保護原理及整定第一頁，共八十三頁，2022年，8月28日繼電保護概念及作用1.繼電保護包括繼電保護技術(shù)和繼電保護裝置

﹡繼電保護技術(shù)是一個完整的體系，它主要由電力系統(tǒng)故障分析、繼電保護原理及實現(xiàn)、繼電保護配置設(shè)計、繼電保護運行及維護等技術(shù)構(gòu)成。﹡繼電保護裝置是完成繼電保護功能的核心。繼電保護裝置就是能反應電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。

2.

電力系統(tǒng)的故障和不正常運行狀態(tài)：(三相交流系統(tǒng))故障：各種短路（d(3)、d(2)、d(1)、d(1-1)）)和斷線（單相、兩相），

其中最常見且最危險的是各種類型的短路。其后果：I增加危害故障設(shè)備和非故障設(shè)備；U降低影響用戶正常工作；破壞系統(tǒng)穩(wěn)定性，使事故進一步擴大（系統(tǒng)震蕩，瓦解）I2（I0）旋轉(zhuǎn)電機產(chǎn)生附加發(fā)熱第二頁，共八十三頁，2022年，8月28日繼電保護概念及作用*不正常運行狀態(tài)：電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞，但沒有發(fā)生故障的運行狀態(tài)。如：過負荷、過電壓、頻率降低、系統(tǒng)震蕩等。

3．繼電保護的作用：故障和不正常運行狀態(tài)—>事故不可能完全避免且傳播很快（光速）要求：幾十毫秒內(nèi)切除故障人（×），繼電保護裝置（√）任務：被形象的比喻為“靜靜的哨兵”

第三頁，共八十三頁，2022年，8月28日繼電保護的原理、構(gòu)成及分類為區(qū)分系統(tǒng)正常運行狀態(tài)與故障或不正常運行狀態(tài)---找差別：特征。I增加故障點與電源間—>過電流保護U降低—>低電壓保護arg(U/I)相位變化：方向元件采用90度接線方式—>方向保護Z=U/I阻抗變化—>阻抗保護

—>電流差動保護I2、I0序分量保護等。另非電氣量：瓦斯保護，過熱保護等原則上說：只要找出正常運行與故障時系統(tǒng)中電氣量或非電氣量的變化特征（差別），即可找出一種原理，且差別越明顯，保護性能越好。

1.基本原理第四頁，共八十三頁，2022年，8月28日繼電保護的原理、構(gòu)成及分類2.構(gòu)成以過電流保護為例：正常運行：Ir=IfLJ不動故障時：Ir=Id>IdzLJ動—>SJ動（延時）—>XJ動—>信號

TQ動—>跳閘第五頁，共八十三頁，2022年，8月28日繼電保護的原理、構(gòu)成及分類一般由測量元件、邏輯元件和執(zhí)行元件三部分組成。測量元件作用：測量從被保護對象輸入的有關(guān)物理量（如電流、電壓、阻抗、功率方向等），并與已給定的整定值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果給出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等具有“0”或“1”性質(zhì)的一組邏輯信號，從而判斷保護是否應該啟動。邏輯元件作用：根據(jù)測量部分輸出量的大小、性質(zhì)、輸出的邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護裝置按一定的布爾邏輯及時序邏輯工作，最后確定是否應跳閘或發(fā)信號，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行元件。邏輯回路有：或、與、非、延時啟動、延時返回、記憶等。

第六頁，共八十三頁，2022年，8月28日繼電保護的原理、構(gòu)成及分類執(zhí)行元件：作用；根據(jù)邏輯元件傳送的信號，最后完成保護裝置所擔負的任務。如：故障時→跳閘；不正常運行時→發(fā)信號；正常運行時→不動作。

3.分類：

幾種方法如下：a.按被保護的對象分類：輸電線路保護、發(fā)電機保護、變壓器保護、電動機保護、

母線保護等；b.按保護原理分類：電流保護、電壓保護、距離保護、差動保護、方向保護、

零序保護等；c.按保護所反應故障類型分類：相間短路保護、接地故障保護、匝間短路保護、

斷線保護、失步保護、失磁保護及過勵磁保護等；d.按繼電保護裝置的實現(xiàn)技術(shù)分類：機電型保護（如電磁型保護和感應型保護）、整流型保護、晶體管型保護、集成電路型保護及微機型保護等；

第七頁，共八十三頁，2022年，8月28日繼電保護的原理、構(gòu)成及分類e.按保護所起的作用分類：主保護、后備保護、輔助保護等；主保護：滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護設(shè)備

和線路故障的保護。后備保護：主保護或斷路器拒動時用來切除故障的保護。

又分為遠后備保護和近后備保護兩種。①遠后備保護：當主保護或斷路器拒動時，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護來實現(xiàn)

的后備保護。②近后備保護：當主保護拒動時，由本電力設(shè)備或線路的另一套保護來實現(xiàn)后備

的保護；當斷路器拒動時，由斷路器失靈保護來實現(xiàn)后備保護。輔助保護：為補充主保護和后備保護的性能或當主保護和后備保護退出運行而增設(shè)的簡單保護。

第八頁，共八十三頁，2022年，8月28日繼電保護的基本要求對動作于跳閘的繼電保護，在技術(shù)上一般應滿足四個基本要求：選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。即保護四性。

