繼電保護(hù)原理第五章課件

5.1變壓器保護(hù)第5章元件保護(hù)5.3母線保護(hù)簡(jiǎn)介

5.2同步發(fā)電機(jī)保護(hù)

5.4斷路器失靈保護(hù)簡(jiǎn)介

2/2/20231第5章元件保護(hù)5.1.1變壓器的故障與保護(hù)配置變壓器的故障類(lèi)型油箱內(nèi)部故障：繞組匝間，繞組相間，中性點(diǎn)接地側(cè)的接地短路。油箱外部故障：套管和引出線上發(fā)生的相間短路和接地短路。5.1變壓器保護(hù)2/2/20232第5章元件保護(hù)變壓器的不正常工作情況外部短路引起的過(guò)電流；外部短路引起的中性點(diǎn)過(guò)壓；過(guò)負(fù)荷；油面降低；油溫升高；過(guò)勵(lì)磁。2/2/20233第5章元件保護(hù)變壓器應(yīng)裝設(shè)的繼電保護(hù)裝置一般裝設(shè)以下保護(hù)：1.瓦斯保護(hù)2.縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)3.相間后備保護(hù)4.接地后備保護(hù)5.過(guò)負(fù)荷保護(hù)6.過(guò)勵(lì)磁保護(hù)7.其他保護(hù)，如冷卻器故障、壓力釋放等2/2/20234第5章元件保護(hù)瓦斯保護(hù)是變壓器的主保護(hù)之一。瓦斯保護(hù)的主要元件是瓦斯（氣體）繼電器，安裝位置在油箱與油枕的連接導(dǎo)管中。5.1.2變壓器的瓦斯保護(hù)瓦斯繼電器油枕2/2/20235第5章元件保護(hù)下開(kāi)口杯

上開(kāi)口杯干簧觸點(diǎn)干簧觸點(diǎn)平衡錘放氣閥探針支架擋板進(jìn)油擋板永久磁鐵永久磁鐵FJ3-80型氣體繼電器的結(jié)構(gòu)圖2/2/20236第5章元件保護(hù)QJ1-80型氣體繼電器結(jié)構(gòu)圖罩

頂針

氣塞

磁鐵開(kāi)口杯重錘探針開(kāi)口銷(xiāo)彈簧擋板磁鐵螺桿干簧觸點(diǎn)調(diào)節(jié)桿

干簧觸點(diǎn)套管

排氣口

2/2/20237第5章元件保護(hù)輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)輕瓦斯動(dòng)作后應(yīng)檢查變壓器油樣，判別故障類(lèi)型、程度重瓦斯動(dòng)作于跳閘，同時(shí)發(fā)出信號(hào)通常氣體容積的整定范圍為250～300CM3

一般油流流速整定范圍為0.6～1.5m/s

2/2/20238第5章元件保護(hù)

瓦斯保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏性高，能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)的各種故障。特別是能反應(yīng)輕微匝間短路。它也是油箱漏油或繞組、鐵芯燒損的唯一保護(hù)。瓦斯保護(hù)不能反應(yīng)變壓器套管和引出線的故障，需與縱差動(dòng)保護(hù)一起作為變壓器的主保護(hù)。2/2/20239第5章元件保護(hù)5.1.3變壓器的差動(dòng)保護(hù)KD變壓器縱差動(dòng)保護(hù)與輸電線路縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的基本原理相同。TA2TA1一、變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的原理核心問(wèn)題仍是不平衡電流問(wèn)題2/2/202310第5章元件保護(hù)5.1.4變壓器縱差動(dòng)保護(hù)不平衡電流產(chǎn)生的原因分析不平衡電流形成原因計(jì)算不平衡電流大小整定差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作值躲過(guò)不平衡電流影響減小不平衡電流采取技術(shù)措施降低動(dòng)作值，提高靈敏度2/2/202311第5章元件保護(hù)變壓器差動(dòng)保護(hù)不平衡電流產(chǎn)生的原因有：TA勵(lì)磁特性不一致變壓器各側(cè)電流不同相TA變比標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)整分接頭勵(lì)磁電流及勵(lì)磁涌流差動(dòng)保護(hù)共同問(wèn)題變壓器差動(dòng)保護(hù)特殊問(wèn)題2/2/202312第5章元件保護(hù)TA勵(lì)磁特性不一致TA勵(lì)磁電流TA誤差TA勵(lì)磁電流差異差動(dòng)保護(hù)不平衡電流不平衡電流經(jīng)驗(yàn)公式同型系數(shù)TA誤差10％一次電流TA變比取1變壓器差動(dòng)保護(hù)特點(diǎn)為：TA同型系數(shù)取12/2/202313第5章元件保護(hù)變壓器各側(cè)電流不同相對(duì)于Y，d11型變壓器，正常運(yùn)行時(shí)d側(cè)電流超前Y側(cè)電流300，形成不平衡電流。方法1.“外轉(zhuǎn)角”變壓器Y側(cè)電流互感器的二次繞組接成三角形，d側(cè)的三個(gè)電流互感器接成星形。對(duì)策：相位補(bǔ)償在保護(hù)外將相位補(bǔ)償過(guò)來(lái)將變壓器各側(cè)二次電流調(diào)整為同相2/2/202314第5章元件保護(hù)cbaCBAKD1KD2KD3一次電流二次電流一次電流二次電流2/2/202315第5章元件保護(hù)一次電流縱差動(dòng)保護(hù)電流相量圖二次電流同相Y側(cè)△側(cè)不同相2/2/202316第5章元件保護(hù)采用相位補(bǔ)償接線后，對(duì)于TA接成三角形的一側(cè)，流入差動(dòng)臂的電流增加了，應(yīng)對(duì)該側(cè)的TA變比進(jìn)行修正。變壓器星形側(cè)電流互感器變比變壓器三角形側(cè)電流互感器變比2/2/202317第5章元件保護(hù)方法2.“內(nèi)轉(zhuǎn)角”在保護(hù)內(nèi)部采用軟件算法進(jìn)行相位補(bǔ)償變壓器各側(cè)電流互感器均接成星形。PST1200采用RCS978采用主變Y側(cè)主變△側(cè)主變Y側(cè)主變△側(cè)不變換2/2/202318第5章元件保護(hù)！無(wú)論哪種相位補(bǔ)償方式應(yīng)保證差動(dòng)電流中不含零序成分外部發(fā)生接地故障時(shí)，零序電流僅流過(guò)變壓器高壓側(cè)，不去除零序電流則會(huì)產(chǎn)生差動(dòng)電流，導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)變壓器高壓側(cè)發(fā)生接地故障時(shí)，盡管差動(dòng)電流中不含零序電流，但由于有正序、負(fù)序故障電流，差動(dòng)保護(hù)可以動(dòng)作，靈敏度有所降低。為提高接地故障靈敏度，聯(lián)絡(luò)變可設(shè)專(zhuān)門(mén)的零序電流差動(dòng)保護(hù)（簡(jiǎn)稱(chēng)零差）。2/2/202319第5章元件保護(hù)TA變比標(biāo)準(zhǔn)化觀察算例：2/2/202320第5章元件保護(hù)TA變比標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題解決方法：老式電磁型差動(dòng)繼電器（如BCH、DCD系列）：使用平衡繞組Wbal,同時(shí)在整定時(shí)考慮ΔfI1，Δf為平衡線圈選取誤差，取0.05微機(jī)型變壓器保護(hù)：軟件算法中引入補(bǔ)償系數(shù)平衡二次電流采樣值電流二次回路串入自耦變流器，微調(diào)二次電流2/2/202321第5章元件保護(hù)調(diào)整分接頭變壓器調(diào)整分接頭時(shí)一側(cè)額定電流改變，而另一側(cè)電流不變，產(chǎn)生不平衡電流解決方法：計(jì)算變壓器額定電流以中間的分接頭為準(zhǔn)，整定動(dòng)作電流時(shí)考慮調(diào)壓范圍的一半。調(diào)壓范圍的一半最大外部故障電流2/2/202322第5章元件保護(hù)勵(lì)磁電流及勵(lì)磁涌流勵(lì)磁電流屬于不平衡電流。勵(lì)磁電流較小，2～10％額定電流，整定時(shí)很容易躲過(guò)。變壓器空載合閘或外部故障切除時(shí)，電壓突變，變壓器產(chǎn)生勵(lì)磁涌流，對(duì)差動(dòng)保護(hù)影響很大。如何躲避勵(lì)磁涌流影響，是研究變壓器差動(dòng)保護(hù)面臨的主要難點(diǎn)之一。2/2/202323第5章元件保護(hù)※勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的原因根據(jù)能量守恒定律，鐵芯中的磁通不能突變。+

