继电保护自动重合闸和差动保护的工作原理论文

浅谈继电保护中自动重合闸和差动保护

的工作原理及其特性

姓 名：韩树才

专 业：水电站

入职时间：2014-05-21

部 门：运维管理部

摘要

近年来，随着电子及计算机通信技术的快速发展为继电保护技术的发展注入了新的活力，同时也给继电保护技术不断的提出了新的要求。作为继电保护技术如何才能有效的遏制故障，使电力系统的运行效率及运行质量得到有效的保障，是继电保护工作技术人员需要解决的技术问题。随着继电保护向计算机化、网络化方向发展，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化对继电保护提出了艰巨的任务，也开辟了研究开发的新天地，电力系统继电保护技术将为我国经济的大发展做出贡献。

电的特殊性，使它本身具有很大的危险性，稍一疏忽大意，就会发生危及人身安全的事故。作为实习生要上的第一课，就是安全规程的严格学习并通过安规考试。只有学好了安全规程，知道哪些设备带电，哪些地方有危险，保证好自身安全的前提下，才能参与班组的日常运行和维护作业，主要对香山第三风电场110kV 变电站设备1#变压器、中性点成套设备、主变低压35KV 集成线路润风I 、II 、III 线、SVG 组合无功补偿器控制装置、FC 组合电容器装置、开关柜控制装置、并联电容器装置、35KV 站用变成套装置、接地变等知识的培训，这一部分都是由厂家给我们进行解说以及教我们实际操作。本次实习的主要目的是通过对场内设备继电保护理论的正确性，加深对基本原理、基本概念的理解，掌握场内所有继电器保护装置、信号装置、自动装置及控制装置的工作原理、实际接线、操作和动作顺序。并通过分析故障，掌握各种保护自动装置和信号控制装置的动作情况。进一步熟悉继电保护的基本逻辑结构，运行方式及分析各种故障产生的原因、故障的范围及处理方法。提高二次回路接线的分析能力和读图能力，培养以后在工作中对实际处理问题的能力，在工作中减少事故的发生，提高工作效率，为公司经济的发展做出贡献。以下是我以香山第三风电场场内继电保护为例就自己对风电场继电保护的感受和认识作做了一些简短的分析和阐述。

关键词： 继电保护 重合闸 差动保护

目录

摘要 . ..................................................................... 2

一、继电保护简述 . ......................................................... 4

（一）、继电保护的基本概念 ............................................. 4

（二）、继电保护装置基本要求 ........................................... 4

（三）、继电保护装置主要组成 ........................................... 5

二、自动重合闸概述 . ....................................................... 5

（一）、重合闸的作用 ................................................... 6

（二）、重合闸的基本要求 ............................................... 6

（三）、重合闸的启动条件 ............................................... 6

（四）、三相一次自动重合闸分析 ......................................... 7

三、差动保护概述 . ......................................................... 9

（一）、差动保护的基本概念 ............................................ 10

（二）、比率差动的原理及动作特性 ...................................... 10

（三）、差动速断的作用 ................................................ 11

（四）、常见差动保护动作原因 .......................................... 11

（五）、励磁涌流闭锁和二次谐波引起差动闭锁 ............................ 12

（六）、CT 二次回路断线引起变压器差动保护误动 . ......................... 12

（七）、变压器差动保护整定电流引起误动 ................................ 14

（八）、变压器区外故障引起的差动保护 .................................. 14

（九）、变压器差动保护动作后处理 ...................................... 15

四 结束语 . ............................................................... 17

参考文献 . ................................................................ 17

一、继电保护简述

（一）、继电保护的基本概念 继电保护是反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件而动作于信号，以便值班员及时处理，或由装置自动进行调整，或将那些继续运行就会引起损坏或发展成为事故的电气设备予以切除。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定有一定的延时，必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障，是保护区内故障还是区外故障的功能，以免暂短地运行波动造成不必要的动作和干扰而引起的误动，可以与电力系统中的其他自动化装置配合，根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。

1、电力系统发生故障后，电气量变化的主要特征是：

(1) 电流增大。 短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将远远超过负荷电流。

(2) 电压降低。当发生相间短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或线电压值下降，且越靠近短路点，电压越低。

(3) 电流与电压之间的相位角改变。正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角，一般约为20°，三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定一般为60°～85°，而在保护反方向三相短路时，电流与电压之间的相位角则是180°+(60°～85°)。

