2025年PCS-978变压器保护课件

PCS-978变压器保护装置南京南瑞继保电气有限公司2019.01一.

PCS978概述二.

PCS978平台介绍三.

PCS978硬件系统四.

PCS978差动保护原理五.

PCS978后备保护原理六.

PCS978调试目录一.概述

PCS-978变压器保护

PCS-978系列变压器保护在现场已经成功应用近十年时间，积累了丰富的实际应用经验，我公司在此基础上，结合最新的计算机技术和用户日益复杂的应用需求，研发出了全新一代的PCS-978变压器保护，它继承了PCS-978系列变压器保护的所有优点，并在保护原理方面有了进一步的创新和改进，同时人机接口方面更加友好，全面支持新一代的数字化变电站的应用要求。

PCS-978系列数字式变压器保护适用于35kV及其以上电压等级，需要提供双套主保护、双套后备保护的各种接线方式的变压器。

PCS-978装置可支持电子式互感器和常规互感器，支持电力行业通讯标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103）和新一代变电站通讯标准IEC61850，支持GOOSE输入和输出功能，并支持分布式保护配置模式。

PCS-978包括4U机箱和8U机箱两种机箱结构，采用传统互感器时4U机箱装置最大可以输入36路模拟量，可以满足绝大部分变压器保护装置的要求，8U机箱最大可以输入84路模拟量，可用来满足一些特殊变压器保护的要求。

PCS-978装置中可提供一台变压器所需要的全部电量保护，主保护和后备保护可共用同一TA。这些保护包括：纵差稳态比率差动纵差差动速断纵差工频变化量比率差动分相差稳态比率差动保护低压侧小区差动保护分侧比率差动保护零序比率差动保护过激磁保护复合电压闭锁方向过流相间阻抗保护接地阻抗保护零序方向过流零序过压间隙零序过流失灵联跳简易母差PCS978配置

另外还包括以下异常告警功能：过激磁报警过负荷报警起动冷却器过载闭锁有载调压差流异常报警差动回路TA断线TA异常报警和TV异常报警图中表示的是此型保护所能够适应的最大的接线方式，但其接线方式并不一定符合实际应用。PCS-978GE典型应用配置(三圈变)PCS-978GC典型应用配置(自耦变)三.

PCS978硬件系统PCS978装置的正面面板布置图PCS978通用硬件模块图电源插件（NR1301）

注意:输入电源的额定电压为220V和110V自适应，其它电压等级需要特别订货，投运时请检查所提供电源模块的额定输入电压是否与控制电源电压相同。注意:电源模块提供012端子和接地柱用于装置接地。应将012端子接至接地柱然后通过专用接地线接至屏柜的接地铜排。端子编号符号描述001公共1公共端1001,002闭锁1常闭接点，装置闭锁输出1001,003报警1装置异常报警输出1004公共2公共端2001,005闭锁2常闭接点，装置闭锁输出2001,006报警2装置异常报警输出200724V+端子007和008未24V电源输出端子，该24V电源主要供光耦开入板使用。其中07为24V+，08为24V-，该电源输出的额定电流为200mA。00824V-009未使用010装置正电源输入011装置负电源输入012FGND装置地2.CPU插件（NR1101）CPU插件为本装置的第二个插件，槽号为1。CPU插件由高性能的嵌入式处理器、FLASH、SRAM、SDRAM、以太网控制器及其他外设组成。实现对整个装置的管理、人机界面、通讯和录波等功能。CPU插件使用内部总线接收装置内其他插件的数据，通过RS-485总线与LCD板通讯。此插件具有2路100BaseT以太网接口、2路RS-485外部通信接口、PPS/IRIG-B差分对时接口和RS-232打印机接口。3.DSP插件（NR1151，NR1152，NR1136）

DSP插件由高性能的数字信号处理器、光纤接口、同步采样的16位高精度ADC以及其他外设组成。插件完成模拟量数据采集功能、保护逻辑计算和跳闸出口等功能。当连接常规互感器的时候，插件通过交流输入板进行同步数据采集；当连接电子式互感器的时候，插件通过多模光纤接口从合并单元实时接收同步采样数据。NR1151DSP插件分别完成保护计算和保护起动的功能以及测控的测量与控制功能。NR1152型DSP插件支持60044-8的FT数据接收功能。NR1137型DSP插件支持GOOSE与SMV采样功能。四.