m-

m

suruperaperT/2Tωt,u變壓器

.m=2m+surper+aper+

surper周期分量穩(wěn)態(tài)磁通aper非周期分量暫態(tài)磁通sur剩磁當(dāng)電壓突變時(shí)2/2/202324第5章元件保護(hù)ωt.mimiimωt.m半周波后磁通達(dá)到最大由于鐵芯飽和電流激增im2/2/202325第5章元件保護(hù)勵(lì)磁涌流錄波（空載合閘）2/2/202326第5章元件保護(hù)必須研究勵(lì)磁涌流與短路電流的波形區(qū)別，利用電流波形識(shí)別勵(lì)磁涌流，當(dāng)發(fā)生勵(lì)磁涌流時(shí)閉鎖差動(dòng)保護(hù)，防止誤動(dòng)。勵(lì)磁涌流幅值可達(dá)5-10倍額定電流，與短路電流相當(dāng)。勵(lì)磁涌流隨著磁通中非周期分量一起衰減，最后消失，勵(lì)磁電流回到正常值，涌流衰減時(shí)間為秒級(jí)。差動(dòng)保護(hù)以動(dòng)作電流躲過(guò)，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部故障拒動(dòng)差動(dòng)保護(hù)以動(dòng)作時(shí)間躲過(guò)，故障切除時(shí)間過(guò)長(zhǎng)2/2/202327第5章元件保護(hù)※勵(lì)磁涌流的波形特點(diǎn)3.波形存在間斷角。2.含有大量高次諧波，其中以二次諧波成分為主。1.含有較大的非周期分量；波形偏于時(shí)間軸一側(cè)，嚴(yán)重不對(duì)稱(chēng)。2/2/202328第5章元件保護(hù)※防止勵(lì)磁涌流引起縱差保護(hù)誤動(dòng)的措施2.波形不對(duì)稱(chēng)識(shí)別1.采用帶速飽和變流器的差動(dòng)繼電器BCH、DCD系列老式電磁型繼電器，當(dāng)差動(dòng)電流中直流分量含量較高時(shí)自動(dòng)提高動(dòng)作電流（即具有“直流助磁”特性），防止保護(hù)誤動(dòng)。4.波形間斷角鑒別微機(jī)保護(hù)可以識(shí)別差動(dòng)電流的正負(fù)半周是否對(duì)稱(chēng)，當(dāng)電流波形嚴(yán)重不對(duì)稱(chēng)時(shí)判為勵(lì)磁涌流情況，閉鎖差動(dòng)保護(hù)。3.二次諧波閉鎖（制動(dòng)）差動(dòng)電流中二次諧波含量較高時(shí)閉鎖差動(dòng)保護(hù)；或自動(dòng)提高動(dòng)作電流，二次諧波越大，動(dòng)作電流提高越多。差動(dòng)電流波形中間斷角達(dá)到一定值（如600）以上時(shí)，閉鎖差動(dòng)保護(hù)。2/2/202329第5章元件保護(hù)勵(lì)磁涌流產(chǎn)生原因勵(lì)磁涌流波形特點(diǎn)防止勵(lì)磁涌流影響方法電壓突變，磁通不能突變，產(chǎn)生暫態(tài)磁通，鐵芯嚴(yán)重飽和，勵(lì)磁電流激增含有很大非周期分量，波形嚴(yán)重不對(duì)稱(chēng)含有較大二次諧波分量波形具有間斷角直流助磁，識(shí)別波形不對(duì)稱(chēng)二次諧波閉鎖（制動(dòng)）間斷角鑒別識(shí)別波形不對(duì)稱(chēng)空載合閘或外部故障切除時(shí)，2/2/202330第5章元件保護(hù)不平衡電流產(chǎn)生原因TA勵(lì)磁特性不一致變壓器各側(cè)電流不同相TA變比標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)整分接頭勵(lì)磁電流及勵(lì)磁涌流技術(shù)措施整定計(jì)算考慮比率制動(dòng)相位補(bǔ)償系數(shù)補(bǔ)償（平衡線圈）0.051調(diào)壓范圍一半波形不對(duì)稱(chēng)識(shí)別二次諧波間斷角綜上所述，整定用平衡線圈匝數(shù)必須為整數(shù)引起的誤差，微機(jī)保護(hù)可不考慮2/2/202331第5章元件保護(hù)電磁型差動(dòng)繼電器以前蘇聯(lián)BCH系列（國(guó)產(chǎn)對(duì)應(yīng)型號(hào)為DCD）為代表笨重、靈敏度低、內(nèi)部故障時(shí)延時(shí)較多、調(diào)試復(fù)雜共同特點(diǎn)：帶有速飽和鐵芯的變流器變流器：差動(dòng)電流不直接流入繼電器線圈，經(jīng)過(guò)變流器可以濾除差動(dòng)電流中非周期分量2/2/202332第5章元件保護(hù)速飽和鐵芯：變流器鐵芯容易飽和。差動(dòng)電流中非周期分量不能變換至二次側(cè)，全部用于鐵芯勵(lì)磁，使鐵芯迅速飽和。減小電流變送比，相當(dāng)于提高動(dòng)作電流。直流助磁特性：差動(dòng)電流中直流分量較大時(shí)自動(dòng)提高動(dòng)作電流1o動(dòng)作電流倍數(shù)直流分量含量2/2/202333第5章元件保護(hù)直流助磁特性作用：躲避勵(lì)磁涌流發(fā)生勵(lì)磁涌流時(shí)，由于差動(dòng)電流中直流分量較大，動(dòng)作電流提高很多，躲過(guò)了勵(lì)磁涌流。直流助磁特性缺點(diǎn)：發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，由于短路初瞬直流分量可能較大，動(dòng)作電流提高很多，差動(dòng)保護(hù)無(wú)法動(dòng)作，要等到非周期分量衰減后、動(dòng)作電流回落，保護(hù)才動(dòng)作。2/2/202334第5章元件保護(hù)BCH-2型繼電器特點(diǎn)：帶有短路線圈Wk短路線圈Wk使直流助磁曲線更陡，加強(qiáng)了躲避勵(lì)磁涌流的能力。同時(shí)改變短路線圈Wk抽頭位置，可以調(diào)節(jié)直流助磁特性。1o無(wú)短路線圈Wk為A1-A2B1-B2C1-C2D1-D2W''KW'K2/2/202335第5章元件保護(hù)BCH系列繼電器均帶有2個(gè)平衡線圈Wbal平衡線圈Wbal串入二次電流較小的一側(cè)，可以減小TA變比標(biāo)準(zhǔn)化形成的不平衡電流平衡線圈Wbal還可以與差動(dòng)線圈串聯(lián)、構(gòu)成工作線圈，調(diào)整差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流。BCH-1型繼電器均帶有1組制動(dòng)線圈Wbrk，動(dòng)作電流具有制動(dòng)特性，躲避外部故障穿越電流形成的不平衡電流能力較強(qiáng)。制動(dòng)特性作用同線路縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。BCH-4型繼電器均帶有4組制動(dòng)線圈Wbrk，可用于三卷變壓器。2/2/202336第5章元件保護(hù)部件作用BCH-1BCH-2BCH-4速飽和鐵芯變流器直流助磁特性，躲避勵(lì)磁涌流√√√差動(dòng)線圈產(chǎn)生動(dòng)作磁勢(shì)（安匝）√√√二次線圈驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件√√√平衡線圈減小TA變比標(biāo)準(zhǔn)化形成的不平衡電流，改變動(dòng)作電流2個(gè)2個(gè)2個(gè)短路線圈加強(qiáng)直流助磁特性，躲避勵(lì)磁涌流無(wú)√無(wú)制動(dòng)線圈躲避外部故障穿越電流形成的不平衡電流1個(gè)無(wú)4個(gè)BCH系列繼電器小結(jié)2/2/202337第5章元件保護(hù)差動(dòng)保護(hù)整定方法與差動(dòng)繼電器（元件）類(lèi)型有很大關(guān)系，各有特點(diǎn)。BCH-2型繼電器構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)整定步驟確定TA接線形式，變比，計(jì)算各側(cè)二次額定電流確定差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流（一次）計(jì)算值確定差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流（二次）計(jì)算值確定差動(dòng)繼電器工作線圈匝數(shù)，二次動(dòng)作電流確定差動(dòng)繼電器平衡線圈匝數(shù)，校驗(yàn)誤差確定短路線圈匝數(shù)校驗(yàn)靈敏度按變壓器容量選：容量大，直流助磁曲線應(yīng)平緩些，選A1-A2或B1-B2；反之選C1-C2或D1-D2躲過(guò)TA二次斷線、勵(lì)磁涌流、外部故障電流影響2/2/202338第5章元件保護(hù)5.1.5主變差動(dòng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵點(diǎn)：采用比例制動(dòng)技術(shù)提高躲避外部故障穿越性短路電流形成的不平衡電流利用二次諧波、波形不對(duì)稱(chēng)等判據(jù)防止勵(lì)磁涌流導(dǎo)致變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)2/2/202339第5章元件保護(hù)比率制動(dòng)問(wèn)題比率制動(dòng)為差動(dòng)保護(hù)通常采用的技術(shù)措施，目的是克服外部故障穿越性電流形成的不平衡電流。第4章縱聯(lián)保護(hù)中已經(jīng)介紹了線路差動(dòng)保護(hù)采用的比率制動(dòng)特性。線路差動(dòng)、變壓器差動(dòng)、發(fā)電機(jī)縱差（本章第2節(jié)）、母線差動(dòng)（本章第3節(jié)）中采用的比率制動(dòng)原理是一樣的。目前幾乎所有的線路、變壓器、發(fā)電機(jī)、母線差動(dòng)保護(hù)均具有比率制動(dòng)特性。