繼電保護自動重合閘和差動保護的工作原理及其特性論文

1、<p>　　淺談繼電保護中自動重合閘和差動保護</p><p><b>　　的工作原理及其特性</b></p><p>　　姓 名：韓樹才</p><p>　　專 業(yè)：水電站</p><p>　　入職時間：2014-05-21</p><p>　　部 門：運維管理部&l

2、t;/p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　近年來，隨著電子及計算機通信技術(shù)的快速發(fā)展為繼電保護技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力，同時也給繼電保護技術(shù)不斷的提出了新的要求。作為繼電保護技術(shù)如何才能有效的遏制故障，使電力系統(tǒng)的運行效率及運行質(zhì)量得到有效的保障，是繼電保護工作技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。隨著繼電保護向計算機化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，保護、控制、測量、數(shù)據(jù)

3、通信一體化和人工智能化對繼電保護提出了艱巨的任務(wù)，也開辟了研究開發(fā)的新天地，電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)將為我國經(jīng)濟的大發(fā)展做出貢獻。</p><p>　　電的特殊性，使它本身具有很大的危險性，稍一疏忽大意，就會發(fā)生危及人身安全的事故。作為實習(xí)生要上的第一課，就是安全規(guī)程的嚴(yán)格學(xué)習(xí)并通過安規(guī)考試。只有學(xué)好了安全規(guī)程，知道哪些設(shè)備帶電，哪些地方有危險，保證好自身安全的前提下，才能參與班組的日常運行和維護作業(yè)，主要對香山第三

4、風(fēng)電場110kV變電站設(shè)備1#變壓器、中性點成套設(shè)備、主變低壓35KV集成線路潤風(fēng)I、II、III線、SVG組合無功補償器控制裝置、FC組合電容器裝置、開關(guān)柜控制裝置、并聯(lián)電容器裝置、35KV站用變成套裝置、接地變等知識的培訓(xùn)，這一部分都是由廠家給我們進行解說以及教我們實際操作。本次實習(xí)的主要目的是通過對場內(nèi)設(shè)備繼電保護理論的正確性，加深對基本原理、基本概念的理解，掌握場內(nèi)所有繼電器保護裝置、信號裝置、自動裝置及控制裝置的工作原理、實際

5、接線、操作和動作順序。并通過分析故障，掌握各種保護自動裝置和信號控制裝置的動作情況。進一步熟悉繼電保護的基本邏輯結(jié)構(gòu)，運行方式及分析各種故障產(chǎn)生的原因、故障的范圍及處理方法。提高二次回路接線的分析能力和讀圖能力，培養(yǎng)以后在工作中對實際處理問題的能力，在工作中減少事故的發(fā)生，提高工作效率，為公</p><p>　　關(guān)鍵詞： 繼電保護 重合閘 差動保護 </p><p><b&g

6、t;　　目錄</b></p><p><b>　　摘要2</b></p><p>　　一、繼電保護簡述4</p><p>　　（一）、繼電保護的基本概念4</p><p>　?。ǘ⒗^電保護裝置基本要求4</p><p>　?。ㄈ?、繼電保護裝置主要組成5</p>

7、;<p>　　二、自動重合閘概述6</p><p>　?。ㄒ唬?、重合閘的作用6</p><p>　?。ǘ?、重合閘的基本要求6</p><p>　?。ㄈ⒅睾祥l的啟動條件6</p><p>　?。ㄋ模?、三相一次自動重合閘分析7</p><p>　　三、差動保護概述9</p>&

8、lt;p>　?。ㄒ唬?、差動保護的基本概念10</p><p>　?。ǘ?、比率差動的原理及動作特性10</p><p>　　（三）、差動速斷的作用11</p><p>　?。ㄋ模?、常見差動保護動作原因11</p><p>　　（五）、勵磁涌流閉鎖和二次諧波引起差動閉鎖12</p><p>　　（六）、C

9、T二次回路斷線引起變壓器差動保護誤動12</p><p>　?。ㄆ撸⒆儔浩鞑顒颖Ｗo整定電流引起誤動14</p><p>　?。ò耍⒆儔浩鲄^(qū)外故障引起的差動保護14</p><p>　?。ň牛⒆儔浩鞑顒颖Ｗo動作后處理15</p><p><b>　　四 結(jié)束語17</b></p><p&

10、gt;<b>　　參考文獻17</b></p><p><b>　　一、繼電保護簡述</b></p><p>　?。ㄒ唬?、繼電保護的基本概念</p><p>　　繼電保護是反應(yīng)電氣元件的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護的條件而動作于信號，以便值班員及時處理，或由裝置自動進行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運行就會引起損壞或發(fā)展成為事故的

11、電氣設(shè)備予以切除。此時一般不要求保護迅速動作，而是根據(jù)對電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定有一定的延時，必須具有正確區(qū)分被保護元件是處于正常運行狀態(tài)還是發(fā)生了故障，是保護區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障的功能，以免暫短地運行波動造成不必要的動作和干擾而引起的誤動，可以與電力系統(tǒng)中的其他自動化裝置配合，根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎(chǔ)來構(gòu)成，在條件允許時，采取預(yù)定措施，縮短事故停電時間，盡快恢復(fù)供電，從而提高電力系統(tǒng)運行的可靠性。<