PCS978差动保护4.1差动保护基本原理稳态量低值差动保护首先规定TA的正极性端在母线侧，电流参考方向由母线流向变压器为正方向。稳态低值比率差动继电器动作方程：各侧额定电流：

差动方程分析设定值单中差动启动值和比率系数分别为：代入差动方程得(各量都转为标么值)：

由上式可见，差动方程为三条直线笔程，斜率分别为0.2,0.5和0.75稳态低值比率差动继电器稳态低值比率差动保护要经过励磁涌流判据和过激磁判据闭锁。稳态低值比率差动保护要经过TA饱和判据闭锁以防止在TA饱和时误动。差动保护的不平衡电流变压器差动保护不同于线路差动保护，是因为变压器差动保护的不平衡电流远大于线路差动保护不平衡电流，因此变压器差动保护的灵敏度及可靠程度都存在问题。变压器差动保护不平衡电流产生的原因主要有以下几方面：1.稳态情况下的不平衡电流（1）由于变压器各侧电流互感器型号不同，即各侧电流互感器的饱和特性和励磁电流不同而引起的不平衡电流。它必须满足电流互感器的10%误差曲线的要求。（2）由于实际的电流互感器变比和计算变比不同引起的不平衡电流。（3）由于改变变压器调压分接头引起的不平衡电流。（4）由于变压器运行过励磁而引起的不平衡电流。2.暂态情况下的不平衡电流（1）由于短路电流的非周期分量主要为电流互感器的励磁电流，使其铁芯饱和，误差增大而引起不平衡电流。（2）变压器空载合闸的励磁涌流，仅在变压器一侧有电流。三折线的差动方程三段式比率制动特性中，电流启动值是针对正常运行时的不平衡电流，因此应当躲开最大负荷情况下的不平衡电流，通常取Icdqd=（0.2～0.5）IN。使用三段式比率差动的特点就是反映了故障时的实际情况，在较小的外部故障的情况下，Ie=（2～3）IN,电流互感器饱和程度不深，误差还是较小的，这时允许选取较小的制动系数（Kbl=0.2～0.5)，这样相应的增加了动作区，在区内故障时提高了灵敏度。在较大的外部故障的情况下，可以选择较大的制动系数(Kbl=0.75)，这时电流互感器流过了很大的穿越性故障电流，互感器饱和程度加深，误差也随之增大，应当选择较大的制动系数，同时在这种区内短路电流的情况下，差动电流远远大于制动电流，可以保证保护在区内故障时可靠动作。

区内故障时：如图示，各侧短路电流都是由母线流向变压器，和参考方向一致，为正值，所以差动电流很大，容易满足差动方程，差动保护动作。

区外故障时：如图示在低压母线上发生故障。高、中压侧短路电流由母线流向变压器，为正值。低压侧电流由变压器流向母线，为负值。把变压器看成电路上的一个节点，由节点电流定理，流入的电流等于流出的电流，即相量和为0，所以差动电流差动保护不动作。4.2差动保护中的TA饱和问题TA饱和对差动保护的影响（1）Ф

一次绕组通入励磁电流以后，在铁芯中产生磁通，磁化曲线如右图所示，当励磁电流不大时，磁路不饱和，磁通和励磁电流之间是线性关系，磁通在二次绕组感应出电流I2，这时TA测量是准确的。当一次励磁电流比较大，磁路饱和，磁通为平顶波，磁通变化率很小，接近为0，由电磁感应定律:

二次绕组感应的电势和磁通的变化率成正比，所以二次绕组电势接近于0，电流也接近于0，这就是TA饱和。TA饱和时波形TA严重饱和时的主要特征1）二次电流波形有严重缺损，显著非正弦。2）在短路后TA很快进入深饱和，以致二次绕组的感应电动势降为零。在相应的一段时间内二次电流为零，此时一次电流全部成为励磁电流。3）当一次电流全部成为励磁电流后其瞬时值下降时TA逐渐退出饱和，当它下降到零继而改变极性时铁心安全退出饱和，二次绕组的感应电动势增大，二次电流又几乎与一次电流相等，但这时铁心中有相当大的剩磁存在。4）当一次电流恢复初始的极性又上升时，由于有剩磁存在铁心又很快饱和，二次电流又降为零。5）在短路开始时铁心要维持磁通不变，或者说励磁回路的电感不允许其电流突变，一次电流全部变换为二次电流，TA无误差。这段时间虽短，一般为3－8ms,但可以被差动保护所利用。

区外故障伴随TA饱和会引起差动保护误动：

如图示在低压母线上发生故障。假设：

I1＝1000A

I2＝2000A则I3＝－3000A；但是由于低压侧TA饱和，测到的电流I3很小，假设为0，则保护计算的差动和制动电流为：满足差动方程，造成差动保护误动。TA饱和处理方法(1)

为防止在变压器区外故障等状态下TA的暂态与稳态饱和所引起的稳态比率差动保护误动作，装置利用二次电流中的二次和三次谐波含量来判别TA是否饱和，所用的表达式如下：

其中Iφ2为电流中的二次谐波，Iφ3为电流中的三次谐波，Iφ1为电流中的基波，kφ2xb和kφ3xb为某一比例常数。 当与某相差动电流有关的电流满足以上表达式即认为此相差流为TA饱和引起，闭锁稳态比率差动保护。TA饱和处理方法(2)动作方程动作特性稳态高值比率差动继电器高值比率差动不受TA饱和判据影响。这样当区内严重故障同时TA饱和，低值差动闭锁，高值差动保护可以动作。稳态比率差动保护的动作特性高值和低值差动的配合1）区内轻微故障，短路电流小，TA不饱和：低值比率差动灵敏动作2）区内严重故障，短路电流大，TA饱和：低值闭锁，高值动作3）区外轻微故障，短路电流小，TA不饱和：差流为0，低值和高值都不动作4）区外严重故障，短路电流大，TA饱和：低值闭锁，高值差动由于定值比较高，差流进入不到动作区，也不会动作。4.3差动保护中的励磁涌流问题励磁涌流识别原理在正常运行时励磁电流比较小，一般不超过额定电流的3%,可是在:(1)变压器空载合闸（空投）

(2)区外故障切除后电压恢复时这两种情况下可能出现很大的励磁电流。励磁涌流波形特征：①励磁涌流的最大幅值很大，可能达到变压器额定电流的5~10倍。变压器容量越小，该倍数越大。②有很大的非周期分量。波形偏于时间轴的一侧，因此波形严重不对称。③有大量的谐波分量，尤其是二次谐波分量含量较大。二次谐波与基波分量的比值一般均大于0.15。④波形出现间断，间断角一般大于60o。

励磁涌流的波形与合闸瞬间电压的相位、铁芯中剩磁的大小和方向、电源容量和变压器容量的大小、铁芯材料的性质和磁化曲线、变压器的饱和磁密、合闸回路的阻抗和时间常数等因素有关。