2/2/202340第5章元件保護(hù)差動(dòng)電流正常運(yùn)行及外部故障時(shí)，內(nèi)部故障時(shí)，動(dòng)作條件：外部故障時(shí)不誤動(dòng)線路縱差變壓器縱差共同的差動(dòng)原理2/2/202341第5章元件保護(hù)討論外部故障情況無(wú)比率制動(dòng)時(shí)整定過(guò)程有比率制動(dòng)時(shí)整定過(guò)程動(dòng)作區(qū)動(dòng)作區(qū)2/2/202342第5章元件保護(hù)制動(dòng)特性：動(dòng)作電流不是常數(shù)，與制動(dòng)電流有關(guān)思路：取短路電流為制動(dòng)量，當(dāng)短路電流增加時(shí)，不平衡電流增大，但因?yàn)橹苿?dòng)電流增加、動(dòng)作電流提高，可以使動(dòng)作電流始終高于不平衡電流，防止差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。各種比率制動(dòng)方法區(qū)別在于制動(dòng)電流的選取及制動(dòng)特性曲線。2/2/202343第5章元件保護(hù)以一個(gè)實(shí)例進(jìn)行討論，取某一側(cè)電流為制動(dòng)電流，特性為Iact>Kbrk且Iact>Iact.0。注意外部故障與內(nèi)部故障情況下2/2/202344第5章元件保護(hù)外部故障時(shí)，內(nèi)部故障時(shí)，折線段動(dòng)作特性<<<<不誤動(dòng)可靠動(dòng)作整定時(shí)2/2/202345第5章元件保護(hù)由于動(dòng)作特性起始部分無(wú)制動(dòng)作用，內(nèi)部故障時(shí)，動(dòng)作電流均為最小動(dòng)作電流Iact.0轉(zhuǎn)折點(diǎn)電流大小取額定電流左右2/2/202346第5章元件保護(hù)整定步驟具有制動(dòng)特性后同樣保證外部故障不誤動(dòng)，內(nèi)部故障靈敏度提高2/2/202347第5章元件保護(hù)※制動(dòng)特性獲得BCH-1依靠制動(dòng)電流流入制動(dòng)線圈，控制變流器鐵芯飽和度獲得制動(dòng)特性，制動(dòng)電流增大，鐵芯趨向飽和，變送比下降，動(dòng)作電流提高。制動(dòng)線圈匝數(shù)越多，制動(dòng)作用越強(qiáng)，制動(dòng)系數(shù)越大。BCH-1由制動(dòng)線圈匝數(shù)調(diào)整Kbrk。oWbrk增加2/2/202348第5章元件保護(hù)微機(jī)保護(hù)采用軟件方法實(shí)現(xiàn)制動(dòng)特性，折線特性顯然比曲線特性實(shí)現(xiàn)、整定均簡(jiǎn)單，微機(jī)保護(hù)均采用折線特性。折線特性?xún)烧劬€特性Ik較大時(shí)TA可能飽和，Iunb增大較多，提高制動(dòng)系數(shù)，防止誤動(dòng)對(duì)于內(nèi)部故障則無(wú)影響兩種特性均有使用2/2/202349第5章元件保護(hù)※制動(dòng)量選取原則是外部故障有足夠的制動(dòng)作用，越大越好內(nèi)部故障可靠動(dòng)作，制動(dòng)作用越小越好例如，單電源降壓變，可取負(fù)荷側(cè)電流為制動(dòng)電流，內(nèi)部故障時(shí)無(wú)制動(dòng)作用。2/2/202350第5章元件保護(hù)多側(cè)制動(dòng)問(wèn)題雙卷變用于橋式接線，三卷變，母線上采用差動(dòng)保護(hù)時(shí)，接入差動(dòng)回路的電流超過(guò)2個(gè)。取最大值（如PST1200）“和電流”（如RCS978）母線差動(dòng)BP－2B采用2/2/202351第5章元件保護(hù)各種制動(dòng)特性及不同的制動(dòng)量選擇有不同的整定方法，實(shí)際工作中必須對(duì)照具體保護(hù)設(shè)備技術(shù)說(shuō)明書(shū)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行整定計(jì)算。2/2/202352第5章元件保護(hù)5.1.6變壓器相間短路的后備保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)變壓器相間短路的后備保護(hù)既是變壓器主保護(hù)的后備又是相鄰母線或線路的后備保護(hù)。保護(hù)形式可采用過(guò)電流保護(hù)、低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)和低阻抗保護(hù)等。變壓器耐受過(guò)負(fù)荷能力較差，應(yīng)裝過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作于告警信號(hào)。2/2/202353第5章元件保護(hù)過(guò)電流保護(hù)保護(hù)原理與線路電流Ⅲ段保護(hù)相同I>靈敏度較低，很難滿(mǎn)足要求，實(shí)際應(yīng)用較少2/2/202354第5章元件保護(hù)過(guò)電流保護(hù)2/2/202355第5章元件保護(hù)低電壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù)保護(hù)原理U<&I>加設(shè)了電壓元件，電流保護(hù)部分動(dòng)作值較過(guò)電流保護(hù)低，靈敏度有所提高2/2/202356第5章元件保護(hù)低電壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù)2/2/202357第5章元件保護(hù)復(fù)合電壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù)保護(hù)原理電流保護(hù)部分與低電壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù)相同。電壓部分由2部分組成：負(fù)序過(guò)電壓，反應(yīng)不對(duì)稱(chēng)故障單相式低電壓，反應(yīng)對(duì)稱(chēng)故障與低電壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù)相比，電流部分動(dòng)作值、靈敏度一樣；電壓部分靈敏度提高2/2/202358第5章元件保護(hù)復(fù)合電壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù)2/2/202359第5章元件保護(hù)負(fù)序電流保護(hù)對(duì)于大容量變壓器，采用復(fù)合電壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù)，保護(hù)的靈敏系數(shù)可能不滿(mǎn)足要求?？刹捎秘?fù)序電流保護(hù)。該保護(hù)由兩部分組成：負(fù)序電流部分：反應(yīng)不對(duì)稱(chēng)故障；低電壓起動(dòng)過(guò)電流部分：反應(yīng)對(duì)稱(chēng)故障。2/2/202360第5章元件保護(hù)負(fù)序電流保護(hù)2/2/202361第5章元件保護(hù)※更大型的升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器還可采用低阻抗保護(hù)，類(lèi)似ZⅢ過(guò)負(fù)荷保護(hù)過(guò)負(fù)荷時(shí)三相對(duì)稱(chēng)，過(guò)負(fù)荷保護(hù)只需反應(yīng)某一相電流。過(guò)負(fù)荷保護(hù)經(jīng)延時(shí)5-10s動(dòng)作于信號(hào)。2/2/202362第5章元件保護(hù)5.1.7變壓器接地短路的后備保護(hù)外部接地故障對(duì)變壓器的危害：中性點(diǎn)接地變壓器：過(guò)流中性點(diǎn)及高壓側(cè)繞組流過(guò)故障電流中性點(diǎn)不接地變壓器：中性點(diǎn)過(guò)壓中性點(diǎn)對(duì)地電壓為高壓母線處零序電壓2/2/202363第5章元件保護(hù)◎除500kV、自耦變，變壓器中性點(diǎn)可接地運(yùn)行也可不接地運(yùn)行。變壓器中性點(diǎn)是否接地（運(yùn)行方式）取決于：◎變壓器中性點(diǎn)的絕緣水平絕緣水平較低的變壓器中性點(diǎn)必須接地運(yùn)行如500kV主變◎變壓器結(jié)構(gòu)如自耦變中性點(diǎn)必須接地運(yùn)行◎電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變壓器中性點(diǎn)接地設(shè)置應(yīng)保證接地故障時(shí)健全相電壓不過(guò)壓、零序電流水平適當(dāng)及相對(duì)穩(wěn)定2/2/202364第5章元件保護(hù)變壓器接地后備保護(hù)判據(jù)中性點(diǎn)接地運(yùn)行變壓器零序過(guò)電流3I0>中性點(diǎn)不接地運(yùn)行變壓器零序過(guò)電壓3U0>放電間隙過(guò)流為保護(hù)變壓器中性點(diǎn)，一般在中性點(diǎn)裝設(shè)放電間隙中性點(diǎn)必須接地運(yùn)行的變壓器配置零序過(guò)電流3I0>中性點(diǎn)可接地或不接地運(yùn)行的變壓器配置零序過(guò)電流，零序過(guò)電壓，放電間隙過(guò)流2/2/202365第5章元件保護(hù)※注意縮小故障范圍變壓器后備保護(hù)動(dòng)作首先切除母聯(lián)、分段。※注意選跳順序◎全級(jí)絕緣變壓器、中性點(diǎn)帶放電間隙的分級(jí)絕緣變壓器中性點(diǎn)耐壓能力較好先切除中性點(diǎn)接地運(yùn)行主變，再切除中性點(diǎn)不接地運(yùn)行主變◎中性點(diǎn)不帶放電間隙的分級(jí)絕緣變壓器中性點(diǎn)耐壓能力較差先切除中性點(diǎn)不接地運(yùn)行主變，再切除中性點(diǎn)接地運(yùn)行主變2/2/202366第5章元件保護(hù)中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行變壓器的接地保護(hù)配置兩段零序電流保護(hù)，分別與線路零序Ⅰ、Ⅲ段配合每段設(shè)置兩個(gè)延時(shí)，短延時(shí)t1、t3切除母聯(lián)、分段，長(zhǎng)延時(shí)t2、t4跳主變

