继电保护(变压器)

1、变压器保护3-1 变压器故障、不正常运行状态及保护方式一、变压器故障绕组引出线和套管上相间短路绕组引出线和套管(直接接地侧)接地(直接接地系统侧)绕组接地绕组的相间短路绕组的匝间短路油箱外部故障油箱内部故障二、不正常运行状态油面过低；过负荷；过励磁；外部短路引起过电流；外部接地引起的中性点过压三、变压器装设的继电保护1.瓦斯保护 可以反应变压器变压器油箱内部各种故障2.纵差保护及电流速断保护 可以保护绕组及引出线、套管各种短路3.过电流或负序电流保护 外部相间短路引起的过电流及后备4.零序电流保护 直接接地系统外部短路时引起的过电流及后备5.过负荷保护 反应对称性过负荷引起的过电流6.过励磁保

2、护绕组引出线和套管上相间短路绕组引出线和套管上相间短路( (直接接地系统侧直接接地系统侧) )绕组接地绕组接地绕组的绕组的相间短路相间短路绕组的绕组的匝间短路匝间短路油箱外油箱外部故障部故障油箱内油箱内部故障部故障绕组引出线和套管绕组引出线和套管( (直接接地侧直接接地侧) )接地接地零序零序后备后备过流过流后备后备纵差纵差瓦瓦斯斯7.非电量保护温度保护:上层油温超过85度或90度时,发信号压力释放保护 :发现压力严重降低时,动作于全停冷却器故障保护:先关主汽门,再由逆功率保护动作3-2 变压器的瓦斯保护一、瓦斯保护利用因电弧分解的绝缘油气体实现的保护油箱严重漏油匝数很少的匝间短路差动等保护不

3、动，但瓦斯保护能动瓦斯保护轻瓦斯 延时信号重瓦斯 瞬时跳闸原理：原理：当当变压器内部故障变压器内部故障时，故障点的局部高温将使变压器时，故障点的局部高温将使变压器油温升高、体积膨胀，甚至出现沸腾，油温升高、体积膨胀，甚至出现沸腾，油内空气被排出而形油内空气被排出而形成上升汽泡成上升汽泡。若故障点产生电弧，则。若故障点产生电弧，则变压器油和绝缘材料将变压器油和绝缘材料将分解出大量气体分解出大量气体。这些气体自油箱流向油枕上部，故障越严。这些气体自油箱流向油枕上部，故障越严重，产生的气体越多，流向油枕的气流速度越快。重，产生的气体越多，流向油枕的气流速度越快。二、瓦斯继电器1.安装：油枕、油箱间2

4、.构成上部有一个附带永久磁铁上部有一个附带永久磁铁4 4 的开口杯的开口杯5 5 ，下部，下部有一面附带永久磁铁有一面附带永久磁铁11 11 的挡板的挡板10 10 。正常情况下，正常情况下，干簧触点干簧触点1313、15 15 断开。断开。变压器内部发生轻微故障时变压器内部发生轻微故障时，产生少量气体，产生少量气体，油面下降，开口杯失去平衡，接通干簧触，油面下降，开口杯失去平衡，接通干簧触点点1515，轻瓦斯动作于发信号。轻瓦斯动作于发信号。变压器严重漏油时，变压器严重漏油时， 轻瓦斯动作于发信号轻瓦斯动作于发信号。变压器内部发生严重故障时变压器内部发生严重故障时，油箱内产生大，油箱内产生大

5、量的气体，形成强烈油流，油流从油箱通过量的气体，形成强烈油流，油流从油箱通过瓦斯继电器，挡板被冲动，干簧触电瓦斯继电器，挡板被冲动，干簧触电1313闭合闭合，重瓦斯动作，发出跳闸脉冲重瓦斯动作，发出跳闸脉冲。3-3 变压器差动保护一、变压器纵差保护的原理1.互感器按照环流法连接的差动继电器并联在互感器二次绕组上2.互感器的变比分别按变压器两侧的额定 电流选择，即：I2NnLH2=51LH2LH1I2I12I22II1N5nLH1=3.正常时，流过电流继电器的电流为：121222120iLHLHIIIIInn4.外部短路时，同样5.内部短路时，1222iIII1LH2LH1I2I1 2I22IK

6、1K21、接线方式三侧接线方式不同（连接组别）不同例如：双侧绕组 Y，d11（Y/11）接线： 超前 30IYI变比K：两侧额定电流不同30YII AI BI CI AI BI CI aI CIA IB IKT bI cI bI aI cI NI aI NIb Ic I引进差动保护装置相位校正：变压器星型侧：电流互感器副方三角接线变压器三角侧：电流互感器副方星型接线二次同名相电流相位基本一致幅值校正：TA三角接线：电流扩大 倍变比应扩大 倍33 AI BI CI AI BI CI aI CIA IB IKT bI cI bI aI cI NI aI NIb Ic I引进差动保护装置135CBl