(4) 测量阻抗发生变化。测量阻抗即测量点(保护安装处) 电压与电流之比值。正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗；金属性短路时，测量阻抗转变为线路阻抗，故障后测量阻抗显著减小，而阻抗角增大。

（二）、继电保护装置基本要求

继电保护装置为了完成它的任务，必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。对于作用于继电器跳闸的继电保护，应同时满足四个基本要求，而对于作用于信号以及只反映不正常的运行情况的继电保护装置，这四个基本要求中有些要求可以降低。

（1）选择性 继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系

统中切除， 使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行

（2）速动性 所谓速动性，就是发生故障时，保护装置能迅速动作切除故障。对不同的电压等级要求不一样，对110KV 及以上的系统，保护装置和断路器总的切故障时间为0.1秒，因此保护动作时间只有几十个毫秒（一般30毫秒左右），而对于35KV 及以下的系统，保护动作时间可以为0.5秒。

（3）灵敏性 继电保护的灵敏性，是对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。其灵敏性有的保护是用保护范围来衡量，有的保护是用灵敏系数来衡量。

（4）可靠性 保护装置的可靠性是指在该保护装置规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在任何其他该保护不应该动作的情况下，则不应该误动作。

（三）、继电保护装置主要组成 1、 一般情况而言，整套继电保护装置由测量元件、逻辑环节和执行输出三部分组成 。

（1）测量比较部分 测量比较部分是测量通过被保护的电气元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”“非”性质的一组逻辑信号，从而判断保护装置是否应该启动。

（2）逻辑部分 逻辑部分使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是应该使断路器跳闸、发出信号或是否动作及是否延时等，并将对应的指令传给执行输出部分。

（3）执行输出部分 执行输出部分根据逻辑传过来的指令，最后完成保护装置所承担的任务。如在故障时动作于跳闸，不正常运行时发出信号，而在正常运行时不动作等。

电力系统继电保护设置是否合理，直接影响电力系统输电线运行的可靠性。继电保护选用的不合理，被保护线路有故障时保护该动不动，不该动时误动，影响了送电的可靠性。故选用合适的继电保护是十分重要的。选择是根据电力系统电网结构、电压等级、接线方式、线路长度、用户性质以及继电保护的性能和特点进行的。 电力系统按继电保护的作用可分为主保护、后备保护、辅助保护、异常运行保护。当故障发生时，应尽快切除故障，确保无故障部分继续运行，缩小事故范围，保证系统稳定运行。为了完成这个任务，只有借助自动装置—继电保护装置。

二、自动重合闸概述

（一）、重合闸的作用 重合闸是为保证系统的安全稳定运行而设置的一种自动控制装置。电力系统特别是高压输电线路的故障，大多数是瞬时性故障，采用自动重合闸装置，可以使系统故障跳闸后很快恢复正常运行，即重合成功。这不仅提高了供电的可靠性。重合闸愈快对稳定愈有利，但是重合闸的动作时间受到短路处去游离时间和超高压线路潜供电流的影响，一般短路点往往会出现电弧，如果重合过快，则产生电弧的短路点可能因去游离不够而造成电弧重燃，使重合闸不成功甚至故障扩大。

（二）、重合闸的基本要求 正常运行时，当断路器由继电保护动作或其它原因而跳闸后，自动重合闸装置均应动作。由运行人员手动操作或通过遥控装置将断路器断开时，自动重合闸不应起动。继电保护动作切除故障后，自动重合闸装置应尽快发出重合闸脉冲。自动重合闸装置动作次数应符合预先的规定。自动重合闸装置应有可能在重合闸以前或重合闸以后加速继电保护的动作，以便加速故障的切除。在双侧电源的线路上实现重合闸时，重合闸应满足同期合闸条件。当断路器处于不正常状态而不允许实现重合闸时，应将自动重合闸装置闭锁。

（三）、重合闸的启动条件 重合闸的启动方式:保护启动和不对应启动两种。

保护启动方式在保护动作跳开开关后启动重合闸，开关偷跳不启动(我场重合闸保护启动开放时间为1.0s) ；主保护和后备保护本身都可以启动重合闸，后备保护的各段是否启动重合闸，是通过控制字来选择的。重合闸的时间必须和保护动作时间的配合，一般三段的动作时间都远远长于重合闸的动作时间，所以三段一般也不会选择重合闸。不对应启动是开关由合变跳进行重合(逻辑不对应启动优先) 。所谓不对应关系就是，控制开关的位置与断路器的位置不对应(是启动重合闸的重要条件), 当不对应时使重合闸回路接通。