12、;/p><p>　　1、電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，電氣量變化的主要特征是：</p><p>　　(1) 電流增大。 短路時故障點與電源之間的電氣設(shè)備和輸電線路上的電流將遠遠超過負(fù)荷電流。</p><p>　　(2) 電壓降低。當(dāng)發(fā)生相間短路和接地短路故障時，系統(tǒng)各點的相間電壓或線電壓值下降，且越靠近短路點，電壓越低。</p><p>　　(3) 電流與

13、電壓之間的相位角改變。正常運行時電流與電壓間的相位角是負(fù)荷的功率因數(shù)角，一般約為20°，三相短路時，電流與電壓之間的相位角是由線路的阻抗角決定一般為60°～85°，而在保護反方向三相短路時，電流與電壓之間的相位角則是180°+(60°～85°)。</p><p>　　(4) 測量阻抗發(fā)生變化。測量阻抗即測量點(保護安裝處)電壓與電流之比值。正常運行時，測

14、量阻抗為負(fù)荷阻抗；金屬性短路時，測量阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)榫€路阻抗，故障后測量阻抗顯著減小，而阻抗角增大。</p><p>　?。ǘ?、繼電保護裝置基本要求</p><p>　　繼電保護裝置為了完成它的任務(wù)，必須在技術(shù)上滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個基本要求。對于作用于繼電器跳閘的繼電保護，應(yīng)同時滿足四個基本要求，而對于作用于信號以及只反映不正常的運行情況的繼電保護裝置，這四個基本要求中有些要

15、求可以降低。 </p><p>　?。?）選擇性 繼電保護動作的選擇性是指保護裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除， 使停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無故障部分仍能繼續(xù)安全運行</p><p>　?。?）速動性 所謂速動性，就是發(fā)生故障時，保護裝置能迅速動作切除故障。對不同的電壓等級要求不一樣，對110KV及以上的系統(tǒng)，保護裝置和斷路器總的切故障時間為

16、0.1秒，因此保護動作時間只有幾十個毫秒（一般30毫秒左右），而對于35KV及以下的系統(tǒng)，保護動作時間可以為0.5秒。 </p><p>　　（3）靈敏性 繼電保護的靈敏性，是對于其保護范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)的反應(yīng)能力。其靈敏性有的保護是用保護范圍來衡量，有的保護是用靈敏系數(shù)來衡量。 </p><p>　?。?）可靠性 保護裝置的可靠性是指在

17、該保護裝置規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動作的故障時，它不應(yīng)該拒絕動作，而在任何其他該保護不應(yīng)該動作的情況下，則不應(yīng)該誤動作。</p><p>　　（三）、繼電保護裝置主要組成</p><p>　　1、 一般情況而言，整套繼電保護裝置由測量元件、邏輯環(huán)節(jié)和執(zhí)行輸出三部分組成 。</p><p>　　（1）測量比較部分 測量比較部分是測量通過被保護的電氣元件的物理參

18、量，并與給定的值進行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，給出“是”“非”性質(zhì)的一組邏輯信號，從而判斷保護裝置是否應(yīng)該啟動。</p><p>　?。?）邏輯部分 邏輯部分使保護裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障的類型和范圍，最后確定是應(yīng)該使斷路器跳閘、發(fā)出信號或是否動作及是否延時等，并將對應(yīng)的指令傳給執(zhí)行輸出部分。</p><p>　?。?）執(zhí)行輸出部分 執(zhí)行輸出部分根據(jù)邏輯傳過來的指令，最后完成保護裝

19、置所承擔(dān)的任務(wù)。如在故障時動作于跳閘，不正常運行時發(fā)出信號，而在正常運行時不動作等。</p><p>　　電力系統(tǒng)繼電保護設(shè)置是否合理，直接影響電力系統(tǒng)輸電線運行的可靠性。繼電保護選用的不合理，被保護線路有故障時保護該動不動，不該動時誤動，影響了送電的可靠性。故選用合適的繼電保護是十分重要的。選擇是根據(jù)電力系統(tǒng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電壓等級、接線方式、線路長度、用戶性質(zhì)以及繼電保護的性能和特點進行的。 電力系統(tǒng)按繼

20、電保護的作用可分為主保護、后備保護、輔助保護、異常運行保護。當(dāng)故障發(fā)生時，應(yīng)盡快切除故障，確保無故障部分繼續(xù)運行，縮小事故范圍，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。為了完成這個任務(wù)，只有借助自動裝置—繼電保護裝置。</p><p><b>　　二、自動重合閘概述</b></p><p>　?。ㄒ唬?、重合閘的作用</p><p>　　重合閘是為保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運