（一）選擇性：選擇性是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護裝置僅將故障元件切除，而使非故障元件仍能正常運行，以盡量縮小停電范圍。例：當d1短路時，保護1、2動→跳1DL、2DL，有選擇性當d2短路時，保護5、6動→跳5DL、6DL，有選擇性當d3短路時，保護7、8動→跳7DL、8DL，有選擇性若保護7拒動或7DL拒動，保護5動→跳5DL（有選擇性）若保護7和7DL正確動作于跳閘，保護5動→跳5DL，則越級跳閘（非選擇性）

第九頁，共八十三頁，2022年，8月28日繼電保護的基本要求（二）速動性：快速切除故障。1提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；

2減少用戶在低電壓下的動作時間；

3減少故障元件的損壞程度，避免故障進一步擴大。

t－故障切除時間；tbh-保護動作時間；tDL-斷路器動作時間；一般的快速保護動作時間為0.06～0.12s，最快的可達0.01～0.04s。一般的斷路器的動作時間為0.06～0.15s，最快的可達0.02～0.06s。（三）靈敏性：指在規(guī)定的保護范圍內(nèi)，對故障情況的反應能力。滿足靈敏性要求的保護裝置應在區(qū)內(nèi)故障時，不論短路點的位置與短路的類型如何，都能靈敏地正確地反應出來。

第十頁，共八十三頁，2022年，8月28日繼電保護的基本要求通常，靈敏性用靈敏系數(shù)來衡量，并表示為Klm。對反應于數(shù)值上升而動作的過量保護（如電流保護）對反應于數(shù)值下降而動作的欠量保護（如低電壓保護）其中故障參數(shù)的最小、最大計算值是根據(jù)實際可能的最不利運行方式、故障類型和短路點來計算的。第十一頁，共八十三頁，2022年，8月28日繼電保護的基本要求（四）可靠性：

指發(fā)生了屬于它改動作的故障，它能可靠動作，即不發(fā)生拒絕動作（拒動）；而在不改動作時，他能可靠不動，即不發(fā)生錯誤動作（簡稱誤動）。影響可靠性有內(nèi)在的和外在的因素：內(nèi)在的：裝置本身的質(zhì)量，包括元件好壞、結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、制造工藝水平、

內(nèi)外接線簡明，觸點多少等；外在的：運行維護水平、調(diào)試是否正確、正確安裝上述四個基本要求是分析研究繼電保護性能的基礎(chǔ)，在它們之間既有矛盾的一面，又有在一定條件下統(tǒng)一的一面。

第十二頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護線路保護型號：a.DMP311b.DMP312c.DMP313d.DMP314e.DMP315f.DMP316g.DMP317h.DMP319

第十三頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）1.保護功能a.三相（或兩相）式三段電流保護（速斷、限時電流速斷、過流），（帶后加速、低壓閉鎖、方向保護）b.三相一次重合閘(不對應啟動、保護啟動、檢無壓)c.低頻減載(帶欠流閉鎖，滑差閉鎖)d.零序方向保護e.低壓減載（帶加速功能）f.過負荷告警g.PT、CT斷線、線路PT斷線報警

h.三段式零序過流保護（零序過流保護）i.三段相間距離保護j.檢同期

k.母線絕緣監(jiān)視l.線路差動保護

第十四頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）2.保護邏輯原理速斷保護

第十五頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護（DMP311/312/313/314/315/316/317/319

）DMP315

三段零序過流

(DMP312)第十六頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）

Tset：后加速整定時間Tset+200MS：后加速開放時間，從跳位變成合位時計時T：故障發(fā)生時間，從跳位變成合位時計時，必須在加速開放時間內(nèi)。后加速的啟動：a.重合于故障；b.手合于故障。后加速

第十七頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）三相一次重合閘

過負荷告警

第十八頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）低頻減載

第十九頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）低壓減載

Uqs：低壓啟動定值，(du/dt)s1：低壓滑差閉鎖值(du/dt)s2：低壓加速滑差值，(du/dt)s3：電壓恢復滑差閉鎖值Tvs1：低壓減載動作時間，Tvs2：低壓減載加速動作時間Uset2：恢復電壓值，Ubs：低壓閉鎖值

第二十頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）零序功率方向保護

PT斷線告警

第二十一頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）CT斷線告警

母線絕緣監(jiān)視

（DMP313）第二十二頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）檢同期

線路無壓，直接開放手合出口；線路有壓，在允許檢同期延時時間內(nèi)，滿足同期的條件，開放手合或者自動重合閘出口。在檢同期合閘時，系統(tǒng)電壓與待并網(wǎng)線路電壓的相角差Δδ與開關(guān)固有合閘時間t、導前角定值δzd、頻差dF、頻差滑差ddF、合閘過程中的相差減少量δP關(guān)系如下：

第二十三頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）

3.整定一、電流速斷保護（第Ⅰ段）：對于僅反應于電流增大而瞬時動作電流保護，稱為電流速斷保護。1、短路電流的計算：

圖中：1――最大運行方式下d(3)2――最小運行方式下d(2)3――保護1第一段動作電流

第二十四頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）

可見，Id的大小與運行方式、故障類型及故障點位置有關(guān)最大運行方式：對每一套保護裝置來講，通過該保護裝置的短路電流為最大的方式。（Zs.min）最小運行方式：對每一套保護裝置來講，通過該保護裝置的短路電流為最小的方式。（Zs.max）2、整定值計算及靈敏性校驗為了保護的選擇性，動作電流按躲過本線路末端短路時的最大短路短路整定