运行中开关误碰或偷跳(即对开关机构不良引起自动掉闸) 时也能产生“不对应”状态而启动。此时不应加速保护，如果重合后，特别是当偷跳相又发生故障时，有可能导致开关损坏，并危及系统安全。这对500kV 系统更为重要。因此，不对应启动重合闸前也应先检查是否有低压开入，若无，再重合。不对应启动重合闸时，重合闸装置发重合闸令后不应加速保护。随着开关制造工艺的改进以及技术的发展，现在现场不采用

“不对应”方式启动重合闸，而采取保护跳闸出口重动接点启动重合闸。ZG 电力自动化不仅为电力在现在的大多微机保护中保护跳闸出口重动接点启动重合闸的同时作为启动开关失灵保护的逻辑输入，在运行过程中这些跳闸出口接点压板一般不需要操作，以免误操作。

（四）、三相一次自动重合闸分析 通过分析三相一次自动重合闸原理接线图及安装接线图，重点掌握重合闸装置的结构及工作原理，了解其他各元件的功能。熟悉自动重合闸前后加速的应用场合及具体实现方法，了解变电所各种不同信号装置的构成原理。

分析我场110kV 输电线路设备相关的继电保护种类及原理。本场输电线路在出口侧及母线均有装设保护,110kV 输电线路装配由南自RCS-943TMV 数字式线路保护装置，包括以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护，由三段相间和接地距离保护、四段零序方向过流保护构成的全套后备保护、过负荷告警功能；装置配有三相一次重合闸功能，重合闸时间为1.0s, 同期合闸角为90°；并且配置有重合加速II 、III 段和PT 断线留零I 段、PT 断线闭锁重合闸保护，只是软压板未投入，在后期运行中可根据实际情况投退；线路高频保护停用对重合闸时，线路无保护运行，需由后备保护(延时段) 切除线路故障，即不能快速切除故障，造成系统稳定极限下降，如果使用重合闸重合于永久性故障，对系统稳定运行则更为不利。线路重合闸重合时间的整定是与线路高频保护配合的，如果线路保护停用，则造成线路后备延时段保护与重合闸重合时间不配，对瞬时故障亦可能重合不成功，对系统增加一次冲击。用三相重合闸时，在最不利的情况下，有可能重合于三相短路故障，有的线路经稳定计算认为必须避免这种情况时，可以考虑在三相重合闸中增设简单的相间故障判别元件，使它在单相故避免实现重合，在相间故降时不重合。

重合闸逻辑原理图：

图 2-1 重合闸逻辑方框图

论点：重合闸实现重合后加速保护 当被保护线路发生故障时，保护装置立即将靠近电源侧的保护首先不带时限、无选择性的瞬时动作于跳闸然后再借助自动重合闸来纠正这种非选择性的动作，在监测到另一侧在两端的频率不超过一定允许值的情况下才进行重合，检定若属于瞬时性故障，即线路已重合成功，不存在故障，故同期重合闸是以重合前加速，优点是切除故障快，以免合闸冲击电流引起误动。若重合于永久性故障时，保护装置有选择地将故障线路切除，与此同时重合闸动作，重合一次。我厂配有重合方式可选用检线路无压母线有压重合闸、检母线无压线路有压重合闸、检线路无压母线无压重合闸、检同期重合闸，也可选用不检而直接重合闸方式。