相鄰線路零序Ⅲ段最長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)間2/2/202367第5章元件保護(hù)3I0II3I0It10t30t40T1T3T4QF1母聯(lián)解列（跳QF）跳主變（跳QF1、2）QFQF1TAQET2t20QF2防止主變未并列時(shí)因高壓側(cè)接地誤跳母聯(lián)2/2/202368第5章元件保護(hù)零序Ⅰ段起動(dòng)電流按與相鄰元件零序電流Ⅰ段配合整定，即配合系數(shù)，取1.1～1.2；零序電流分支系數(shù)相鄰元件零序電流I段起動(dòng)電流零序電流分支系數(shù)等于最大運(yùn)行方式下在相鄰元件I段保護(hù)范圍末端發(fā)生單相接地短路時(shí)，流過(guò)本線路的零序電流與流過(guò)相鄰元件的零序電流之比2/2/202369第5章元件保護(hù)零序Ⅱ段起動(dòng)電流按與相鄰元件零序電流Ⅲ段配合整定，即配合系數(shù)，取1.1～1.2；零序電流分支系數(shù)相鄰元件零序電流Ⅲ段起動(dòng)電流零序電流分支系數(shù)等于最大運(yùn)行方式下在相鄰元件Ⅲ段保護(hù)范圍末端發(fā)生單相接地短路時(shí)，流過(guò)本線路的零序電流與流過(guò)相鄰元件的零序電流之比2/2/202370第5章元件保護(hù)中性點(diǎn)可接地或不接地運(yùn)行時(shí)變壓器接地保護(hù)1.全級(jí)絕緣變壓器＃零序電流保護(hù)，配置與中性點(diǎn)直接接地變壓器相同＃零序電壓保護(hù)，動(dòng)作電壓較高，180-200V僅當(dāng)中性點(diǎn)接地變壓器切除后，零序電壓升高，才能動(dòng)作?？梢?jiàn)：先切除中性點(diǎn)接地運(yùn)行變壓器，再切除中性點(diǎn)不接地變壓器2/2/202371第5章元件保護(hù)0.3-0.5s抗干擾2/2/202372第5章元件保護(hù)中性點(diǎn)裝設(shè)放電間隙的分級(jí)絕緣變壓器保護(hù)配置：在全級(jí)絕緣變壓器接地保護(hù)上增加了一個(gè)放電間隙保護(hù)當(dāng)放電間隙擊穿，放電電流超過(guò)100A時(shí)，則不需要等中性點(diǎn)接地運(yùn)行主變跳閘，直接跳開(kāi)中性點(diǎn)不接地變壓器。除放電間隙保護(hù)，零序電流、電壓保護(hù)與全級(jí)絕緣的變壓器接地保護(hù)相同。2/2/202373第5章元件保護(hù)跳主變放電間隙保護(hù)2/2/202374第5章元件保護(hù)5.1.8數(shù)字式變壓器保護(hù)測(cè)控裝置