保護裝置的動作電流：能使該保護裝置起動的最小電流值，用電力系統(tǒng)一次測參數(shù)表示。（IdZ）

在圖中為直線3，與曲線1、2分別交于a、b點可見，有選擇性的電流速斷保護不可能保護線路的全長靈敏性：用保護范圍的大小來衡量lmax、lmin一般用lmin來校驗、要求：≥（15～20）％

第二十五頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）

二、限時電流速斷保護（第Ⅱ段）要求任何情況下能保護線路全長，并具有足夠的靈敏性在滿足要求①的前提下，力求動作時限最小。因動作帶有延時，故稱限時電流速斷保護。2.整定值的計算和靈敏性校驗為保證選擇性及最小動作時限，首先考慮其保護范圍不超出下一條線路第Ⅰ段的保護范圍。即整定值與相鄰線路第Ⅰ段配合。動作電流：

動作時間：

靈敏性：要求：≥1.3～1.5

第二十六頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）

若靈敏性不滿足要求，與相鄰線路第Ⅱ段配合。此時：動作電流：動作時間：

三、定時限過電流保護（第Ⅲ段）作用：

作為本線路主保護的近后備以及相鄰線下一線路保護的遠后備。其起動電流按躲最大負荷電流來整定的保護稱為過電流保護，此保護不僅能保護本線路全長，且能保護相鄰線路的全長。整定值的計算和靈敏性校驗：1）、動作電流：①躲最大負荷電流

（1）②在外部故障切除后，電動機自起動時，應可靠返回。

第二十七頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）

電動機自起動電流要大于它正常工作電流，因此引入自起動系數(shù)KZq式中：

顯然，應按（2）式計算動作電流，且由（2）式可見，Kh越大，IdZ越小，Klm越大。因此，為了提高靈敏系數(shù)，要求有較高的返回系數(shù)。（過電流繼電器的返回系數(shù)為0.85～0.9）

（2）2）動作時間在網(wǎng)絡中某處發(fā)生短路故障時，從故障點至電源之間所有線路上的電流保護第Ⅲ段的測量元件均可能動作。例如：下圖中d1短路時，保護1～4都可能起動。為了保證選擇性，須加延時元件且其動作時間必須相互配合。

第二十八頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）

即注：當相鄰有多個元件，應選擇與相鄰時限最長的配合

3）靈敏性近后備：

Id1.min―――本線路末端短路時的短路電流

Id2min―――相鄰線路末端短路時的短路電流遠后備：第二十九頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）

小結(jié)：電流速斷保護不能保護線路的全長限時電流速斷保護的保護范圍大于本線路全長限時電流速斷與第Ⅰ段共同構(gòu)成被保護線路的主保護，兼作第Ⅰ段的全后備保護。

第Ⅲ段的IdZ比第Ⅰ、Ⅱ段的IdZ小得多，其靈敏度比第Ⅰ、Ⅱ段更高；第Ⅲ段的保護范圍是本線路和相鄰下一線路全長；電網(wǎng)末端第Ⅲ段的動作時間可以是保護中所有元件的固有動作時間之和（可瞬時動作），故可不設(shè)電流速斷保護；末級線路保護亦可簡化（Ⅰ＋Ⅲ或Ⅲ），越接近電源，tⅢ越長，應設(shè)三段式保護。

四.距離保護原理（略）第三十頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）

五、零序功率方向保護（小電流接地選線）零序電壓，零序電流同名端接入裝置

變電站總電容電流的大小與變電站線路的結(jié)構(gòu)有關(guān)。發(fā)生單相接地故障時，故障總電流最好有實測值，如果實測有困難，可根據(jù)下列參數(shù)來計算電纜及架空線故障總電流。

10KV電纜線路：S=10mm20.46A/Km（一次電流）S=25mm20.62A/Km（一次電流）S=50mm20.77A/Km（一次電流）S=120mm21.1A/Km（一次電流）10KV架空線路0.025A/Km（一次電流）

在小電流接地選線時，各線路整定值為本線路電容電流的2倍，總電流大于各線整定值越多越能可靠選出故障相；出線小于三條線時，可能不能正確選出故障相；若總電流小于各線整定值，此保護暫時不能有效工作，所以要實測各相電容電流值。

六、低壓減載低壓減載的起動必須具備以下條件：①低壓減載投入；②電壓滑差（du/dt）不大于低壓減載滑差閉鎖定值，一般不能大于0.9Un/S；③運行電壓小于低壓起動值（一般0.9Un）；④運行電壓不小于低壓閉鎖值。

第三十一頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）

在輸入電壓滿足以下條件之一時，低壓減載被閉鎖。①低電壓閉鎖：軟件低壓閉鎖值Ubs由用戶通過定值設(shè)定。②電壓下降速率過快，其速率du/dt>(du/dt)s1時。此時視為系統(tǒng)短路。

當系統(tǒng)短路切除后，電壓回升到U>Uset2時，且變化率du/dt>(du/dt)s3時，裝置重新開放低壓減載。(du/dt)s1：低壓滑差閉鎖值，(du/dt)s2：低壓加速滑差值，(du/dt)s3：電壓恢復滑差閉鎖值。低壓減載裝置所有推薦定值清單如下：低壓起動值Uqs：80%Un低壓滑差閉鎖值(du/dt)s1：80%Un/s低壓加速滑差閉鎖值(du/dt)s2：20%Un/s電壓恢復滑差值(du/dt)s3：70%Un/s故障切除后電壓恢復后判據(jù)Uset2：75%Un母線電壓消失判據(jù)Ubs：20%Un低壓減載動作時間Tvs1：用戶根據(jù)系統(tǒng)情況整定低壓減載加速動作時間Tvs2：一般按提前一到兩輪整定