（1）检线路无压母线有压时，检查线路电压小于30V 且无线路电压断线，同时三相母线电压均大于40V 时，检线路无压母线有压条件满足，而不管线路电压用的是相电压还

是相间电压；

（2）检母线无压线路有压时，检查三相母线电压均小于30V 且无母线TV 断线，同时线路电压大于40V 时，检母线无压线路有压条件满足；

（3）检线路无压母线无压时，检查三相母线电压均小于30V 且无母线TV 断线，同时线路电压小于30V 且无线路电压断线时，检线路无压母线无压条件满足；

（4）检同期时，检查线路电压和三相母线电压均大于40V 且线路电压和母线电压间的相位在整定范围内时，检同期条件满足。

上述控制字可单独使用，也可组合使用，如“检线无压母有压”、“检线无压母无压”同时投入即为“检线路无压方式”；“检母无压线有压”、“检线无压母无压”同时投入即为“检母线无压方式”；三者同时投入即为“检任一无压方式”；上述三者使用时可同时投入“投检同期方式”。当采用手合允许继电器时，手合方式不受重合闸投入与否以及重合闸方式控制字的控制，固定投入检同期方式和检无压方式，即同期、线路无压、母线无压三者满足任一条件即输出手合接点。 属于后加速选择故障重合，故障的严重或是永久故障引入闭锁重合闸的方式，无压侧重合后再次断开，不能再连续合闸，此时检定同期重合闸不重合，因此采用检定同期重合闸再装后加速也就没有意义了，当满足重合闸条件则展宽10 分钟，在此时间内，若有重合闸动作则开放出口继电器正电源500ms ，在此时间内来选择检线路无压母线有压重合闸、检母线无压线路有压重合闸、检线路无压母线无压重合闸，有选择性的实现重合闸。但在我场这四个重合闸检查均未投入；我场配置有重合加速II 、III 段和PT 断线留零I 段、PT 断线闭锁重合闸保护是退出的；结合南自RCS-943TMV 数字式线路保护装置只能选择由PT 断线和控制回路断线的一个或门的逻辑关系经整定的重合闸延时，发重合闸脉冲150ms 来实现重合闸，只能判断是否断线，并未能实现检线路无压母线有压重合闸、检母线无压线路有压重合闸、检线路无压母线无压重合闸的选择性。我场在投入重合闸并投入检同期方式、检线无压母有压装、检母线无压线路有压、检线无压母无压软压板才能实现重合闸后加速保护功能的重合闸选择性。一般的重合闸装置在实现重合

置内部本身也没有重合加速的逻辑关系，因此我场是在没有外配中间继电器装置下南自RCS-943TMV 数字式线路保护装置实现重合闸加速保护的；

三、差动保护概述

（一）、差动保护的基本概念

差动保护：反映变压器内部故障（包括三侧或两侧CT 之间的电缆）。以两圈变为例，采集变压器两侧的电流。正常情况，根据KCL 定理，流入变压器电流等于流出变压器电流，即差流为零；如果变压器内部故障，肯定有一侧的电流比较大，从而导致差流不为0，保护动作，见图（b ）如果是外部故障，流入变压器电流仍然等于流出变压器电流，保护不会动作，见图（a ）常见的差动有差流速断、比率差动等。

图a 区外故障 图b 区内故障

微机型主变差动保护由二次谐波制动的比率差动保护和差动速断保护组成。并针对系统频繁发生的差动保护在差动回路TA 断线或接触不良时发生误动问题，设计了TA 断线闭锁装置。

（二）、比率差动的原理及动作特性

变压器在正常负荷状态下，电流互感器的误差很校这时，差动保护的差回路不平衡电流也很小，但随着外部短路电流的增大，电流互感器就可能饱和，误差也随之增大，这时的不平衡电流也随之增大。当电流超过保护动作电流时，差动保护就会误动，因此，为了防止变压器区外故障发生时差动保护误动作，我们希望引入一种继电器，其动作特性是：它的动作电流将随着不平衡电流的增大而按比例增大，并且比不平衡电流增大的还要快，这样误动就不会出现。因此，我们在差动保护中引入了比率制动式差动继电器，它除了以差动电流作为动作电流外，还引入了外部短路电流作为制动电流。当外部短路电流增大时，制动电流也随之增大，使继电器的动作电流也相应增大，从而有效地防止了变压器区外故障发生时差动保护误动作，制动特性曲线见图3-1。