如果合闸时正好电压达到最大值，就不会出现非周期性的磁通，也就不会出现励磁涌流，而只有正常时的励磁电流。

如果合闸时正好电压为零，励磁涌流最大。所以三相变压器中三相的励磁涌流大小是不一样的。考虑到变压器空投时电源三相电压互差1200，所以无论在何时合闸至少有二相会出现不同程度的励磁涌流。变压器空载合闸示意实际500kV自耦变压器空充励磁涌流录波图励磁涌流会引起差动保护误动由于励磁涌流最大可以达到额定电流的10倍，将励磁涌流代入差动方程，可以看出此时差动电流远远大于制动电流，满足差动方程，造成差动保护误动。励磁涌流识别原理一(谐波原理)励磁涌流识别采用谐波制动和波形不对称两个原理。判为涌流后分相闭锁。谐波制动原理。利用差电流Id中的二次和三次谐波分量与基波分量的比值作为闭锁差动的判据。当满足：

时分相闭锁差动保护。、固定取为0.15和0.2。二次谐波含量高闭锁差动保护避免了励磁涌流情况下差动保护的误动。三次谐波含量高闭锁差动保护主要是为了在供给钢厂等非线性负荷较大的用户的变压器中防止差动保护误动。励磁涌流识别原理二(波形识别)与门分相开放差动保护。式中

—差电流的全周积分值。

S＝S1＋S2—两个相距半周的差电流瞬时值之和的全周积分值。

S+=S1-S2—大于1的常数。

—门槛值。S1S2S1S2励磁涌流短路电流4.4差动保护中的Y-D相位补偿问题变压器的Y

/Δ11接线由变压器原理可知，大容量变压器不能接成Y-Y接线方式，因为励磁电流所必需的三次谐波电流分量不能流通，结果会导致变压器三次谐波电动势相当大，电势波形发生严重畸变，为尖顶波，变压器产生过电压，可能危害线圈绝缘。而低压侧接成D形，三次谐波电流便在三角形中环流，该环流对原有的三次谐波磁通起去磁作用，三次谐波电动势被削弱，相电动势接近正弦波。由于变压器高低压侧接线方式不一样，造成高低压侧线电流有相位差，所以对于差动保护，高低压侧电流要进行相位补偿。PCS978采用Δ→Y折算(以Yd11为例)

PCS978中变压器差动电流相位补偿采用Δ侧向Y侧补偿的方法，公式如下：电流相位补偿新方法由△→Y相位补偿新方法：在软件中将△侧电流做一个两相电流之差的运算。为求得零序电流的平衡，将Y侧电流减去零序电流。△侧Y侧4.5差动保护中高低压侧电流折算问题主变差动各侧电流的折算主变差动保护所用电流为主变各侧电流，由于各侧电流处于不同的电压等级，所以在差动运算前，要对各侧电流进行折算，折算到同一个电压等级。另外，各侧TA变比也不一样，也要对TA变比进行折算。折算方法有两种：

(1)各侧电流转为标么值；

(2)各侧电流乘以本侧的折算系数。方法一：各电流转为标么值标么值定义：电流的实际值和基准值的比值，一般选取各侧的额定电流做为基准电流。对于主变各侧额定电流的计算公式如下（统一选取主变额定容量为基准容量）：1）主变高压侧：2）主变中压侧：3）主变低压侧：各参数定义如下：SN：主变额定容量

U1N：主变高压侧额定线电压N1：主变高压侧TA变比

U2N：主变中压侧额定线电压N2：主变中压侧TA变比

U3N：主变低压侧额定线电压N3：主变低压侧TA变比

PCS978稳态差动保护逻辑框图4.6工频变化量差动工频变化量的物理解释∆I=IK-IN工频变化量比率差动保护除常规的稳态量的比率差动保护外增加了工频变化量的比率差动保护。其动作方程为:变压器的工频变化量的比率差动保护

