二段式零序過(guò)電流保護(hù)，其整定值及靈敏系二段式零序過(guò)電流保護(hù)，其整定值及靈敏系數(shù)計(jì)算與前所述完全相同。數(shù)計(jì)算與前所述完全相同。 用于變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，保護(hù)用于變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，保護(hù)的配置、整定值計(jì)算、動(dòng)作時(shí)間等與變壓器的配置、整定值計(jì)算、動(dòng)作時(shí)間等與變壓器的中性點(diǎn)絕緣水平、過(guò)電壓保護(hù)方式以

44、及并的中性點(diǎn)絕緣水平、過(guò)電壓保護(hù)方式以及并聯(lián)運(yùn)行的變壓器臺(tái)數(shù)有關(guān)，分述如下。聯(lián)運(yùn)行的變壓器臺(tái)數(shù)有關(guān)，分述如下。 （1 1）中性點(diǎn)全絕緣變壓器）中性點(diǎn)全絕緣變壓器 這種變壓器的接地保護(hù)，除了兩段零序過(guò)電流保護(hù)外，還應(yīng)增設(shè)零序過(guò)電壓保護(hù)，用于變壓器中性點(diǎn)不接地時(shí)，所連接的系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障的情況。 過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作值Uop.0按下式整定： U0.max Uop.0 Usat ；通常取 Uop.0 =180V 式中， U0.max是在部分中性點(diǎn)接地的電網(wǎng)中發(fā)生單相接地時(shí)，保護(hù)安裝處可能出現(xiàn)的最大零序電壓； Usat是中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的電壓互感器，在失去接地中性點(diǎn)時(shí)發(fā)生單相接地、開(kāi)口三角繞組可能出現(xiàn)

45、的最低電壓。2 2）變壓器分級(jí)絕緣、中性點(diǎn)可能接地）變壓器分級(jí)絕緣、中性點(diǎn)可能接地/ /不接地運(yùn)行不接地運(yùn)行 變壓器中性點(diǎn)裝設(shè)放電間隙變壓器中性點(diǎn)裝設(shè)放電間隙兩段式零序電流保護(hù)，整定同兩段式零序電流保護(hù)，整定同 ( (一）一）增設(shè)反應(yīng)零序電壓和間隙放電電流的零序電增設(shè)反應(yīng)零序電壓和間隙放電電流的零序電流電壓保護(hù)為中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)的保護(hù)流電壓保護(hù)為中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)的保護(hù) 變壓器中性點(diǎn)不裝設(shè)放電間隙變壓器中性點(diǎn)不裝設(shè)放電間隙兩段式零序電流保護(hù)，整定同兩段式零序電流保護(hù)，整定同 ( (一）一）增設(shè)中性點(diǎn)無(wú)零序電流和母線有零序電壓的增設(shè)中性點(diǎn)無(wú)零序電流和母線有零序電壓的零序電流電壓保護(hù)為中性點(diǎn)不接

46、地運(yùn)行時(shí)的保零序電流電壓保護(hù)為中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)的保護(hù)護(hù)分級(jí)絕緣且中性點(diǎn)裝放電間隙的分級(jí)絕緣且中性點(diǎn)裝放電間隙的變壓器接地保護(hù)變壓器接地保護(hù) （五）變壓器的瓦斯保護(hù)（五）變壓器的瓦斯保護(hù) 油箱內(nèi)的各種故障使箱內(nèi)油和絕緣材料分解，產(chǎn)油箱內(nèi)的各種故障使箱內(nèi)油和絕緣材料分解，產(chǎn)生大量氣體生大量氣體(瓦斯瓦斯) 少量氣體和油流速度較小時(shí)，輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)少量氣體和油流速度較小時(shí)，輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào) 故障嚴(yán)重，氣體量大、油流速度高時(shí)，重瓦斯瞬故障嚴(yán)重，氣體量大、油流速度高時(shí)，重瓦斯瞬時(shí)動(dòng)作于跳閘時(shí)動(dòng)作于跳閘 瓦斯保護(hù)是鐵心燒損的唯一保護(hù)，對(duì)各種內(nèi)部短瓦斯保護(hù)是鐵心燒損的唯一保護(hù)，對(duì)各種內(nèi)部短路也有保護(hù)作用

