变压器及电动机保护

1、变压器电动机保护Simmon变压器保护变压器保护变压器保护掌握差动保护的核心基本原理制动特性的由来u理解不平衡差流的由来，掌握整定计算的本质（稳态、暂态）变压器差动保护的特点u励磁回路的存在u接线组别的存在u不同电压等级u分接头u接地零序通道 后备保护本体保护可靠性技术改进差动保护变压器保护后备保护本体保护可靠性技术改进差动保护变压器保护掌握变压器差动保护的基本要素 变压器等值电路 变压器联结组别 变压器零序等值网络 几个电流一次电流、二次电流 额定电流 励磁电流 保护装置原始输入电流 差动保护计算用电流 零序电流 差动电流（反应故障分量） 制动电流（反应穿越量） 后备保护本体保护可靠性技术改

2、进差动保护变压器保护变压器差动保护的整定计算（1）启动电流Iop按躲过变压器额定负载下的不平衡差流整定Iop=Krel(Ker+Kdev+KU+Km)IN（2）拐点电流Igd保证区外短路故障切除后在CT暂态过程中差动不会误动，一般整定为（0.60.8）IN（3）折线斜率S区外短路时的最大不平衡差流Iunb.max=(KapKer+Kdev+K U+Km)Ik.max对应最大动作差流Iop.max=KrelIunb.max S=(Iop.max-Iop)/(Ik.max-Igd)后备保护本体保护可靠性技术改进差动保护变压器保护差动特性的整定涌流闭锁整定u 二次谐波闭锁闭锁的制动比一般取15%20

3、%，具体整定时可根据变压器容量、系统主接线等进行适当调整：（1）大容量发变组，没有GCB时，主变容量大且空投可能性较小，制动比可以取较大值，比如18%20%（2）变电站内容量较大的变压器，空投时励磁涌流倍数较小，制动比可取16%18%（3）对于容量较小且空投次数较多的变压器，制动比不能取值过高，可取15%16%u 间断闭锁角整定（1）对于大容量发变组，没有GCB时，主变容量大且空投可能性较小，制动比可以取较大值，可取70（2）其他情况可取6065过激磁闭锁整定五次谐波闭锁制动比一般可取30% 后备保护本体保护可靠性技术改进差动保护变压器保护差速断的整定按躲过励磁涌流来整定Iop=KIeK的取值

4、可以按以下情况来考虑（1）发变组之间没有GCB的变压器，取34.（2）对于电厂中的中小型变压器（比如有空投可能的厂高变或启备变），取89（3）对于经长线路与系统联系的降压变电站中的大中型变压器，取45后备保护本体保护可靠性技术改进差动保护变压器保护差动保护误动作的常见类型 正常运行时的误动uCT二次回路接线端子螺丝松动，造成接触不良或短时开路uCT二次回路一相接触不良，在接触不良点产生电弧进而造成单相接地或两相短路uCT二次电缆芯线外层绝缘破坏或损伤，造成接地u差动CT二次回路出现多点接地，且接地点之间距离远，地电位差太大，容易误动 后备保护本体保护可靠性技术改进差动保护变压器保护差动保护误动

5、作的常见类型 区外故障时的误动 u近区故障，故障电流大，某侧CT发生饱和，容易误动u远端故障，故障电流小，CT暂态特性不一致，拐点电流整定过大，造成误动 系统短路故障被切除时误动u回路电流由大变小，产生衰减非周期分量，CT暂态特性不一致，造成不平衡差流出现，而动作特性整定又不合理，最终造成误动。u励磁涌流，相当于带载合闸涌流，特性更为复杂（有些类似级联变压器的和应涌流），传统的谐波闭锁方案可能失效。 后备保护本体保护可靠性技术改进差动保护变压器保护差动保护调试 调试难点：相位补偿、幅值平衡、零序去除等，造成采用三相电流输出试验台的调试困难 调试实施u条件允许，购置六相电流输出试验台，且能按相独

