C S C241系列数字式变压器保护测控装置综述
CSC241系列数字式变压器保护测控装置是适用于66kV及以下电压等级的变压器成套保护装置，由差动保护、后备保护、厂（所）用变保护、接地变保护和非电量保护组成。
1
3
CSC241A 数字式变压器差动保护装置
1装置简介
CSC241A 为适用于66kV 及以下电压等级的两卷变压器差动保护装置，可在开关柜就地安装。一般需与本系列CSC241B 后备保护（或CSC241C 厂用变保护）装置构成成套保护。 2主要功能
? 反应保护区内故障的差动速断保护；
? 反应保护区内故障经二次谐波制动的比率差动保护； ? CT 断线功能； ? 差流越限告警功能； ? 故障录波；
? 9路遥信开入采集（包括非电量保护输出接点的采集及信息上传功能）、装置遥信变位、事故遥
信；
各种事件SOE 等。
3保护元件
3.1差动速断元件
当任一相差动电流大于差动速断整定值时，动作于出口。用于在变压器差动区发生严重故障情况下快速切除变压器。差动速断定值应能躲过外部故障的最大不平衡电流和空投变压器时的励磁涌流，一般取6～12倍的额定电流。 3.2比率差动元件
为了保证内部故障时差动保护灵敏动作，同时防止外部故障时及差动各侧CT 特性不一致时暂态不平衡电流引起的误动，本装置采用三段式比率差动原理，其动作方程如下： 其中，cd I 为差动保护的起动电流定值，d I 为差动电流，r I 为制动电流。1r I 为可整定的第一拐点电流，2r I 为第二拐点电流（内部固定取为2e I ，e I 为变压器高压侧额定电流）,1K 为可整定制动曲线斜率，2K 为内部固定的系数（取为0.7）。
2
1I I I d &&+= ，212
1I I I r &&-= 式中，1I &和2I &分别为变压器两侧的电流，均以流入变压器为正方向。变压器两侧的电流互感
器以指向变压器为同极性。
cd I 一般整定为0.2～1.2e I ，1r I 一般整定为0.8～1.2e I ，1K 一般整定为0.2～0.7，2
r I 取为2e I ，2K 取0.7。
在本装置内，变压器各侧电流的相位差由软件自动校正，变压器各侧的电流互感器均采用星形接线。
3.3二次谐波制动元件
利用三相差动电流中的二次谐波作为励磁涌流闭锁的判据。动作方程如下：
Id2>Kxb·Id
其中Id2为三相差动电流中的二次谐波，Id为对应的三相差动电流，Kxb为二次谐波制动系数。三相差动电流中只要任一相满足上述条件，均闭锁三相比率差动保护。Kxb一般取为10％～30％之间。
3.4CT断线
比率差动启动后，需经过瞬时CT断线的检测，保证差流不是由于断线引起的。判别为CT断线后，发出告警信号，报告CT断线，通过调整控制字可以决定是否闭锁差动保护。
瞬时CT断线判别在满足下列任何一个条件时，将不进行CT断线判别：
启动前某侧最大相电流小于该侧额定电流的20％，则不判该侧；
启动后相电流最大值大于该侧额定电流的120％；
启动后任一侧电流比启动前增加。
在上述三个条件均不满足的情况下，如某一侧同时满足以下条件，则判为CT断线：有一相电流为零；
其余两相电流于启动前电流相等。
瞬时CT断线是否闭锁差动保护可以通过控制字选择投退。
3.5差流越限告警
如差流大于15％的高压侧额定电流，经判别超过10s后，发出差流越限告警信号，但不闭锁差动保护。这一功能兼起保护装置交流采样回路的监视功能。
3.6非电量保护的事件记录
从变压器本体来的接点经非电量保护装置重动后，输出一组空接点至差动主保护装置进行事件记录，并可通过网络或现场总线将记录上传至后台计算机。
4定值及整定说明
4.2
4.3
4.4
4.5
变压器各侧CT二次电流相位由软件自校正，对Y侧进行相位校正。对于Y/Δ-11的接线，其校正方法如下：
Y侧：
Δ侧：
式中，A I ?、B I ?、C I ?
为Y 侧CT 二次电流，A I ?
'
、B I ?
'
、C I ?
'
为Y 侧校正后的各相电流；a I ?、b I ?
、
c I ?
为Δ侧CT 二次电流，a I ?
'
、b I ?
'
、c I ?
'为Δ侧校正后的各相电流。其它接线方式可以类推。装置中可通过变压器接线方式整定控制字选择正确的接线方式。
差动电流与制动电流的相关计算，都是在电流相位校正和平衡补偿后的基础上进行。 4.5.1变压器额定电流：
式中，n S 为变压器额定容量，n U 1为变压器高压侧额定电压（应以运行的实际电压为准），TA n 为变压器高压侧CT 变比。 4.5.2低压侧平衡系数的计算
以高压侧为基准，计算变压器低压侧平衡系数
其中，
nH U 1为变压器高压侧额定电压，nL U 1为变压器低压侧额定电压，TAL n 为低压侧CT 变比，TAH n 为高压侧CT 变比。
4.5.3举例
已知变压器参数为：额定容量Sn ＝20MVA ，各侧额定电压35?4×2.5％/10.5kV ，接线方式为Y/?-11,高压侧CT 变比为600/5，低压侧为1200/5。 则
变压器高压侧额定电流二次值为：A n U S I TAH
nH e 749.2600
35352000031=???=
?=
低压侧平衡系数：6.05
/6005
/1200355.1011=?=?=
TAH TAL nH nL phL n n U U K 以A 相为例，A 相差流即为：AL phL BH AH dA I K I I I &&&&+-=)(3
1
4.5.4其它整定说明：
比率差动元件的启动值一般取“高压侧额定电流”定值的30％～50％。 比率差动拐点电流一般取0.8～1.2倍的“高压侧额定电流”定值。 比率制动系数一般取0.3～0.7之间。
二次谐波制动系数一般可取0.10～0.3之间。
差动速断元件按考虑躲过变压器的励磁涌流，最严重外部故障时的不平衡电流等情况整定。
5装置端子图
6接线示意图
接线说明：变压器各侧的电流互感器均采用星形接线，并且以指向变压器为同极性。7装置配置表及订货须知
订货时需提供以下技术参数：
额定直流电压（220V、110V）；额定交流电流（5A、1A）。
变压器接线方式。
功能的特殊要求。
通讯接口方式及通讯规约。
CSC241B数字式变压器后备保护测控装置
1装置简介
本装置适用于66kV及以下电压等级的大中型变压器的后备保护及测控，按侧配置，可在开关柜就地安装。对于大型(2000kVA及以上容量)变压器一般需与本系列CSC241A差动保护装置构成成套保护。
2主要功能
2.1主要保护功能
?三段复合电压闭锁过流保护，其中低电压闭锁和负序电压闭锁对每一段过流均可单独
投退，复合电压闭锁可通过控制字决定使用本侧电压或者对侧电压；
?启动风扇功能；
?闭锁调压功能；
?过负荷告警；
?重合闸及加速保护；
?出口逻辑可编程整定控制；
?独立的操作回路及故障录波。
2.2测控功能
?9路开入遥信采集，装置遥信变位、事故遥信
?正常断路器遥控分合
?Ua、Ub、Uc、Ia、Ib、Ic、P、Q、COSф、Uab、Ubc、Uca等模拟量的遥测
?各种事件SOE等
?2路脉冲P、Q输入
3保护元件
3.1过电流保护
装置实时计算并进行三段过流判别，每段均为一个时限，各段电流及时间定值可独立整定，可通过控制字分别控制各段电流保护的投退。
