电力变压器保护原理

1、电力变压器保护电力变压器保护一、电力变压器的结构一、电力变压器的结构二、电力变压器的故障和异常二、电力变压器的故障和异常三、电力变压器保护的配置原则三、电力变压器保护的配置原则第一节第一节 概概 述述一、电力变压器的结构一、电力变压器的结构电力变压器的主要部件：电力变压器的主要部件： 铁芯、绕组、绝缘、油箱、铁芯、绕组、绝缘、油箱、分接开关、分接开关、油枕、吸湿器、气体继电器等。油枕、吸湿器、气体继电器等。 二、电力变压器的故障和异常二、电力变压器的故障和异常变压器的故障：变压器的故障：油箱内故障油箱内故障 油箱外故障。油箱外故障。油箱内故障油箱内故障：绕组的相间短路、：绕组的相间短路、接地短

2、接地短 路、路、 匝间短路匝间短路; 铁芯的烧铁芯的烧损等。损等。油箱外故障油箱外故障：套管和引出线上发生的相：套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。间短路和接地短路。 变压器的不正常运行状态：变压器的不正常运行状态： 过电流、中性点过电压，过负过电流、中性点过电压，过负荷以及油面降低。荷以及油面降低。 此外，对大容量变压器，还此外，对大容量变压器，还会发生变压器的过励磁故障。会发生变压器的过励磁故障。三、电力变压器保护的配置原则三、电力变压器保护的配置原则电力变压器的主保护电力变压器的主保护气体保护气体保护纵联差动保护纵联差动保护电流速断保护电流速断保护（1）气体保护）气体保护 反应变压器

3、油箱内的各种故障及异反应变压器油箱内的各种故障及异常的一种保护。常的一种保护。 装设原则：装设原则： 容量在容量在800kVA及以上的油浸式变及以上的油浸式变压器和压器和400kVA及以上的车间内油浸式及以上的车间内油浸式变压器，应装设气体保护。变压器，应装设气体保护。（2）纵联差动保护或电流速断保护）纵联差动保护或电流速断保护 作用：反应变压器绕组、套管及作用：反应变压器绕组、套管及引出线上的各种故障。引出线上的各种故障。 装设原则：根据变压器容量的不同装设原则：根据变压器容量的不同装设。装设。电流速断保护：电流速断保护：用于用于10000kVA10000kVA以下，其以下，其过电流保护的动

4、作时限大于过电流保护的动作时限大于0.5s0.5s的变压的变压器。器。 纵联差动保护：纵联差动保护：用于: 1 1）容量为）容量为10000kVA10000kVA及以上单独运行及以上单独运行的变压器；的变压器； 2 2）容量为）容量为6300kVA6300kVA及以上并列运行及以上并列运行的变压器或厂用变压器及企业中的重的变压器或厂用变压器及企业中的重要变压器；要变压器； 3 3）容量为）容量为2000kVA2000kVA及以上的变压器，及以上的变压器，且其电流速断保护的灵敏性不能满足且其电流速断保护的灵敏性不能满足要求时。要求时。 2. 电力变压器的后备保护电力变压器的后备保护（1）对于外部

5、相间短路引起的变压器）对于外部相间短路引起的变压器过电流，应采用下列保护过电流，应采用下列保护1）过电流保护；）过电流保护；2）复合电压起动的过电流保护；）复合电压起动的过电流保护；3）负序电流及单相式低电压起动的过）负序电流及单相式低电压起动的过电流保护；电流保护；4）阻抗保护。）阻抗保护。（2）对于外部接地短路引起的变压器）对于外部接地短路引起的变压器过电流保护过电流保护 1）零序电流保护；）零序电流保护； 2）零序方向保护；）零序方向保护； 3）专用的保护装置。例如零序过电）专用的保护装置。例如零序过电压保护，中性点装放电间隙及零序电压保护，中性点装放电间隙及零序电流保护等。流保护等。（

6、3 3）过负荷保护）过负荷保护（4 4）过励磁保护）过励磁保护 (5) (5) 其他保护其他保护讨论：讨论： 某一某一200KV变电站的值班员，变电站的值班员，在控制室突然听到蜂鸣器响；看到后在控制室突然听到蜂鸣器响；看到后台机显示器屏幕上台机显示器屏幕上1#主变三侧的断主变三侧的断路器均闪光、告警对话框提示：路器均闪光、告警对话框提示： 1#主变差动保护动作。请根据上述现象，主变差动保护动作。请根据上述现象，判断判断1#主变的哪些地方可能发生了主变的哪些地方可能发生了故障？为什么？故障？为什么？第二节第二节 变压器的气体保护变压器的气体保护一、一、 气体保护的作用及原理气体保护的作用及原理二