图3-1制动特性曲线图

比率差动动作特性方程:（以其中一种为例）

Id ＞Icd Ir＜IB 时

Id-Icd ＞kbl(Ir-IB) Ir＞IB

式中Icd-差动电流起动定值

Id-差动电流动作值，Id=｜i1＋i2｜

Ir 制动电流，Ir=0.5(｜I1｜＋｜I2｜) K-比率制动系数，一般取0.5 IB-曲线拐点，一般取0.5Ie

即:当Ir ＜IB 时，比率差动不带制动作用，Ir ＞IB 时，比率差动有较大的制动作用。

（三）、差动速断的作用

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。

（四）、常见差动保护动作原因

1、稳态情况下的不平衡电流

（1）变压器两侧电流相位不同

（2）电流互感器计算变比与实际变比不同

（3）变压器各侧电流互感器型号不同

（4）变压器带负荷调节分接头

2、暂态情况下的不平衡电流的特点

（1）暂态不平衡电流含有大量的非周期分量，偏离时间轴的一侧。

（2）暂态不平衡电流最大值出现的时间滞后一次侧最大电流的时间（根据此特点靠保护的延时来躲过其暂态不平衡电流必然影响保护的快速性）。

3、减小不平衡电流的措施

（1）减小稳态情况下的不平衡电流。变压器差动保护各侧用的电流互感器，选用变压器差动保护专用的D 级电流互感器；当通过外部最大稳态短路电流时，差动保护回路的二次负荷要能满足10%误差的要求。

（2）减小电流互感器的二次负荷。减小控制电缆的电阻；采用弱电控制用的电流互感器(二次额定电流为lA) ；采用带小气隙的电流互感器

（3）减小变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流采用相位补偿。

（4）减小电流互感器由于计算变比与标准变比不同而引起的不平衡电流采用数值补偿。在变压器微机保护的软件中采用补偿系数使差动回路的不平衡电流为最小。

（五）、励磁涌流闭锁和二次谐波引起差动闭锁

1．励磁涌流产生的原因和特点：

变压器励磁电流（激磁电流）仅流经变压器的某一侧， 当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复的情况下，则可能出现很大的励磁电流即励磁涌流。这个现象的存在是由于变压器铁心饱和及剩磁的存在引起的，具体分析如下：

在正常情况下，此电流很小。但是当合空载变压器时，则可能出现数值很大的励磁涌流，造成保护装置动作，开关跳闸。变压器是根据电磁感应原理制成的一种静止电器。在电能－磁能－电能能量转换过程中，需要建立一定的磁场。在建立磁场的过程中，在变压器绕组中就要产生一定的励磁电流。变压器绕组中的励磁电流和磁场的关系是由变压器铁芯的磁化特性所决定的。变压器铁芯越饱和，产生磁场所需要的励磁电流就愈大。若变压器在不利的瞬间合闸，铁芯中的磁通密度将大大增加，铁芯的饱和情况将非常严重，因而励磁电流的数值大增，这就是变压器励磁涌流的产生的原因。

（六）、CT 二次回路断线引起变压器差动保护误动

CT 断线最明显的特征是电流下降，在微机保护中，只要有合理的判断，就不难解决电流互感器二次回路断线时变压器差动保护误动问题。若某侧电流同时满足下列条件认为是CT 断线，只有一相或两相电流为零，其它两相或一相电流与起动电流相等，故障相电流的突变量（下降）超过所给的定值，可判断出CT 断线。判别出CT 断线后，可以

在正常负载时闭锁差动。

传统的电磁式变压器差动继电器的CT 回路接线，首先必须通过对CT 接线形式的选择进行外部的“相位补偿”，消除变压器接线组别不同造成的高、低压侧电流相位差和差动保护回路不平衡电流。例如，传统的模拟量保护中，Y,d11连接的变压器，高压绕组Y 连接，TA 二次绕组Δ连接；变压器低压绕组Δ连接，TA 二次绕组Y 连接；现在的微机保护中：不管变压器高低压绕组怎样的连接方式，两侧TA 都是Y 连接，两侧二次电流的相位差是由软件来补偿的。如Y,d11对应两侧线电流相位差30，见图3-2、3-3。

图3-2 Y.d11接线

图 从原理上来说： 图3-3 高低压侧电流相位图

︒︒方法一：将高压侧（Y 侧）线电流向低压侧（Δ侧）线电流逆时针转过30；

方法二：将低压侧（Δ侧）线电流向高压侧（Y 侧）线电流顺时针转过30。

南京南自变压器PST 671U 数字式变压器保护装置采用方法二（Δ侧 ⇒Y 侧补偿）。（见向量图3-4）

图3-4Δ侧⇒Y 侧补偿

︒图3-4Δ侧⇒Y 侧补偿

由软件按下式可求得用作差动计算的三相电流：

IAL =(Ial -Icl ) /

IBL =(Ibl -Ial ) /3

ICL =(Icl -Ibl ) / . . . . . . . . .