装置在执行三段过流判别时，各段判别逻辑一致，其动作逻辑如下图：
注：I?为相电流，Idzn为n段电流定值，Tn为n段延时定值
本后备保护中跳闸出口逻辑可以通过控制字整定,参见控制字2。
3.2低电压闭锁
在三个线电压中的任意一个低于低电压定值时动作，开放被闭锁保护元件。通过控制字可分别决定三段电流保护是否经过低电压闭锁。
3.3负序电压闭锁
由三个线电压计算得到，当负序电压大于负序过电压定值时，开放被闭锁保护。可以同低电压闭锁元件共同构成复合电压闭锁元件，与过电流元件构成复合电压过电流保护。本元件也可通过控制字决定闭锁任何一段电流保护元件。
3.4过负荷保护
过负荷元件监视三相保护电流，其动作条件为：
MAX(I?)>Ifh
为过负荷电流定值。经过负荷保护延时定值动作于装置告警，输出“告警”接点。注：其中I
fh
3.5闭锁调压功能
装置监视三相保护电流的任何一相，满足条件：
MAX(I?)>Ity
其中Ity为调压闭锁电流定值。经调压闭锁延时定值，动作于专用输出端子X6-19～X6-20。用户需在技术合同中注明是常开还是常闭接点，缺省配置为常闭接点。
3.6启动风扇功能
监视三相保护电流的任何一相，满足条件：
MAX(I )>Ifs
注：其中I
为启动风扇电流定值。经启动风扇延时定值，动作于输出接点端子X6-17～X6-18。
fs
3.7重合闸及加速功能
本功能只适用于本装置所对应的断路器，无法完成变压器对侧断路器的重合。重合闸功能同本系列产品线路保护装置。
3.8PT断线检测
PT断线判据同线路保护。装置在检测到PT断线后，退出电压元件。PT断线检测功能可以通过“模拟量自检”控制字投退。
4定值及整定说明
4.1
4.2
4.3
4.4
说明：
?CT变比为专用测量变比，整定方法：例如一次侧CT变比为600/5=120，则整定为120/1000=0.12；
10kVPT变比10000/100=100，则整定比100/1000=0.1。
?以上提供的清单为标准配置下的设置，其内容可能会与装置实际显示清单不符，此时均以装置实
际显示为准。
5装置端子图
6接线示意图
接线说明：上图为高压侧后备保护接线示意图。测量用电压取自本侧电压，保护用电压由灵敏度确定取自本侧电压或对侧电压，因而现场需引入两组PT接线至本装置。
7装置配置表及订货须知
订货时需提供以下技术参数：
额定直流电压（220V、110V）
额定交流电流、交流电压、系统频率
跳合闸电流
功能的特殊要求
通讯接口方式及通讯规约。
CSC241C数字式厂(所)用变压器保护测控装置
1装置简介
本装置适用于所用或厂用变压器的保护及测控，可在开关柜就地安装。对于发电厂大型(2000kVA及以上容量)变压器一般需与本系列CSC241A差动保护装置构成全套保护。
2主要功能
2.1保护功能
?反映相间故障的速断保护
?过流保护
?过负荷告警或跳闸功能
?可独立设置的加速段，反映于自动投入至永久故障
?反映直接接地系统单相接地故障的零序电流保护，可选择为定时限方式或反时限方式
运行
?经电流闭锁的失压保护
?非电量保护
2.2测控功能
?9路开入遥信采集,装置遥信变位、事故遥信
?正常断路器遥控分合
?Ua、Ub、Uc、Ia、Ib、Ic、P、Q、COSф等模拟量的遥测
?各种事件SOE等
?2路脉冲P、Q输入
3保护元件
3.1过电流保护
本装置设定时限速断及过流保护，分别通过相应软压板控制其投退，电流及时间定值可独立整定。
3.2过负荷保护
过负荷元件监视三相电流，其动作条件为：MAX(I )>Ifh 其中Ifh为过负荷电流定值。
过负荷报警与跳闸的延时分别由不同时间定值控制。
3.3电流加速元件
变压器手动或自动投入至永久故障时，检测任一相电流大于电流加速定值时，经电流加速延时定值延时后，跳开相应开关。
3.4零序过电流元件
检测变压器中性点CT或变压器高低压侧零序滤过器的零序电流，在变压器负载熔断器拒绝熔断时，作为其后备保护。为了与熔断器熔断地时间特性相配合，中性点或低压侧零序电流保护采用反时限特性曲线如下：
t=τ×I
eL /(I
0L
-I
RE
)
其中，IeL为变压器低压侧的额定电流，计算二次值时必须以中性点CT变比折算；I
0L
为当前
的零序电流；I
RE
为基准值，以躲过的低压侧正常运行时的最大不平衡电流，通常取0.25倍的低压侧额定电流；τ为零序保护动作时间，与熔断器相配合的时间常数。
如果不采用反时限特性，可通过控制字选择使用定时限方式的零序过流元件。
高压侧零序电流保护一般采用定时限方式，与变压器负载熔断器的时间特性相配合。3.5低电压保护
利用这一元件，可以实现低压控制，当系统电压低于整定电压时，可自动判定是否切除负荷。
注：I>Iyl为变压器有电流；母线需有压保持2秒以上，即低电压元件需经母线电压从高到低的一个突变才能动作。
3.6非电量保护
从变压器本体来的非电量接点接至装置的开关量输入端子。接收到非电量信号后，跳闸与否由软压板决定。如软压板退出，则响应开关量只作为普通遥信量；软压板投入才作为非电量输入。非电量输出发告警信号还是跳闸出口由相关控制字选择。装置跳闸或发出告警信号后，进行事件记录，并可通过网络口或现场总线将记录上传至后台计算机。
装置面板的信号灯为灵活起见，仅示以非电量1、非电量2、非电量3、非电量4共四种信号。各非电量的具体意义，应根据各工程的具体端子接入情况而定。一般情况下，默认非电量1为重瓦斯输入端，非电量2为轻瓦斯输入端，非电量3为调压重瓦斯输入端，非电量4为调压轻瓦斯输入端或过温输入端。
4定值及整定说明4.1
说明：
CT变比为专用测量变比，整定方法：例如一次侧CT变比为600/5=120，则整定为
120/1000=0.12；10kVPT变比10000/100=100，则整定比100/1000=0.1。
以上提供的清单为标准配置下的设置，其内容可能会与装置实际显示清单不符，此时均以装置实际显示为准。
5装置端子图
6接线示意图
接线说明：操作开关为真空开关时,8X2接弹簧未储能;操作开关为FC接触器时,8X2接熔断器熔断。
7装置配置表及订货须知
订货时需提供以下技术参数：
额定直流电压（220V、110V）
额定交流电流、交流电压、系统频率
跳合闸电流（开关是断路器还是FC接触器）
功能的特殊要求
通讯接口方式及通讯规约。
CSC241E数字式接地变保护测控装置
1装置简介
本装置适用于变电站中接地变压器的保护及测控，可在开关柜就地安装。
2主要功能
2.1保护功能：
?速断保护
?过流保护
?高低压侧零序过流保护
?零压保护
?非电量保护
?出口逻辑可编程整定控制
2.2测控功能
?9路开入遥信采集,装置遥信变位、事故遥信
?正常断路器遥控分合
?Ua、Ub、Uc、Ia、Ib、Ic、P、Q、COSф等模拟量的遥测
?各种事件SOE等
?2路脉冲P、Q输入
3保护元件
3.1速断保护
速断保护出口动作于输出接点一、二、三和四同时闭合。
3.2过电流元件
过流保护动作，配合控制字，通过对时间整定值过流Ⅰ时限、过流Ⅱ时限、过流Ⅲ时限和过流Ⅳ时限的整定，来构成跳闸逻辑。