第三十二頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）

4.常見問題處理方法

（1）農(nóng)網(wǎng)10kV線路送電時發(fā)生后加速動作

10kV線路農(nóng)網(wǎng)由于線路長，配電變壓器多，在線路手合送電時由于勵磁涌流的作用會發(fā)生后加速動作的情況。不屬于誤動，可考慮將后加速時間延長躲過勵磁涌流的影響。

（2）變電站空母線投運后報母線絕緣監(jiān)視告警，實際并未接地情況。

變壓器投運后，空載投運母線并且?guī)е鳳T。這樣由于母線對地電容與PT的電感之間構(gòu)成串聯(lián)諧振回路，使得PT產(chǎn)生鐵磁諧振，打破了三相電壓的平衡，產(chǎn)生大的零序電壓，所以告警母線絕緣監(jiān)視。隨后投上所帶線路，負載增大，打破了原串聯(lián)諧振回路，三相電壓恢復平衡，母線絕緣監(jiān)視告警消失。這是操作人員未按規(guī)程操作以及PT本身質(zhì)量問題導致。

（3）線路送電后負荷顯示不正確首先查看裝置采集的電壓是否準確，然后看一下保護電流是多少后乘以CT變比再看一下測量電流顯示是否準確，若準確再到運行監(jiān)視里查看電壓及電流的相位關(guān)系是否正確。第三十三頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）

（4）關(guān)于防跳問題微機保護裝置和斷路器都有防跳功能時表現(xiàn)出來兩種狀況：斷路器防跳功能被啟動，不能進行連續(xù)兩次分合閘操作斷路器在跳位狀態(tài)時，微機保護跳位指示燈亮，合位指示燈滅，現(xiàn)象正常；開關(guān)在合位狀態(tài)時，微機保護合位指示燈亮，跳位指示燈有微弱的亮光，現(xiàn)象不正常。解決措施：1.合閘線圈在接入微機保護裝置時串接斷路器常閉輔助結(jié)點2.拆除斷路器本身防跳功能3.短接微機保護串于合閘回路中的防跳繼電器常閉結(jié)點（對于500E或3000型裝置拆除防跳功能1）短接防跳結(jié)點KLT.V2）割斷操作板上JP10連接線3）將斷路器常閉結(jié)點一端接-KM，一端接到B10端子采集跳位。同時解決了位置指示燈錯誤的問題）方案一為最佳方案，即保留了微機保護防跳功能，也保留了在開關(guān)柜上進行電氣操作時斷路器的防跳功能，簡單有效。

（5）后臺開關(guān)位置不變

我們的裝置開關(guān)位置是通過跳合閘線圈采集的，采用的是雙位置判斷，所以只要將開關(guān)跳合閘線圈接到裝置上不需再外接開關(guān)位置狀態(tài)。若裝置處于控制回路斷線，則保護裝置上送控制回路斷線前的開關(guān)狀態(tài)。所以若后臺開關(guān)位置不變可能是控制回路斷線了。第三十四頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）

（6）后臺誤報信號

首先檢查誤報的信息是通過哪個保護裝置報上來的，然后到對應的裝置事件記錄里查看有無記錄，若有則可肯定是外部接的信號線確實產(chǎn)生了此信號，若無查看設(shè)置的信息點號是否重號及查看前置程序事件記錄里是否確實有誤發(fā)的信息。這樣就可判斷出是哪里出了問題。（7）重合閘試驗做不出來

查看重合閘是否充電，若不充電則軟壓板沒投，充電完畢后又馬上放電則根據(jù)造成重合放電的幾個因素挨個排查，同時充電完畢后再做試驗時在重合閘時間內(nèi)讓開關(guān)跳閘后一定要把所加故障電流退掉，否則裝置在判到有流后不啟動重合閘。（8）CPU主板可能會發(fā)的幾種信號自檢出錯：裝置上電時報此信號，這是因為CPU板上的電池壞了，正常情況下是用裝置電源給RAM供電的，失電后就可以用主板上電池供電，如果電池沒有電不能給RAM供電它上報的動作代碼就是亂碼了，影響了事件記錄，會在裝置上電瞬間報自檢出錯，但是對于保護和其它不會有影響，只要換一個電池就好了！

RAM出錯：如果報RAM出錯就可能是CPU板有問題了。

A/D出錯：A/D芯片可能出了問題，也可能是電源板提供A/D芯片工作的電源出了問題，可到運行監(jiān)視里查看電源是否正常。第三十五頁，共八十三頁，2022年，8月28日線路保護（DMP311/312/313/314/315/316/317/319）（9）工頻交流干擾超溫跳閘線（現(xiàn)象解釋）

如圖：超溫跳閘信號開入分為2支，一支開入裝置做為信號量開入，另一支則接在壓板上最終接到外接保護跳上。當受到交流工頻干擾時，信號線中會有60-80伏感應電壓，這時候裝置會報超溫信號，但由于電壓不夠，不足以驅(qū)動控制回路使控制開關(guān)跳閘。同時，查看事件記錄會發(fā)現(xiàn)，超溫跳閘啟動和超溫跳閘復歸兩條記錄之間的時間一般相差20毫秒左右，也就是1/50秒，而這個時間剛好就是交流工頻的周期。