6、立变频，以满足谐波量输出的需求u调试技巧把验证相位补偿、幅值平衡、零序去除等功能的测试放在测试差流值、制动电流值的环节做差动特性测试时把相位补偿、幅值平衡、零序去除等功能屏蔽掉，消除试验台输出电流各相之间的耦合定值管理问题，充分利用多套定值 。 后备保护本体保护可靠性技术改进差动保护典型案例某电厂，辅助变压器下带电锅炉变压器。运行中出现多次空投电锅炉变压器时，辅助变压器差动保护误动。设备参数为：辅助变：31500kVA;220kV/6kV;Y0/Y。 220kV侧CT变比625/5； 6kV侧CT变比3000/5电锅炉变： 26000kVA;6.3kV/13.8kV;d/Y0差动保护定值： I

7、op*=0.35;Ires*=1.0; S=0.5; K2w=20% 典型案例从录波图可以看出，是在对电锅炉变空充时产生的涌流，造成了辅助变压器87T的误动作。该涌流对于辅助变而言，是穿越性涌流，为什么其87T会误动作？ 典型案例考核第2特征点数据，以A相为例得出：Id*=0.155;Id2w*=0.0311此时，K2w=20%，正好在定值点，但由于差流低于定值，保护不动作。典型案例考核第4特征点数据，以A相为例得出：Id*=0.6;Id2w*=0.08此时，K2w=13%，差流高于定值，谐波制动比又低于定值，所以保护动作。典型案例差流增大的原因二次谐波制动比减小的原因变压器保护关于过流保护谐

8、波闭锁问题关于过负荷与过流保护关于零序选跳问题关于反向闭锁逻辑差动保护本体保护可靠性技术改进后备保护变压器保护后备保护整定计算复合电压闭锁过流1.过流定值Iop按躲过变压器最大负荷电流整定Iop=Krel*Ie/KfKrel可靠系数，一般取1.21.3Kf返回系数，0.952.低电压定值Uop一般取（0.60.7）倍额定电压。3.负序电压定值一般取8V10V。4.动作延时本保护作为变压器后备以及相邻系统的远后备，所以时间与相邻系统最长后备保护时间相配合。差动保护本体保护可靠性技术改进后备保护变压器保护后备保护整定计算零序方向过流保护1.零序方向指向（1）发变组变压器为三绕组，高中侧中性点接地运

9、行，低压侧接发电机。高中侧的零序过流加方向，方向指向为本侧母线。（2）变电站的降压变压器，主电源一般在高压侧，本侧配置的后备保护做变压器及中低压侧系统的后备，所以零序方向指向变压器。中压侧的零序方向指向本侧母线。差动保护本体保护可靠性技术改进后备保护变压器保护后备保护整定计算零序方向过流保护2.零序过流定值Iop（1）中压侧零序过流定值该侧的零序过流保护作为本侧相邻系统的后备，所以各段过流定值与本侧相邻线路的对应零序过流段进行配合。配合系数可取1.1。（2）高压侧零序过流定值当高压侧零序方向指向本侧时，整定方法同中压侧。当高压侧的零序方向指向主变，那么高压侧的零序过流各段要与中压侧对应段进行配

10、合。配合系数可以取1.1。3.动作延时的整定各段的动作延时与相配合的段的延时相配合。特别注意，当零序过流I段和II段带两个时限时，第一时限整定原则如前，第二时限的整定比第一时限长一个级差。差动保护本体保护可靠性技术改进后备保护变压器保护后备保护整定计算间隙保护1.间隙电流间隙过流定值，其一次值一般取100A。2.间隙电压间隙过压定值一般取150V180V。3.动作延时躲过暂态过电压，可取0.3s。差动保护本体保护可靠性技术改进后备保护变压器保护关于降压变压器的后备保护 后备过流保护装于变压器各侧。 非电源侧的保护动作要考虑设置缩小故障范围的时限。 电源侧后备保护可考虑设置一段，动作于跳开变压器

11、。保护构成：一般采用复合电压闭锁过流的逻辑(1)动作电流Iop：按事故过负荷来整定Iop=KrelIN/Kf(2)动作延时t1:与下级馈线的过电流保护配合t2:与t1配合t3:与中压侧馈出线的过电流保护配合t4:与t3配合。(3)复合电压Uop=(0.50.6)UN (电压采自低压侧)Uop=0.7UN (电压采自高压侧) U2=(0.060.08)UN差动保护本体保护可靠性技术改进后备保护t1t2t2:跳QF1，QF2t3：跳QF3，t4:跳QF1QF3t1t2变压器保护关于升压变压器的后备保护1.强调方向性：对于多侧有源的变压器，各侧的后备过流保护可以考虑配置方向，方向指向本侧母线。对于动