主要配置：差動(dòng)保護(hù)相間后備保護(hù)接地后備保護(hù)非電量保護(hù)瓦斯、油溫異常、冷卻故障等*220kV斷路器三相不一致保護(hù)差動(dòng)速斷保護(hù)*220kV斷路器失靈保護(hù)*自耦變公共繞組過(guò)負(fù)荷根據(jù)具體情況還有*過(guò)激磁保護(hù)2/2/202375第5章元件保護(hù)2/2/202376第5章元件保護(hù)PST12002/2/202377第5章元件保護(hù)測(cè)控裝置功能：遙測(cè)：將主變各側(cè)電流、電壓量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)上傳至后臺(tái)及調(diào)度中心遙信：將主變各側(cè)斷路器、刀閘、主變冷卻系統(tǒng)、主變本體、調(diào)壓機(jī)構(gòu)、變壓器保護(hù)等發(fā)出的開(kāi)關(guān)量信號(hào)上傳至后臺(tái)及調(diào)度中心遙調(diào)：有載調(diào)壓變壓器可以由測(cè)控裝置將網(wǎng)絡(luò)傳來(lái)的調(diào)壓命令轉(zhuǎn)為接點(diǎn)形式送調(diào)壓機(jī)構(gòu)執(zhí)行遙控：由測(cè)控裝置將網(wǎng)絡(luò)傳來(lái)的斷路器及刀閘的分、合閘命令轉(zhuǎn)為接點(diǎn)形式送保護(hù)操作箱或刀閘操作回路執(zhí)行2/2/202378第5章元件保護(hù)第一層：PST-1210三側(cè)操作箱及本體保護(hù)第二層：PST-1203A二次諧波差動(dòng)保護(hù)第三層：PST-1204C三側(cè)后備保護(hù)保護(hù)第四層：PSR-651變壓器綜合測(cè)控單元110kV主變保護(hù)一般配1面柜配置實(shí)例2/2/202379第5章元件保護(hù)220kV主變保護(hù)一般配2面柜主保護(hù)雙重化配置實(shí)例A柜B柜PST-1202A二次諧波原理主保護(hù)、后備保護(hù)一體PST-1222高壓側(cè)操作箱打印機(jī)PST-1202B波形對(duì)稱(chēng)原理的差動(dòng)打印機(jī)PST-1210中低操作箱及非電氣量保護(hù)2/2/202380第5章元件保護(hù)差動(dòng)保護(hù)二次諧波差動(dòng)保護(hù)波形對(duì)稱(chēng)差動(dòng)保護(hù)穩(wěn)態(tài)差動(dòng)保護(hù)工頻變化量差動(dòng)保護(hù)零序電流差動(dòng)保護(hù)間斷角鑒別差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)速斷保護(hù)靈敏度高，能反應(yīng)輕微匝間短路用于聯(lián)絡(luò)變，提高接地故障靈敏度動(dòng)作電流大，不帶勵(lì)磁涌流閉鎖，防止內(nèi)部故障電流過(guò)大使TA嚴(yán)重飽和，電流畸變導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)誤閉鎖而拒動(dòng)2/2/202381第5章元件保護(hù)五次諧波與二次諧波一樣也用于勵(lì)磁涌流鑒別2/2/202382第5章元件保護(hù)五次諧波與二次諧波一樣也用于勵(lì)磁涌流鑒別2/2/202383第5章元件保護(hù)變壓器后備保護(hù)應(yīng)當(dāng)注意出口方式，并不是所有的后備保護(hù)均動(dòng)作于跳變壓器各側(cè)。例如三卷變低壓側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作應(yīng)先跳開(kāi)低壓側(cè)母聯(lián)或分段開(kāi)關(guān)，再跳開(kāi)變壓器低壓側(cè)斷路器，變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)繼續(xù)運(yùn)行。變壓器后備保護(hù)配置方案、出口跳閘邏輯均需要針對(duì)變壓器、一次主接線具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。詳細(xì)設(shè)計(jì)內(nèi)容十分復(fù)雜，可在課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)深入地學(xué)習(xí)。2/2/202384第5章元件保護(hù)配置例12/2/202385第5章元件保護(hù)配置例22/2/202386第5章元件保護(hù)配置例32/2/202387第5章元件保護(hù)110kV變壓器保護(hù)測(cè)控柜實(shí)例2/2/202388第5章元件保護(hù)2/2/202389第5章元件保護(hù)5.2.1發(fā)電機(jī)的故障類(lèi)型、異常工作情況和繼電保護(hù)方式相間短路匝間短路接地短路一點(diǎn)接地二點(diǎn)接地5.2同步發(fā)電機(jī)保護(hù)2/2/202390第5章元件保護(hù)相間短路匝間短路單相接地短路定子繞組縱差動(dòng)保護(hù)匝間短路保護(hù)定子接地保護(hù)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)一點(diǎn)接地兩點(diǎn)接地轉(zhuǎn)子繞組故障類(lèi)型及保護(hù)配置2/2/202391第5章元件保護(hù)失磁失磁保護(hù)異常工作情況及保護(hù)配置定子繞組過(guò)電流及過(guò)負(fù)荷相間短路后備保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)定子繞組過(guò)電壓定子繞組過(guò)電壓保護(hù)發(fā)電機(jī)逆功率、頻率降低、失步逆功率保護(hù)低頻保護(hù)失步保護(hù)轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷保護(hù)2/2/202392第5章元件保護(hù)定子正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)定子負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)子二次諧波定子負(fù)序轉(zhuǎn)子二次諧波電流轉(zhuǎn)子表層過(guò)熱

