和差式比率制动式差动保护原理

高压配电柜　和差式比率制动式差动保护原理

　　1.双绕组变压器比率制动的差动保护原理。

　　（1）和差式比率制动的动作判据

　　①差动电流：

　　②制动电流：

　　③差动保护动作的第一判据：

　　④制动比率系数：

　　⑤外部故障时，保护可靠地不动作。应满足如下判据：

　　⑥差动保护动作的第二判据

　　2.高低压配电柜比率制动特性的整定

　　（1）高压配电柜最小启动电流Iact0

　　（2）拐点制动电流Ibrk0可选取

　　（3）高压配电柜最大制动系数Kbrk.max和制动特性斜率S

　　 ①,高低压配电柜　最大制动系数

　　②高压配电柜　比率制动特性曲线如下图

　　③比率制动系数的整定值D取0.3～0.5

　　④比率制动特性的斜率S，由上图可知

　　高压配电柜　当Ibrk0<<Ibrk.max和Iact0<<Ibrk.max， 则上式可得

　　即比率制动特性的折线BC过坐标原点，在任何制动电流下有相同的制动系数。（4）内部故障灵敏度校验

　　在系统最小运行方式下，计算变压器出口金属性短路的最小短路电流（周期分量），同时计算相应的制动电流，由相应的比率制动特性查出对应与的起动电流则灵敏系数

　　要求Ksen>2.0

　　3．高低压配电柜　　三绕组变压器比率制动的差动保护原理。

　　对于三绕组变压器，其差动保护的原理与双绕组变压器的差动保护原理相同，但差动电流和制动电流及最大不平衡电流应做相应的更改。差动电流和制动电流分别为

　　在有的变压器差动保护直接取三侧中最大电流为制动电流，即

　　最大不平衡电流的计算公式如下：

　　 在微机保护中，考虑采用数值补偿系数后误差非常小Δm≈0，则上式为

　　4.励磁涌流闭锁原理

　　高低压配电柜　采用二次谐波制动原理

　　在变压器励磁涌流中含有大量的二次谐波分量，一般约占基波分量的40％以上。利用差电流中二次谐波所占的比率作为制动系数，可以鉴别变压器空载合闸时的励磁涌流，从而防止变压器空载合闸时保护的误动。

 　　高压配电柜　在差动保护中差电流的二次谐波幅值用表示，差电流中二次谐波所占的比率可表示为如下式：

 　　配电柜厂家　如选二次谐波制动系数为定值D3，那么只要大于定值D3，就可以认为是励磁涌流出现，保护不应动作。在值小于D3，同时满足比率差动其他判据时才允许保护动作。

　　∴比率差动保护的第三判据应满足下式

　　二次谐波制动系数D3，有0.15、0.2、0.25三种系数可选 。

　　5.差动速断保护

　　（1）采用差动速断保护的原因

　　高低压配电柜　一般情况下比率制动原理的差动保护能作为电力变压器主保护，但是在严重内部故障时，短路电流很大的情况下，TA严重饱和使交流暂态传变严重恶化，TA的二次侧基波电流为零，高次谐波分量增大，反应二次谐波的判据误将比率制动原理的差动保护闭琐，无法反映区内短路故障，只有当暂态过程经一定时间TA退出暂态饱和比率制动原理的差动保护才动作，从而影响了比率差动保护的快速动作，所以变压器比率制动原理的差动保护还应配有差动速断保护，作为辅助保护以加快保护在内部严重故障时的动作速度。差动速断保护是差动电流过电流瞬时速动保护。

　　（2）高低压配电柜　差动速断的整定值按躲过最大不平衡电流和励磁涌流来整定            

　　6.高低压配电柜变压器比率差动保护程序逻辑框图

　　（1）变压器差动保护程序逻辑框图

　　（2）变压器差动保护程序逻辑原理

　　配电柜厂家：　在程序逻辑框图中D1=Iact0、D2=KrelId/Ibrk为比率制动系数 整定值，D3为二次谐波制动系数整定值。可见比率差动保护动作的三个判据是“与”的关系(图8-14中的与门Y2)，必须同时满足才能动作于跳闸。而差动速断保护是作为比率差动保护的辅助保护。其定值为D4=Iact.s，在比率差动保护不能快速反映严重区内故障时，差动速断保护应无时延地快速出口跳闸。因此这两种保护是“或”的逻辑关系(图8-14中 的或门H3)。比率差动保护在TA二次回路断线时会产生很大的差电流而误动作，所以必须经TA断线闭锁的否门再经与门Y3才能出口动作。当TA断线时 与门Y3被闭锁住，不能出口动作。