主变差动保护及保护ppt课件.ppt

1、1.中海油新能源玉门昌马风电场主变压器差动保护及保护范围。中海油新能源玉门昌马风电场，1。主变压器差动保护是一种基于被保护电气设备进、出线两端电流差变化的电气设备保护装置，一般分为纵向差动保护和横向差动保护。变压器差动保护属于纵向差动保护，而横向差动保护常用于变电站母线及其他设备的保护。差动保护主要用于保护电力变压器。其原理是监测保护设备两个不同监测点的电流变化，从而发现被监测对象是否异常。当异常值达到设定值时，操作断路器将设备从系统中切断，以防止事故扩大。中海油新能源玉门昌马风电场纵向差动保护和横向差动保护都是根据电流差动原理工作的：简单地说，纵向差动保护的原理是比较发电机定子绕组首端和尾端

2、的电流是否平衡，这对定子绕组的相间短路非常敏感；横向差动保护利用双星形绕组中性点之间的不平衡电流工作，对定子绕组匝间短路或层间短路很敏感。比率差动保护主要用于变压器，但很少用于发电机。一般情况下，发电机主保护配有纵向差动保护，横向差动保护取决于接线方式。4、中海油新能源玉门昌马风电场纵差保护：纵差保护的定义：纵差保护的动作和选择性取决于保护区两端电流的幅值比较或相位和幅值比较的一种保护。差动继电器作为保护的测量元件，用来比较被保护元件两端电流的大小和相位差，从而判断被保护区域是否存在短路。由于纵联差动保护只在保护区发生短路时才起作用，因此不存在与系统中相邻元件的保护选择性配合的问题，因此它可以

3、在整个保护区内的任何一点快速切断短路，这是它的宝贵优势。然而，为了形成纵向差动保护装置，有必要在被保护元件的每一端安装电流互感器，并将其次级线圈与辅助导线连接，以与差动继电器连接。由于辅助导线的限制，纵向连接的差动保护仅限于短线路。对于发电机、变压器和母线，纵差保护可广泛用于实现主保护。5、中海油新能源玉门昌马风电场，所谓变压器纵差保护是指通过比较变压器一、二次电流的值和相位而形成的保护。纵向差动保护装置一般用于保护大电流接地系统中变压器线圈和出线的相间短路和单相接地短路。对于变压器线圈匝间短路等内部故障，通常仅用作后备保护。纵向差动保护装置由电流互感器和互感器两侧的继电器组成。两个电流互感器

4、串联成一个回路，电流继电器并联在回路上。因此，流经继电器的电流等于两侧电流互感器二次侧电流之差。在正常情况下或故障发生在保护范围之外时，两侧电流互感器的二次电流大小和相位相等，因此流经继电器的差动电流为零。但是，如果保护区发生短路故障，流经继电器的差动电流不再为零，所以继电器将动作跳闸断路器，从而起到保护作用。6、中海油新能源玉门昌马风电场，横向差动保护：定义：一种适用于并联回路(或双回路)的差动保护(接地或不接地的相间短路，通常称为横向故障)，那么纵向差动保护应参考电流互感器的串联。横向差动保护反映匝间故障。(定子绕组匝间短路或支路开路称为纵向故障)，则横向差动保护应参考电流互感器的并联。在

5、中海油新能源玉门昌马风电场，主变压器差动保护是变压器保护的主要手段。基本原则是反映受保护变压器两端流入和流出电流的差异。如果故障发生在保护区内，差动电路中的电流值大于设定值，差动保护瞬时动作，而如果故障发生在保护区外，主变压器差动保护不应动作。受变压器励磁电流、接线方式、电流互感器误差等因素的影响，差动回路中产生不平衡电流，不平衡电流中存在浪涌电流往往导致变压器差动保护误动，给变压器差动保护的实现带来困难。因此，采取措施降低不平衡电流及其对保护的影响是需要解决的主要矛盾。9.中海油新能源玉门昌马风电场主变压器继电保护包括本体保护、差动保护、距离保护、过载保护、短路保护和过电压保护。1.本体保护

6、：是一种非电气保护，包括本体轻、重气体保护、有载调压轻、重气体保护和压力释放。原理是当变压器发生故障时，它会经常影响变压器的绝缘油，导致气体的产生。此时，变压器的气体继电器动作，本体保护根据不同气体继电器的动作跳闸或报警。10，中海油新能源玉门昌马风电场，2。差动保护：反映变压器内部故障(包括三侧或两侧电流互感器之间的电缆)。以三匝为例，采集变压器三侧的电流。在正常情况下，根据KCL定理，流入变压器的电流等于流出变压器的电流，即差动电流为零；如果变压器有内部故障，则一侧必须有大电流，这将导致差动电流不为零，保护动作。如果是外部故障，流入变压器的电流仍然等于流出变压器的电流，保护将不起作用。常见