装置在执行过流判别时，速断和过流保护判别逻辑一致，其动作条件如下：
I?>Igl；Igl为速断或过流保护电流定值，I?为相电流
T>Tdn；Tdn为n时限延时定值
3.3零序过电流元件
零序过电流元件的实现方式基本与过流元件相同，满足以下条件时出口跳闸：
3I0>I0；I0：零序电流定值
T>T0n；T0n：零序n时限延时定值
零序过流保护动作，配合控制字，通过对时间整定值零序过流Ⅰ时限、Ⅱ时限、Ⅲ时限和Ⅳ时限的整定，对输出接点一、二、三、四构成出口逻辑。
本装置对接地变压器的高压侧和低压侧，均分别配置了此元件，构成高压侧和低压侧的零序电流保护。也可将装置中的高或低压侧零序CT串联，构成两段零序过电流保护。
3.4零序过电压元件
在满足下列条件时，过电压元件动作：
输入的零序电压高于零序过压整定值；
断路器在合位；
延时时间到。
零序过压保护动作，配合控制字，通过对时间整定值零序过压Ⅰ时限、Ⅱ时限、Ⅲ时限和Ⅳ时限的整定，对输出接点一、二、三、四构成出口逻辑。
3.5非电量保护元件
提供重瓦斯、轻瓦斯及过温等3路非电量保护。接收到从变压器本体来的非电量信号后，跳闸与否由软压板决定。如软压板退出，则只发出告警信号，否则重瓦斯及过温同时跳开相应所有开关。装置跳闸或发出告警信号后，进行事件记录，并可通过网络借口或现场总线将记录上传至后台计算机。
装置在标准配置情况下，缺省设定开关量输入DI1为重瓦斯输入端；DI3为轻瓦斯输入端；DI4为过温输入端。
缺省跳闸逻辑：重瓦斯、过温非电量保护在软压板投入时，均可切除接地变本身开关外（闭合输出接点一）。重瓦斯、过温保护还可通过投入相应控制字联跳主变各开关（闭合输出接点二、三、四）。
4定值及整定说明
4.1
WBH-801系列主变保护装置测试技能实训指导书 调试组: 调试人员: 调试日期: 国网技术学院 2012年4月
1试验过程中应注意的事项 1)断开直流电源后才允许插、拔插件，插、拔交流插件时应防止交流电流回路开路； 2)存放程序的EPROM芯片的窗口要用防紫外线的不干胶封死； 3)打印机及每块插件应保持清洁，注意防尘； 4)调试过程中发现有问题时，不要轻易更换芯片，应先查明原因，当证实确需更换芯片时， 则必须更换经筛选合格的芯片，芯片插入的方向应正确，并保证接触可靠； 5)试验人员接触、更换芯片时，应采用人体防静电接地措施，以确保不会因人体静电而损 坏芯片； 6)原则上在现场不能使用电烙铁，试验过程中如需使用电烙铁进行焊接时，应采用带接地 线的电烙铁或电烙铁断电后再焊接； 7)试验过程中，应注意不要将插件插错位置； 8)因检验需要临时短接或断开的端子，应逐个记录，并在试验结束后及时恢复； 9)使用交流电源的电子仪器(如示波器、毫秒计等)进行电路参数测量时，仪器外壳应与保 护屏(柜)在同一点接地； 2 安全措施 1）检查模拟断路器位置，确保一次设备停电（#1主变：5011、5012、201、301开关，#2主变：5022、5023、202、302开关）。 2）检查并记录主变保护屏所有压板位置后退出所有压板 3）检查并记录主变保护屏后三侧电压空开位置后断开。 4）检查并记录主变保护屏电压、电流端子连接片位置，断开电压回路、电流回路与外部回路 的连接： 电压回路：在端子排U1D处打开端子U1D1、U1D2、U1D3 、U1D5（分别是UHa、UHb、UHc 、UH0）；U2D1、U2D2、U2D3、U3D5（分别是UMa、UMb、Umc、 UL0）；U3D1、U3D2、U3D3、U3D5（分别是ULa、ULb、Ulc、UL0）. 注：电压空开后电压端子1U1D、1U2D、1U3D端子连片均应处于连接位置。 电流回路：在端子排1I1处打开端子1I1D1、1I1D2、1I1D3（分别是I1Ha、I1Hb、I1Hc）；1I1D9、1I1D10、1I1D11（分别是I2Ha、I2Hb、I2Hc）；1I2D1、1I2D2、1I2D3（分别是IMa、IMb、IMc）；1I3D1、1I3D2、1I3D3（分别是ILa、ILb、ILc）；1I3D9、1I3D10、1I3D11（分别是Ira、Irb、Irc）；1I4D1、1I4D2、1I4D3、1I4D9（分别是Iga、Igb、Igc、Igc0） 3通电前检查 1)退出保护所有压板，断开所有空气开关； 2)检查装置内、外部无积尘、无异物；清扫电路板的灰尘； 3)检查保护装置的硬件配置，各插件的位置、标注及接线应符合图纸要求；
变压器差动保护整定计算 1. 比率差动 装置中的平衡系数的计算 1）．计算变压器各侧一次额定电流： n n n U S I 113= 式中n S 为变压器最大额定容量，n U 1为变压器计算侧额定电压。 2）．计算变压器各侧二次额定电流： LH n n n I I 12= 式中n I 1为变压器计算侧一次额定电流，LH n 为变压器计算侧TA 变比。 3）．计算变压器各侧平衡系数： b n n PH K I I K ?= -2min 2，其中)4,min(min 2max 2--=n n b I I K 式中n I 2为变压器计算侧二次额定电流，min 2-n I 为变压器各侧二次额定电流值中最小值，max 2-n I 为变压器各侧二次额定电流值中最大值。
平衡系数的计算方法即以变压器各侧中二次额定电流为最小的一侧为基准，其它侧依次放大。若最大二次额定电流与最小二次额定电流的比值大于4，则取放大倍数最大的一侧倍数为4，其它侧依次减小；若最大二次额定电流与最小二次额定电流的比值小于4，则取放大倍数最小的一侧倍数为1，其它侧依次放大。装置为了保证精度，所能接受的最小系数ph K 为，因此差动保护各侧电流平衡系数调整范围最大可达16倍。 差动各侧电流相位差的补偿 变压器各侧电流互感器采用星形接线，二次电流直接接入本装置。电流互感器各侧的极性都以母线侧为极性端。 变压器各侧TA 二次电流相位由软件调整，装置采用Δ->Y 变化调整差流平衡，这样可明确区分涌流和故障的特征，大大加快保护的动作速度。对于Yo/Δ-11的接线，其校正方法如下： Yo 侧： )0('I I I A A ? ??-= )0(' I I I B B ? ? ? -= )0('I I I C C ? ??-= Δ侧： 3/ )('c a a I I I ? ??-=