（七）、变压器差动保护整定电流引起误动 0.5A

一般要考虑以下几个方面的因素及影响：l) 应躲过当变压器空投及外部故障后电压恢复时的变压器励磁涌流的影响，整定公式Idz = Kk.Ie，Kk 可靠系数取1.3~1.5，Ie 额定电流；2) 应躲过变压器外部故障时在变压器保护中所引起的最大不平衡电流，整定公式Idz = Kk .Ibp ，Kk 可靠系数取1.3，Ibp 为不平衡电流；3) 应躲变压器差动保护二次回路线时在差动回路中引起的差动电流的影响，整定公式Idz = Kk.Ie。Kk 可靠系数取1.3，Ie 额定电流。以上三种最大值作为变压器的差动动作电流。电磁型变压器差动保护的动作电流整定考虑了第三条， 差动回路CT 二次回路断线不会误动，晶体管变压器差动保护和微机变压器差动保护的动作电流一般按变压器额定电流的25%一50%考虑，其保护功能用逻辑来实现，比电磁型变压器差动保护快速、灵敏，且动作电流整定得较小。因此在差动回路的CT 二次回断线时，如不采取措施，变压器差动保护会误动作。

（八）、变压器区外故障引起的差动保护

1、就我场区外故障产生差流主要有下面几种原因：

（1）变压器正常运行时各侧的额定电流不一致；

（2）当变压器一侧带有分节头调节时，电压发生变化产生不平衡电流；

（3）电流互感器(TA)本身存在误差；

（4）TA 不同型号引起的误差；

（5）谐波和非周期分量对不同型号TA 的影响；基于上述因素的考虑，在整定变压器的差动定值时要排除这些不平衡分量的综合影响，我场其动作电流在(0.3 ~ 0.5)In (In为额定电流) 。当变压器发生严重的区外故障，两侧会产生更大的差流，在下列情况下可能超过差动门槛值：（1）短路电流较大，各侧互感器型号不一致，特别是短路电流大的一侧使用P 级互感器（不带暂态特性的电流互感器），而短路电流小的一侧使用带暂态特性的电流互感器；（2）短路电流中含有较大的非周期分量和谐波分量；（3）故

障切除瞬间，由于剩磁的存在，电压恢复时产生大小不等的恢复性涌流。（4）特殊性负载如容性或感性负载存在，致使各侧短路电流相位发生偏移，产生更大的差流；多次事故表明，变压器发生区外故障，在发生区外故障的时间段，差动保护一般不会误动，在切除故障的瞬差动保护反而误动，根据对几例典型事故的录波分析，发现保护动作点均落在差动比例制动曲线(两段折线比例制动) 无制动特性的水平线上第一拐点以内，即差流大于门槛值，制动电流小于第一拐点电流(拐点电流为(0.9 ~1.0)In)，如图3-4所示C 点(图中Id 为差动电流，Ir 为制动电流；K1， K2，K3为比例系数) 。

图3-4 两段折线式比例制动

对现场录波数据分析和动模试验仿真，均可知此种情况下保护动作存在必然性。故障时，短路电流比较大，含有非周期分量和谐波分量，故障期间产生的不平衡分量较大(可能大于差动动作门槛值) ，但制动电流较大，动作点落在非动作区，如图3-4所示B 点。在切除故障的瞬间，两侧TA 的暂态分量衰减程度不一样，此时差流仍然比较大，而制动电流减小，动作点移动到如图3-4所示的C 点，差动保护误动，按此原理设置的比例制动曲线保护不能制动。

2、为了防止区外故障差动保护误动，可以从以下几个方面着手：

（1）在进行继电保护定值计算时，保护定值不宜过低，我场整定为0.5 In；

（2）两侧TA 尽量选用同一型号的，可以同为P 级或带暂态特性的电流互感器，使用带暂态特性的电流互感器效果较好；

（3）提高硬件的采样精度和计算准确度；

（九）、变压器差动保护动作后处理

1、差动保护动作后应检查

变压器各侧断路器是否跳闸；变压器套管有无损伤，有无闪络放电痕迹，变压器本

体外部有无因内部故障引起的异常现象；差动保护范围内所有一次设备，磁质部分是否

完整，有无闪络放电痕迹。变压器及各侧断路器、隔离开关、避雷器、绝缘子等有无接地短路现象，有无异物落在设备上；差动电流互感器本身无异常，磁质部分是否完整、有无闪络放电痕迹，回路有无断线接地；差动保护范围内有无短路故障；检查保护动作情况作好记录；检查其体继电器有无气体，压力释放阀是否动作，喷油；检查故障录波情况。