100Hz的振動(dòng)定子負(fù)序過(guò)負(fù)荷、過(guò)電流保護(hù)定子負(fù)序電流危害2/2/202393第5章元件保護(hù)5.2.2 同步發(fā)電機(jī)的縱差保護(hù)完全差動(dòng)保護(hù)不完全差動(dòng)保護(hù)相間短路相間短路匝間短路差動(dòng)保護(hù)接線2/2/202394第5章元件保護(hù)完全差動(dòng)保護(hù)接線無(wú)故障時(shí)相間故障時(shí)2/2/202395第5章元件保護(hù)假設(shè)每相有n個(gè)分支無(wú)故障時(shí)相間故障或匝間短路時(shí)不完全差動(dòng)保護(hù)接線2/2/202396第5章元件保護(hù)要點(diǎn)：基本原理同線路差動(dòng)保護(hù)和變壓器差動(dòng)保護(hù)接線簡(jiǎn)單、不平衡電流較小中性點(diǎn)附近有死區(qū)關(guān)鍵問(wèn)題是如何降低動(dòng)作電流、提高靈敏度、減小死區(qū)2/2/202397第5章元件保護(hù)完全差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作值整定（1）保護(hù)起動(dòng)電流整定1）躲過(guò)外部故障產(chǎn)生的最大不平衡電流TA10%誤差可靠系數(shù)1.3非周期分量系數(shù)1~1.3；如采取了措施去掉非周期分量影響時(shí)取1。同型系數(shù)0.5外部短路時(shí)的最大短路電流2/2/202398第5章元件保護(hù)若汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)額定電流則發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)若TA二次回路斷線會(huì)誤動(dòng)。2）防止TA二次回路斷線導(dǎo)致誤動(dòng)a.設(shè)TA二次回路斷線監(jiān)視裝置b.若水輪發(fā)電機(jī)則2/2/202399第5章元件保護(hù)（2）發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)靈敏度校驗(yàn)發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時(shí)流過(guò)保護(hù)裝置的最小短路電流。實(shí)際上應(yīng)考慮下面兩種情況：①發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列運(yùn)行以前,在其出線端發(fā)生兩相短路,此時(shí),差動(dòng)回路串只有由發(fā)電機(jī)供給的短路電流。②發(fā)電機(jī)采用自同期并列時(shí)(此時(shí)發(fā)電機(jī)先不加勵(lì)磁,因此,發(fā)電機(jī)的電勢(shì)E≈0),在系統(tǒng)最小運(yùn)行方下,發(fā)電機(jī)出線端發(fā)生兩相短路,此時(shí),差動(dòng)回路中只有由系統(tǒng)供給的短路電流。為提高靈敏度，一般采用具有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器。2/2/2023100第5章元件保護(hù)發(fā)電機(jī)比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)原理同變壓器差動(dòng)保護(hù)，不平衡電流較小。動(dòng)作方程速斷動(dòng)作區(qū)動(dòng)作區(qū)制動(dòng)區(qū)不完全差動(dòng)接線時(shí)K為分支系數(shù)動(dòng)作特性2/2/2023101第5章元件保護(hù)保護(hù)動(dòng)作邏輯框圖兩種出口方式：?jiǎn)蜗喑隹诜绞郊把h(huán)閉鎖出口方式特點(diǎn)：需設(shè)置專(zhuān)門(mén)的TA斷線閉鎖，當(dāng)差電流較大時(shí)解除TA斷線閉鎖，適于不完全縱差接線。單相出口方式2/2/2023102第5章元件保護(hù)特點(diǎn)：三取二，適于完全縱差接線。循環(huán)閉鎖出口方式內(nèi)外部不同相同時(shí)接地故障2/2/2023103第5章元件保護(hù)比率制動(dòng)式發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)定值整定1.比率制動(dòng)系數(shù)Kbrk：躲過(guò)出口三相短路時(shí)最大不平衡電流完全差動(dòng)：0.3～0.5不完全差動(dòng)：0.52.啟動(dòng)電流Iact0：躲過(guò)正常工況最大不平衡電流，0.3～0.4IN.G3.拐點(diǎn)電流Ibrk0：建議按躲過(guò)外部故障切除后的暫態(tài)過(guò)程中產(chǎn)生的最大不平衡電流整定；不完全縱差取值要大一點(diǎn)。0.5~0.8IN.G其余參數(shù)請(qǐng)參照具體的保護(hù)說(shuō)明書(shū)。2/2/2023104第5章元件保護(hù)比率制動(dòng)式發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)定值整定校驗(yàn)靈敏度：機(jī)端兩相短路2/2/2023105第5章元件保護(hù)變數(shù)據(jù)窗式標(biāo)積制動(dòng)縱差保護(hù)原理完全差動(dòng)制動(dòng)量~外部故障制動(dòng)量最大內(nèi)部故障制動(dòng)量轉(zhuǎn)為動(dòng)作量，靈敏度高不完全差動(dòng)變數(shù)據(jù)窗：故障初期適當(dāng)提高S，即增加制動(dòng)量；故障數(shù)據(jù)充分時(shí)再降低S，從而提高靈敏度。動(dòng)作方程2/2/2023106第5章元件保護(hù)與循環(huán)閉鎖的比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)邏輯一樣。動(dòng)作框圖2/2/2023107第5章元件保護(hù)5.2.3同步發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路保護(hù)橫差保護(hù)縱向零序電壓式匝間保護(hù)反應(yīng)轉(zhuǎn)子回路二次諧波電流的匝間短路保護(hù)完全縱差動(dòng)保護(hù)不能反應(yīng)匝間短路2/2/2023108第5章元件保護(hù)匝間短路分析2/2/2023109第5章元件保護(hù)設(shè)A相短路匝數(shù)占總匝數(shù)的比例為兩中性點(diǎn)間電流I0Z為電流流經(jīng)回路的繞組阻抗縱向零序電壓——相對(duì)于中性點(diǎn)的零序電壓三相電勢(shì)不相等定子負(fù)序電流轉(zhuǎn)子二次諧波電氣量特點(diǎn)：（1）縱向零序電壓（機(jī)端對(duì)中性點(diǎn)），零序電流（2）縱向負(fù)序電壓，負(fù)序電流，轉(zhuǎn)子倍頻電流2/2/2023110第5章元件保護(hù)橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)單元件橫差保護(hù)裂相橫差保護(hù)——適于每相兩分支兩中性點(diǎn)引出線——適于每相兩分支，且每分支都有線引出2/2/2023111第5章元件保護(hù)單元件橫差保護(hù)保護(hù)測(cè)量?jī)蓚€(gè)中性點(diǎn)之間連線上的電流保護(hù)反應(yīng)匝間短路及定子繞組開(kāi)焊故障，保護(hù)在較小時(shí)有死區(qū)。