21、行而設(shè)置的一種自動控制裝置。電力系統(tǒng)特別是高壓輸電線路的故障，大多數(shù)是瞬時性故障，采用自動重合閘裝置，可以使系統(tǒng)故障跳閘后很快恢復(fù)正常運行，即重合成功。這不僅提高了供電的可靠性。重合閘愈快對穩(wěn)定愈有利，但是重合閘的動作時間受到短路處去游離時間和超高壓線路潛供電流的影響，一般短路點往往會出現(xiàn)電弧，如果重合過快，則產(chǎn)生電弧的短路點可能因去游離不夠而造成電弧重燃，使重合閘不成功甚至故障擴大。</p><p>　　（二）

22、、重合閘的基本要求</p><p>　　正常運行時，當(dāng)斷路器由繼電保護動作或其它原因而跳閘后，自動重合閘裝置均應(yīng)動作。由運行人員手動操作或通過遙控裝置將斷路器斷開時，自動重合閘不應(yīng)起動。繼電保護動作切除故障后，自動重合閘裝置應(yīng)盡快發(fā)出重合閘脈沖。自動重合閘裝置動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定。自動重合閘裝置應(yīng)有可能在重合閘以前或重合閘以后加速繼電保護的動作，以便加速故障的切除。在雙側(cè)電源的線路上實現(xiàn)重合閘時，重合閘應(yīng)滿足

23、同期合閘條件。當(dāng)斷路器處于不正常狀態(tài)而不允許實現(xiàn)重合閘時，應(yīng)將自動重合閘裝置閉鎖。</p><p>　?。ㄈ?、重合閘的啟動條件 </p><p>　　重合閘的啟動方式:保護啟動和不對應(yīng)啟動兩種。</p><p>　　保護啟動方式在保護動作跳開開關(guān)后啟動重合閘，開關(guān)偷跳不啟動(我場重合閘保護啟動開放時間為1.0s)；主保護和后備保護本身都可以啟動重合閘，后備保護的各

24、段是否啟動重合閘，是通過控制字來選擇的。重合閘的時間必須和保護動作時間的配合，一般三段的動作時間都遠遠長于重合閘的動作時間，所以三段一般也不會選擇重合閘。不對應(yīng)啟動是開關(guān)由合變跳進行重合(邏輯不對應(yīng)啟動優(yōu)先)。所謂不對應(yīng)關(guān)系就是，控制開關(guān)的位置與斷路器的位置不對應(yīng)(是啟動重合閘的重要條件),當(dāng)不對應(yīng)時使重合閘回路接通。</p><p>　　運行中開關(guān)誤碰或偷跳(即對開關(guān)機構(gòu)不良引起自動掉閘)時也能產(chǎn)生“不對應(yīng)”狀

25、態(tài)而啟動。此時不應(yīng)加速保護，如果重合后，特別是當(dāng)偷跳相又發(fā)生故障時，有可能導(dǎo)致開關(guān)損壞，并危及系統(tǒng)安全。這對500kV系統(tǒng)更為重要。因此，不對應(yīng)啟動重合閘前也應(yīng)先檢查是否有低壓開入，若無，再重合。不對應(yīng)啟動重合閘時，重合閘裝置發(fā)重合閘令后不應(yīng)加速保護。隨著開關(guān)制造工藝的改進以及技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在現(xiàn)場不采用“不對應(yīng)”方式啟動重合閘，而采取保護跳閘出口重動接點啟動重合閘。ZG電力自動化不僅為電力在現(xiàn)在的大多微機保護中保護跳閘出口重動接點啟動重

26、合閘的同時作為啟動開關(guān)失靈保護的邏輯輸入，在運行過程中這些跳閘出口接點壓板一般不需要操作，以免誤操作。</p><p>　?。ㄋ模⑷嘁淮巫詣又睾祥l分析</p><p>　　通過分析三相一次自動重合閘原理接線圖及安裝接線圖，重點掌握重合閘裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理，了解其他各元件的功能。熟悉自動重合閘前后加速的應(yīng)用場合及具體實現(xiàn)方法，了解變電所各種不同信號裝置的構(gòu)成原理。</p>

27、<p>　　分析我場110kV輸電線路設(shè)備相關(guān)的繼電保護種類及原理。本場輸電線路在出口側(cè)及母線均有裝設(shè)保護,110kV輸電線路裝配由南自RCS-943TMV數(shù)字式線路保護裝置，包括以分相電流差動和零序電流差動為主體的快速主保護，由三段相間和接地距離保護、四段零序方向過流保護構(gòu)成的全套后備保護、過負(fù)荷告警功能；裝置配有三相一次重合閘功能，重合閘時間為1.0s,同期合閘角為90°；并且配置有重合加速II、III段和PT

28、斷線留零I段、PT斷線閉鎖重合閘保護，只是軟壓板未投入，在后期運行中可根據(jù)實際情況投退；線路高頻保護停用對重合閘時，線路無保護運行，需由后備保護(延時段)切除線路故障，即不能快速切除故障，造成系統(tǒng)穩(wěn)定極限下降，如果使用重合閘重合于永久性故障，對系統(tǒng)穩(wěn)定運行則更為不利。線路重合閘重合時間的整定是與線路高頻保護配合的，如果線路保護停用，則造成線路后備延時段保護與重合閘重合時間不配，對瞬時故障亦可能重合不成功，對系統(tǒng)增加一次沖擊。用三相重合閘

