第八章电力变压器保护学习教案

1、会计学1第八章电力第八章电力(dinl)变压器保护变压器保护第一页，共45页。（2）纵差保护(boh)或电流速断保护(boh) 6300KVA及以上并列(bngli)运行的变压器，10000KVA及以上单独运行的变压器，发电厂厂用工作变压器和工业企业中6300KVA及以上重要的变压器，应装设纵差保护。 10000KVA及以下的电力(dinl)变压器，应装设电流速断保护。对于2000KVA以上的变压器，当电流速断保护灵敏度不能满足要求时，也应装设纵差保护。 纵差保护或电流速断保护：反应电力变压器绕组、套管及引出线发生的短路故障。第1页/共45页第二页，共45页。（3）相间(xingjin)短路的

2、后备保护作用：反应外部相间短路引起的变压器过电流，同时作为瓦斯保护和纵差保护的后备保护，其动作时限(shxin)按阶梯形原则来整定。 第2页/共45页第三页，共45页。（4）接地(jid)短路的零序保护作用(zuyng)：零序保护用于反应变压器高压侧（或中压侧），以及外部元件的接地短路。 变压器中性点直接接地运行，应装设零序电流保护(boh)；变压器中性点可能接地或不接地运行时，应装设零序电流、电压保护(boh)。 第3页/共45页第四页，共45页。（5）过负荷(fh)保护 400KVA以上的变压器，当数台并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源(dinyun)时，应装设过负荷保护。过负荷保

3、护通常只装在一相，延时动作于发信号。 高压侧电压为500KV及以上的变压器，因频率降低和电压升高而引起的变压器励磁电流升高，应装设变压器过励磁保护。对变压器温度和油箱内压力升高，以及(yj)冷却系统故障，应装设相应的保护装置。第4页/共45页第五页，共45页。第二节 气体(qt)保护一、气体保护一、气体保护(boh)： 反应变压器油箱内部气体量的多少和油流速度而动作的保护反应变压器油箱内部气体量的多少和油流速度而动作的保护(boh)，保护，保护(boh)变压器油箱内各种短路故障，特别是对绕组的相间短路和匝间短路。并且是变压器铁芯烧损的唯一保护变压器油箱内各种短路故障，特别是对绕组的相间短路和匝

4、间短路。并且是变压器铁芯烧损的唯一保护(boh)方式。方式。 由于短路点电弧的作用，将使变压器油和其他绝缘材料由于短路点电弧的作用，将使变压器油和其他绝缘材料(ju yun ci lio)分解，产生气体。气体从油箱经连通管流向油枕，利用气体的数量及流速构成气体保护。分解，产生气体。气体从油箱经连通管流向油枕，利用气体的数量及流速构成气体保护。第5页/共45页第六页，共45页。二、构成和工作二、构成和工作(gngzu)原理原理1 1、气体、气体(qt)(qt)继电器的结构继电器的结构1罩；2顶针；3气塞；4永久磁铁；5开口杯；6重捶；7探针(tn zhn)；8开口销；9弹簧；10挡板；11永久磁

5、铁；12螺杆；13干簧触点（重）；14调节杆；15干簧触点（轻）；16套管；17排气口第6页/共45页第七页，共45页。2 2、气体继电器的工作、气体继电器的工作(gngzu)(gngzu)原理原理a)变压器正常(zhngchng)运行时上下两对触点上下两对触点(ch din)都断开，不发出信号都断开，不发出信号第7页/共45页第八页，共45页。b)b)变压器油箱内部变压器油箱内部(nib)(nib)发生轻微故障发生轻微故障上触点接通信号回路，发出音响上触点接通信号回路，发出音响(ynxing)和灯光信号，这称之为和灯光信号，这称之为“轻瓦斯动作轻瓦斯动作”第8页/共45页第九页，共45页。c

6、)c)变压器油箱内部发生变压器油箱内部发生(fshng)(fshng)严重故障严重故障下触点下触点(ch din)接通跳闸回路，使断路器跳闸，同时发出音响和灯光信号，这称之为接通跳闸回路，使断路器跳闸，同时发出音响和灯光信号，这称之为“重瓦斯动作重瓦斯动作”第9页/共45页第十页，共45页。d)d)变压器油箱变压器油箱(yuxing)(yuxing)漏油漏油上触点上触点(ch din)(ch din)接通，发出报警信号；接通，发出报警信号；下触点下触点(ch din)(ch din)接通，使断路器跳闸，同时发出跳闸信号。接通，使断路器跳闸，同时发出跳闸信号。 第10页/共45页第十一页，共45