第三十六頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器保護變壓器保護型號：a.DMP320（四側(cè)）b.DMP321（三側(cè)）c.DMP322（兩側(cè)）d.DMP323e.DMP324f.DMP325第三十七頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器保護概述電力變壓器的故障類型、不正常運行狀態(tài)1）變壓器故障分為內(nèi)部故障和外部故障。內(nèi)部故障指的是變壓器油箱內(nèi)繞組之間發(fā)生的相間短路、一相繞組間發(fā)生的閘間短路、繞組與鐵芯或引出線與外殼發(fā)生的單相接地短路。外部故障指的是油箱外部引出線之間發(fā)生的各種相間短路、引出線因絕緣閃落或破碎而通過油箱外殼發(fā)生的單相接地短路。變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時，短路電流產(chǎn)生的高溫電弧不僅燒壞繞組絕緣和鐵芯，而且使絕緣材料和變壓器油受熱分解產(chǎn)生大量氣體，導致變壓器外殼局部變形、破壞甚至引起爆炸。

2）變壓器不正常運行狀態(tài)主要指過負荷、油箱漏油造成的油面降低和外部短路引起的過電流、對于大容量變壓器因其鐵芯額定工作磁通密度與飽和磁通密度比較接近，當系統(tǒng)電壓過高或系統(tǒng)頻率降低時，容易引起的過勵磁

。第三十八頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器保護概述變壓器保護的配置反應內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護反應變壓器繞組和引出線的相間短路、中性點直接接地系統(tǒng)中系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線的單相接地短路及繞組閘間短路的縱聯(lián)比率差動保護或電流速斷保護作為變壓器外部相間短路和內(nèi)部短路的后備保護的過電流保護（或帶有復合電壓起動的過電流保護或負序電流保護）中性點直接接地系統(tǒng)中外部接地短路的變壓器零序過流保護（一般為110KV及以上電壓等級）大型變壓器的過勵磁保護及過電壓保護相間短路的阻抗保護（對于升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡變壓器在復合電壓啟動的過流保護或負序電流保護不能滿足靈敏度和選擇性時采用）變壓器過負荷保護（反應容量在0.4MVA及以上變壓器的對稱過負荷）

第三十九頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器保護概述變壓器的勵磁涌流分析正常運行時，勵磁電流僅為變壓器額定電流的3％~5％，對保護無影響；而當變壓器空載投入或外部故障切除電壓恢復時，勵磁電流可達額定電流的6~8倍，對差動保護帶來極為不利的影響。勵磁涌流并非正弦波，而是成尖頂狀波形，且波形不連續(xù)，相鄰兩個波形間出現(xiàn)間斷;勵磁涌流過程中產(chǎn)生很多高次諧波，諧波分量中以二次為主。

變壓器勵磁涌流和內(nèi)部短路故障時短路電流的諧波分析結(jié)果條件諧波分量占基波分量的百分比（％）直流分量基波二次諧波三次諧波四次諧波五次諧波勵磁涌流第一個周期58100622542第二個周期58100632853第八個周期58100653073內(nèi)部短路故障短路電流電流互感器飽和3810043292電流互感器不飽和01009474第四十頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器保護概述差動回路中不平衡電流的產(chǎn)生

由變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生的不平衡電流由于變壓器常常采用Y,D11的接線方式，因此，其兩側(cè)電流的相位差30度。此時如果兩側(cè)的電流互感器仍然采用Y/Y接線方式，則二次電流由于相位不同，會形成一個差流。由于計算變比與實際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流由于兩側(cè)的電流互感器都是根據(jù)產(chǎn)品目錄選取標準的變比，而變壓器的變比也是一定的，因此，三者的關(guān)系很難滿足Nl/Nh=NB的要求，此時差動回路中將有電流流過。在我們的微機保護中通過整定的不平衡系數(shù)來調(diào)整計算變比與實際變比的不同。由兩側(cè)電流互感器型號不同而產(chǎn)生的不平衡電流由變壓器帶負荷調(diào)整分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流第四十一頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器保護概述差動回路的接線

要求各側(cè)CT靠近母線側(cè)為同名端；高、低壓側(cè)保護CT“反極性”接入差動保護單元在正常運行和外部故障時同相相角差180°。

第四十二頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器保護概述縱聯(lián)差動保護的整定躲變壓器空投及故障切除后電壓恢復時的勵磁涌流躲變壓器外部故障時在差動保護中引起的最大不平衡電流躲差動保護二次電流回路斷線時，在差動回路中引起的差電流（帶CT斷線閉鎖的比率差動整定時不用考慮該項）

第四十三頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器差動保護原理和整定分析

一、變壓器主保護：變壓器的主保護包括：變壓器差動速斷保護、二次諧波制動的比率差動保護、非電量保

護（本體輕重瓦斯、有載輕重瓦斯、超溫告警、超溫跳閘、壓力

釋放、風扇故障、油位異常）。變壓器差動速斷保護：在變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴重故障時快速切除故障變壓器。二次諧波制動的比率差動保護（帶CT斷線閉鎖）：采用分相式，即A、B、C任一相保護動作出口。