29、時，在最不利的情況下，有可能重合于三相短路故障，有的線路經(jīng)穩(wěn)定計算認(rèn)為必須避免這種情況時，可以考慮在三相重合閘中增設(shè)簡單的相間故障判別元件，使它在單相故避</p><p><b>　　重合閘邏輯原理圖：</b></p><p>　　圖 2-1 重合閘邏輯方框圖</p><p>　　論點：重合閘實現(xiàn)重合后加速保護</p><p

30、>　　當(dāng)被保護線路發(fā)生故障時，保護裝置立即將靠近電源側(cè)的保護首先不帶時限、無選擇性的瞬時動作于跳閘然后再借助自動重合閘來糾正這種非選擇性的動作，在監(jiān)測到另一側(cè)在兩端的頻率不超過一定允許值的情況下才進行重合，檢定若屬于瞬時性故障，即線路已重合成功，不存在故障，故同期重合閘是以重合前加速，優(yōu)點是切除故障快，以免合閘沖擊電流引起誤動。若重合于永久性故障時，保護裝置有選擇地將故障線路切除，與此同時重合閘動作，重合一次。我廠配有重合方式可選

31、用檢線路無壓母線有壓重合閘、檢母線無壓線路有壓重合閘、檢線路無壓母線無壓重合閘、檢同期重合閘，也可選用不檢而直接重合閘方式。</p><p>　　（1）檢線路無壓母線有壓時，檢查線路電壓小于30V且無線路電壓斷線，同時三相母線電壓均大于40V時，檢線路無壓母線有壓條件滿足，而不管線路電壓用的是相電壓還是相間電壓；</p><p>　?。?）檢母線無壓線路有壓時，檢查三相母線電壓均小于30V

32、 且無母線TV 斷線，同時線路電壓大于40V時，檢母線無壓線路有壓條件滿足；</p><p>　　（3）檢線路無壓母線無壓時，檢查三相母線電壓均小于30V 且無母線TV 斷線，同時線路電壓小于30V 且無線路電壓斷線時，檢線路無壓母線無壓條件滿足；</p><p>　　（4）檢同期時，檢查線路電壓和三相母線電壓均大于40V且線路電壓和母線電壓間的相位在整定范圍內(nèi)時，檢同期條件滿足。<

33、/p><p>　　上述控制字可單獨使用，也可組合使用，如“檢線無壓母有壓”、“檢線無壓母無壓”同時投入即為“檢線路無壓方式”；“檢母無壓線有壓”、“檢線無壓母無壓”同時投入即為“檢母線無壓方式”；三者同時投入即為“檢任一無壓方式”；上述三者使用時可同時投入“投檢同期方式”。當(dāng)采用手合允許繼電器時，手合方式不受重合閘投入與否以及重合閘方式控制字的控制，固定投入檢同期方式和檢無壓方式，即同期、線路無壓、母線無壓三者滿足任

34、一條件即輸出手合接點。</p><p>　　屬于后加速選擇故障重合，故障的嚴(yán)重或是永久故障引入閉鎖重合閘的方式，無壓側(cè)重合后再次斷開，不能再連續(xù)合閘，此時檢定同期重合閘不重合，因此采用檢定同期重合閘再裝后加速也就沒有意義了，當(dāng)滿足重合閘條件則展寬10 分鐘，在此時間內(nèi)，若有重合閘動作則開放出口繼電器正電源500ms，在此時間內(nèi)來選擇檢線路無壓母線有壓重合閘、檢母線無壓線路有壓重合閘、檢線路無壓母線無壓重合閘，有選

35、擇性的實現(xiàn)重合閘。但在我場這四個重合閘檢查均未投入；我場配置有重合加速II、III段和PT斷線留零I段、PT斷線閉鎖重合閘保護是退出的；結(jié)合南自RCS-943TMV數(shù)字式線路保護裝置只能選擇由PT斷線和控制回路斷線的一個或門的邏輯關(guān)系經(jīng)整定的重合閘延時，發(fā)重合閘脈沖150ms來實現(xiàn)重合閘，只能判斷是否斷線，并未能實現(xiàn)檢線路無壓母線有壓重合閘、檢母線無壓線路有壓重合閘、檢線路無壓母線無壓重合閘的選擇性。我場在投入重合閘并投入檢同期方式、檢

36、線無壓母有壓裝、檢母線無壓線路有壓、檢線無壓母無壓軟壓板才能實現(xiàn)重合閘后加速保護功能的重合閘選擇性。一般的重合閘裝置在實現(xiàn)重合閘加速時多加一塊中間繼電器即可實現(xiàn)，而我場所配裝置既沒有外加中</p><p><b>　　三、差動保護概述</b></p><p>　?。ㄒ唬⒉顒颖Ｗo的基本概念</p><p>　　差動保護：反映變壓器內(nèi)部故障（包括