：为各支路工频变化量电流的相量和：为各支路工频变化量电流的标量和

:为固定门槛

:为浮动门槛。浮动门槛的设置可防止在系统发生振荡时或频率有偏移时保护误动理论上，工频变化量比率差动制动系数可取较高的数值，这样有利于防止区外故障TA饱和等因素所造成的差动保护误动。工频变化量差动继电器的动作特性其中m就是参与工频变化量差动保护计算的差动分支数工频变化量逻辑框图工频变化量比率差动继电器的优点负荷电流对它没有影响。对稳态量的比率差动继电器，负荷电流是一个制动量。会影响内部短路的灵敏度。受过渡电阻影响小。由于上述原因工频变化量比率差动继电器比较灵敏。提高了重负荷下少匝数的匝间短路时的灵敏度。由于制动系数取得较高再加上采用浮动门槛技术，在发生区外各种故障、功率倒方向、区外故障中出现TA饱和与TA暂态特性不一致等状态下也不会误动作。使得保护的安全性与灵敏度同时得到了兼顾。4.7零序差动和分侧差动

为了提高接地故障的灵敏度，针对自耦变压器，装置设有零序差动或分侧差动。

零序差动保护可保护变压器Y侧的各种接地故障，分侧差动保护可保护变压器Y侧的各种接地故障和相间故障，但它们都不能保护变压器Y侧的匝间短路。

零序差动保护和分侧差动保护都不必经励磁涌流判据闭锁。零序比率差动和分侧比率差动保护零序比率差动保护主要应用于自耦变压器，其动作方程如下：其中

、

、

分别为高压侧、中压侧和公共绕组侧零序电流，

为零序比率差动启动定值，

为零序差动电流，

为零序差动制动电流，

为零序差动比率制动系数整定值，

为CT二次额定电流。

固定整定为0.5。

当满足以上条件时，零序比率差动动作。零差各侧零序电流通过装置自产得到，这样可避免各侧零序CT极性校验问题。

若零序比率差动启动定值

，则其拐点电流自动设定为

零序比率差动零序比率差动高压侧中压侧公共绕组侧低压侧零序比率差动继电器

各侧零序电流均由装置自产得到，各侧TA二次零序电流由软件调整平衡，这样可避免采用零序TA极性不易校验等问题。

装置在理论分析与实验的基础上，采用正序电流制动与TA饱和判据相结合的方法，保证零差保护在变压器区外三相短路、或励磁涌流情况下不误动。

正序电流制动判据：，满足本判据开放保护。分侧差动保护原理其中

、

、

分别为高压侧、中压侧和公共绕组侧电流，

为分侧差动启动定值，

为分侧差动电流，

为分侧差动制动电流，

为分侧差动比率制动系数整定值，

为CT二次额定电流。推荐

整定为0.5。若分侧差动启动定值

，则其拐点电流自动设定为

分侧比率差动保护的动作特性零序或分侧比率差动的逻辑框图低压侧小区差动原理

低压侧小区差动保护主要应用于高电压等级分相变压器，与分相比例差动保护配合使用，其动作方程如下：低压侧小区差动原理绕组内侧电流做如下折计算后再与开关侧电流做差动计算：

IAˊ=IA-IBIBˊ=IB-ICICˊ=IC-IA小区差动电流相位补偿方法两侧电流还要进行CT变比的折算，即各侧电流乘以折算系数。如绕组内CT变比为1200/5，开关CT变比为600/5，则绕组折算系数为1.4，开关侧折算系数为0.7(最大折算系数不走超过1.4)五.