变压器微机保护装置的设计原理 1、设计背景 键盘输入和液晶显示模块又称为人机接口模块，主要负责参数的输入和状态的显示，这里采用的是小键盘输入和LCD1602液晶模块。 电流检测模块采用的是Maxim公司生产的Max471芯片，电压检测模块采用AD736，温度监测模块选用Maxim公司的MAX6674。在电压、电流分别通过电压互感器和电流互感器后，再经过电流、电压监测模块，进行对数据的采集与转换；变压器的温度直接通过温度监测模块进行收集，接着把转换过的数据通入单片机中进行处理，最后报警并显示变压器当前的参数值并自动地控制、调整变压器的运行。 三、系统模块的设计 从总体上看，变压器智能保护系统可以分为以下模块：CPU模块、温度信号处理模块、电流信号监测处理模块、电压信号监测处理模块及<显示）输出模块、通信模块。下面我们就一一进行较为详细的阐述。 1、CPU模块 在本设计中采用的微处理器 变压器微机差动保护的整定计算 作者：程秀娟 (扬子石油化工设计公司南京210048) 摘要：本文首先对变压器差动保护误动的原因作了初步分析,然后介绍了三段折线式比率制动特性的变压器差动保护的基本原理，并对各种参数的整定值设置进行了详细论述。 关键词：变压器差动保护三折线参数整定 1 前言 电力变压器是电力系统中十分重要的供电设备，它出现故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响。纵联差动保护是大容量变压器的主保护之一，然而，相对于线路保护和发电机保护来说，变压器保护的正确动作率显得较低，据各大电网的不完全统计，正确动作率尚不足70%。究其原因，就在于变压器结构及其内部独特的电磁关系。要提高变压器差动保护的动作正确率，首先必须找出误动的原因，从而在整定计算时充分考虑这些因素，才能有效地避免误动的出现。 2 变压器差动保护误动原因分析 2.1 空载投入时误动 变压器空载投入时瞬间的励磁电流可能很大，其值可达额定电流的10倍以上，该电流称为励磁涌流。其产生的根本原因是铁心中磁通在合闸瞬间不能突变，在合闸瞬间产生了非周期性分量磁通。 励磁涌流波形特征是：含有很大成分的非周期分量；含有大量的谐波分量，并以二次谐波为主；出现间断。励磁涌流的影响因素有：电源电压值和合闸初相角；合闸前铁芯磁通值和剩磁方向；系统等值阻抗值和相角；变压器绕组的接线方式和中心点接地方式；铁芯材质的磁化特性、磁滞特性等，铁芯结构型式、工艺组装水平。 为防止变压器空投时保护误动，其差动保护通常利用二次谐波作制动。原理是通过计算差动电流中的二次谐波电流分量来判断是否发生励磁涌流。当出现励磁涌流时应有：Id2 > K I d1。其中，Id1、Id2分别为差动电流中的基波和二次谐波电流的幅值；K为二次谐波制动比。但是，由于变压器磁特性的变化，某些工况下励磁涌流的二次谐波含量低，容易导致误动；而大容量变压器、远距离输电的发展，使得内部故障时暂态电流可能产生较大二次谐波，容易导致拒动。这时，就必须选用其它制动方式，如偶次谐波电流制动、判断电流间断角识别励磁涌流、半波叠加制动等。 2.2 区外短路时误动 ING-6024 变压器后备保护装置技术及使用说明书 1. 概述 ING-6024变压器后备保护装置（以下简称装置），主要适应于6KV-220KV变压器的后备保护和测控。 主要功能 保护功能： a) 速断保护 b) III段复合电压闭锁过流保护 c) 过负荷保护 d) 零序电流保护 e) 过电压保护 f) 低电压保护 g) PT断线告警 h) 控制回路断线告警 遥测功能： 三相电流、三相电压、三线电压、频率，功率、功率因数、零序电流、零序电压 遥控功能： 断路器分合闸，装置信号复归，保护软压板投退 遥信功能： 8路遥信开入量 其它： 网络对时和手动对时功能 全隔离RS-485通讯接口，国际标准ModBUS-RTU通讯协议 2.技术数据 AC输入电流 额定5A：15A连续；短时250A 1秒 极限动态范围：625A持续1周波（正弦波） 功耗：5A 时0.16V A，15A时1.15V A 额定1A：3A连续；短时100A 1秒 极限动态范围：250A 持续1周波（正弦波） 功耗：1A 时0.06V A，3A时1.18V A 输出接点 符合IEC 255-0-20：1974，采用简单评估法 5A持续 30A接通符合IEEC C37.90：1989 100A持续1秒 启动/返回时间：<5ms 分断能力（L/R = 40ms）： 24V 0.75A 10,000次 48V 0.50A 10,000次 125V 0.30A 10,000次 250V 0.20A 10,000次 循环能力（L/R = 40ms）： 24V 0.75A 每秒2.5次 48V 0.50A 每秒2.5次 125V 0.30A 每秒2.5次 250V 0.20A 每秒2.5次 光隔输入 在额定控制电压下，每个光隔输入的电流为5mA。 额定电源 110伏：88 - 132Vdc或88 – 121Vac 220伏： 176 - 264Vdc或176 - 242Vac 额定5.5瓦, 最大8.5瓦 例行绝缘 试验电流输入端：500Vac 60秒不小于10M 电源、光隔输入及输出接点：500Vac 60秒不小于10M 带CE标志的装置进行下列IEC255-5：1977绝缘测试； 模拟输入：500Vac 60秒不小于10M 电源、光隔输入及输出接点：500Vac 60秒不小于10M 工作温度-10℃～+55℃（+14°F～+131°F）。 老化从室温到+75℃（+167℉）每次48小时以上。一共二十（20）次温度循环。 装置重量 2.5kg（5磅8盎司）。 变压器纵差动保护动作电流的整定原则是什么? .(1)大于变压器的最大负荷电流； (2)躲过区外短路时的最大不平衡电流； (3)躲过变压器的励磁涌流。 39．什么是自动重合闸？电力系统为什么要采用自动重合 闸？ 答：自动重合闸装置是将因故障跳开后的断路器按需要自动投入的一种自动装置。电力系统运行经验表明，架空线路绝大多数的故障都是瞬时性的，永久性故障一般不到10%。因此，在由继电保护动作切除短路故障之 后，电弧将瞬间熄灭，绝大多数情况下短路处的绝缘可以自动恢复。因此，自动将断路器重合，不仅提高了供电的安全性，减少了停电损失，而且还提高了电力系统的暂态稳定水平，增大了高压线路的送电容量。所以，架空线路要采用自动重合闸装置。 什么是主保护、后备保护、辅助保护？ 答：主保护是指能满足系统稳定和安全要求，以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。 后备保护是指当主保护或断路器拒动时，起后备作用的保护。后备保 护又分为近后备和远后备两种：（1）近后备保护是当主保护拒动时， 由本线路或设备的另一套保护来切除故障以实现的后备保护（2）远后 备保护是当主保护或断路器拒动时，由前一级线路或设备的保护来切 除故障以实现的后备保护. 辅助保护是为弥补主保护和后备保护性能的不足，或当主保护及后备 保护退出运行时而增设的简单保护。 、何谓主保护、后备保护？何谓近后备保护、远后备保护？(8分) 答：所谓主保护是指能以较短时限切除被保护线路（或元件）全长上的故障的保护装置。（2分） 考虑到主保护或断路器可能拒动而配置的保护，称为后备保护。（2分） 当电气元件的主保护拒动时，由本元件的另一套保护起后备作用，称为近后备。（2分） 動力系發電廠及電力系統專業 畢業設計說明書 變壓器綜合保護器 指導教師：xxx 設計學生：xxx 河北 xx 大學（水電學院） 動力系 二○○八年六月 １ 發電廠及電力系統專業畢業設計說明 序言 本說明書是對變壓器綜合保護器的設計介紹。 該保護器可以對超載、短路、漏電、觸電四種情況進行保護，可以有效的保護設備及人身安全，防止事故發生，提高了農業用電的安全性及可靠性。設計結合了《單片機原理介面與應用》，《電路》，《電子技術》等專業課。在這次設計中得到了李臨生老師的大力幫助和指導以及同組同學的幫助，在此表示誠摯的謝意！