37、三側(cè)或兩側(cè)CT之間的電纜）。以兩圈變?yōu)槔?，采集變壓器兩?cè)的電流。正常情況，根據(jù)KCL定理，流入變壓器電流等于流出變壓器電流，即差流為零；如果變壓器內(nèi)部故障，肯定有一側(cè)的電流比較大，從而導(dǎo)致差流不為0，保護動作，見圖（b）如果是外部故障，流入變壓器電流仍然等于流出變壓器電流，保護不會動作，見圖（a）常見的差動有差流速斷、比率差動等。</p><p>　　微機型主變差動保護由二次諧波制動的比率差動保護和差動速斷保護組

38、成。并針對系統(tǒng)頻繁發(fā)生的差動保護在差動回路TA斷線或接觸不良時發(fā)生誤動問題，設(shè)計了TA斷線閉鎖裝置。</p><p>　?。ǘ⒈嚷什顒拥脑砑皠幼魈匦?#160;</p><p>　　變壓器在正常負(fù)荷狀態(tài)下，電流互感器的誤差很校這時，差動保護的差回路不平衡電流也很小，但隨著外部短路電流的增大，電流互感器就可能飽和，誤差也隨之增大，這時的不平衡電流也隨之增大。當(dāng)電流超過保護動作電流時，差

39、動保護就會誤動，因此，為了防止變壓器區(qū)外故障發(fā)生時差動保護誤動作，我們希望引入一種繼電器，其動作特性是：它的動作電流將隨著不平衡電流的增大而按比例增大，并且比不平衡電流增大的還要快，這樣誤動就不會出現(xiàn)。因此，我們在差動保護中引入了比率制動式差動繼電器，它除了以差動電流作為動作電流外，還引入了外部短路電流作為制動電流。當(dāng)外部短路電流增大時，制動電流也隨之增大，使繼電器的動作電流也相應(yīng)增大，從而有效地防止了變壓器區(qū)外故障發(fā)生時差動保護誤動作

40、，制動特性曲線見圖3-1。 </p><p>　　圖3-1制動特性曲線圖</p><p>　　比率差動動作特性方程:（以其中一種為例）</p><p>　　Id＞Icd  Ir＜IB 時</p><p>　　Id-Icd＞kbl(Ir-IB)  Ir＞IB  </p>&l

41、t;p>　　式中Icd-差動電流起動定值  </p><p>　　Id-差動電流動作值，Id=｜i1＋i2｜  </p><p>　　Ir制動電流，Ir=0.5(｜I1｜＋｜I2｜)  K-比率制動系數(shù)，一般取0.5 IB-曲線拐點，一般取0.5I

42、e  </p><p>　　即:當(dāng)Ir＜IB時，比率差動不帶制動作用，Ir＞IB時，比率差動有較大的制動作用。</p><p>　?。ㄈ?、差動速斷的作用</p><p>　　一般情況下比率制動原理的差動保護能作為電力變壓器主保護，但是在嚴(yán)重內(nèi)部故障時，短路電流很大的情況下，TA嚴(yán)重飽和使交流暫態(tài)傳變嚴(yán)重惡化，TA的二次側(cè)基波電流為零，高次諧波分量增大，反

43、應(yīng)二次諧波的判據(jù)誤將比率制動原理的差動保護閉瑣，無法反映區(qū)內(nèi)短路故障，只有當(dāng)暫態(tài)過程經(jīng)一定時間TA退出暫態(tài)飽和比率制動原理的差動保護才動作，從而影響了比率差動保護的快速動作，所以變壓器比率制動原理的差動保護還應(yīng)配有差動速斷保護，作為輔助保護以加快保護在內(nèi)部嚴(yán)重故障時的動作速度。差動速斷保護是差動電流過電流瞬時速動保護。</p><p>　?。ㄋ模?、常見差動保護動作原因</p><p>　　

44、1、穩(wěn)態(tài)情況下的不平衡電流</p><p>　　（1）變壓器兩側(cè)電流相位不同</p><p>　　（2）電流互感器計算變比與實際變比不同</p><p>　?。?）變壓器各側(cè)電流互感器型號不同</p><p>　?。?）變壓器帶負(fù)荷調(diào)節(jié)分接頭</p><p>　　2、暫態(tài)情況下的不平衡電流的特點</p>

45、<p>　?。?）暫態(tài)不平衡電流含有大量的非周期分量，偏離時間軸的一側(cè)。</p><p>　　（2）暫態(tài)不平衡電流最大值出現(xiàn)的時間滯后一次側(cè)最大電流的時間（根據(jù)此特點靠保護的延時來躲過其暫態(tài)不平衡電流必然影響保護的快速性）。</p><p>　　3、減小不平衡電流的措施</p><p>　?。?）減小穩(wěn)態(tài)情況下的不平衡電流。變壓器差動保護各側(cè)用的電流互感器

46、，選用變壓器差動保護專用的D級電流互感器；當(dāng)通過外部最大穩(wěn)態(tài)短路電流時，差動保護回路的二次負(fù)荷要能滿足10%誤差的要求。</p><p>　?。?）減小電流互感器的二次負(fù)荷。減小控制電纜的電阻；采用弱電控制用的電流互感器(二次額定電流為lA) ；采用帶小氣隙的電流互感器</p><p>　?。?）減小變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生的不平衡電流采用相位補償。</p><p&

