變壓器及中低壓網(wǎng)絡數(shù)字式保護

前言

角注符號說明

第一章 電網(wǎng)故障分析

第一節(jié) 對稱分量法和短路故障的復合序網(wǎng)

第二節(jié) 小電流接地電網(wǎng)單接地分析

第三節(jié) 中性點不接地電網(wǎng)正常運行時的中性點位移

第四節(jié) 補償電網(wǎng)的中性點位移

第五節(jié) 關于過補償與欠補償?shù)奶匦?

第六節(jié) 中性點直接接地電網(wǎng)單相接地分析

第七節(jié) 兩相相間短路故障分析

第八節(jié) 兩相接地短路故障分析

第九節(jié) 變壓器兩側電壓、電流關系

第十節(jié) 400V網(wǎng)絡中短路故障計算

第二章 數(shù)字濾波和繼電保護算法

第一節(jié) 電壓、電流數(shù)字量的形成

第二節(jié) 連續(xù)時間系統(tǒng)的頻率特性和沖激響應

第三節(jié) 離散時間系統(tǒng)的單位沖激序列和頻率特性

第四節(jié) Z變換和差分方程

第五節(jié) 數(shù)字濾波器

第六節(jié) 計算故障電流的算法

第七節(jié) 傅氏算法

第八節(jié) 移相算法

第九節(jié) 序分量計算方法

第十節(jié) 突變量提取和浮動門檻技術

第十一節(jié) 故障方向計算方法

第十二節(jié) 線路故障阻抗的計算方法

第十三節(jié) 頻率測量和采樣頻率的自動跟蹤

第十四節(jié) 電氣量測量算法

第三章 數(shù)字式變壓器保護

第四章 數(shù)字式輸電線路保護

第五章 電動機保護和并聯(lián)電容器組保護控制

第六章 備用電源自投及其廠用電切換

附錄一 NSR600系列保護測控一體化裝置

附錄二 NS系列微機保護裝置

附錄三 東大金智系列保護監(jiān)控系統(tǒng)

附錄四 WPD2000廠站綜合自動化系統(tǒng)

主要參考文獻

本書共六章，依次為：電網(wǎng)故障分析，數(shù)字濾波和繼電保護算法，變壓器數(shù)字式保護，輸電線路保護，電動機保護和并聯(lián)電容器組保護控制，備用電源自投及其廠用電切換。

本書是從事繼電保護設計，施工安裝和整定計算的技術人員和電力系統(tǒng)從事運行，管理的技術人員的專業(yè)讀物，也可用作從事繼電保護工作和調試，整定計算人員的培訓教材，并可供大專院校電力工程專業(yè)的師生學習參考。

變壓器差動電流速斷保護

變壓器差動電流速斷保護采用三相差動電流中任一相大于差動電流速斷定值時，瞬時動作出口，它不受任何閉鎖條件約束，快速切除變壓器區(qū)內發(fā)生的嚴重故障。根據(jù)微機保護的特點，該保護判據(jù)采用可變數(shù)據(jù)窗的兩種算法實現(xiàn)。一種用于保護啟動后初始階段的快速判斷，加快出口動作速度；另一種計算準確，可以在啟動一個周波后隨時瞬動出口。整體效果類似“反時限”的性能。保護判據(jù)為：Idz ≥ ISD，ISD—差動電流速斷定值。

變壓器比率差動保護

該保護識別勵磁涌流采用了二次諧波制動和波形不對稱制動兩種判據(jù)。二次諧波制動判據(jù)有兩種方案供選擇：一種是按二次諧波和基波比值最大的相為制動判據(jù)；另一種是分別選取三相差動電流中二次諧波和基波的最大值，并以它們的比值為制動判據(jù)。波形不對稱制動判據(jù)只在DF3333A變壓器保護裝置中采用了，因此這里不再過多敘述。