但由於本人的知識和設計水準有限，設計中肯定有不足和錯誤之處，懇請各位老師多批評指正，以利於我今後的工作和學習。 一、設計題目：變壓器綜合保護器 二、設計目的：我國農村變壓器的數量十分龐大，有專供澆地水泵的， 有用於日常生活的，也有混在一起使用的。這些變壓器在農村的 各方面都起著非常重要的作用，但由於農村條件有限，用戶有時 不守規範，容易造成超載、短路、漏電、觸電事故，針對這種情 況，為了保證農村變壓器能夠長期正常運行而設計了該保護器。 本保護器安裝在變壓器低壓側，當上述四種參考數超過規定值時，可以及時切斷供電，有效的保護人身及設備安全，防止事故發生，提高農業用電的安全性和可靠性。 三、設計思路： 用穿心400安培CT測量變壓器工作電流，用高靈敏度CT測 ２ 量三相接地的合成漏電流.使用89C51單片機，分別採樣判別變壓器的輸出電流和接地漏電流按照預定值，判斷是否斷電，送電或重合閘。此保護器採用獨特的複位電路以適用應現場惡劣的電磁環境，保證能夠長期可靠的運行，不發生死機現象。使用廉價的A/D轉換模式，把電流採樣數位化，觸電的判別採用鑒相方式，運用三相點合成理論，避免動作死區。 四、主要功能： 1、漏電流保護範圍0~400 mA，分2 檔可調。 2、觸電電流保護範圍15~400 mA，分2檔可調。 3、超載時延時30 s切斷，短路時立即切斷。 4、有自動重合閘功能，間隙30 s。 5、採用廉價的A/D轉化方式。 6、設計複位電路，保證電路運行時永遠不會出現死機現象。 ３ 变压器比率制动纵差保护 整定计算步骤及要领 1.计算制动电流启动值 正常运行中变压器负荷电流通常在额定电流I e 以下，不平衡I bp 电流很小， 无需比率制动，差动动作电流I cd 为恒定，不随制动电流的增大而增大。 所以制动电流启动值：I Zd qd =（0.8～1.0）I e /n L 式中：n L －电流互感器变比 制动电流启动值也就是一折线的拐点电流值。 2.计算差动保护启动电流值 差动保护启动电流(门槛值)现场一般取：I cd qd =（0.4～0.7）I e /n L 如果有条件，最好在现场实测变压器的不平衡电流I bph ,作为差动启动电流 整定计算的依据。 3.计算差动保护速断电流值 差动速断电流值：I cd sd =（6～8）I e /n L 4.计算比率制动系数 比率制动系数K zd 与变压器外部三相最大短路电流、制动电流启动值相关， 与差动电流启动值、速断值相关。 计算比率制动系数：K zd ＝ e I .max )3(I e I 23.0.max )3(I 5.40--外外 5.计算制动电流 制动电流：I Zd ＝(I cd sd - I cd qd )/ K zd ＋I Zd qd 举 例 一、已知参数： 主变容量＝10000KVA ；额定电压＝35/10.5KV ； 计算变压器一次侧额定电流=35 310000?=165（A ）； 一次侧CT 变比=300/5、CT 二次额定电流=60 165=2.75（A ） 主变阻抗电压百分比=7.33% 通过短路电流计算已知主变外部三相最大短路电流=2095（A ） 二、计算定值 1.计算制动电流启动定值：I Zd qd =1.0I e /n L =60 165＝2.75（A ） 2.计算差动启动电流定值：I cd qd =0.7I 2e =0.7×2.75=1.925 取I cd qd =2.0 3.计算差动速断电流定值：I cd sd =8I e /n L =60 1658?= 22（A ） 4. 计算比率制动系数：K zd ＝e max )3(e .max )3(I .I I 23.0I 5.40--外外 =165 209516523.02095I 5.40-?-? =0.468 取K zd ＝0.5 5.计算制动电流：I Zd =(I cd sd - I cd qd )/ K zd ＋I Zd qd =（22-2）/0.5＋2.75 =42.75A 取I Zd =43A 说明：本计算公式中的代表符号与说明书不一致，在使用时应注意。 国电南自 WBZ-500H 系列 微机变压器保护装置 第一部分 技术说明书 目次 4.4 非电量保护 变压器纵差动保护动作电流的整定原则差动保护初始动作电流的整定原则，是按躲过正常工况下的最大不平衡电流来整定;拐点电流的整定原则，应使差动保护能躲过区外较小故障电流及外部故障切除后的暂态过程中产生的最大不平衡电流。比率制动系数的整定原则，是使被保护设备出口短路时产生的最大不平衡电流在制动特性的边界线之下。 为确保变压器差动保护的动作灵敏、可靠，其动作特性的整定值(除BCH型之外)如下: Idz0=(0.4,0.5)IN, Izd0=(0.6,0.7)IN, Kz=0.4,0.5 式中，Idz0为差动保护的初始动作电流;I,zd0为拐点电流;Kz =tgα点电流等于零的;IN为额定电流(TA二次值)。 电流速断保护限时电流速断保护定时限过电流保护的特点 速断保护是一种短路保护，为了使速断保护动作具有选择性，一般电力系统中速断保护其实都带有一定的时限，这就是限时速断，离负荷越近的开关保护时限设置得越短，末端的开关时限可以设置为零，这就成速断保护，这样就能保证在短路故障发生时近故障点的开关先跳闸，避免越级跳闸。定时限过流保护的目的是保护回路不过载，与限时速断保护的区别在于整定的电流相对较小，而时限相对较长。这三种保护因为用途的不同，不能说各有什么优缺点，并且往往限时速断和定时限过流保护是结合使用的。 瞬时电流速断保护与限时电流速断保护的区别就是，瞬时是没有带时限的，动作值达到整定值就瞬时出口跳闸，不经过任何延时。而限时电流速断是带有延时的，动作值达到整定值后经过一定的延时才启动出口跳闸; 瞬时电流速断保护与限时电流速断保护的区别,限时电流速断保护与过电流保护有什么不同, 瞬时电流速断和限时电流速断除了时间上的区别外就是他们在整定的大小和范围的不同，瞬时速断保护的范围比限时的要小，整定动作值要比限时速断的要大。 过电流保护和限时电流速断的区别? 电流速断，限时电流速断和过电流保护都是反映电流升高而动作的保护装置。 区别:速断是按躲开某一点的最大短路电流来整定，限时速断是按照躲开下一级相邻元件电流速断保护的动作电流来整定，而过流保护是按躲开最大负荷电流来整定的。 由于电流速断不能保护线路的全长，限时电流速断又不能作为相邻元件的后备保护，因此保证迅速而又有选择的切除故障，常将三者组合使用，构成三段电流保护。 过电流保护的整定值为什么要考虑继电器的返回系数,而电流速断保护则不需要考虑, 这是综合考虑保护的灵敏性和可靠性的结果。为了保证保护的灵敏性，动作的整定值 应当尽量小，但是过电流的动作值与额定运行电流相差不大，这样有可能造成保护误动作，从而降低了供电的可靠性。所以我们为过电流保护加了时限，过电流必须要持续一定的时间才会动作，如果在时限内电流降到返回值以下，那么保护就复归不用动作了，从而在不降低灵敏性的情况下增加了可靠性。而电流速断本身动作电流比较大，且没有时间的限制，只要电流一超过速断的整定值，马上动作跳闸，所以不需要设置返回值。 何谓线路过电流保护,瞬时电流速断保护?和它们的区别, 两种保护的基本原理是相同的。 一、简介 1.