47、gt;　?。?）減小電流互感器由于計算變比與標(biāo)準(zhǔn)變比不同而引起的不平衡電流采用數(shù)值補償。在變壓器微機保護的軟件中采用補償系數(shù)使差動回路的不平衡電流為最小。</p><p>　　（五）、勵磁涌流閉鎖和二次諧波引起差動閉鎖</p><p>　　1．勵磁涌流產(chǎn)生的原因和特點：</p><p>　　變壓器勵磁電流（激磁電流）僅流經(jīng)變壓器的某一側(cè)， 當(dāng)變壓器空載投入和外部故障

48、切除后電壓恢復(fù)的情況下，則可能出現(xiàn)很大的勵磁電流即勵磁涌流。這個現(xiàn)象的存在是由于變壓器鐵心飽和及剩磁的存在引起的，具體分析如下：</p><p>　　在正常情況下，此電流很小。但是當(dāng)合空載變壓器時，則可能出現(xiàn)數(shù)值很大的勵磁涌流，造成保護裝置動作，開關(guān)跳閘。變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的一種靜止電器。在電能－磁能－電能能量轉(zhuǎn)換過程中，需要建立一定的磁場。在建立磁場的過程中，在變壓器繞組中就要產(chǎn)生一定的勵磁電流。變壓

49、器繞組中的勵磁電流和磁場的關(guān)系是由變壓器鐵芯的磁化特性所決定的。變壓器鐵芯越飽和，產(chǎn)生磁場所需要的勵磁電流就愈大。若變壓器在不利的瞬間合閘，鐵芯中的磁通密度將大大增加，鐵芯的飽和情況將非常嚴(yán)重，因而勵磁電流的數(shù)值大增，這就是變壓器勵磁涌流的產(chǎn)生的原因。</p><p>　?。?、CT二次回路斷線引起變壓器差動保護誤動</p><p>　　CT斷線最明顯的特征是電流下降，在微機保護中，只要

50、有合理的判斷，就不難解決電流互感器二次回路斷線時變壓器差動保護誤動問題。若某側(cè)電流同時滿足下列條件認(rèn)為是CT斷線，只有一相或兩相電流為零，其它兩相或一相電流與起動電流相等，故障相電流的突變量（下降）超過所給的定值，可判斷出CT斷線。判別出CT斷線后，可以在正常負(fù)載時閉鎖差動。</p><p>　　傳統(tǒng)的電磁式變壓器差動繼電器的CT回路接線，首先必須通過對CT接線形式的選擇進行外部的“相位補償”，消除變壓器接線組別

51、不同造成的高、低壓側(cè)電流相位差和差動保護回路不平衡電流。例如，傳統(tǒng)的模擬量保護中，Y,d11連接的變壓器，高壓繞組Y連接，TA二次繞組Δ連接；變壓器低壓繞組Δ連接，TA二次繞組Y連接；現(xiàn)在的微機保護中：不管變壓器高低壓繞組怎樣的連接方式，兩側(cè)TA都是Y連接，兩側(cè)二次電流的相位差是由軟件來補償?shù)?。如Y,d11對應(yīng)兩側(cè)線電流相位差，見圖3-2、3-3。 </p><p><b>　　從原理上來說：</

52、b></p><p>　　方法一：將高壓側(cè)（Y側(cè)）線電流向低壓側(cè)（Δ側(cè)）線電流逆時針轉(zhuǎn)過；</p><p>　　方法二：將低壓側(cè)（Δ側(cè)）線電流向高壓側(cè)（Y側(cè)）線電流順時針轉(zhuǎn)過。</p><p>　　南京南自變壓器PST 671U 數(shù)字式變壓器保護裝置采用方法二（Δ側(cè) Y側(cè)補償）。（見向量圖3-4）</p><p>　　圖3-4Δ側(cè)Y側(cè)補

53、償</p><p>　　由軟件按下式可求得用作差動計算的三相電流：</p><p>　?。ㄆ撸?、變壓器差動保護整定電流引起誤動 0.5A</p><p>　　一般要考慮以下幾個方面的因素及影響：l)應(yīng)躲過當(dāng)變壓器空投及外部故障后電壓恢復(fù)時的變壓器勵磁涌流的影響，整定公式Idz = Kk.Ie，Kk可靠系數(shù)取1.3~1.5，Ie額定電流；2)應(yīng)躲過變壓器外部故障時在

54、變壓器保護中所引起的最大不平衡電流，整定公式Idz = Kk .Ibp ，Kk可靠系數(shù)取1.3，Ibp為不平衡電流；3)應(yīng)躲變壓器差動保護二次回路線時在差動回路中引起的差動電流的影響，整定公式Idz = Kk.Ie。Kk可靠系數(shù)取1.3，Ie額定電流。以上三種最大值作為變壓器的差動動作電流。電磁型變壓器差動保護的動作電流整定考慮了第三條， 差動回路CT二次回路斷線不會誤動，晶體管變壓器差動保護和微機變壓器差動保護的動作電流一般按變壓器額

