主变的电流保护

图3.29正好反映了在正方向故障时零序电流由线路流向母线，计算公式： P0=3 U0*3 I0*ZD=9∣U0* I0∣cos180°=－9∣U0* I0∣﹤0

那么在保护的反方向故障时，3 U0、3 I0和补偿后的3 I0矢量图如图3.30。

P0==9∣U0* I0∣cos0°=9∣U0* I0∣＞0

3I0 3U0 3I0*ZD 由次可得，当P0＞0时，反方向元件F0－动作，当P0﹤0时，正方向元件F0+动作，为了增加正方向元件动作的可靠性，将这个结论稍微改成当P0﹤－1时，正方向元件F0+动作。

图3.30

线路阻抗角一般为78°，所以设计补偿角也为78°，目的是让P0取得最大值，拥有更高的可靠性。如果没有这个阻抗，线路出口经过渡电容或者过渡电感接地时，零序电压和零序电流之间的夹角就有可能接近90°或270°，此时P0=0，处于动作的临界点，保护就有可能误动或拒动。

在RCS系列保护中，零序保护正方向元件由零序比较过流元件和F0+与门输出，反方向元件由零序启动元件和F0－与门输出，零序比较过流元件定值比零序启动元件大，所以反方向元件更加灵敏，这样提高了装置的可靠性。

第一节 主变保护的比率差动

南瑞系列变压器保护的比率差动保护动作方程如下 Id﹥Icdqd

Id﹤K*Ir

同时满足上式两个条件保护动作，Id：差动电流，Icdqd：差动启动电流，Ir：制动电流，K比率系数。

设计比率差动主要有两方面原因

1、正常运行时，主变各侧CT的参数特性不一致，CT的励磁电流不同，保护平衡系数整定的误差，使得差动回路中有不平衡电流通过，不平衡电流有可能超过差动电流的启动电流。

2、在差动保护外部短路时（图3.31），CT一次侧短路电流含有大量随指数衰减的非周

期分量，它衰减速度远小于周期分量，所以很难转变H M I1 I2 到CT二次侧，而主要作为CT的励磁电流，使CT铁芯更加饱和，二次电流误差更大，这种电流又称暂态穿越性电流。

以上两种情况都能使不平衡电流增大，尤其是后

者，在大电流故障时极有可能使差动保护误动。

I3 L 因此引入了制动电流来克服这些缺点。

制动电流的采用对象各个保护是不一样的，有选择各侧电流矢量差的，有选用各侧电流最大值的，南

图3.31

瑞变压器系列保护用后者，Id=∣I1+I2+I3∣，

Ir=max｛∣I1∣、∣I2∣、∣I3∣｝，一般故障电流为最大，所以可以把Ir理解为故障电流，若是在区内故障，那么差动电流Id远远超过制动电流Ir，若是区外故障，Ir将远大于不平衡电流，所以比率差动保护的安全可靠性很高。

第二节 主变的电流保护

本节讲述以220KV主变后备保护LFP973E为例，考虑到220KV和110KV都是接地系统。

主变的后备电流保护有复压过流保护和零序电流保护。复压过流的方向由控制字FL控制。当FL=0时，复压过流方向指向系统，灵敏角为228°，当FL=1时， 复压过流方向指向变压器，灵敏角为48°。方向的解释如图3.32

EM K H Ik

P M

EN ~ Ip L ~

图3.32

当K点发生故障，若在变压器其他侧系统内有电源（如中压侧EN），中压侧会向高压侧反送潮流Ik，对于高压侧母线H的电压来将，Ik方向是指向系统，有228°，当P点发生故障，高压侧母线H送出电流Ip，Ip方向是指向变压器，有48°。所以设定了这两种方向控制字，根据网络具体情况整定。

零序过流是用变压器中性点的CT采集，CT极性端安装在变压器侧，零序方向元件也是采用控制字FL0整定，当FL0=1时，零序方向指向变压器，灵敏角258°，当FL0=0时，零序方向指向系统，灵敏角78°。作出变压器零序电抗的等值电路图3.33来解释。

I0I H I0II M

H M U0 I0I I0II

图3.33

图3.34

如果在高压侧线路故障，在线路上有附加零序电压U0和零序电流I0I，相对与高压母线H，零序电流I0I的方向是变压器流出指向系统，角度为258°，而中压侧中性点感应出的零