PCS978后备保护

相间阻抗保护：

接入装置的CT正极性端在母线侧。阻抗元件的动作特性如下图所示。阻抗元件灵敏角固定为80°。

图中Zp为指向变压器阻抗整定值，Zn为指向母线阻抗整定值。

TV断线对阻抗保护的影响：当装置判断出变压器高压侧TV断线时，自动退出阻抗保护。阻抗元件的比相方程为：5.1阻抗保护接地阻抗保护：

阻抗元件的动作特性如图所示。阻抗元件灵敏角固定为80°。

图中Zp为指向变压器阻抗整定值，Zn为指向母线阻抗整定值。

接地阻抗元件的比相方程为：式中：

为零序补偿系数5.2复合电压闭锁方向过流

复合电压方向过流保护主要作为主变压器相间故障的后备保护。通过整定控制字可选择各段过流是否经过复合电压闭锁，是否经过方向闭锁，是否投入。

(1)方向元件：采用正序电压，并带有记忆，近处三相短路时方向元件无死区。装置后备保护分别设有控制字‘过流方向指向’来控制过流保护各段的方向指向。当‘过流方向指向’控制字为‘0’时，表示方向指向变压器，灵敏角为45°；当‘过流方向指向’控制字为‘1’时，方向指向系统，灵敏角为225°。方向元件的动作特性如下图所示，阴影区为动作区。同时装置分别设有控制字‘过流经方向闭锁’来控制过流保护各段是否经方向闭锁。当‘过流经方向闭锁’控制字为‘1’时，表示本段过流保护经过方向闭锁。a) 方向指向变压器b)方向指向系统方向指向系统或变压器时的保护范围过流保护方向元件指向系统时，此时做为系统故障的后备保护，保护范围是本侧母线故障及母线出口处故障。方向元件指向变压器时，保护范围是：变压器故障、对侧母线故障及母线出口处故障。指向系统时保护范围指向变压器时保护范围(2)复合电压元件：复合电压指相间电压低或负序电压高。对于变压器某侧复合电压元件可通过整定控制字选择是否引入其它侧的电压作为闭锁电压，例如对于高压侧后备保护，装置分别设有控制字，如‘过流保护经中压侧复压闭锁’、‘过流保护经低压侧复压闭锁’等，来控制过流保护是否经其他侧复合电压闭锁；当‘过流保护经中压侧复压闭锁’控制字整定为‘1’时，表示高压侧复压闭锁过流可经过中压侧复合电压起动；当‘过流保护经中压侧复压闭锁’控制字整定为‘0’时，表示高压侧复压闭锁过流不经过中压侧复合电压起动。各段过流保护均有‘过流经复压闭锁’控制字，当‘过流经复压闭锁’控制字为‘1’时，表示本段过流保护经复合电压闭锁。低电压元件的动作电压按躲过无故障运行时保护安装处出现的最低电压来整定。

式中：――额定线电压（TV二次值，取100V）。负序电压元件按躲过正常运行时系统中出现的最大负序电压整定。此外，还应满足相邻线路末端两相短路时负序电压元件有足够的动作灵敏度。通常式中：－额定相电压（TV二次值，取57.7V）。PT异常对复合电压元件、方向元件的影响：

本侧PT断线后，该侧复压闭锁过流保护，受其他侧复压元件控制；低压侧PT断线后，本侧（或本分支）复压闭锁过流保护不经复压元件控制；对于低压侧总后备保护，当两分支电压均断线或退出时，复压闭锁过流保护不经复压元件控制。

方向元件始终满足。本侧电压退出对复合电压元件、方向元件的影响：

当本侧PT检修或旁路代路未切换PT时，为保证本侧复合电压闭锁方向过流的正确动作，需退出[本侧电压投入]压板，此时它对复合电压元件、方向元件有如下影响：

该侧复压闭锁过流保护，受其他侧复压元件控制；低压侧PT断线后，本侧（或本分支）复压闭锁过流保护不经复压元件控制；对于低压侧总后备保护，当两分支电压均断线或退出时，复压闭锁过流保护不经复压元件控制。

方向元件始终满足。复合电压闭锁方向过流逻辑框图

装置分别设有‘零序过流用自产零序电流’控制字来选择零序过流各段所采用的零序电流。若‘零序过流用自产零序电流’控制字为‘1’时，本段零序过流所采用的零序电流为自产零序电流；若‘零序过流用自产零序电流’控制字为‘0’时，本段零序过流所采用的零序电流是外接零序电流。断线闭锁元件：

装置中配置有CT断线闭锁元件，当检测到CT断线或异常时，闭锁使用自产电流，且不经方向闭锁的零序过流元件。

方向元件固定使用自产零序电流进行判别；方向元件：

当方向指向变压器，方向灵敏角为255°；当‘方向指向系统，方向灵敏角为75°。方向元件的动作特性如图所示。5.3零序方向过流保护方向指向系统方向指向变压器中心点直接接地的变压器装设零序电流保护作为接地短路的后备保护。零序过流保护逻辑框图