55、定電流的25%一50%考慮，其保護功能用邏輯來實現(xiàn)，比電磁型變壓器差動保護快速、靈敏，且動作電流整定得較小。因此在差動回路的CT二次回斷線時，如不采取措施，變壓器差動保護會誤動作。</p><p>　?。ò耍?、變壓器區(qū)外故障引起的差動保護</p><p>　　1、就我場區(qū)外故障產(chǎn)生差流主要有下面幾種原因：</p><p>　?。?）變壓器正常運行時各側(cè)的額定電流不一

56、致；</p><p>　?。?）當(dāng)變壓器一側(cè)帶有分節(jié)頭調(diào)節(jié)時，電壓發(fā)生變化產(chǎn)生不平衡電流；</p><p>　?。?）電流互感器(TA)本身存在誤差；</p><p>　　（4）TA不同型號引起的誤差；</p><p>　　（5）諧波和非周期分量對不同型號TA的影響；基于上述因素的考慮，在整定變壓器的差動定值時要排除這些不平衡分量的綜合影響，

57、我場其動作電流在(0.3 ~ 0.5)In (In為額定電流)。當(dāng)變壓器發(fā)生嚴(yán)重的區(qū)外故障，兩側(cè)會產(chǎn)生更大的差流，在下列情況下可能超過差動門檻值：（1）短路電流較大，各側(cè)互感器型號不一致，特別是短路電流大的一側(cè)使用P級互感器（不帶暫態(tài)特性的電流互感器），而短路電流小的一側(cè)使用帶暫態(tài)特性的電流互感器；（2）短路電流中含有較大的非周期分量和諧波分量；（3）故障切除瞬間，由于剩磁的存在，電壓恢復(fù)時產(chǎn)生大小不等的恢復(fù)性涌流。（4）特殊性負(fù)載如容

58、性或感性負(fù)載存在，致使各側(cè)短路電流相位發(fā)生偏移，產(chǎn)生更大的差流；多次事故表明，變壓器發(fā)生區(qū)外故障，在發(fā)生區(qū)外故障的時間段，差動保護一般不會誤動，在切除故障的瞬差動保護反而誤動，根據(jù)對幾例典型事故的錄波分析，發(fā)現(xiàn)保護動作點均落在差動比例制動曲線(兩段折線比例制動)無制動特性的水平線上第一拐點以內(nèi)，即差流大于門檻值，制動電流小于第一拐點電流(拐點電流為(0.9 ~1.0)In)，如圖3-4所示C點(圖中Id為差動電流，Ir為制動電流；K1，

59、</p><p>　　圖3-4  兩段折線式比例制動</p><p>　　對現(xiàn)場錄波數(shù)據(jù)分析和動模試驗仿真，均可知此種情況下保護動作存在必然性。故障時，短路電流比較大，含有非周期分量和諧波分量，故障期間產(chǎn)生的不平衡分量較大(可能大于差動動作門檻值)，但制動電流較大，動作點落在非動作區(qū)，如圖3-4所示B點。在切除故障的瞬間，兩側(cè)TA的暫態(tài)分量衰減程度不一樣，此時差流仍然比較大，而制

60、動電流減小，動作點移動到如圖3-4所示的C點，差動保護誤動，按此原理設(shè)置的比例制動曲線保護不能制動。</p><p>　　2、為了防止區(qū)外故障差動保護誤動，可以從以下幾個方面著手：</p><p>　?。?）在進行繼電保護定值計算時，保護定值不宜過低，我場整定為0.5 In；</p><p>　?。?）兩側(cè)TA盡量選用同一型號的，可以同為P級或帶暫態(tài)特性的電流互感器

61、，使用帶暫態(tài)特性的電流互感器效果較好；</p><p>　?。?）提高硬件的采樣精度和計算準(zhǔn)確度；</p><p>　?。ň牛⒆儔浩鞑顒颖Ｗo動作后處理</p><p>　　1、差動保護動作后應(yīng)檢查</p><p>　　變壓器各側(cè)斷路器是否跳閘；變壓器套管有無損傷，有無閃絡(luò)放電痕跡，變壓器本體外部有無因內(nèi)部故障引起的異?，F(xiàn)象；差動保護范圍內(nèi)所

62、有一次設(shè)備，磁質(zhì)部分是否完整，有無閃絡(luò)放電痕跡。變壓器及各側(cè)斷路器、隔離開關(guān)、避雷器、絕緣子等有無接地短路現(xiàn)象，有無異物落在設(shè)備上；差動電流互感器本身無異常，磁質(zhì)部分是否完整、有無閃絡(luò)放電痕跡，回路有無斷線接地；差動保護范圍內(nèi)有無短路故障；檢查保護動作情況作好記錄；檢查其體繼電器有無氣體，壓力釋放閥是否動作，噴油；檢查故障錄波情況。</p><p>　　2、變壓器保護跳閘后處理</p><p&