12、作跳开各侧的保护段不设方向。2.对于发变组，当无GCB时，主变低压侧不设置过流后备，而是利用接于发电机中性点侧的后备过流保护来实现。3.保护构成：一般采用复合电压闭锁过流的逻辑(1)动作电流Iop：按事故过负荷来整定Iop=KrelIN/Kf(2)动作延时t1:与下级馈线的过电流保护配合t2:与t1配合t3:与中压侧馈出线的过电流保护配合t4:与t3配合。(3)复合电压Uop=(0.50.6)UNU2=(0.060.08)UN差动保护本体保护可靠性技术改进后备保护t1t2t2:跳QF1，QF2t3：跳QF3，t4:跳QF1QF3t1t2变压器保护接地保护1.中性点直接接地变压器零序过流保护Io

13、p.0.I=KrelKbr.IIop.0.It0.I-1=t0.I+0.3s， 跳开分段或本侧断路器t0.I-2=t0.I-1+0.3s，跳开各侧断路器Iop.0.II=KrelKbr.IIIop.0.IIIt0.II-1=t0.III+0.3s， 跳开分段或本侧断路器t0.II-2=t0.II-1+0.3s， 跳开各侧断路器差动保护本体保护可靠性技术改进后备保护变压器保护接地保护2. 全绝缘变压器零序过流保护:同前零序过压：180V,0.3s，跳开变压器各侧断路器差动保护本体保护可靠性技术改进后备保护变压器保护接地保护3.分级绝缘变压器零序过流保护:同前间隙零流：100A(一次)，0.3s，

14、跳开变压器各侧断路器零序过压：180V,0.3s，跳开变压器各侧断路器差动保护本体保护可靠性技术改进后备保护变压器保护差动保护本体保护可靠性技术改进后备保护变压器保护差动保护本体保护可靠性技术改进后备保护变压器保护差动保护本体保护可靠性技术改进后备保护变压器保护差动保护本体保护可靠性技术改进后备保护变压器保护差动保护本体保护可靠性技术改进后备保护变压器保护差动保护本体保护可靠性技术改进后备保护变压器保护差动保护本体保护可靠性技术改进后备保护变压器保护差动保护本体保护可靠性技术改进后备保护变压器保护强调本体保护的反措 经大功率重动后就地跳闸，不要再经微机保护转接跳闸。可向微机保护提供信号接点，以

15、供综自监控系统利用。差动保护后备保护本体保护可靠性技术改进变压器保护二次回路绝缘性能检查CT和PT的二次回路分别有且只能有一点接地来自PT二次的4根引线和开口三角引入线必须分开，不得公用传动试验，确定控制回路的完好性启动试验，利用主设备相关的启动试验（短路试验、空载试验），确定电流和电压二次回路的完好性接地问题保护屏的可靠接地微机型继电保护装置柜屏内的交流供电电源（照明、打印机和调制解调器）的中性线（零线）不应接入等电位接地网 CT选型微机保护选型开入：不推荐外部空节点接入，要有源节点接入，允许的电压偏差范围为-20%+10%。原理细节上的考虑u 对CT暂态不一致特性的考虑u 谐波闭锁u 反向

16、闭锁u 逻辑编程u 模糊区测试u 大电流冲击试验（条件允许时，检查保护内部算法是否有溢出）u 二次回路完善自检EMC报告内部回路对称性稳压电源测试u 允许偏差：-20%+15%u 纹波系数：5%u 突然拉合直流电源，保护装置无异常u 在条件允许时，在0.8倍额定电压下使保护装置的所有出口及信号继电器全部动作，测量稳压电源的各路输出电压，误差不超过5%差动保护后备保护本体保护可靠性技术改进变压器保护EMC 对于电子智能产品IED，从理论上讲，微处理器的工作完全由程序和存储器的内容控制，但实际当中，IED所处的工作环境存在不可避免的电磁干扰，这些干扰可能会耦合到信号、时钟以及供电线上并能干扰程序存

