PST 1200变压器保护(保护原理)

PST 1200变压器保护保护原理

PST 1200 数字式变压器保护

主要内容

采用的新原理、新技术 差动保护

后备保护 非电量保护

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PST 1200 数字式变压器保护 采用的新原理及技术 波形对称原理的差动保护

新原理

波形快速比较法 全稳态启动 三折线比率制动差动保护原理 利用多侧电流量的CT断线识别原理 采用嵌入式多任务操作系统

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PST 1200 数字式变压器保护 差动保护

差动保护

二次谐波原理

波形对称原理 启动元件 比率制动元件 CT回路异常判别元件

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PST 1200 数字式变压器保护 励磁涌流

励磁涌流

变压器运行时，电源侧励磁绕组中将流过用 于产生主磁通的励磁电流，因此会在变压器差动 保护中产生不平衡电流。正常运行时，励磁电流 很小，产生的不平衡差流不会影响保护的动作； 在变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时 ，由于变压器铁芯的严重饱和，励磁电流激增并 发展为励磁涌流(可达5~10倍的额定电流),此 时在变压器各侧将形成较大的不平衡差流，导致 变压器保护误动。

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PST 1200 数字式变压器保护 单相变压器励磁涌流的典型特征

励磁涌流

与合闸角有关，合闸角为0度时，励磁涌流最大

波形偏离时间轴的一侧，出现间断 含有很大的非周期分量，间断角越小，非周期分 量越大

含量大量的高次谐波，以二次谐波为主，间断角 越小，二次谐波越小

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PST 1200 数字式变压器保护 三相变压器励磁涌流的特征

励磁涌流

由于三相电压的相位差，三相励磁涌流不会相同 ，至少两相出现不同程度的励磁涌流 某相励磁涌流不能再偏离时间轴一侧，变成对称 性涌流，其他两相仍为偏离时间轴一侧的非对称 性涌流，对称性涌流的数值较小，非对称涌流仍 含有大量的非周期分量 三相励磁涌流中有一相或两相二次谐波含量比较 小，但至少一相比较大 励磁涌流的波形仍然是间断的，但间断角明显减 小国电南自

PST 1200 数字式变压器保护

二次谐波

二次谐波原理 本元件是为了在变压器空投时防止励磁涌流 引起差动保护误动, 其动作判据为： I ⑵>Id * XB 2; 其中：I⑵为差动电流中的二次谐波含量； Id为变压器差动电流； XB2为差动保护二次谐波制动系数；

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PST 1200 数字式变压器保护

波形对称

波形对称原理 将流入继电器的差流进行微分, 将微分后波 形的前半周数据和后半周数据逐点做对称比较, 对于故障电流恒对称; 而对于励磁涌流基本不对 称.这样可以有效地区分涌流和故障电流.fK

ik ik N ik ik N/2 /2

波形对称原理是我们首先提出并实现工程化 应用,享有发明专利,专利号为 ZL-95-1-12781.0[9]

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PST 1200 数字式变压器保护 波形对称原理f

波形对称

i

if

ffxSfr

X

PN

ix

wtO

ix

i

O

2p

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PST 1200 数字式变压器保护φ φa i

性能特点

ia-ib

φs-

0.9(c)90 180 270 360

ib-ic

(a) ωtφb

90

180

270

360

φc

ic-ia

-φs

di/dt i ia

d(ia-ib)/dt d(ib-ic)/dt d(ic-ia)/dt

(b)90 180 270

(d)360 ωt(d) 90 180 270 360 ωt(d)

ib ic

变压器磁通﹑涌流及其导数

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PST 1200 数字式变压器保护 波形对称

波形对称

从数字滤波的角度来分析，波形对称判据的 构成实质上是差分后差动电流中偶次谐波的瞬时 值与奇次谐波包括基波分量的瞬时值相比。按判 据的动作条件，输入电流中的偶次谐波为动作量 ，奇次谐波为制动量。与二次谐波制动原理相比 ，波形对称判据充分利用了二次谐波以上的偶次 谐波分量，提高了保护躲励磁涌流误动的能力。