47、路也有保護(hù)作用 動(dòng)作速度不及差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作速度不及差動(dòng)保護(hù) 輕輕/重瓦斯動(dòng)作值整定：重瓦斯動(dòng)作值整定： 氣體容積氣體容積250300cm3 /油流速度油流速度0.61.5m/s 正常運(yùn)行正常運(yùn)行開(kāi)口杯的重力所產(chǎn)生的力矩小于平衡錘所產(chǎn)生的力開(kāi)口杯的重力所產(chǎn)生的力矩小于平衡錘所產(chǎn)生的力矩，上下開(kāi)口杯均上傾，干簧接點(diǎn)斷開(kāi)矩，上下開(kāi)口杯均上傾，干簧接點(diǎn)斷開(kāi) 油箱內(nèi)部輕微故障油箱內(nèi)部輕微故障產(chǎn)生少量的氣體并使油面下降，上開(kāi)口杯露出油面產(chǎn)生少量的氣體并使油面下降，上開(kāi)口杯露出油面(浮力減小浮力減小)，其力矩大于平衡錘力矩后，順時(shí)針轉(zhuǎn)，其力矩大于平衡錘力矩后，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)永久磁鐵靠近干簧觸點(diǎn)，使觸點(diǎn)閉合，

48、發(fā)動(dòng)，帶動(dòng)永久磁鐵靠近干簧觸點(diǎn)，使觸點(diǎn)閉合，發(fā)生生“輕瓦斯輕瓦斯”保護(hù)動(dòng)作信號(hào)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障大量氣體和油流直接沖擊擋板，使下開(kāi)口大量氣體和油流直接沖擊擋板，使下開(kāi)口杯順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)永久磁鐵靠近干簧觸杯順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)永久磁鐵靠近干簧觸點(diǎn)使之閉合，發(fā)出跳閘命令點(diǎn)使之閉合，發(fā)出跳閘命令嚴(yán)重漏油嚴(yán)重漏油在油面逐漸降低時(shí)，先使上開(kāi)口杯露出油在油面逐漸降低時(shí)，先使上開(kāi)口杯露出油面，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，繼之下開(kāi)口杯露出油面，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，繼之下開(kāi)口杯露出油面后亦動(dòng)作跳閘面后亦動(dòng)作跳閘發(fā)電機(jī)保護(hù)發(fā)電機(jī)保護(hù)一、發(fā)電機(jī)故障及其保護(hù)配置一、發(fā)電機(jī)故障及其保護(hù)配置（一）發(fā)電機(jī)的故障

49、和異常運(yùn)行狀態(tài)（一）發(fā)電機(jī)的故障和異常運(yùn)行狀態(tài) 1 1發(fā)電機(jī)的故障：發(fā)電機(jī)的故障： 定子繞組及引出線相間短路定子繞組及引出線相間短路 定子繞組單相匝間短路和分支開(kāi)焊定子繞組單相匝間短路和分支開(kāi)焊 定子繞組單相接地定子繞組單相接地 轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)或兩點(diǎn)接地轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)或兩點(diǎn)接地 勵(lì)磁回路勵(lì)磁電流消失勵(lì)磁回路勵(lì)磁電流消失2 2發(fā)電機(jī)異常運(yùn)行狀態(tài)發(fā)電機(jī)異常運(yùn)行狀態(tài) 外部相間短路引起的定子繞組過(guò)電流外部相間短路引起的定子繞組過(guò)電流 外部不對(duì)稱短路或不對(duì)稱負(fù)荷引起的負(fù)序外部不對(duì)稱短路或不對(duì)稱負(fù)荷引起的負(fù)序過(guò)過(guò) 電流和負(fù)序過(guò)負(fù)荷電流和負(fù)序過(guò)負(fù)荷 定子繞組三相對(duì)稱過(guò)負(fù)荷定子繞組三相對(duì)稱過(guò)負(fù)荷 突然甩負(fù)荷引起的