二、比率差動保護動作方程和動作示意圖：

動作方程Icd=K×Izd+K×（Icdqd/K–Igd）即Icd=K×Izd+Icdqd-K×Igd

第四十四頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器差動保護

1）當Igd=Icdqd/K時，斜線通過原點（如圖1）。

第四十五頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器差動保護

2）當Igd>Icdqd/K時斜線向負Icd軸移動，提高了靈敏度，防誤動能力下降（如圖2）。

第四十六頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器差動保護

3）當Igd<Icdqd/K時斜線向正Icd軸移動，防誤動能力增強，靈敏度下降（如圖3）。

注：門檻電流Icdqd確定后，改變拐點電流Igd的大小，其實是對防誤動能力、靈敏度兩個性能指標的選擇。

第四十七頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器差動保護

三、二次諧波制動方法：1）判斷有無二次諧波的先決條件：看有諧波相差流是否大于該相比率差動動作值，如小于即使有二次諧波分量，也等同于該相無二次諧波。2）實際采到的二次諧波值與該相差流的比值是否大于二次諧波系數(shù)（I2cd/Icd>K2），如果大于就制動比率差動；當I2cd/Icd<K2時不制動比率差動。3）二次諧波制動判據(jù)二次諧波制動采用單相二次諧波制動三相比率差動保護的原理，但是如果只有一相有二次諧波，且三相差動電流均越過定值，則差動保護動作。（主要考慮對于變壓器中性點接地系統(tǒng)中，在空投變壓器時如有一相單相接地時保護仍能可靠動作）

四、CT斷線判斷方法判據(jù)1：產(chǎn)生的負序電流大于0.1A（500E裝置之前的300型、400型、500型裝置負序電流判據(jù)為大于0.2A），并且斷線側(cè)負序電流是非斷線側(cè)負序電流的2倍以上。

MAX｛I2（高），I2（中），I2（低）｝＞2*MIN｛I2（高），I2（中），I2（低）｝判據(jù)2：斷相側(cè)的三相電流絕對值之和小于非斷相側(cè)的三相電流絕對值之和。當判據(jù)1、判據(jù)2同時滿足時發(fā)“CT斷線閉鎖”信號。對與互感器一般額定為5A或1A，考慮1.2倍的過負荷運行，當二次相電流超過6A或1.2A時，認為是不正常運行狀態(tài)，CT斷線不閉鎖比率差動保護，差流如過動作值就動作，反之可靠閉鎖，防止誤動。由于判據(jù)2的選用，使CT斷線報警更為準確，排除了負荷不平衡產(chǎn)生負序電流而誤動。CT斷線是閉鎖比率差動保護，實驗時比率差動保護功能必須是投入狀態(tài)。

第四十八頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器差動保護

五、二次CT接線方式

主變一次繞組接線方式一般為“Y/Δ”，差動回路二次CT接線既可按常規(guī)“Δ/Y”接線，也可把兩側(cè)接成“Y/Y”方式，通過程序中的CT接線方式來調(diào)節(jié)相位。方式1：主變一次繞組接線方式：“Y/Δ”，二次CT接線為“Δ/Y”，則高壓側(cè)CT接線方式應設(shè)為“OFF”

；以上為常規(guī)接線方式，相位補償依靠二次接線調(diào)節(jié)，菜單中關(guān)于主變CT接線方式的設(shè)置均為“OFF”，表示不需要進行軟件相位調(diào)節(jié)。方式2：主變一次繞組接線方式：“Y/Δ”，二次CT接線為“Y/Y”，則高壓側(cè)CT接線方式應為“ON”；相位調(diào)節(jié)由軟件調(diào)整實現(xiàn)。方式3：主變一次繞組接線方式：“Y/Y”，二次CT接線為“Y/Y”，則高壓側(cè)CT接線方式應為“ON”；防止一側(cè)中性點接地系統(tǒng)中有零序電流而誤動，通過軟件轉(zhuǎn)換成Δ，濾掉零序分量。以上兩種接線方式二次CT極性均以母線側(cè)為同名端接入裝置。整定計算不受接線方式的影響，全部按常規(guī)接線方式來整定（不受軟件相位補償?shù)挠绊懀?/p>

六、CT接線系數(shù)CT接線系數(shù)以主變一次繞組接線方式為基準，一次側(cè)為Y接線，則接線系數(shù)為，Δ接線則為1。對主變一次繞組雙Y接線時,兩側(cè)Y/Y均應設(shè)成ON，接線系數(shù)均為。

第四十九頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器差動保護

七、不平衡系數(shù)計算主變各側(cè)保護CT變比配備的差異形成的不平衡電流的補償方式采用不平衡系數(shù)調(diào)節(jié)，平衡原理采用了主變兩側(cè)功率相等原則，不平衡系數(shù)以高壓側(cè)為基準，高壓側(cè)不平衡系數(shù)固化為“1”，主變兩側(cè)不平衡系數(shù)的計算：A.主變高壓側(cè)為1（已固化）B.低壓側(cè)不平衡系數(shù)=（UL×KL×Khjx）/（Uh×Kh×KLjx）其中Uh、UL分別為主變高、低壓側(cè)額定電壓

Kh、KL分別為主變高、低壓側(cè)CT變比

Khjx、KLjx分別為主變高、低壓側(cè)CT接線系數(shù)

八、差動保護CT相位角檢查

變壓器投運后觀察高、低壓側(cè)的相角，由于高低壓側(cè)CT靠近各自母線側(cè)為同名端，CT反極性接入差動保護裝置，高、低壓側(cè)本相相差180°

φIa=000°

高壓側(cè)φIb=120°

φIc=240°

φIa=180°

低壓側(cè)φIb=300°φIc=060°

第五十頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器差動保護

十一、變壓器的整定已知變壓器參數(shù)如下：額定容量Se=31.5MVA，變比（110±4×2.5%）/11KV，主變一次繞組接線方式“Y/Δ-11”，高壓側(cè)CT變比：200/5，低壓側(cè)CT變比：2000/5CT二次接線為“Y/Y”接入本裝置，則：Uh=110KV，Ul=11KVKh=40，Kl=400本裝置“保護投退”菜單中將“高壓側(cè)接線方式Y(jié)/Y”設(shè)置為“ON”，高壓側(cè)Khjx=，低壓側(cè)Kljx=14.差動單元高壓側(cè)額定Ie