概述 DMP300型微机变压器差动保护测控装置，适用于110KV及以下电压等级的三圈变或两圈变，具有开入采集、脉冲电度量采集、遥控输出、通讯功能。其中DMP321适用于三圈变，DMP322适用于两圈变。 保护功能：a）差电流速断保护 b）二次谐波制动的比率差动保护 c）CT断线识别和闭锁功能 d）过负荷告警 e）过载启动风冷 f）过载闭锁有载调压 遥信量采集：a）本体轻、重瓦斯信号 有载轻、重瓦斯信号 压力释放信号 变压器超温告警 b）主变一侧开关的弹簧未储能、压力异常闭锁、报警 c）从主变一侧开关操作箱中采集开关跳、合位，手跳、手合开关量 脉冲电量：一路有功脉冲电度、一路无功脉冲电度 遥控：遥控主变一侧开关 2.特点： 1）差动保护中各侧电流平衡补偿由软件完成，中低压侧电流不平衡系数均以高压侧为基准。变压器各侧CT二次电流相位也由软件自动校正，即变压器各侧CT二次回路可接成丫型（也可选择常规接线），这样简化了CT二次接线，增加了可靠性。 1)变压器保护的差动保护与后备保护完全独立，各侧后备也完全独立，独立 的工作电源、CPU实现真正意义上的主、后备保护，极大地提高了主变保护的可靠性。 2)通过菜单可直接查看主变各侧电流值的大小、相位关系，差电流大小，方 便用户调试与主变投运。 3)选用高性能、高可靠性的80C196单片机，高度集成的PSD可编程外围芯 片；宽温军用、工业级芯片；高精度阻容元件；进口密封继电器。 4)抗干扰、抗震动的结构设计 全封闭金属单元机箱，箱内插板间加装隔离金属屏蔽板；高可靠性的进口接插件，加装固定挡条。 5)独到的多重抗干扰设计 单元装置采取了隔离、软硬件滤波、看门狗电路、智能诊断各种开放闭锁控制，ALL IN ONE的主板电路设计原则，新型结构设计等多种抗干扰措施，取得了良好的效果。 6)体积小、模块化，既可安装于开关柜，构成分散式系统，又可集中组屏。 7)大屏幕液晶汉字显示运行参数、菜单，具有极好的人机界面，操作简单、 直观、易学、易用。 8)所有保护功能均可根据需要直接投退，操作简单。 9)软件实现交流通道的模拟量精度调整，取消了传统的采保通道的误差补偿 电位器，不但简化了硬件，更方便了现场调试、校验，还提高了精度。 10)独到的远动试验菜单功能。装置中设有“远动试验”菜单,通过菜单按钮进 行远动信息传输试验,如“差动速断动作”、“高压侧CT断线告警”等，无需试验接点真正闭合，可在线试验，方便了远动调试。 11)多层次的PASSWORD：运行人员口令、保护人员口令、远动人员口令。 12)事件记录分类记录32条故障信息，32条预告信息，8条自检信息，并具掉 电保持功能。 主变压器差动保护动作的原因及处理 一、变压器差动保护范围： 变压器差动保护的保护范围，是变压器各侧的电流互感器之间的一次连接部分，主要反应以下故障： 1、变压器引出线及内部绕组线圈的相间短路。 2、变压器绕组严重的匝间短路故障。 3、大电流接地系统中，线圈及引出线的接地故障。 4、变压器ＣＴ故障。 二、差动保护动作跳闸原因： 1、主变压器及其套管引出线发生短路故障。 2、保护二次线发生故障。 3、电流互感器短路或开路。 4、主变压器内部故障。 5、保护装置误动 三、主变压器差动保护动作跳闸处理的原则有以下几点： 1、检查主变压器外部套管及引线有无故障痕迹和异常现象。 2、如经过第1项检查，未发现异常，但曾有直流不稳定接地隐患或带直流接地运行，则考虑是否有直流两点接地故障。如果有，则应及时消除短路点，然后对变压器重新送电。差动保护和瓦斯保护共同组成变压器的主保护。差动保护作为变压器内部以及套管引出线相间短路的保护以及中性点直接接地系统侧的单相接地短路保护，同时对变压器内部绕组的匝间短路也能反应。瓦斯保护能反应变压器内部的绕组相间短路、中性点直接地系统侧的单相接地短路、绕组匝间短路、铁芯或其它部件过热或漏油等各种故障。 差动保护对变压器内部铁芯过热或因绕组接触不良造成的过热无法反应，且当绕组匝间短路时短路匝数很少时，也可能反应不出。而瓦斯保护虽然能反应变压器油箱内部的各种故障，但对于套管引出线的故障无法反应，因此，通过瓦斯保护与差动保护共同组成变压器的主保护。 四、变压器差动保护动作检查项目： 1、记录保护动作情况、打印故障录波报告。 2、检查变压器套管有无损伤、有无闪络放电痕迹变压器本体有无因内部故障引起的其它异常现象。 3、差动保护范围内所有一次设备瓷质部分是否完好，有无闪络放电痕迹变压器及各侧刀闸、避雷器、瓷瓶有无接地短路现象，有无异物落在设备上。 4、差动电流互感器本身有无异常，瓷质部分是否完整，有无闪络放电痕迹，回路有无断线接地。 5、差动保护范围外有无短路故障（其它设备有无保护动作）差动保护二次回路有无接地、短路等现象，跳闸时是否有人在差动二次回路上工作。 五、动作现象及原因分析： 1、差动保护动作跳闸的同时,如果同时有瓦斯保护动作,即使只报轻瓦斯信号,变压器内部故障的可能性极大。 2、差动保护动作跳闸前如变压器套管、引线、CT有异常声响及其它故障现 电力变压器的保护配置 随着企业的快速发展，供电可靠性的要求不断提高，变压器的安全运行更是必不可少的条件。而合理可靠的保护配置是变压器安全运行的必备条件。现代生产的变压器，虽然在设计和材料方面有所改进，结构上比较可靠，相对于输电线路和发电机来说，变压器故障机会也比较少，但在实际运行中，仍有可能发生备种类型的故障和异常运行情况，这会对供电可靠性和系统的正常运行带来严重影响。为了满足电力系统稳定方面的要求，当变压器发生故障时，要求保护装置快速切除故障。 第一章电力变压器的故障及不正常工作状态 （一）变压器的故障 变压器的故障可以分为油箱外和油箱内两种故障。油箱外的故障，主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。油箱内的故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的烧损等。油箱内故障时产生的电弧，不仅会损坏绕组的绝缘、烧毁铁芯，而且由于绝缘材料和变压器油因受热分解而产生大量气体，有可能引起变压器油箱的爆炸。因此，当变压器发生各种故障时，保护装置应能尽快的将变压器切除。实践表明，变压器套管和引出线上的相间短路、接地短路、绕组的匝间短路是比较常见的故障形式，而变压器油箱内发生相间短路的情况比较少。 （二）变压器的不正常运行状态 变压器的不正常运行状态主要有变压器外部短路和过负荷引起的过电流；中性点直接接地电力网中，外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；风扇故障或漏油等原因引起冷却能力的下降等。这些不正常运行状态会使绕组和铁芯过热。大容量变压器在过电压或低频率等异常运行工况下会使变压器过励磁，引起铁芯和其他金属构件过热。变压器处于不正常运行状态时，继电保护应根据其严重程度，发出告警信号，使运行人员及时发现并采取相应的措施，以确保变压器 差动保护的功能及定值计算 1 微机变压器差动保护功能 1.1比率制动式差动保护 比率制动式差动保护作为变压器的主保护，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。