50、定子繞組過(guò)電壓突然甩負(fù)荷引起的定子繞組過(guò)電壓 勵(lì)磁回路故障或強(qiáng)勵(lì)時(shí)間太長(zhǎng)引起的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路故障或強(qiáng)勵(lì)時(shí)間太長(zhǎng)引起的轉(zhuǎn)子繞繞 組過(guò)負(fù)荷組過(guò)負(fù)荷 汽輪機(jī)主氣門(mén)突然關(guān)閉引起的發(fā)電機(jī)逆功汽輪機(jī)主氣門(mén)突然關(guān)閉引起的發(fā)電機(jī)逆功率率（二）發(fā)電機(jī)的保護(hù)配置（二）發(fā)電機(jī)的保護(hù)配置（與容量相關(guān)與容量相關(guān)） 1.1.定子繞組及其引出線相間短路保護(hù)定子繞組及其引出線相間短路保護(hù) 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是發(fā)電機(jī)的主保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是發(fā)電機(jī)的主保護(hù) 1MW1MW以上的發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)以上的發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 發(fā)變組發(fā)變組當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時(shí)，設(shè)單獨(dú)當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時(shí)，設(shè)單獨(dú) 的縱的縱差保護(hù)差保護(hù)

51、 當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間沒(méi)有斷路器時(shí)當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間沒(méi)有斷路器時(shí) 100MW100MW以下的發(fā)電機(jī)，設(shè)發(fā)變組共用縱差以下的發(fā)電機(jī)，設(shè)發(fā)變組共用縱差 100MW100MW以上的發(fā)電機(jī)設(shè)單獨(dú)的縱差保護(hù)，與發(fā)變以上的發(fā)電機(jī)設(shè)單獨(dú)的縱差保護(hù)，與發(fā)變組共用縱差構(gòu)成雙重主保護(hù)組共用縱差構(gòu)成雙重主保護(hù)2.2. 定子繞組單相接地短路保護(hù)定子繞組單相接地短路保護(hù) 接地電容電流接地電容電流 5A , 5A , 動(dòng)作于跳閘動(dòng)作于跳閘接地電容電流接地電容電流 5A , 5A , 動(dòng)作于信號(hào)動(dòng)作于信號(hào)100MW100MW及以上發(fā)電機(jī)，設(shè)保護(hù)區(qū)為及以上發(fā)電機(jī)，設(shè)保護(hù)區(qū)為100%100%的單相接地短路保護(hù)的單相接地短路保

52、護(hù)3.3. 定子繞組單相匝間短路定子繞組單相匝間短路對(duì)有六個(gè)引出端的雙繞組發(fā)電機(jī)，應(yīng)設(shè)對(duì)有六個(gè)引出端的雙繞組發(fā)電機(jī)，應(yīng)設(shè)置簡(jiǎn)單、靈敏的單元件橫差保護(hù)置簡(jiǎn)單、靈敏的單元件橫差保護(hù)4. 4. 發(fā)電機(jī)外部故障引起的定子過(guò)流發(fā)電機(jī)外部故障引起的定子過(guò)流(1)(1)過(guò)流保護(hù)過(guò)流保護(hù)用于用于1WM1WM以下的小容量發(fā)電機(jī)保護(hù)以下的小容量發(fā)電機(jī)保護(hù)(2)(2)復(fù)壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)流保護(hù)復(fù)壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)流保護(hù)用于過(guò)流保護(hù)靈敏度不足的發(fā)電機(jī)保護(hù)用于過(guò)流保護(hù)靈敏度不足的發(fā)電機(jī)保護(hù)(3)(3)負(fù)序過(guò)電流及單相低電壓起動(dòng)的過(guò)流保護(hù)負(fù)序過(guò)電流及單相低電壓起動(dòng)的過(guò)流保護(hù)用于用于用于用于50WM50WM及以上的發(fā)電機(jī)保護(hù)及以上的發(fā)電機(jī)