7、、气体继电器二、气体继电器三、气体保护的接线三、气体保护的接线四、气体保护运行中常见问题四、气体保护运行中常见问题五五、轻瓦斯动作后的处理轻瓦斯动作后的处理第二节第二节 变压器的气体保护变压器的气体保护一、气体保护的作用及原理一、气体保护的作用及原理1.变压器内部发生故障，故障处产生的高温会引变压器内部发生故障，故障处产生的高温会引起附近的变压器油膨胀，甚至沸腾，油内溶解起附近的变压器油膨胀，甚至沸腾，油内溶解的空气被逐出，形成空气泡上升。的空气被逐出，形成空气泡上升。 2.当故障严重时，变压器油会迅速膨胀并产生大当故障严重时，变压器油会迅速膨胀并产生大量的气体，此时将有剧烈的气体夹杂着油流冲

8、量的气体，此时将有剧烈的气体夹杂着油流冲向油枕的上部。向油枕的上部。 根据油箱内部故障时的这一特点，构成气体根据油箱内部故障时的这一特点，构成气体保护。保护。3.气体保护分为气体保护分为: 重瓦斯重瓦斯 轻瓦斯轻瓦斯 当变压器油箱内轻微故障或严重当变压器油箱内轻微故障或严重漏油时，轻瓦斯保护动作，延时作用漏油时，轻瓦斯保护动作，延时作用于信号；于信号； 当变压器内部发生严重故障时，当变压器内部发生严重故障时，重瓦斯保护动作，瞬时动作跳开变压重瓦斯保护动作，瞬时动作跳开变压器的各侧断路器。器的各侧断路器。4.气体保护的实现气体保护的实现采用：采用：气体继电器气体继电器瓦斯继电器瓦斯继电器非电量继

9、电器非电量继电器二、气体继电器二、气体继电器1.气体继电器的安装位置气体继电器的安装位置 安装在变压器油箱与油枕之间的安装在变压器油箱与油枕之间的连接管道上。连接管道上。 安装要求：安装要求： 变压器安装时，应使顶盖与水平面之间夹角应变压器安装时，应使顶盖与水平面之间夹角应有有1 11 15 5的坡度，连接管有的坡度，连接管有2 24 4的升的升高坡度。高坡度。气体继电器的安装气体继电器的安装QJ-15,50,80QJ-15,50,80（直径）（直径）型气体继电器型气体继电器2.气体继电器的结构气体继电器的结构外形：外形： QJ4-50CQJ4-50C型气体继电器型气体继电器开口杯挡板式气体继

10、电器结构图开口杯挡板式气体继电器结构图 瓦斯瓦斯继电继电器结器结构构上上开开口口杯杯下下挡挡板板磁磁铁铁及及干干簧簧接接点点气气孔孔及及接接线线柱柱探探针针3.气体继电器的工作原理气体继电器的工作原理（1 1）轻瓦斯保护）轻瓦斯保护 变压器内部发生轻微故障时，变压器变压器内部发生轻微故障时，变压器油分解产生的气体汇集在气体继电器上部，迫油分解产生的气体汇集在气体继电器上部，迫使继电器内的油面下降，开口杯露出油面，因使继电器内的油面下降，开口杯露出油面，因其受到的浮力减小失去平衡而下沉，带动永久其受到的浮力减小失去平衡而下沉，带动永久磁铁下降，当永久磁铁靠近干簧触点时，干簧磁铁下降，当永久磁铁靠

11、近干簧触点时，干簧触点接通，发出轻瓦斯动作信号。触点接通，发出轻瓦斯动作信号。（2 2）重瓦斯保护）重瓦斯保护 变压器内部发生严变压器内部发生严重故障时，油箱内产生重故障时，油箱内产生大量气体，强大的气流大量气体，强大的气流伴随着油流冲击挡板，伴随着油流冲击挡板，当油流的速度达到整定当油流的速度达到整定值时，挡板克服弹簧的值时，挡板克服弹簧的反作用力向前移动，带反作用力向前移动，带动永久磁铁靠近干簧触动永久磁铁靠近干簧触点，使干簧触点闭合，点，使干簧触点闭合，发出重瓦斯跳闸脉冲，发出重瓦斯跳闸脉冲，断开变压器各侧的断路断开变压器各侧的断路器。器。 4.气体继电器的整定与调试气体继电器的整定与调