当突变量大于0.25倍差动定值时投入，动作判据为; ｛Icd≥Icdset 当Izd≤Izdset时， Icd≥Icdset+K1(Izd-Izdset) 当Izd〉Izdset时, 电流方向以实际的功率方向为准。其中Icd为差电流: Icdset为差动保护整定计算值; Icdset为差动保护门槛计算值； Izd为保护制动电流 K1为比率制动系数（0.4～0.7）可选; H为变压器35kV侧流进差动保护实际电流; L为变压器10kV侧流进差动保护实际电流; １. 2二次谐波闭锁功能 变压器投入时，励磁涌值为变压器额定电流的5~8倍，励磁涌中含有63％比率的二次谐波电流Im2。微机差动保护设置了二次谐波闭锁差动保护功能，来防止变压器空载投入时励磁涌流导致差动保护误动作。二次谐波制动功能的判据如下: Icd2≥K2Icd 式中，Icd为差动电流的基波分量; Icd2为差动电流中的二次谐波分量; K2为二次谐波制动系数（０.１～０.４）可选; １.３差动速断保护 当变压器内部发生严重短路时，短路电流很大，由于铁芯饱和输出电压波形将发生畸变，为提高保护的可靠性和动作速度，差速断保护不受二次谐波闭锁条件限制直接动作，此功能由软件控制投入或退出。 １.４差流过大告警 动作判据为: Icd≥Icdset/2 式中，Icd为任一相的差动电流; Icdset为差动保护最小定值; 任一相差动电流大于差动电流定值一半时，运行超过３Ｓ后，发出差流过大告警信号。此功能由软件控制投入或退出。 １.５电流互感器二次回路断线监视功能 微机差动保护与传统常规差动保护在接线不同之处是: 为了判断电流互感器ＴＡ二次断线，差保高压侧ＴＡ必须接成星形接线，保护装置给出以下判据为: | a+ b+ c|>0.5A时,保护会发出断线警告信号，并由微机软件控制是否闭锁差动保护。此项功能均由自适应的门槛值控制，无需整定定值。 1.6变压器高压侧相位差与平衡补偿 Y，d——11组双绕组变压器，Y侧电流相位需要校正相位，常规接线高压侧TA的二次侧接成d型接线，而微机差动保护具有软件校正功能，只要投入Y/d功能即可，就校正了相位，相当于把二次接成了d型接线，TA二次输出线电流。 1.7变压器低压侧电流平衡系数 差保接线，变压器低压侧TA与高压侧TA二次电流平衡补偿，常规差保接线靠适当选择变压器两侧TA变比来实现，而微机差动保护是靠软件功能来完成，以高压侧二次电流为基 变压器差动保护 一：这里讲的是差动保护的一种，即变压器比例制动式完全纵差保护（以下简称差动）； 二：差动保护的定义 由于在各种参考书中没有找到差动保护的具体定义，这里只根据自己所掌握的知识给差动保护下一个定义：当区内发生某些短路性故障的时候，在变压器各侧电流互感器CT的二次回路中将产生大小相同，相位不同的短路电流，当这些短路电流的向量和即差流达到一定值时，跳开变压器各侧断路器的保护，就是变压器差动保护 三：下面我以两圈变变压器为例，针对以上所述变压器差动保护的定义，对差动保护进行阐述： 1、图一所示：为一两圈变变压器，降压变，具体参数如下：主变高压侧电压U高=110KV,主变低压侧电压U低=10KV,变压器容量Sn=240000KV A, 高压侧CT变比1000/5,低压侧的CT变比是1500/5.计算平衡系数。 I1’：流过变压器高压侧的一次电流； I”：流过变压器低压侧的一次电流； I2’：流过变压器高压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流； I2”：流过变压器低压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流； nh：高压侧电流互感器CT1变比； nl：低压侧电流互感器CT2变比； nB：变压器的变比； 各参数之间的关系：I1’/ I2’= nh I”/ I2”= nl I2’= I2”I1’/ I”= nh/ nl=1/ nB 2、区内：CT1到CT2的范围之内； 3、反映故障类型：高压侧内部相间短路故障，高压侧（中性点直接接地） 单相接地故障以及匝间、层间短路故障； 四：差动的特性 1、比率制动：如图二所示，为差动保护比率特性的曲线图： 下面我们就以上图讲一下差动保护的比率特性： o：图二的坐标原点； f：差动保护的最小制动电流； d：差动保护的最小动作电流； p：比率制动斜线上的任一点； e：p点的纵坐标； b：p点的横坐标； 动作区：在of范围内，由于电流小于最小制动电流，因此在此范围内，只要电流大于最小动作电流Iopo，差动保护动作；当电流大于f点时， 由于电流大于最小制动电流，此时保护开始进行比率制动运算，曲 线抬高，此时只有当电流在比率制动曲线以上时保护动作；因此， 图中阴影部分，即差动保护的动作区； 制动区：当电流在落在曲线以下而大于最小动作电流的时候，由于受比率制动系数的制约，保护部动作，这个区域就是差动保护的制动区； 比率制动系数K：实际上比率制动系数，就是图二中斜线的斜率，因此我们 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 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： ①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。 ②电流互感器计算变比与实际变比不同 由于变比的标准化使得其实际变比与计算变比不一致，从而产生不平衡电流。 电力系统继电保护装置变压器保护分类以及概述 另外还有些非电气量保护，比如轻、重瓦斯保护，压力释放保护，冷却器全停保护，油温高保护，绕组温度高保护等。 针对其中一部分做了简单的概述！ 纵差保护：包括纵差、高阻抗纵差、零序纵差、发电机变压器组纵差、引线差动保护。 1 变压器的差动保护、电流速断保护： 保护变压器绕组或引出线各相的相间短路、大接地电流系统的接地短路以及绕组匝间短路。 6300kV A及以上并列运行的变压器，10000kV A及以上单独运行的变压器，发电厂厂用或工业企业中自用6300kV A及以上重要的变压器，应装设纵差保护。其他电力变压器，应装设电流速断保护，其过电流保护的动作时限应大于0.5S。 对于2000kV A以上的变压器，当电流速断保护灵敏度不能满足要求时，也应装设纵差保护。 纵差保护用于反应电力变压器绕组、套管及引出线发生的短路故障，其保护动作于跳开变压器各电源侧断路器并发相应信号。 2 瓦斯保护 它主要保护变压器内部短路和油面降低的故障。当油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作于信号;当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧断路器。带负荷调压的油浸式变压器的调压装置，亦应装设瓦斯保护。 变压器一般采用的保护方式二：纵联差动保护或电流速断保护反应变压器引出线、套管及内部短路故障的纵联差动保护或电流速断保护。保护瞬时动作于断开变压器的各侧断路器。 轻瓦斯保护反应于气体容积，动作于信号。 重瓦斯保护反应于油流流速，动作于跳闸。 