7、页。3 3、气体、气体(qt)(qt)继电器的安继电器的安装装安装在油箱与油枕之间的连接安装在油箱与油枕之间的连接(linji)管道上。管道上。为什么变压器是斜着的？为什么变压器是斜着的？为了不妨碍气体的流通，变压器安装时应使顶盖沿瓦斯继电器的方向为了不妨碍气体的流通，变压器安装时应使顶盖沿瓦斯继电器的方向(fngxing)(fngxing)与水平面具有与水平面具有1 11.51.5的升高坡度，通往继电器的连接管具有的升高坡度，通往继电器的连接管具有2 24 4的升高坡度。的升高坡度。第11页/共45页第十二页，共45页。第12页/共45页第十三页，共45页。三、气体保护(boh)的原理接线图

8、第13页/共45页第十四页，共45页。主要主要(zhyo)优点：优点：因此气体因此气体(qt)保护可作为变压器的主保护之一，与纵差动保护相互配合、相互补充，实现快速而灵敏地切除变压器油箱内、外及引出线上发生的各种故障。保护可作为变压器的主保护之一，与纵差动保护相互配合、相互补充，实现快速而灵敏地切除变压器油箱内、外及引出线上发生的各种故障。 动作迅速、灵敏度高、安装接线简单、能反应油箱内部发生的各种动作迅速、灵敏度高、安装接线简单、能反应油箱内部发生的各种( zhn)故障。故障。四、对气体保护的评价：四、对气体保护的评价： 不能反应油箱以外的套管及引出线等部位上发生的故障。不能反应油箱以外的套

9、管及引出线等部位上发生的故障。 主要缺点：主要缺点：第14页/共45页第十五页，共45页。 2. 2.变压器纵差保护的特点变压器纵差保护的特点 （不平衡电流产生（不平衡电流产生(chnshng)(chnshng)的原因和消除方法）的原因和消除方法）21TATTAnnn第15页/共45页第十六页，共45页。不平衡电流的产生原因不平衡电流的产生原因减轻和消除方法减轻和消除方法1 1励磁涌流的影响励磁涌流的影响a.a.速饱和变流器；速饱和变流器；b.b.波形鉴别；波形鉴别；c.c.二次谐波制动二次谐波制动; ;d.d.互感器的接法和变比互感器的接法和变比e.e.平衡线圈补偿平衡线圈补偿2 2变压器两

10、侧电流相位不同变压器两侧电流相位不同3 3计算变比与实际变比不同计算变比与实际变比不同4 4两侧电流互感器型号不同两侧电流互感器型号不同5 5变压器带负荷调整分接头变压器带负荷调整分接头第16页/共45页第十七页，共45页。4.4.变压器纵差动保护的整定计算变压器纵差动保护的整定计算(j sun)(j sun)原则原则纵差动保护起动电流纵差动保护起动电流(dinli)的整定原则的整定原则躲开躲开(du ki)变压器的最大负荷电流变压器的最大负荷电流.maxsetrelLIKI为了避免由于电流互感器二次回路断线时可能引起的差动保护误动作。为了避免由于电流互感器二次回路断线时可能引起的差动保护误动

11、作。relK可靠系数，取可靠系数，取1.31.3.maxLI最大负荷电流最大负荷电流第17页/共45页第十八页，共45页。GII2IIIII2rIII第18页/共45页第十九页，共45页。躲开变压器保护范围躲开变压器保护范围(fnwi)外部短路时的最大不平衡电流外部短路时的最大不平衡电流.maxsetrelunbIKIrelK可靠可靠(kko)(kko)系数，取系数，取1.31.3；.maxunbI最大负荷最大负荷(fh)电流，其计算式为；电流，其计算式为；.max.max(10%)unbzanpstkIfUKKI zaf变比、匝数引起的相对误差；变比、匝数引起的相对误差；U带负荷调压引起的相