17、储数据的传输，从而使IED做出不可预知的错误行为。所以，IED必须具有相当等级的抗电磁扰动特性，即EMC特性。 按照GB/T14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程的要求，微机保护装置执行如下EMC标准。 差动保护后备保护本体保护可靠性技术改进变压器保护差动保护后备保护本体保护可靠性技术改进变压器保护差动保护后备保护本体保护可靠性技术改进变压器保护差动保护后备保护本体保护可靠性技术改进变压器保护差动保护后备保护本体保护可靠性技术改进变压器保护差动保护后备保护本体保护可靠性技术改进变压器保护差动保护后备保护本体保护可靠性技术改进差动保护有关涌流闭锁 现代变压器涌流特性，要求必须进行空投

18、试验再整定谐波闭锁定值 采用偶次谐波制动方案 采用变比例系数制动方案，克服和应涌流 关于交叉闭锁与按相闭锁二次回路完善 接地问题 带载试验接地网完善本体保护反措要点的实施 切记：不要利用微机保护装置的开入实现非电量跳闸，可以实现综自信号，跳闸一定要大功率重动后直接接入跳闸回路。反向闭锁的应用多套定值的充分利用 运行定值区 调试定值区 出厂默认定值区电动机保护技巧选配互感器技术改进概述现代微机式电动机保护的特点种类繁多测量原理大多为过流问题的提出怎样合理设置这些保护保护之间是否存在内在的联系保护的整定能否让它们和谐共处起动误动问题电动机保护概述选配互感器技术改进技巧掌握电动机保护的技巧 1.划清

19、界限短路故障u 差动、自平衡u 过流异常运行u 起动超时u 堵转u 过载u 不平衡舍己为人u 低电压u 低电流2.选择性之人民内部矛盾电流速断与电机起动起动超时与堵转过载保护与热容量、起动、自起动低电流保护的特殊性3.选择性之外部矛盾 负序过流保护 单相接地保护电动机保护概述技巧选配互感器技术改进电动机保护当电动机允许堵转时间小于电动机的起动时间1.这时反时限过流保护在起动电流作用下的动作时间要大于允许堵转时间，不能起动堵转保护的作用，必须单独配置堵转保护，且要求堵转保护必须在电动机起动结束后投入。2.由于起动时间大于允许堵转时间，所以在持续的起动电流作用下，反时限过流保护的最快动作时间也将在

20、允许堵转时间之上，所以该保护无法兼顾电动机起动超时，必须配置起动时间过长保护。概述技巧选配互感器技术改进电动机保护的整定计算差动保护启动电流Iop:(0.240.32)Ie,工程上可取0.4Ie拐点电流Igd:(0.60.8)Ie制动系数S:0.40.5电流保护电流速断高低两个定值IopH,IopLIopH:躲过电动机起动电流.IopH=Krel*Kst*IeIopL:整定要考虑以下原则（1）躲过电动机自启动电流（2）躲过母线故障电动机的瞬时反馈电流（3）保证电动机内部故障时有灵敏度国内很多厂家的做法是取高定值的一半。关于电流速断的延时，针对FC回路，要设置0.3s的延时。电动机保护的整定计算

21、电流保护过电流保护动作电流Iop:躲过正常运行时最大电流Iop=Krel*1.05Ie/0.95动作时间:根据电动机电气特性决定，如果不能在电动机起动过程中退出，那么要考虑躲过电动机起动时间。负序过流保护负序过流I段:作为电动机相间短路故障的后备I2op.I=Ie负序过流II段:保护电动机缺相运行I2op.II=0.4Ie负序过流III段:告警段，可以灵敏一些I2op.III=（0.150.2）Ie动作延时III段延时，为告警段，一般取6s9s即可。I段、II段延时的整定如下考虑能区分两相短路是外部故障还是电动机回路故障时（1）真空断路器回路：t1=0.05s;t2=0.4s（2）FC回路：t1=0.4s;t2=0.8s不能区分两相短路是外部故障还是内部故障