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PST 1200 数字式变压器保护 波形对称的优点

波形对称

灵敏度高 抗干扰能力强 计算量小, 对硬件要求低 所用数据冗余度大, 容错能力强,允许数据有一定 偏差或个别数据受干扰. 当变压器有涌流时发生内部故障,可以瞬间出口

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PST 1200 数字式变压器保护 分侧差动保护

波形对称

高压侧、中压侧、公共绕组构成差动保护。 优点：保护原理简单、调试方便，灵敏度高， 不受励磁涌流影响。 缺点：对匝间短路灵敏度低

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PST 1200 数字式变压器保护 零序差动保护

波形对称

高压侧、中压侧、公共绕组的零序电流构成差 动保护。 优点：接地短路灵敏度高，动作电流与变压器 调压分接头的调整无关，与励磁涌流的关系仅有 间接影响(基本无影响) 缺点：二次回路极性校验，所用互感器较多， 特性不一致的问题(中性点零序CT特性)国电南自

PST 1200 数字式变压器保护 五次谐波判别元件

五次谐波

本元件是为了在变压器过励磁时防止差动保 护误动, 其动作判据为：I ⑸>Id *XBB 5

其中：I⑸为差动电流中的五次谐波含量；Id为变压器差动电流 XBB5为差动保护五次谐波制动系数,软件设 定为0.38;

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PST 1200 数字式变压器保护 差流启动元件

启动元件

差流突变启动| iφ(t)-2iφ(t-T)+iφ(t-2T) |>0.6Icd ; 差流稳态启动 差流稳态启动元件是为了防止经大电阻故障 时相电流突变量启动元件灵敏度不够而设置的辅 助启动元件。该元件在差动电流大于差流稳态启 动门坎并持续5ms后启动。差流稳态启动门坎为 差动动作定值的80%。

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PST 1200 数字式变压器保护

比率制动

比率制动两侧差动：Icdd =|I1+I2|;三侧差动：Icdd =|I1+I2+I3|;

Izdd =max(|I1|,|I2|)Izdd =max(|I1|,|I2|,|I3|)

四侧差动： Icdd =|I1+I2+I3+I4|; Izdd =max(|I1|,|I2|,|I3|,|I4|) 五侧差动： Icdd =|I1+I2+I3+I4+I5|; Izdd =(|I1|+|I2|+|I3|+|I4|+|I5|)/2;

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PST 1200 数字式变压器保护

比率制动

比率制动曲线Id Isd

K2=0.7

K1=0.5 Icd 3Izd Iz

Izd

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PST 1200 数字式变压器保护 CT断线判别 |⊿iφ|≥0.1In且|IH|<|IQ|; 相电流≤IWI且ID≥IWI; max(Ida,Idb,Idc)>0.33Icd

CT断线

其中：⊿iφ为相电流突变值 Ida,Idb,Idc为A,B,C三相差流值； Icd 为差动保护电流定值；In 为额定电流 ；IQ 前一次测量 电流；IH 当前测量电流；ID 无流相的差动电流； IWI无电流门槛值，取0.04倍的CT额定电流； 以上条件同时满足判CT断线，仅条件(3)满足，判为差流 越限。

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PST 1200 数字式变压器保护差动保护启动 & 差动保护压板投入 差动保护控制字投入 & 差动速断元件 >=1 A相 比 率 差 动 元 件 动 作 B相 比 率 差 动 元 件 动 作 C相 比 率 差 动 元 件 动 作 & A相 二 次 谐 波 元 件 开 放 B相 二 次 谐 波 元 件 开 放 C相 二 次 谐 波 元 件 开 放 & >=1

二次谐波原理框图

差动保护动作跳变压 器各侧开关

A相 五 次 谐 波 元 件 开 放 B相 五 次 谐 波 元 件 开 放 C相 五 次 谐 波 元 件 开 放 五次谐波闭锁退出 TA断 线 开 放 差 动 保 护 控 制 字 投 入 TA断 线 判 别 元 件 TA断 线 发 信 号 & &

>=1

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