12、对误差；带负荷调压引起的相对误差；0.1电流互感器容许的最大相对误差；电流互感器容许的最大相对误差；npK非周期分量系数；非周期分量系数；stK电流互感器的同型系数，取为电流互感器的同型系数，取为1 1；第19页/共45页第二十页，共45页。躲开躲开(du ki)变压器最大励磁涌流变压器最大励磁涌流setrelNIKK IrelK可靠可靠(kko)(kko)系数，取系数，取1.31.31.51.5；K励磁励磁(l c)涌流的最大倍数；涌流的最大倍数；NI变压器额定电流；变压器额定电流；纵差动保护灵敏系数的校验纵差动保护灵敏系数的校验.min.krsenset rIKI第20页/共45页第二十一

13、页，共45页。对于容量较小的变压器，当灵敏对于容量较小的变压器，当灵敏(ln mn)(ln mn)系数满足要求时，可在电源侧装设电流速断保护，它与瓦斯保护配合，以反应变压器绕组及变压器电源侧的引出线套管上的各种故障。系数满足要求时，可在电源侧装设电流速断保护，它与瓦斯保护配合，以反应变压器绕组及变压器电源侧的引出线套管上的各种故障。第四节第四节 电流速电流速(li s)(li s)断保护断保护第21页/共45页第二十二页，共45页。一、变压器电流速断保护一、变压器电流速断保护(boh)原理接线图原理接线图信号第22页/共45页第二十三页，共45页。二、电流速断保护二、电流速断保护(boh)的整

14、定计算：的整定计算：（）按躲过变压器负荷侧母线短路（）按躲过变压器负荷侧母线短路(dunl)(dunl)时流过保护的最大短路时流过保护的最大短路(dunl)(dunl)电流整定：电流整定： max. 2krelactIKI（2 2）躲过变压器空载投入时的励磁）躲过变压器空载投入时的励磁(l c)(l c)涌流涌流 TNactII)53(选择其中的较大者作为保护的动作值选择其中的较大者作为保护的动作值actksenIIK)2(min. 1min.要求要求 大于等于大于等于2 2。灵敏系数：灵敏系数：min.senK第23页/共45页第二十四页，共45页。 变压器相间短路的后备保护变压器相间短路的

15、后备保护(boh)，既是变，既是变压器主保护压器主保护(boh)的后备保护的后备保护(boh)，又可作，又可作为相邻母线或线路的后备保护为相邻母线或线路的后备保护(boh)。一、相间一、相间(xingjin)短路的过电流保护短路的过电流保护1 1、使用、使用(shyng)(shyng)条件条件 过电流保护宜用于降压变压器。过电流保护宜用于降压变压器。2 2、安装地点：电源侧。、安装地点：电源侧。第五节第五节 变压器相间短路的后备保护变压器相间短路的后备保护和过负荷保护和过负荷保护第24页/共45页第二十五页，共45页。3 3、保护、保护(boh)(boh)的整定计的整定计算算max.Lrere

16、lactIKKI最大负荷电流最大负荷电流 确定确定(qudng)(qudng)： 对于并列运行的变压器：对于并列运行的变压器：TNLImmI.max.1 对于对于(duy)(duy)降压变压器：降压变压器：TNssLIKI.max.max.LI保护灵敏度保护灵敏度actksenIIKmin.动作电流：动作电流：（要求大于）（要求大于）1.21.2第25页/共45页第二十六页，共45页。信号保护保护(boh)原理接线图原理接线图第26页/共45页第二十七页，共45页。二、复合二、复合(fh)电压起动的过电流保护电压起动的过电流保护1 1、保护、保护(boh)(boh)原理接线图原理接线图第27页

17、/共45页第二十八页，共45页。2 2、保护、保护(boh)(boh)的整定计算的整定计算动作动作(dngzu)值值低电压元件低电压元件(yunjin)：TNactUU.7 . 0TNactUU.)6 . 05 . 0(max.LrerelactIKKI电流元件：电流元件：火电厂升压变压器：火电厂升压变压器：负序电压元件：负序电压元件：TNactUU. 2)12. 006. 0(第28页/共45页第二十九页，共45页。负序电压元件：负序电压元件：actksenUUK.min.)(22电流元件：电流元件：actksenIIKmin.（要求（要求(yoqi)(yoqi)大于大于1.21.2）（要求

18、（要求(yoqi)(yoqi)大于大于1.21.2）低电压元件低电压元件(yunjin)：max. kactsenUUK（要求大于（要求大于1.21.2）第29页/共45页第三十页，共45页。 对于大容量的发电机变压器组，由于额定电流大，电流元件往往不能满足远后备灵敏度的要求，可采用负序电流保护。负序电流元件和反应对于大容量的发电机变压器组，由于额定电流大，电流元件往往不能满足远后备灵敏度的要求，可采用负序电流保护。负序电流元件和反应(fnyng)(fnyng)对称短路故障的单相式低压过电流保护组成。对称短路故障的单相式低压过电流保护组成。 负序电流保护灵敏度较高，且在星、三角接线的负序电流保