5.4变压器中性点间隙保护间隙保护的作用是保护中性点不接地变压器中性点绝缘安全的。在变压器中性点对地之间安装一个击穿间隙。在变压器不接地运行时，若因某种原因变压器中性点对地电位升高到不允许值时，间隙击穿，产生间隙电流。变压器间隙保护是用流过变压器中性点的间隙电流及TV开口三角形电压作为危及中性点安全判据来实现的。保护的原理接线如图所示。间隙电流保护和零序电压保护，是半绝缘变压器中性点工频过电压损坏绝缘的保护。只在系统发生接地故障，接地故障点存在，而所有接地变压器均跳闸以后，经间隙接地的变压器中性点工频电压升至相电压，危及变压器安全，此时，如间隙击穿或间隙间断击穿就会有间隙电流或间隙电流和零序电压交替出现，由间隙电流保护动作跳闸如间隙未击穿，就会有零序电压出现，由零序电压保护动作跳闸。该保护不是暂态过电压和雷击过电压的保护，中性点为全绝缘的变压器可以不配置间隙电流保护，仅配置零序过电压保护。变压器中性不接地运行时，如图示，当发生单相接地故障，中性点N电位升高到相电位，如果不设放电间隙，容易把中性点绝缘击穿。此时设放电间隙，防止过电压，同时间隙击穿后有间隙零序电流，间隙过流保护动作。注意：零序电压宜取TV开口三角电压。【释义】(1)如保护用电压回路并联有三角形负载或相间负载时，当TV两相断线后，保护装置感受到的三相电压均同相位，断线两相的电压幅值为断线相负载和相间负载的分压，将导致零序过电压保(2)采用TV开口三角零序电压，TV断线后，零序电压为零，不会造成零序电压保护误动，因此，零序电压宜取TV开口三角电压。但在正常运行时，TV开口三角零序电压为不平衡电压，其值很小，不易监视，检验维护应特别注意，应防止TV开口三角电压回路断线为何间隙电流取中性点间隙专用TA？

规程强调了间隙电流不宜与零序过流保护公用中性点TA。如两者公用一组TA,在变压器接地运行时，如间隙电流保护未退出运行，发生变压器区外接地故障时，间隙电流保护可能误动。主要原因如下(1)间隙电流保护作为系统失去中性点后，发生单相接地故障时，防止分级绝缘变压器中性点绝缘损坏的保护，其动作电流与变压器的零序阻抗、间隙放电的电弧电阻等因素有关，难以准确计算，根据经验，一次定值为100A,一般动作时间可取为0.3s--0.5s.(2)零序过流保护按照大电流接地系统发生单相接地故障有灵敏度整定，定值最小的零序最末端电流值也达到300A,动作时间需要与线路最末端零序时间配合，一般会达到3s一4s.(3)当间隙电流共用中性点TA时，如变压器中性点接地运行，发生区外故障时，间隙电流保护可能误动。当间隙电流采用专用TA时，间隙电流保护和零序过流保护能做到自动投退，即保护装置能自适应变压器中性点接地方式。间隙过流保护定值1）动作电流当流过击穿间隙的电流大于或等于100A时保护动作，即：

式中：――保护的动作电流；――间隙TA的变比。3）动作延时为躲过暂态过电压，间隙保护具有动作延时，一般其值为：2）动作电压间隙保护逻辑框图5.5变压器过励磁保护变压器过激磁运行时，铁芯饱和，励磁电流急剧增加，励磁电流波形发生畸变，产生高次谐波，从而使内部损耗增大、铁芯温度升高。另外，铁芯饱和之后，漏磁通增大，在导线、油箱壁及其他构件中产生涡流，引起局部过热。严重时造成铁芯变形及损伤介质绝缘。为确保大型、超高压变压器的安全运行，设置变压器过激磁保护非常必要。过激磁保护的作用原理