2、变压器保护跳闸后处理

检查故障明显可见，发现变压器本身有明显的异常和故障迹象，差动保护范围内一次设备上有故障现象，应停电检查处理故障，检查试验合格方能运行；未发现明显异常和故障迹象，但有气体继电器保护动作，即使只有气体继电器报警信号，属变压器内部故障的可能性极大，应经内部检查并试验合格方能投入运行；未发现任何明显异常和故障迹象，变压器其他保护未动作。检查保护出口继电器接点在打开位置，线圈两端无电压。差动保护范围外有接地、短路故障。可将外部故障隔离后，拉开变压器各侧隔离开关，测量变压器绝缘无问题，根据调度令试送一次，试送成功后检查有无接线错误；检查变压器及差动保护范围内一次设备，无发生故障的痕迹和异常。变压器气体保护未动作。其他设备和线路，无保护动作信号掉牌。根据调度命令，拉开变压器各侧隔离开关，测量变压器绝缘无问题，可试送一次。

3、防范措施

通过以上分析不难看出，变压器差动保护是变压器的主保护，要求有很高的可靠性，而变压器结构复杂，独具特点，所以必须严格按规程要求认真分析各个细节，了解变压器差动保护的特点，采用相应措施，杜绝事故发生，保证保护可靠动作。

(1)、在设备安装时，认真核查 CT的接线。做好各种安装试验。

(2)、为了防止区外故障差动保护误动，可以从以下几个方面着手：在进行继电保护定值计算时，保护定值不宜过低，我场整定为0.4In ；两侧TA 尽量选用同一型号的，可以同为P 级或带暂态特性的电流互感器，使用带暂态特性的电流互感器效果较好; 提高硬件的采样精度和计算准确度；设置先进的新原理保护。

4、变压器作为重要的电力设备对于运行人员每日巡视重点检查以下几点：

（1）、本体：检查并记录运行中主变压器的油温和环境温度、负荷(电流、有功、无功) 、电压，检查最高油温指示情况, 监视运行温度是否超过极限。

（2）、套管：检查高、中、低以及中性点套管的油位, 并注意油位有无变化；检查有无漏油和渗油现象；检查瓷套有无破损、放电声音；观察套管上灰尘的污染及变化情

况；检查接点有无异常和明显发热迹象。特别是雪天和雨天, 接头上有无溶化蒸气的现象, 金具有无变形, 螺丝无松脱和连接线无断股损伤。

（3）、冷却装置：冷却器阀门、散热器等处无漏油和渗油；主变压器冷控箱信号指示灯、控制开关位置是否运行正常, 电源是否完好；检查主变压器冷却器运行是否正常；检查主变压器油流指示器是否正确指示, 以判断油泵和阀门的运行状况。

（4）、检查释压(防爆) 装置有无漏油, 漏气和损坏等现象, 信号指示器是否动作, 注意有无喷油的痕迹。

（5）、检查瓦斯继电器(皮托继电器) 有无渗漏油的异常现象, 内部有无气体。

（6）、按期作好每日巡视，定期巡视和特巡，做好各种记录，随时观察变压器的变化。

四 结束语

本文针对我场所配继电保护的分析，了解了110kV 输电线路装配的南自RCS-943TMV 数字式线路保护装置和变压器PST 671U 数字式保护装置保护原理，从装置原理上及实际工作中电气设备发生故障时，能自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其它无故障部分迅速恢复正常运行，继电保护一直发挥着特殊重要作用，它运行安全与否直接关系到电力系统能否安全、稳定地工作。因此，通过本次论文设计我掌握继电保护装置及工作原理有助于我分析工作中遇到的问题，在今后工作及专业能力的提高起到了很大促进的作用，也对我的实际工作有一定的指导意义。

参考文献

[1] 贺家李，宋从矩. 电力系统继电保护原理. 中国电力出版社

[2] 张全元. 变电运行现场技术问答. 中国电力出版社

[3] 电力系统继电保护适用问题技术问答. 国家电力调度通信中心

[4] 线路RCS-943TMV 数字式线路保护装置说明书. 南京南自

[5] 变压器PST 671U 数字式保护装置说明书. 南京南自