CT飽和時的附加穩(wěn)定特性

比率差動保護設有一個CT飽和時的附加穩(wěn)定特性區(qū)。對于發(fā)生在被保護變壓器區(qū)外的故障引起的CT飽和，可以通過高值的初始制動電流（ICT）檢測出來，此電流會將工作點短暫的移至附加穩(wěn)定特性區(qū)內。反之，當變壓器區(qū)內故障時其工作點會立即進入動作區(qū)，不會進入附加穩(wěn)定特性區(qū)。因此，利用故障發(fā)生的最初半個周期內，測量的量值引發(fā)的工作點是否在附加穩(wěn)定特性區(qū)內，由此作出決定。一旦檢查出外部故障引起CT飽和，裝置自動閉鎖了比率差動保護，并會在整定的時間（TCT）內一直有效閉鎖，直到整定時間到時，才解除閉鎖。在外部故障引起的CT飽和閉鎖了比率差動保護期間，如果此后發(fā)生故障變化，變壓器區(qū)內也發(fā)生故障，工作點穩(wěn)定地連續(xù)兩個周期工作在動作區(qū)內，閉鎖會被立即解除，可靠地檢查出被保護變壓器發(fā)展中的故障而較迅速動作。檢查出變壓器區(qū)外故障引起CT飽和閉鎖了比率差動保護的判據(jù)公式如下式： Izd ≥ ICT ICT —制動電流門坎值 ； Icd ≤ (KB1/2) Izd TCT—閉鎖時間 。

變壓器保護CT斷線判據(jù)

裝置設有延時CT斷線報警及瞬時CT斷線報警功能。該順時CT斷線判據(jù)只針對變壓器各側CT 接線均為Y形接法的回路。具體方案如下：

1) 延時CT斷線報警：當任一相差流大于0.12In的時間超過5秒時，采樣異常告警信息并指示燈顯示，但不閉鎖比率差動保護。兼作為交流采樣回路異常的自檢作用；

2) 瞬時CT斷線采用比較變壓器各側電流的方法實現(xiàn)檢測功能。判據(jù)如下：

只有一側一相電流減小到零，其它各側電流不變的情況下，判為CT斷線。且在如下的條件下不進行CT斷線判別：啟動前某側最大相電流小于0.1In ，該側不判；啟動后任一側相電流增加；啟動后相電流大于1.2Ie。瞬時CT斷線功能可以通過配置字選擇投/退，還可以選擇是否閉鎖比率差動保護，還可以選擇相電流超過1.2Ie時解除閉鎖保護功能

變壓器后備保護原理

針對中、低壓電網(wǎng)的變壓器及農用電網(wǎng)的變壓器的保護需求，后備保護考慮到各種變壓器的最大配置要求。主要采用了各種過電流類的保護，如：復壓閉鎖（方向）過流保護，零壓閉鎖零序（方向）過流保護，間隙零序過流保護，過負荷保護等。后備保護的方向元件、方向指向、電壓元件、PT斷線等功能均可由邏輯控制字的字位設定邏輯而靈活配置，跳閘出口可由邏輯控制字的字位編程確定相應的出口。因此，該系列變壓器保護中的后備保護配置完備，應用靈活方便。

低壓變壓器應為真空鑄造，模鑄樹脂封裝，60Hz，F(xiàn)級絕緣 ，符合IEC726的規(guī)定，并符合所示的容量、電壓、相數(shù)及結線等要求。低壓變壓器每一相應有個別的一次及二次繞組，一次側額定電壓上下各有兩個2.5%正常電壓的全容量分接頭 。低壓變壓器應裝在可以隔離、降低振動及噪音的基座上，鐵心及線圈應妥加固定以承受線路故障情況下所產生的機械應力，并能承受 16460 精簡版 16460 - 6 V2. 0 2002/ 11/ 25 在裝運途中所發(fā)生的振動及沖擊力。 除另有規(guī)定者外，低壓變壓器的阻抗應依IEC 726 。低壓變壓器的平均噪音等級應不超過IEC 726 所規(guī)定的值。 每一干式低壓變壓器應有適當?shù)亩俗右匀菁{所需的一次及二次配線連接。低壓變壓器可由任何一側或底部預留電纜入口。