2/2/2023112第5章元件保護(hù)保護(hù)動(dòng)作電流應(yīng)大于正?；蛲獠抗收蠒r(shí)不平衡電流一般Iset=(0.3~0.4)IN.G（1）濾除三次諧波以提高保護(hù)的靈敏性。（2）為防止轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地時(shí)磁場(chǎng)空間不對(duì)稱(chēng)造成保護(hù)誤動(dòng)，在轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地后橫差保護(hù)帶0.5~1S延時(shí)動(dòng)作。注：2/2/2023113第5章元件保護(hù)裂相橫差保護(hù)——分相橫差保護(hù)保護(hù)測(cè)量每相兩個(gè)分支之間的電流差為提高保護(hù)的靈敏性，可采用具有制動(dòng)特性的差動(dòng)原理，如比率制動(dòng)、標(biāo)積制動(dòng)等。正常運(yùn)行差電流為0，匝間短路有差電流。2/2/2023114第5章元件保護(hù)反應(yīng)轉(zhuǎn)子回路二次諧波電流的匝間短路保護(hù)動(dòng)作條件：I2ω>&P2>0I2ω匝間短路產(chǎn)生定子繞組縱向負(fù)序電壓、電流，在轉(zhuǎn)子上感應(yīng)出的二次諧波電流。P2>0匝間短路及外部不對(duì)稱(chēng)故障均產(chǎn)生定子繞組負(fù)序電壓,方向元件只在匝間短路時(shí)開(kāi)放匝間短路保護(hù)。保護(hù)的動(dòng)作值只需按躲過(guò)與發(fā)電機(jī)正常負(fù)荷時(shí)允許的最大不對(duì)稱(chēng)度(一般取5%左右)相對(duì)應(yīng)的的二次諧波電流整定。2/2/2023115第5章元件保護(hù)轉(zhuǎn)子二次諧波定子負(fù)序方向元件，防止發(fā)電機(jī)外部不對(duì)稱(chēng)故障保護(hù)誤動(dòng)2/2/2023116第5章元件保護(hù)負(fù)序功率方向元件分析機(jī)端電壓中性點(diǎn)或機(jī)端電流_+結(jié)論ZS2（1）匝間短路2/2/2023117第5章元件保護(hù)_+_+ZS2ZS2（2）外部故障結(jié)論（2）內(nèi)部不對(duì)稱(chēng)相間故障結(jié)論a.中性點(diǎn)結(jié)論b.機(jī)端※P2>0不反應(yīng)發(fā)電機(jī)外部故障。2/2/2023118第5章元件保護(hù)縱向零序電壓式匝間保護(hù)關(guān)鍵：縱向零序電壓，TV一次側(cè)中性點(diǎn)與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)相連2/2/2023119第5章元件保護(hù)※要濾除三次諧波以提高靈敏度；必要時(shí)可采用具有制動(dòng)特性的動(dòng)作方程?！鶈蜗嘟拥貢r(shí)相對(duì)地電壓有零序分量，相對(duì)中性點(diǎn)電壓無(wú)零序分量。即縱向零序電壓不反應(yīng)單相接地。2/2/2023120第5章元件保護(hù)不靈敏段高定值低定值靈敏段三次諧波制動(dòng)動(dòng)作條件：3U0>&P2>0應(yīng)設(shè)TV斷線閉鎖2/2/2023121第5章元件保護(hù)5.2.4發(fā)電機(jī)的單相接地保護(hù)當(dāng)接地電容電流等于或大于5A時(shí)，應(yīng)裝設(shè)動(dòng)作于跳閘的接地保護(hù)；當(dāng)接地電流小于5A時(shí)，一般裝設(shè)作用于信號(hào)的接地保護(hù)。——中性點(diǎn)不接地或經(jīng)過(guò)消弧線圈接地2/2/2023122第5章元件保護(hù)1發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地的特點(diǎn)單相接地時(shí)的零序電壓機(jī)端零序電壓012/2/2023123第5章元件保護(hù)2利用零序電壓構(gòu)成的定子接地保護(hù)可用于發(fā)變組，中性點(diǎn)附近有死區(qū)取自機(jī)端TV開(kāi)口三角形或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)TV。整定值躲過(guò)不平衡電壓不平衡電壓形成原因：1）發(fā)電機(jī)三次諧波電壓，2）變壓器高壓側(cè)接地時(shí)經(jīng)電容耦合過(guò)來(lái)的零序電壓。為提高靈敏度，需濾除三次諧波2/2/2023124第5章元件保護(hù)減小不平衡電壓影響措施：1）裝設(shè)三次諧波濾過(guò)器，2）延時(shí)躲過(guò)外部接地影響。采取以上措施后，整定值為5~10V，死區(qū)為（5~10）%。α01100103U0（V）10%動(dòng)作電壓NT死區(qū)5~10%保護(hù)區(qū)2/2/2023125第5章元件保護(hù)3雙頻式100％保護(hù)區(qū)定子繞組單相接地保護(hù)保護(hù)分兩部分：1）反應(yīng)基波零序電壓2）反應(yīng)三次諧波電壓NT反應(yīng)三次諧波電壓反應(yīng)基波零序電壓保護(hù)區(qū)示意圖2/2/2023126第5章元件保護(hù)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的三次諧波電壓和發(fā)電機(jī)電勢(shì)中有固有的三次諧波電勢(shì)E3-+LNT-+-+LNT正常運(yùn)行時(shí)補(bǔ)償系數(shù)內(nèi)部單相接地時(shí)2/2/2023127第5章元件保護(hù)正常運(yùn)行時(shí)可以將作為定子繞組單相接地故障的判據(jù)，這樣保護(hù)區(qū)為0<α<0.5∵0<α<0.5時(shí)有(1-α)>α即NT反應(yīng)三次諧波電壓反應(yīng)基波零序電壓基波零序電壓保護(hù)三次諧波電壓保護(hù)或2/2/2023128第5章元件保護(hù)為了提高反應(yīng)三次諧波電勢(shì)定子繞組單相接地保護(hù)的靈敏度,可以采用以下帶制動(dòng)特性判據(jù):中小型機(jī)組大型機(jī)組P<1使PUN0≈UT01.32/2/2023129第5章元件保護(hù)5.2.5發(fā)電機(jī)相間短路后備保護(hù)與負(fù)序電流保護(hù)——外部相間故障遠(yuǎn)后備及發(fā)電機(jī)主保護(hù)近后備~近后備線路主保護(hù)采用主保護(hù)雙重化方案，則可簡(jiǎn)化近后備保護(hù)遠(yuǎn)后備相間短路后備保護(hù)可采用：過(guò)電流保護(hù)、低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)負(fù)序電流保護(hù)和低阻抗保護(hù)等2/2/2023130第5章元件保護(hù)IA>IB>IC>UCA<≥1≥10/t內(nèi)t1/0U2>&t2/0（當(dāng)有記憶時(shí)）發(fā)電機(jī)復(fù)合電壓過(guò)電流保護(hù)出口邏輯框圖發(fā)信或跳閘如出口全停2/2/2023131第5章元件保護(hù)