瓦斯保护可作为变压器内部故障的一种主保护，但不能作为防御各种故障的唯一保护。 3、变压器的过电流保护： 保护外部相间短路，并作为瓦斯保护和差动保护(或电流速断保护)的后备保护。 包括负序过流、低压过流、复合电压过流、方向过流保护，如发电机变压器组共用，装设在发电机侧的低压过流保护按发电机保护统计。 4、接地保护：包括间隙接地保护、零序电流电压、零序电流保护。 零序电流保护：保护大接地电流系统的外部单相接地短路。利用接地时产生的零序电流使保护动作的装置，叫零序电流保护。在电缆线路上都采用专门的零序电流互感器来实现接地保护。将零序电流互感器套地三芯电缆上，电流继电器接在互感器的二次线圈上，在正常运行或无接地故障时，由于电缆三相电流的向量之和等于零，零序互感器二次线圈的电流也为零(只有很小的不平衡电流)，故电流继电器不动作。当发生接地故障时，零序互感器二次线圈将出现较大的电流，使电流继电器动作，以便发出信号或切除故障。 主变零序保护适用于110kV及以上电压等级的变压器。由主变零序电流、零序电压、间隙零序电流元件构成，根据不同的主变接地方式分别设置如下三种保护形式：中性点直接接地保护方式、中性点不直接接地保护方式、中性点经间隙接地的保护方式。 防御大接地电流系统中变压器外部接地短路。 5、过励磁保护 过励磁保护：保护变压器的过励磁不超过允许的限度。 超高压大型变压器需要装设过励磁保护，由于变压器铁心中的磁通密度B与电压和频率的比值U/f成正比，因此当电压升高和频率降低时会引起变压器过励磁，使得励磁电流增大，造成铁损增加，铁心温度和绕组温度升高，严重时要造成局部变形和损伤周围的绝缘介质。过励磁保护反映于实际工作磁密和额定工作磁密之比(过励磁倍数)而动作。在变压器允许的过励磁范围内，过励磁保护作用于信号，当过励磁超过允许值时可动作于跳闸。 6、过负荷保护： 保护对称过负荷，仅作用于信号。 电力变压器保护设计规范说明 电力变压器保护设计规范（GB／T50062—2008） 4·0·1电压为3～110kV，容量为63MV·A及以下的电力变压器，对下列故障及异常运行方式，应装设相应的保护装置： 1，绕组及其引出线的相问短路和在中性点直接接地或经小电阻接地侧的单相接地短路。2，绕组的匝间短路。 3，外部相间短路引起的过电流。 4，中性点直接接地或经小电阻接地的电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压。5，过负荷。 6，油面降低。 7，变压器油温过高、绕组温度过高、油箱压力过高、产生瓦斯或冷却系统故障。 4.0.2容量为0.4MV·A及以上的车间内油浸式变压器、容量为0.8MV·A及以上的油浸式变压器，以及带负荷调压变压器的充油调压开关均应装设瓦斯保护，当壳内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧断路器。 瓦斯保护应采取防止因震动、瓦斯继电器的引线故障等引起瓦斯保护误动作的措施。当变压器安装处电源侧无断路器或短路开关时，保护动作后应作用于信号并发出远跳命令，同时应断开线路对侧断路器。 4.0.3对变压器引出线、套管及内部的短路故障，应装设下列保护作为主保护，且应瞬时动作于断开变压器的各侧断路器，并应符合下列规定： 1，电压为10kV及以下、容量为10MV·A以下单独运行的变压器，应采用电流速断保护。 2，电压为10kV以上、容量为10MV·A及以上单独运行的变压器，以及容量为6.3MV·A及以上并列运行的变压器，应采用纵联差动保护。 3，容量为10MV·A以下单独运行的重要变压器，可装设纵联差动保护。 4，电压为10kV的重要变压器或容量为2MV·A及以上的变压器，当电流速断保护灵敏度不符合要求时，宜采用纵联差动保护。 5，容量为0.4MV·A及以上、一次电压为10kV及以下，且绕组为三角一星形连接的变压器，可采用两相三继电器式的电流速断保护。 4.0.4变压器的纵联差动保护应符合下列要求： 1，应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流。 2，应具有电流回路断线的判别功能，并应能选择报警或允许差动保护动作跳闸。 3，差动保护范围应包括变压器套管及其引出线，如不能包括引出线时，应采取快速切除故障的辅助措施。但在63kV或110kV电压等级的终端变电站和分支变电站，以及具有旁路母线的变电站在变压器断路器退出工作由旁路断路器代替时，纵联差动保护可短时利用变压器套管内的电流互感器，此时套管和引线故障可由后备保护动作切除；如电网安全稳定运行有要求时，应将纵联差动保护切至旁路断路器的电流互感器。 4.0.5对由外部相间短路引起的变压器过电流，应装设下列保护作为后备保护，并应带时限动作于断开相应的断路器，同时应符合下列规定： 1，过电流保护宜用于降压变压器。 2，复合电压启动的过电流保护或低电压闭锁的过电流保护，宜用于升压变压器、系统联络变压器和过电流保护不符合灵敏性要求的降压变压器。 4.0.6外部相间短路保护应符合下列规定：变压器微机差动保护的整定计算
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技术说明书 使用说明书
国电南京自动化股份有限公司
GUODIAN NANJING AUTOMATION CO. LTD
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V 2.5
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2002 年 12 月
*本说明书可能会被修改,请注意最新版本资料 *国电南自技术部监制
1 装置概述
1
2 技术参数
2
2.1 工作环境
2
2.2 额定参数
2
2.3 主要技术指标
2
2.4 保护动作精度
3
2.5 绝缘性能
3
2.6 抗电磁干扰
4
3 硬件说明
5
3.1 概述
5
3.2 机箱结构
5
3.3 AC 交流输入模件
6
3.4 AD 转换模件
6
3.5 主 CPU 模件
6
3.6 出口跳闸模件
6
3.7 信号模件
6
3.8 打印管理模件
7
3.9 显示模件
7
4 保护原理
8
4.1 启动算法
8
4.2 差动保护
8
4.3 后备保护
11
17
4.5 分差保护
17
4.6 短引线保护
17
5 整定值的计算及整定
18
5.1 定值清单
18
5.2 变压器各侧的额定电流 TA 二次电流 Ie
18
5.3 差动保护
18
5.4 分差保护
18
5.5 短引线保护
18
5.6 分差保护
21
5.6 短引线保护
22变压器纵差动保护动作电流的整定原则
dmp300型微机变压器差动保护测控装置说明书(1)
主变压器差动保护动作的原因及处理
变压器的保护配置
变压器差动保护的功能及定值计算
变压器差动保护原理
变压器差动保护的基本原理及逻辑图
电力系统继电保护装置变压器保护分类以及概述
电力变压器保护设计规范说明
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