Ie=31500×/(×110×200/5)=7.16（A）5.門坎電流Icdqd取0.5Ie

Icdqd=0.5Ie=0.5×7.16=3.58（A）6.拐點電流取Ie

Igd=Ie=7.167.二次諧波制動系數(shù)推薦為0.128.比率制動特性斜率K推薦為0.59.差動速斷取6~8Ie（躲空投變壓器時的勵磁涌流和不平衡電流）

Isd=43~57（A）10.差流越限告警取0.5倍門檻電流3.58/2=1.79A3.低壓側(cè)不平衡系數(shù)=（11×2000/5×

）/（110×200/5×1）=1.732第五十一頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器后備保護

原理和整定分析

一、復壓過流保護1）復壓過流保護中I、II、III三個時限跳哪側(cè)開關(guān)的出口選擇可以根據(jù)用戶、要求配置2）負序電壓整定時需按線電壓整定，一般6～7V矢量公式：U2(線)=1/3（Uab+α2×Ubc+α×Uca）α=ej120=-1/2+j/2α2=ej(-120)=-1/2-j3）低電壓整定一般60～65V

/2出口1234567端子B13、14B15、16C1、2C3、4C5、6C7、8C9、10第五十二頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器后備保護

二、90°接線、45°靈敏角、180°動作區(qū)的方向保護：

Uab-Ic、Ubc-Ia、Uca-Ib

1）雙側(cè)有源系統(tǒng)中，延時短的一側(cè)加裝方向保護，提高動作的選擇性2）PT斷線后電壓相角不穩(wěn)定，方向保護閉鎖功能自動退出，如同無方向的電流保護

第五十三頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器后備保護

DMP300：以Uab為0°為基準相角，以“順時針”為正方向,在Ua、Ia同相位時（負載純阻）,相角表示如下：

Ua=30°Ub=150°Uc=270°Ia=30°Ib=150°Ic=270°Uab=0°Ubc=120°Uca=240°國標：以Ua為0°為基準相角，以“逆時針”為正方向,在Ua、Ia同相位時（負載純阻）,相角表示如下：

Ua=0°Ub=-120°Uc=120°Ia=0°Ib=-120°Ic=120°Uab=30°Ubc=-90°Uca=150°第五十四頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器后備保護

第五十五頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器后備保護

第五十六頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器后備保護

第五十七頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器后備保護

三、母線絕緣監(jiān)視3U0set：絕緣監(jiān)視電壓一般整定為

15～20V裝置采集Uab、Ubc、3U0，通過矢量計算出Ua、Ub、Uc矢量公式Uab=Ua-UbUbc=Ub-Uc3U0=(Ua+Ub+Uc)

第五十八頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器后備保護

在35KV中性點不接地系統(tǒng)中，當A相金屬性完全接地時，矢量圖如下：

第五十九頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器后備保護

3U0極性正確3U0極性不正確Uan＝0VUan＝2×57=114VUbn＝100VUbn＝57VUcn＝100VUcn＝57VUab＝100VUab＝100VUbc＝100VUbc＝100VUca＝100VUca＝100V接地相相電壓為0接地相相電壓為114非接地相相電壓上升

倍

非接地相相電壓不變線電壓不變

線電壓不變第六十頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器后備保護

四、DMP324保護中零序過流和間隙零序過流保護的運用主變中性點只有一個零序CT，在中性點刀閘分位時，零序電流通過放電間隙和大地等構(gòu)成回路，放電間隙是較大的阻抗，故障時電流較小，所以定值也小；在中性點刀閘合位時，零序電流通過中性點刀閘和大地等構(gòu)成回路，阻抗小，故障時相應流過零序電流大，所以定值較大。間隙零序過流保護在中性點刀閘合位時（D5端子），保護功能被自動閉鎖，防止主變在中性點直接接地運行時間隙零序過流保護誤動。

第六十一頁，共八十三頁，2022年，8月28日變壓器后備保護

五、DMP323復合電壓輸出與DMP324中的復合電壓形成配合可以實現(xiàn)高后備的復壓過流保護的多側(cè)電壓啟動。

六、DMP325保護裝置里“廠家設(shè)置”中“高壓側(cè)測量設(shè)置”的運用不計主變本身的功率損耗時，高、低壓側(cè)的功率基本相等，當選用高壓側(cè)計量時，測量CT選用高壓側(cè)，“高壓側(cè)測量設(shè)置ON”；當選用低壓側(cè)計量時，測量CT選用低壓側(cè)，“高壓側(cè)測量設(shè)置OFF”。由于“Y/Δ-11”高、低壓側(cè)測量CT相角差30°，設(shè)置錯誤時計量錯誤。

七、DMP325作為主變高壓側(cè)保護中復壓過流方向保護的運用雖然可以選取兩側(cè)電壓作為閉鎖電壓，但由于保護CT取自高壓側(cè)，所以復壓過流方向保護中電壓方向只判高壓側(cè)電壓相角（對于“Y/Δ-11”高、低壓側(cè)保護CT相角差30°）

第六十二頁，共八十三頁，2022年，8月28日電動機保護

電動機保護型號：（1）DMP371

：電流速斷；過流保護（包括定時限、一般反時限、非常反時限、極端反時限）；過熱保護；堵塞保護；啟動時間過長保護；低電壓保護；負序過流保護；零序過流保護；啟動間隔保護；過負荷告警（2）DMP372