7、的差包括流量差、比率差等。两圈变得一样。距离保护：目前很少使用，但很有用。简单地说，就是采集电压和电流，计算阻抗，然后根据计算出的阻抗判断是否动作。不推荐。4.间隙过流和间隙过压保护：收集变压器放电间隙的功率，处理接地故障。5.限制性接地保护：广泛应用于国外。用零序电流来判断，似乎也有零序差动保护。中海油新能源玉门昌马风电场，12，中海油新能源玉门昌马风电场，6。过流保护：用于变压器后备保护。它反映了变压器故障、母线故障和馈线故障。一般来说，它不仅可以作为变压器备份，也可以作为母线备份和馈线保护备份。过流保护包括：相电流、负序和零序；有固定时限和反时限。7.过载：包括报警、启动空冷、锁定有载调

8、压等。13，中海油新能源玉门昌马风电场，8。热过载：根据变压器提供的热积累特性，根据负载电流计算变压器的热积累，分为报警和跳闸两个阶段。14、中海油新能源玉门昌马风电场主变差动保护电流互感器的选择，除了带气隙的D级铁芯变压器外，还应适当提高电流互感器的比例，以降低短路电流倍数，有效削弱励磁涌流，减少差动回路中产生的不平衡电流，提高差动保护的灵敏度。这对于避免失误尤其有效这是避免因保护区外故障，尤其是最严重的三相金属短路引起的主变差动保护误动的有效方法之一。16、中海油新能源玉门昌马风电场二期。变压器差动保护的工作原理及实现特点差动继电器安装在变压器的高低压侧(或组合继电器的线路分别连接到高低压

9、侧的保护电流互感器电路)，根据输入输出功率相等的原则监测变压器的运行状态(应校正空载损耗)。一旦两侧异常监测数据达到设定值，保护装置为动作开关，变压器从系统中移除。纵向差动保护反映了受保护变压器两端流入和流出电流之间的相量差。实现双绕组变压器纵向差动保护的原理接线如下图所示。17、下图显示了电容器横向差动保护接线。在正常运行期间，电容器组的两个并联支路的电流相等，只有少量不平衡电流流过电流继电器(KA)。当几个电容器被切断时，电容器组的两个并联支路的电流不相等，并且出现差动电流，因此保护将立即动作。中海油新能源玉门昌马风电场，18，一般来说，我们称之为根据电磁感应励磁原理从发电机转子产生旋转磁

10、场的过程。变压器浪涌电流是当变压器以全电压充电时，在变压器绕组中产生的瞬态电流。当变压器投入运行前铁芯中的剩余磁通与变压器投入运行时工作电压产生的磁通方向相同时，其总磁通远远超过铁芯的饱和磁通，从而产生很大的浪涌电流，最大峰值可达变压器额定电流的6-8倍。由于励磁涌流会对电力系统产生诸多不利影响，其抑制技术受到广泛关注。目前，削弱励磁涌流的方法主要有三种：串联电阻法；控制三相开关的闭合时间；变压器低压侧并联电容器。其中，三相开关闭合时间的控制原则上不需要辅助设备，相对于其他两种方法有一定的优势。从仿真结果来看，控制三相开关的闭合时间可以有效抑制励磁涌流的幅值。20.中海油玉门昌马风电场，(1)

11、以单相变压器为例，励磁涌流具有以下特点：1 .变压器的励磁电流IL仅流过变压器的一侧，因此它不能在通过电流互感器的差动电路中平衡。当外部故障发生时，励磁电流因电压降低而降低，其影响甚至更小。然而，当变压器空载运行且外部故障消除后电压恢复时，可能会出现大的励磁电流(也称为浪涌电流)。励磁涌流中有许多非周期分量，它们位于时间轴的一侧。21，中海油新能源玉门昌马风电场，2，励磁涌流含有大量的高次谐波成分，其中二次谐波占很大比例。3.浪涌电流波形位于时间轴的一侧，相邻波形之间存在“不连续角”。22、中海油新能源玉门昌马风电场；(2)根据励磁涌流的特点，变压器纵差保护通常采用以下措施：1 .采用快速饱和铁心差动继电器(BCH型差动继电器)形成保护；2.差动保护是利用二次谐波制动原理形成的；3.基于识别波形“不连续角”原理的差动保护；23.中海油新能源玉门昌马风电场，利用涌流波形间间断角大、短路电流间无间断角的两种电流波形的差异，可以区分涌流和短路，从而避免涌流的影响，利用