53、保護(hù)5. 5. 發(fā)電機(jī)的其它保護(hù)發(fā)電機(jī)的其它保護(hù) 定子繞組過(guò)負(fù)荷定子繞組過(guò)負(fù)荷/ /過(guò)電壓過(guò)電壓 發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)發(fā)電機(jī)失磁保護(hù) 發(fā)電機(jī)失步保護(hù)發(fā)電機(jī)失步保護(hù) 二、發(fā)電機(jī)縱差二、發(fā)電機(jī)縱差/ /橫差保護(hù)橫差保護(hù)（一）不帶制動(dòng)的縱差保護(hù)（一）不帶制動(dòng)的縱差保護(hù)1.1.保護(hù)動(dòng)作值整定保護(hù)動(dòng)作值整定(1).(1).正常運(yùn)行時(shí)正常運(yùn)行時(shí),LH,LH二次回路斷線時(shí)保護(hù)不誤動(dòng)二次回路斷線時(shí)保護(hù)不誤動(dòng) I Iopop= K= KrelrelI Igngn/n/nL LI Igngn ：發(fā)電機(jī)額定電流：發(fā)電機(jī)額定電流K Krelrel：可靠系數(shù)，?。嚎煽肯禂?shù)，取 K Krelrel =1.3=1.3 為防止在為

54、防止在LHLH二次回路斷線、同時(shí)區(qū)外故障導(dǎo)致保二次回路斷線、同時(shí)區(qū)外故障導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)，另需設(shè)置護(hù)誤動(dòng)，另需設(shè)置LHLH二次回路斷線監(jiān)視裝置發(fā)出二次回路斷線監(jiān)視裝置發(fā)出告警信號(hào)告警信號(hào), ,由運(yùn)行人員退出保護(hù)由運(yùn)行人員退出保護(hù) I Iopop= 0.2I= 0.2Ign gn ( (躲開(kāi)正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電流躲開(kāi)正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電流) )(2).(2).躲開(kāi)外部短路時(shí)的最大不平衡電流躲開(kāi)外部短路時(shí)的最大不平衡電流 I Iopop= K= KrelrelI Iunb.maxunb.max = K= KkelkelK KererK KapapK KccccI Id.maxd.maxK Krelre

55、l：可靠系數(shù)可靠系數(shù)，取取 K Krelrel = =1.31.3K Kapap：非周期分量影響系數(shù)。非周期分量影響系數(shù)。 使用使用BLHBLH時(shí)，時(shí)， K Kapap = =1 1，否則，否則 K Kapap = =1.31.3 1.51.5K Kcccc:LH:LH同型系數(shù)。發(fā)電機(jī)差動(dòng)采用同同型系數(shù)。發(fā)電機(jī)差動(dòng)采用同型型LHLH， K Kcccc= 0.5(= 0.5(相對(duì)誤差相對(duì)誤差5%5%) )K Kerer= = 0.1:0.1:滿足滿足10%10%誤差曲線要求時(shí)誤差曲線要求時(shí)LHLH最大最大誤差誤差I(lǐng) Id.maxd.max: :取外部短路取外部短路K K(3)(3)，Z Zs.m

56、ins.min時(shí)計(jì)算時(shí)計(jì)算 按條件按條件(2(2）整定，有：）整定，有： I Iopop= = （0.40.4 0.6)I0.6)Igngn 動(dòng)作更靈敏；但動(dòng)作更靈敏；但LHLH二次回路斷線、同時(shí)區(qū)外故障將二次回路斷線、同時(shí)區(qū)外故障將導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng) I Iopop I22 I Id.mind.min為內(nèi)部故障時(shí)流過(guò)保護(hù)的最小短路電流為內(nèi)部故障時(shí)流過(guò)保護(hù)的最小短路電流 校驗(yàn)條件校驗(yàn)條件（1 1）發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列運(yùn)行前，機(jī)端兩相短路）發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列運(yùn)行前，機(jī)端兩相短路 故障：故障： 發(fā)電機(jī)單獨(dú)供給的短路電流發(fā)電機(jī)單獨(dú)供給的短路電流（2 2）發(fā)電機(jī)無(wú)勵(lì)磁、與最小運(yùn)行方式的系統(tǒng)自）發(fā)電機(jī)無(wú)