过激磁保护的作用原理变压器运行时，其输入端的电压为：（5-1）式中：U――电源电压；

W－一次绕组的匝数；

S――变压器铁芯的有效截面；

f――电源频率；

B――铁芯中的磁密。由于绕组匝数W和铁芯截面S均为定数，故由（5-1）可以得到：（5-2）式中：K＝4.44WS，是常数。由式（5-2）可以看出，变压器铁芯中的磁密，与电源电压成正比，与电源的频率成反比，即电源电压的升高或频率的降低，均会造成铁芯中的磁密增大，进而产生过激磁。在变压器过激磁保护中，用到一个重要的物理量，称之为过激磁倍数n，它等于铁芯中的实际磁密B与额定工作磁密Be之比，即：（5-3）变压器过激磁时，n＞1，n值越大，过激磁倍数越高，对变压器的危害越严重定时限过激磁元件

定时限过激磁元件动作的整定值，应按躲过正常运行时变压器铁芯中出现的最大工作磁密来整定。正常运行时，变压器的电压最高为额定电压的1.1倍，系统频率最低为49.5Hz，因此，铁芯中最大的工作磁密为额定工作磁密的1.11倍。定时限元件的动作过激磁倍数应为：

式中：－定时限元件动作过激磁倍数整定值；

――可靠系数，取1.05；

――返回系数，微机保护取0.95～0.98。将、代入上式得：＝1.17～1.2。动作延时可取6～9秒。反时限过激磁元件

发电机或变压器反时限过激磁保护的动作特性应按与制造厂给出的允许过激磁特性曲线相配合来整定。如图所示。图中，曲线1为发电机或变压器的允许过激磁特性曲线；曲线2为反时限过激磁保护的动作特性曲线。微机保护的反时限过激磁保护通过整定8组离散的坐标点来拟合,定值示例如下表所示。过励磁倍数n为：过激磁倍数（n）1.11.21.251.31.41.451.5允许持续时间（S）t1t3t4t5t7t8t9变压器反时限过激磁保护整定图例

变压器反时限过励磁保护定值示例5.6

失灵联跳

装置设有高压侧失灵联跳功能，用于母差或其他失灵保护装置通过变压器保护跳主变各侧的方式；当外部保护动作接点经失灵联跳开入接点进入装置后，经过装置内部灵敏的、不需整定的电流元件并带50ms延时后跳变压器各侧断路器。

失灵联跳的电流元件判据为：高压侧相电流大于1.1倍额定电流，或零序电流大于0.1倍In，或负序电流大于0.1倍In，或电流突变量判据。

其中，电流突变量判据动作方程为：

为浮动门坎，随着电流变化量增大而逐步自动提高，取1.25倍可保证动作门槛值始终略高于电流不平衡值。

为电流变化量的幅值。

为固定门坎，取0.1In。失灵联跳逻辑框图5.7跳闸矩阵定值

跳闸矩阵定值为十六进制数，整定方法是在需要跳闸的开关位填‘1’，其它位填‘0’，则可得到该元件的跳闸方式。例如中压侧后备保护的复压方向过流1时限整定为跳中压侧母联，则在第3位填‘1’，其它位填‘0’。这样得到该元件的跳闸矩阵定值为：0008。位1514131211109876543210功

能未定义未定义未定义未定义未定义跳闸备用4跳闸备用3跳闸备用2跳闸备用1跳低压侧跳中压侧分段2跳中压侧分段1跳中压侧母联跳中压侧跳高压侧2支路跳高压侧1支路变压器保护跳闸矩阵表(部分)序号定值名称范围步长差动保护

0000～FFFF1高压侧相间阻抗1时限

0000～FFFF1高压侧相间阻抗2时限

0000～FFFF1高压侧接地阻抗1时限

0000