63、gt;　　檢查故障明顯可見，發(fā)現(xiàn)變壓器本身有明顯的異常和故障跡象，差動保護范圍內(nèi)一次設(shè)備上有故障現(xiàn)象，應(yīng)停電檢查處理故障，檢查試驗合格方能運行；未發(fā)現(xiàn)明顯異常和故障跡象，但有氣體繼電器保護動作，即使只有氣體繼電器報警信號，屬變壓器內(nèi)部故障的可能性極大，應(yīng)經(jīng)內(nèi)部檢查并試驗合格方能投入運行；未發(fā)現(xiàn)任何明顯異常和故障跡象，變壓器其他保護未動作。檢查保護出口繼電器接點在打開位置，線圈兩端無電壓。差動保護范圍外有接地、短路故障。可將外部故障隔離后

64、，拉開變壓器各側(cè)隔離開關(guān)，測量變壓器絕緣無問題，根據(jù)調(diào)度令試送一次，試送成功后檢查有無接線錯誤；檢查變壓器及差動保護范圍內(nèi)一次設(shè)備，無發(fā)生故障的痕跡和異常。變壓器氣體保護未動作。其他設(shè)備和線路，無保護動作信號掉牌。根據(jù)調(diào)度命令，拉開變壓器各側(cè)隔離開關(guān)，測量變壓器絕緣無問題，可試送一次。</p><p><b>　　3、防范措施</b></p><p>　　通過以上分析

65、不難看出，變壓器差動保護是變壓器的主保護，要求有很高的可靠性，而變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，獨具特點，所以必須嚴(yán)格按規(guī)程要求認(rèn)真分析各個細(xì)節(jié)，了解變壓器差動保護的特點，采用相應(yīng)措施，杜絕事故發(fā)生，保證保護可靠動作。</p><p>　　(1)、在設(shè)備安裝時，認(rèn)真核查 CT的接線。做好各種安裝試驗。</p><p>　　(2)、為了防止區(qū)外故障差動保護誤動，可以從以下幾個方面著手：在進行繼電保護定值計算

66、時，保護定值不宜過低，我場整定為0.4In；兩側(cè)TA盡量選用同一型號的，可以同為P級或帶暫態(tài)特性的電流互感器，使用帶暫態(tài)特性的電流互感器效果較好;提高硬件的采樣精度和計算準(zhǔn)確度；設(shè)置先進的新原理保護。</p><p>　　4、變壓器作為重要的電力設(shè)備對于運行人員每日巡視重點檢查以下幾點：</p><p>　　（1）、本體：檢查并記錄運行中主變壓器的油溫和環(huán)境溫度、負(fù)荷(電流、有功、無功)、

67、電壓，檢查最高油溫指示情況,監(jiān)視運行溫度是否超過極限。</p><p>　　（2）、套管：檢查高、中、低以及中性點套管的油位,并注意油位有無變化；檢查有無漏油和滲油現(xiàn)象；檢查瓷套有無破損、放電聲音；觀察套管上灰塵的污染及變化情況；檢查接點有無異常和明顯發(fā)熱跡象。特別是雪天和雨天,接頭上有無溶化蒸氣的現(xiàn)象,金具有無變形,螺絲無松脫和連接線無斷股損傷。</p><p>　?。?）、冷卻裝置：冷

68、卻器閥門、散熱器等處無漏油和滲油；主變壓器冷控箱信號指示燈、控制開關(guān)位置是否運行正常,電源是否完好；檢查主變壓器冷卻器運行是否正常；檢查主變壓器油流指示器是否正確指示,以判斷油泵和閥門的運行狀況。</p><p>　　（4）、檢查釋壓(防爆)裝置有無漏油,漏氣和損壞等現(xiàn)象,信號指示器是否動作,注意有無噴油的痕跡。</p><p>　?。?）、檢查瓦斯繼電器(皮托繼電器)有無滲漏油的異?，F(xiàn)象

69、,內(nèi)部有無氣體。</p><p>　　（6）、按期作好每日巡視，定期巡視和特巡，做好各種記錄，隨時觀察變壓器的變化。</p><p><b>　　四 結(jié)束語</b></p><p>　　本文針對我場所配繼電保護的分析，了解了110kV輸電線路裝配的南自RCS-943TMV數(shù)字式線路保護裝置和變壓器PST 671U 數(shù)字式保護裝置保護原理，從裝置

70、原理上及實際工作中電氣設(shè)備發(fā)生故障時，能自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其它無故障部分迅速恢復(fù)正常運行，繼電保護一直發(fā)揮著特殊重要作用，它運行安全與否直接關(guān)系到電力系統(tǒng)能否安全、穩(wěn)定地工作。因此，通過本次論文設(shè)計我掌握繼電保護裝置及工作原理有助于我分析工作中遇到的問題，在今后工作及專業(yè)能力的提高起到了很大促進的作用，也對我的實際工作有一定的指導(dǎo)意義。</p><p&g

71、t;<b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 賀家李，宋從矩.電力系統(tǒng)繼電保護原理.中國電力出版社</p><p>　　[2] 張全元.變電運行現(xiàn)場技術(shù)問答.中國電力出版社</p><p>　　[3] 電力系統(tǒng)繼電保護適用問題技術(shù)問答.國家電力調(diào)度通信中心</p><p>　　[4] 線路RCS-943T