57、勵(lì)磁、與最小運(yùn)行方式的系統(tǒng)自 同期并列時(shí)機(jī)端兩相短路故障：同期并列時(shí)機(jī)端兩相短路故障： 系統(tǒng)單獨(dú)供給的短路電流系統(tǒng)單獨(dú)供給的短路電流（二）帶制動(dòng)的縱差保護(hù)（二）帶制動(dòng)的縱差保護(hù) 一定滿足靈敏度要求，一定滿足靈敏度要求，無(wú)需校驗(yàn)無(wú)需校驗(yàn)(1)(1)最小動(dòng)作電流大于正常運(yùn)行時(shí)最大不平衡電流最小動(dòng)作電流大于正常運(yùn)行時(shí)最大不平衡電流 I Iop.0op.0= = （0.10.1 0.2)I0.2)Ign gn (2)(2)制動(dòng)特性拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的制動(dòng)制動(dòng)特性拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的制動(dòng)電流電流 I Ires.0res.0= I= Igngn (3)(3)制動(dòng)系數(shù)制動(dòng)系數(shù) I Iop.maxop.max= K= Kkelk

58、elK KererK KapapK KccccI Id.maxd.max I Ires.maxres.max= I= Iunb.maxunb.max K Kresres = I= Iop.maxop.max / I/ Ires.maxres.max = K= KkelkelK KererK KapapK Kcccc ( (推薦取推薦取0.3)0.3)(4)(4)斜率斜率 S= (S= (I Iop.maxop.max I Iop.0op.0)/ (I)/ (Ires.maxres.max - - I Ires.0res.0) )（三）定子繞組匝間短路的保護(hù)（三）定子繞組匝間短路的保護(hù)1.1.橫

59、差保護(hù)橫差保護(hù) 大容量發(fā)電機(jī)額定電流很大，各相以兩個(gè)繞組大容量發(fā)電機(jī)額定電流很大，各相以兩個(gè)繞組( (或更多繞組或更多繞組) )并聯(lián)工作并聯(lián)工作 同相同繞組或同相不同繞組匝間短路時(shí)，兩繞組同相同繞組或同相不同繞組匝間短路時(shí)，兩繞組的電勢(shì)不再相等的電勢(shì)不再相等 繞組電勢(shì)差將在繞組內(nèi)產(chǎn)生很大環(huán)流而不被縱差繞組電勢(shì)差將在繞組內(nèi)產(chǎn)生很大環(huán)流而不被縱差保護(hù)反應(yīng)保護(hù)反應(yīng) 對(duì)有六個(gè)引出端的雙繞組發(fā)電機(jī)，應(yīng)設(shè)置簡(jiǎn)單、對(duì)有六個(gè)引出端的雙繞組發(fā)電機(jī)，應(yīng)設(shè)置簡(jiǎn)單、靈敏的單元件橫差保護(hù)靈敏的單元件橫差保護(hù)(1)(1)利用兩繞組電流之差即可構(gòu)成三元件橫差保護(hù)利用兩繞組電流之差即可構(gòu)成三元件橫差保護(hù) 三元件橫差保護(hù)接線復(fù)

60、雜，可靠性低三元件橫差保護(hù)接線復(fù)雜，可靠性低(2)(2)單元件橫差保護(hù)單元件橫差保護(hù)將一半繞組與另一半繞組的三相電流和比較將一半繞組與另一半繞組的三相電流和比較各種單相匝間短路各種單相匝間短路 時(shí)，通過(guò)兩組繞組時(shí)，通過(guò)兩組繞組 的中性點(diǎn)連接線構(gòu)的中性點(diǎn)連接線構(gòu) 成短路環(huán)流通路成短路環(huán)流通路也可反應(yīng)定子繞組也可反應(yīng)定子繞組 相間不對(duì)稱短路：相間不對(duì)稱短路： 相間短路時(shí)，一般相間短路時(shí)，一般 兩組繞組三相不對(duì)兩組繞組三相不對(duì) 稱，可形成環(huán)流稱，可形成環(huán)流 發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，有較大三次諧發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，有較大三次諧波不平衡電流通過(guò)中性點(diǎn)連接線，需濾波處理波不平衡電流通過(guò)中性點(diǎn)連