19、护灵敏度较高，且在星、三角接线的变压器另一侧发生不对称短路变压器另一侧发生不对称短路(dunl)(dunl)故障时，灵敏故障时，灵敏度不受影响，接线也较简单。度不受影响，接线也较简单。三、负序电流三、负序电流(dinli)(dinli)及单相式低压起动的过电流及单相式低压起动的过电流(dinli)(dinli)保护保护第30页/共45页第三十一页，共45页。第31页/共45页第三十二页，共45页。2 2、保护、保护(boh)(boh)的整定计的整定计算算动作动作(dngzu)值值（低电压元件的整定与前面方式（低电压元件的整定与前面方式(fngsh)相同）相同）20 10 2.( . . )ac

20、tN TII负序电流元件：负序电流元件：灵敏度灵敏度22( ).min.ksenactIKI（要求大于（要求大于1.21.2）第32页/共45页第三十三页，共45页。四、三绕组四、三绕组(roz)(roz)变压器后备保护的配置原则变压器后备保护的配置原则信号信号信号跳QF2跳QF2跳QF1跳QF3跳QF3第33页/共45页第三十四页，共45页。五、变压器的过负荷五、变压器的过负荷(fh)(fh)保护保护 过负荷保护反应过负荷保护反应(fnyng)(fnyng)变压器对称过负荷引变压器对称过负荷引起的过电流。保护用一个电流继电器接于一相电流起的过电流。保护用一个电流继电器接于一相电流，经延时动作

21、于信号。，经延时动作于信号。第34页/共45页第三十五页，共45页。(3)(3)对三侧有电源的三绕组对三侧有电源的三绕组(roz)(roz)升压变压器，三侧均应装设。升压变压器，三侧均应装设。(4)(4)对于双绕组对于双绕组(roz)(roz)降压变压器，装于高压侧。降压变压器，装于高压侧。(5)(5)仅一侧电源仅一侧电源(dinyun)(dinyun)的三绕组降压变压器，若三侧的容量相等，只装于电源的三绕组降压变压器，若三侧的容量相等，只装于电源(dinyun)(dinyun)侧；若三侧的容量不等，则装于电源侧；若三侧的容量不等，则装于电源(dinyun)(dinyun)侧及容量较小侧。侧及

22、容量较小侧。(6)(6)对两侧有电源的三绕组降压变压器，三侧均应装设。对两侧有电源的三绕组降压变压器，三侧均应装设。1 1、过负荷保护的安装方式：、过负荷保护的安装方式： (1)(1)对双绕组升压变压器，装于发电机电压侧。对双绕组升压变压器，装于发电机电压侧。(2)(2)对一侧无电源的三绕组升压变压器，装于发电机电压侧和无电源侧。对一侧无电源的三绕组升压变压器，装于发电机电压侧和无电源侧。第35页/共45页第三十六页，共45页。2 2、负荷保护的动作信号、负荷保护的动作信号 均经过均经过(jnggu)(jnggu)同一时间继电器作用于信号同一时间继电器作用于信号。 4、过负荷保护、过负荷保护(

23、boh)动作时限动作时限 应比变压器的后备保护应比变压器的后备保护(boh)动作时限大一个动作时限大一个t。一般取。一般取510秒。秒。TNrerelactIKKI.3 3、过负荷、过负荷(fh)(fh)保护的动作电流整定保护的动作电流整定 应按躲开变压器的额定电流整定，即应按躲开变压器的额定电流整定，即 第36页/共45页第三十七页，共45页。第37页/共45页第三十八页，共45页。信号跳QF2跳QF11 1、中性点直接接地、中性点直接接地(jid)(jid)变压器的零序保护变压器的零序保护第38页/共45页第三十九页，共45页。保护定值保护定值 00. .actcbactLIK K I式中：式中： 配合系数，取配合系数，取1.11.11.21.2；cK 零序电流分支系数；零序电流分支系数；bK 引出线零序电流保护后备引出线零序电流保护后备段的动作电流。段的动作电流。0 . .actLI第39页/共45页第四十页，共45页。2 2、中性点可能接地、中性