12、试（1）轻瓦斯保护整定与调试）轻瓦斯保护整定与调试 动作值：动作值：采用气体容积大小表示；采用气体容积大小表示； 整定范围通常为：整定范围通常为： 250cm3300cm3。调整方法：通过移动重锤调整方法：通过移动重锤6的位置，的位置，调整动作值。调整动作值。（2）重瓦斯保护的整定与调试）重瓦斯保护的整定与调试动作值：动作值：采用油流速度大小表示；采用油流速度大小表示； 整定范围通常为：整定范围通常为： 0.61.5ms。调试方法：调试方法： 通过调整调节螺杆，通过调整调节螺杆，改变弹簧的松紧程度，调整重瓦改变弹簧的松紧程度，调整重瓦斯的动作值，其动作值。斯的动作值，其动作值。 6.6.重瓦斯

13、的试验：重瓦斯的试验： 气体继电器安装完毕，从排气气体继电器安装完毕，从排气口打进空气，检查轻瓦斯动作的可靠口打进空气，检查轻瓦斯动作的可靠性；通过探针检查重瓦斯动作的可靠性；通过探针检查重瓦斯动作的可靠性。性。探探针针试试验验三、气体保护的接线三、气体保护的接线常规型保护与与微机型保护的接口1. 常规型保护的接线常规型保护的接线气体保护接线特点气体保护接线特点（1）出口继电器必需带有自保持线圈）出口继电器必需带有自保持线圈. （2）XB在必要时可将保护退出在必要时可将保护退出.（3）Rf 起续流电阻的作用起续流电阻的作用.2. 气体保护与微机保护的接口气体保护与微机保护的接口（1）重瓦斯保护

14、接线）重瓦斯保护接线 将瓦斯继电器的触点引入保护装置（非电量将瓦斯继电器的触点引入保护装置（非电量保护装置），经保护出口继电器和信号辅助插件，保护装置），经保护出口继电器和信号辅助插件，实现保护的跳闸功能和信号功能；实现保护的跳闸功能和信号功能； 同时还将瓦斯继电器的触点引入保护模块同时还将瓦斯继电器的触点引入保护模块CPU中，供中，供CPU检测保护动作时刻，以便记检测保护动作时刻，以便记录和打印动作信息。录和打印动作信息。重瓦斯保护接线示意框图：重瓦斯保护接线示意框图：保 护 连保 护 连接片接片保护出口保护出口中间中间跳闸跳闸光电隔光电隔离器离器保 护保 护CPU记录记录信号信号中间中间信

15、号信号重 瓦 斯重 瓦 斯继 电 器继 电 器触点触点四、瓦斯继电器运行中常遇见的问题四、瓦斯继电器运行中常遇见的问题1. 新投运变压器，轻瓦斯动作：新变压器投新投运变压器，轻瓦斯动作：新变压器投运后，线圈发热，变压器油发热循环流动，运后，线圈发热，变压器油发热循环流动，将变压器内部一些空气排除，积聚在变压将变压器内部一些空气排除，积聚在变压器上部，使变压器油面下降，造成轻瓦斯器上部，使变压器油面下降，造成轻瓦斯动作。动作。 处理方法处理方法：将瓦斯继电器放气阀打开，排：将瓦斯继电器放气阀打开，排出变压器本体内气体即可。出变压器本体内气体即可。2.瓦斯继电器接线盒内进水，造成轻、重瓦斯瓦斯继电

16、器接线盒内进水，造成轻、重瓦斯保护动作：下雨天，瓦斯继电器接线盒封闭不保护动作：下雨天，瓦斯继电器接线盒封闭不严，雨水进入继电器接线盒内，造成接线柱短严，雨水进入继电器接线盒内，造成接线柱短路，使轻、重瓦斯保护动作。路，使轻、重瓦斯保护动作。3.瓦斯继电器接点线破损接地，也会造成瓦斯继电器接点线破损接地，也会造成轻、重瓦斯保护动作。轻、重瓦斯保护动作。五五、轻瓦斯动作后的处理轻瓦斯动作后的处理: : 瓦斯继电器动作后，应立即收集瓦斯继电瓦斯继电器动作后，应立即收集瓦斯继电器内聚积的气体，通过鉴别气体的性质，做进一器内聚积的气体，通过鉴别气体的性质，做进一步判断。一般将专用玻璃瓶倒置，使瓶口靠近瓦步判断。一般将专用玻璃瓶倒置，使瓶口靠近瓦斯继