ZAB<

≥1

&

ZBC<

ZCA<

I>

TA斷線閉鎖t1/0t2/0跳閘或發(fā)信低阻抗保護(hù)動(dòng)作邏輯框圖2/2/2023132第5章元件保護(hù)2同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電流保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)定子繞組負(fù)序電流轉(zhuǎn)子繞組倍頻電流附加渦流損耗，轉(zhuǎn)子表層發(fā)熱、機(jī)械振動(dòng)發(fā)電機(jī)承受I2能力:長(zhǎng)期（6~8）%IN.G或12%IN.G短時(shí)標(biāo)幺值允許過(guò)熱時(shí)間常數(shù)跟發(fā)電機(jī)類(lèi)型與冷卻方式有關(guān)——相間短路后備保護(hù)兼轉(zhuǎn)子表層過(guò)負(fù)荷保護(hù)2/2/2023133第5章元件保護(hù)負(fù)序電流保護(hù)（兩部分）：定時(shí)限過(guò)負(fù)荷；反時(shí)限過(guò)流反時(shí)限過(guò)流保護(hù)特性曲線（三個(gè)部分）：上限定時(shí)限；反時(shí)限；下限定時(shí)限2/2/2023134第5章元件保護(hù)a-b發(fā)熱越限I段動(dòng)作值b－c未充分利用散熱Ⅱ段動(dòng)作值d－e未提供保護(hù)如采用定時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)I段Ⅱ段2/2/2023135第5章元件保護(hù)※發(fā)熱曲線不能與定時(shí)限電流曲線很好配合；且對(duì)熱積累的過(guò)程不能反應(yīng)。措施：采用反時(shí)限負(fù)序電流保護(hù)。2/2/2023136第5章元件保護(hù)負(fù)序反時(shí)限過(guò)流保護(hù)修正系數(shù)熱容量曲線反時(shí)限負(fù)序電流曲線12曲線2保守，一般不選用曲線1利用發(fā)電機(jī)散熱，一般采用此特性2/2/2023137第5章元件保護(hù)發(fā)電機(jī)負(fù)序保護(hù)邏輯I>IupI>Idowtupt1&t5≥1跳閘或發(fā)信發(fā)信I>Iact高定值低定值過(guò)負(fù)荷定值反時(shí)限2/2/2023138第5章元件保護(hù)5.2.6勵(lì)磁回路接地保護(hù)一點(diǎn)接地保護(hù)——一般動(dòng)作于信號(hào)兩點(diǎn)接地保護(hù)——?jiǎng)幼饔谔l2/2/2023139第5章元件保護(hù)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地?zé)o直接危害，可能發(fā)展成為兩點(diǎn)接地。勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地短路電流可能燒壞轉(zhuǎn)子繞組和鐵芯，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)畸變引起機(jī)組振動(dòng)。保護(hù)配置：水輪發(fā)電機(jī)設(shè)一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)或停機(jī)。汽輪發(fā)電機(jī)設(shè)一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)，設(shè)兩點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作于停機(jī)。2/2/2023140第5章元件保護(hù)直流電橋疊加直流電壓疊加交流電壓切換采樣直流電橋利用定子二次諧波電壓一點(diǎn)接地保護(hù)原理兩點(diǎn)接地保護(hù)原理2/2/2023141第5章元件保護(hù)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地檢查裝置兩表法單表法有死區(qū)2/2/2023142第5章元件保護(hù)疊加直流電壓式一點(diǎn)接地保護(hù)K接通K不接通2/2/2023143第5章元件保護(hù)外加交流電壓式一點(diǎn)接地保護(hù)——延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)2/2/2023144第5章元件保護(hù)切換采樣式一點(diǎn)接地保護(hù)聯(lián)立四個(gè)方程，可得Rf=ER1/3△U-R1-2R/32/2/2023145第5章元件保護(hù)勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)——電橋平衡正常時(shí)保護(hù)不投入。勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地后，投入保護(hù)，調(diào)電橋使之平衡。兩點(diǎn)接地后平衡被打破，保護(hù)動(dòng)作于停機(jī)。+-K1mvmnUmnK2濾波限幅2/2/2023146第5章元件保護(hù)存在問(wèn)題：1）K1、K2相距較近時(shí)保護(hù)有死區(qū)2）K1、K2相繼發(fā)生，發(fā)生時(shí)間相隔較短時(shí)來(lái)不及投入保護(hù)。2/2/2023147第5章元件保護(hù)勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)——定子二次諧波發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組兩點(diǎn)接地時(shí)，其氣隙磁場(chǎng)將發(fā)生畸變，在定子繞組中將產(chǎn)生二次諧波負(fù)序分量電勢(shì)。轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)即反應(yīng)定子電壓中二次諧波“負(fù)序”分量。動(dòng)作條件為負(fù)序二次諧波大于整定值。2/2/2023148第5章元件保護(hù)邏輯框圖高定值低定值轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地2/2/2023149第5章元件保護(hù)5.2.7同步發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)發(fā)電機(jī)失磁：勵(lì)磁電流消失或下降失磁原因：勵(lì)磁繞組故障、勵(lì)磁回路開(kāi)路、勵(lì)磁系統(tǒng)故障、滅磁開(kāi)關(guān)誤跳、自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)故障、誤操作等。2/2/2023150第5章元件保護(hù)失磁后發(fā)電機(jī)運(yùn)行的物理過(guò)程及其影響（1）失磁后發(fā)電機(jī)運(yùn)行的物理過(guò)程δ~~XdXs2/2/2023151第5章元件保護(hù)不穩(wěn)定異步運(yùn)行穩(wěn)定異步運(yùn)行臨界失步PδPTPTabcd1321）失磁后到失步前（δ<90°)PT基本不變,Q減小至負(fù)2)臨界失步δ=90°c點(diǎn)3）失步δ>90°2/2/2023152第5章元件保護(hù)失磁的影響對(duì)系統(tǒng)的影響:無(wú)功缺額導(dǎo)致電壓下降、有功功率擺動(dòng)危及系統(tǒng)穩(wěn)定性。對(duì)失磁機(jī)組的影響：定子繞組過(guò)流、發(fā)熱，轉(zhuǎn)子上感應(yīng)差頻電流、發(fā)熱，異步轉(zhuǎn)矩導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng)。保護(hù)行為：動(dòng)作于信號(hào)或跳閘，也可以減出力運(yùn)行。由系統(tǒng)、機(jī)組情況決定失磁后機(jī)組可否繼續(xù)運(yùn)行。2/2/2023153第5章元件保護(hù)發(fā)電機(jī)失磁過(guò)程的機(jī)端測(cè)量阻抗——機(jī)端測(cè)量阻抗為發(fā)電機(jī)失磁的主要判據(jù)2/2/2023154第5章元件保護(hù)圓心半徑P1

P2

P3jXR0jXsP1<P2<P3Zm（1）失磁后到失步前的等有功過(guò)程——P≈PT，阻抗軌跡為圓，稱(chēng)為等有功圓2/2/2023155第5章元件保護(hù)（2）臨界失步圓心半徑j(luò)XR0jXs-jXdZm——無(wú)功為常數(shù),阻抗軌跡稱(chēng)等無(wú)功圓或臨界失步圓。2/2/2023156第5章元件保護(hù)（3）異步運(yùn)行時(shí)時(shí)最終,Zm落于-jXd與-jX’d之間。-jXd-jX’dS較小S較大RjX異步阻抗圓2/2/2023157第5章元件保護(hù)（4）臨界電壓圓——高壓母線電壓為常數(shù)時(shí)Zm的軌跡。~~XdXTXsKT=0.8~0.92/2/2023158第5章元件保護(hù)KT為常數(shù)時(shí),Zm軌跡為圓——臨界電壓圓圓心半徑RjX02/2/2023159第5章元件保護(hù)失磁保護(hù)的定子判據(jù)和輔助判據(jù)1.失磁保護(hù)的定子判據(jù)1)Zm沿等有功圓由Ⅰ象限進(jìn)入Ⅳ象限（A點(diǎn)）2)Zm沿等有功圓進(jìn)入等無(wú)功圓（B點(diǎn)）3)Zm進(jìn)入異步阻抗圓（C點(diǎn)）ACBRjX等有功圓等無(wú)功圓異步阻抗圓臨界電壓圓2/2/2023160第5章元件保護(hù)通常采用等無(wú)功圓（臨界失步圓）或異步阻抗圓作為發(fā)電機(jī)失磁的定子判據(jù)。失磁保護(hù)的輔助(閉鎖)判據(jù)1)勵(lì)磁電壓下降2)負(fù)序分量3)延時(shí)4)操作閉鎖5)電壓回路斷線2/2/2023161第5章元件保護(hù)失磁保護(hù)邏輯U<&BZUE<&&t3T30t2T20t1T10Y3Y2Y1轉(zhuǎn)子電壓機(jī)端電流機(jī)端電壓高壓側(cè)電壓電壓斷線電壓斷線跳閘跳閘減負(fù)荷減負(fù)荷斷線閉鎖2/2/2023162第5章元件保護(hù)5.3母線保護(hù)簡(jiǎn)介2/2/2023163第11章母線的繼電保護(hù)5.3.1母線保護(hù)配置原則1.母線故障原因（1）母線、斷路器、電流互感器、電壓互感器絕緣子或套管損壞（2）誤操作母線故障特點(diǎn)：線路及變壓器保護(hù)均判為反向故障。2/2/2023164第5章元件保護(hù)2.設(shè)立母線專(zhuān)用保護(hù)的必要性ⅡⅡ14ⅠⅠ23依靠線路對(duì)側(cè)Ⅱ段保護(hù)切除，延時(shí)0.5秒保護(hù)2、3均判為反向故障，不動(dòng)作如果不設(shè)立母線專(zhuān)用保護(hù)，則延時(shí)切除故障。2/2/2023165第5章元件保護(hù)3.裝設(shè)專(zhuān)用母線保護(hù)情況1)220~500kV母線2)110kV雙母線3)重要的110kV單母線、35~66kV母線4.母線保護(hù)行為快速切除故障母線上連接的所有斷路器。2/2/2023166第5章元件保護(hù)2/2/2023167第5章元件保護(hù)差動(dòng)原理電流比相式母線保護(hù)5.3.2母線保護(hù)原理與線路縱聯(lián)、變壓器縱差、發(fā)電機(jī)縱差原理相同正常運(yùn)行和區(qū)外故障時(shí)，“流入”母線的各電流相位相反母線故障時(shí)，“流入”母線的各電流相位基本一致問(wèn)題：母線故障時(shí)仍可能有負(fù)荷電流“流出”母線。實(shí)際很少應(yīng)用2/2/2023168第5章元件保護(hù)母線差動(dòng)保護(hù)分類(lèi)電流差動(dòng)（低阻抗型）KD為電流繼電器