：比率差動保護；過負荷告警（3）DMP373

：電流速斷；過流保護（包括定時限、一般反時限、非常反時限、極端反時限）；過熱保護；堵塞保護；啟動時間過長保護；低電壓保護；負序過流保護；零序過流保護；啟動間隔保護；過負荷告警；差動速斷保護；二次諧波制動比率差動保護第六十三頁，共八十三頁，2022年，8月28日電動機保護

保護原理

1.電流速斷保護

Ihset：啟動后速斷電流整定值Isset：啟動時速斷電流整定值

第六十四頁，共八十三頁，2022年，8月28日電動機保護

電動機的啟動判據(jù)：①電流在30mS內(nèi)從小于0.05A突變?yōu)?倍額定電流②開關(guān)位置從跳位變?yōu)楹衔?/p>

2.過流保護

第六十五頁，共八十三頁，2022年，8月28日電動機保護

3.過熱保護

過熱是引起電動機損壞的重要原因，特別是轉(zhuǎn)子因負序電流產(chǎn)生的過熱。過熱保護分為過熱保護告警和過熱保護跳閘。過熱保護動作判據(jù)為：式中：t：保護的動作時間（s）；

τ：電動機的發(fā)熱時間常數(shù)（s），對應于電動機過熱（過負荷）的承受能力；

I1：電動機實際運行電流的正序分量（A）；

I2：電動機實際運行電流的負序分量（A）；

In：裝置的額定電流（電動機實際運行額定電流反應到CT二次側(cè)的值）；K2：負序電流發(fā)熱系數(shù)第六十六頁，共八十三頁，2022年，8月28日電動機保護

4.堵塞保護

5.啟動時間過長

第六十七頁，共八十三頁，2022年，8月28日電動機保護

6.啟動間隔保護

電動機運行過程中不允許頻繁的啟停電動機。啟動間隔保護可有效防止太小的時間間隔內(nèi)的重復啟動而導致電動機過熱。當電動機兩次啟動的時間間隔小于整定值時，第二次啟動時電動機將被跳開。

7.低電壓保護

第六十八頁，共八十三頁，2022年，8月28日電動機保護

8.負序過流保護

本保護由負序電流，正序電流和短延時三部分構(gòu)成。它在電動機一相斷線情況下啟動時和匝間短路時可迅速作用于跳閘，它對保護區(qū)內(nèi)非對稱故障的靈敏度高于相電流速斷。1)電動機斷一相啟動時，作用于保護的I1、I2皆約為電動機正常啟動電流的一半，肯定大于整定值，因此可立即作用于跳閘。2)電動機兩相短路，I2為由電源流至故障點的負序電流，而I1=I1k+I1m(I1k為故障點的正序電流，I1m為電動機的正序負荷電流)，保護有足夠的靈敏度。3)正常運行中一相斷線，斷線后，一般情況下，I1=I2<1.2In,利用I1的整定值可防止保護區(qū)外一相斷線使本保護誤跳閘，而由過熱保護延時跳閘。4)外部兩相短路，故障開始時電動機反饋較大的I1、I2，為防止本保護此時誤動，其動作時間不應小于0.2S。反饋過程結(jié)束后，I1約為正常負荷電流的一半，I1≈0.5In，由于轉(zhuǎn)矩減小使滑差增大，I1又趨向于增大。為防止I1增大至大于整定值而誤動，保護的動作時間又不宜太長。這就是本保護延時定為0.2S或0.6S的根據(jù)。

第六十九頁，共八十三頁，2022年，8月28日電動機保護

9.零序過流保護

零序過流保護分為零序過流報警和零序過流跳閘。本保護整定范圍很寬。在算法上考慮了躲開暫態(tài)過程的影響，它可用于小電流接地系統(tǒng)或經(jīng)電阻接地的系統(tǒng)。

在電動機較大的啟動電流下，也可能有較大的零序不平衡電流，因此在零序電流保護中加入正序電流作為制動量。其動作特性可用下式描述：

I1≤1.05In時I0≥I0setI1＞1.05In時I0≥[1+(I1/In－1.05)×0.25]×I0set

式中：I0：零序保護的動作電流

I0set：零序保護的整定電流

10.比率差動保護

IfK=0.4K=0.5K=0.3IcdIcdqddIgd動作區(qū)第七十頁，共八十三頁，2022年，8月28日電動機保護

參數(shù)整定

1.電動機二次額定電流Ie2.電動機啟動時間Tqd3.電動機速斷保護：

啟動時定值=1.2~1.3Iqd(Iqd電動機的啟動電流)

啟動后定值=?(考慮在最小運行方式下出口處兩相短路有足夠靈敏度整定,靈敏度Klm>2)

保護動作延時:0.1S4.定時限過流保護(反時限過流保護和定時限過流保護在電動機啟動過程中自動退出,啟動結(jié)束后自動投入)

過流定值=1.3Ie(電動機二次額定電流)

保護動作延時:0.5S(用戶根據(jù)實際需求整定)5.反時限過流保護根據(jù)幾倍的額定電流需多長時間動作然后根據(jù)公式反向求出時間常數(shù)。6.堵塞保護(電動機啟動過程中堵塞保護自動退出,啟動結(jié)束后自動投入)正序定值=2.5Ie保護動作延時:0.1S7.過負荷告警(只告警不跳閘)告警電