7、In正常运行时由励磁电流引起的 励磁电流由电源侧提供，正常运行时不会超过25， 可以不考虑变压器各侧电流相位不同 原因：大中型变压器大多采用Y/11接线， 那么Y侧电流滞后侧电流30 解决：Y侧互感器接成型， 侧互感器接成Y型135CBlIn相位校正 幅值校正稳态下的不平衡电流30由电流互感器的实际变比和标准变比不等引起的原因：电流、电压互感器的变比标准化方法：采用平衡线圈Wph或变流器由变压器的调压分接头的改变引起的 原因：调节变压器的调压抽头，K改变， 电流互感器的变比却不是可以随意改变的。 方法：在整定计算中考虑。由变压器各侧电流互感器型号不同引起的 原因：各电流互感器的磁化特性与二次负

8、载不同 方法：在整定计算中考虑。2、励磁涌流及制动措施正常运行时很小，空载合闸或切除外部故障电压恢复时，可达68倍工作电流。正常运行时，铁心磁通滞后于外加电压U90。合闸时，若初始角为0，则u0。铁心应为m，铁心磁通被强制按周期分量 zqf(x)变化。不能突变， 00 影响因素：励磁涌流的大小、合闸初始角及剩磁( )t暂态磁通uu2t稳态磁通m3-4 变压器相间短路的后备保护 过流保护和过负荷保护作用：作用：反应变压器外部短路引起的过流、反应变压器外部短路引起的过流、 作为变压器相间短路的作为变压器相间短路的后备保护。后备保护。保护配置应考虑的情况：保护配置应考虑的情况： TA TA 应安装在

9、电源侧才能作为变压器相间短路的后备应安装在电源侧才能作为变压器相间短路的后备, , 保护动作于断路器跳闸保护动作于断路器跳闸 ; ; 应躲过变压器最大负荷电流应躲过变压器最大负荷电流, ,灵敏度不够灵敏度不够; ; 低电压启动的过流保护低电压启动的过流保护 大型变压器采用阻抗保护大型变压器采用阻抗保护 1. 1. 过电流保护过电流保护低电压启动的过电流保护：低电压启动的过电流保护：动作电流按躲过变压器额定电动作电流按躲过变压器额定电流正顶，低电压继电器动作电压应小于正常运行最低电压。流正顶，低电压继电器动作电压应小于正常运行最低电压。2 2、过负荷保护、过负荷保护 反映变压器对称过负荷引起的电

10、流过大，采用一个电流反映变压器对称过负荷引起的电流过大，采用一个电流互感器接于一相电流的接线，原理、动作电流整定同发电机互感器接于一相电流的接线，原理、动作电流整定同发电机过负荷保护。过负荷保护。2 2、 大型变压器接地保护（零序保护）大型变压器接地保护（零序保护）作用：作用：反应中性点直接接地变压器高压侧、反应中性点直接接地变压器高压侧、 相邻元件的相邻元件的K K(1)(1)，是，是后备保护。后备保护。零序保护配置应考虑的情况：零序保护配置应考虑的情况： 二台并联，一台中性点接地，二台并联，一台中性点接地，另一台不接地另一台不接地 （可能互换）（可能互换） 单独运行，在系统不失接地点时不接

11、地运行单独运行，在系统不失接地点时不接地运行(1) 变压器中性点直接接地运行时的零序保护 变压器零序电流保护动作电流应大于被保护侧母线引出变压器零序电流保护动作电流应大于被保护侧母线引出线零序过电流保护动作电流，动作时限也大一个时限。线零序过电流保护动作电流，动作时限也大一个时限。两段式零序电流保护，每段2个延时零序段t10.5s1.0s t2t1+t零序段t3 t4t3+t与相邻接地保护段配合与相邻后备保护配合1QF辅助触点：防止并网前误跳母联QFI3I0I3I0t1t2t3t4断开QF断开各侧断路器TA1QF1QFQFT1T2(2) 中性点可能接地可能不接地运行时的零序保护放电间隙放电间隙

12、：粗糙保护，发生冲击电压和工频过电：粗糙保护，发生冲击电压和工频过电压时，保护变压器中性点绝缘。放电时间过长。压时，保护变压器中性点绝缘。放电时间过长。保护设置：保护设置：变压器除装设中性点经常接地运行的零序电流保变压器除装设中性点经常接地运行的零序电流保护外，还应增设一套反应间隙放电电流的零序电流保护和一护外，还应增设一套反应间隙放电电流的零序电流保护和一套零序电压保护，作为变压器中性点不接地运行时的保护。套零序电压保护，作为变压器中性点不接地运行时的保护。零序电压保护：零序电压保护：间隙放电电流保护的后备。间隙放电电流保护的后备。 系统发生一点接地时，中性点接地运行的变压器由其零系统发生一

13、点接地时，中性点接地运行的变压器由其零序电流保护动作于切除。若高压母线上已没有中性点接地运序电流保护动作于切除。若高压母线上已没有中性点接地运行的变压器，而故障仍然存在，中性点电位将升高，发生过行的变压器，而故障仍然存在，中性点电位将升高，发生过电压而导致放电间隙击穿，中性点不接地运行的变压器将由电压而导致放电间隙击穿，中性点不接地运行的变压器将由反应间隙放电电流的零序电流保护瞬时动作于切除。如果中反应间隙放电电流的零序电流保护瞬时动作于切除。如果中性点过电压值不足以使放电间隙击穿，则可由零序电压保护性点过电压值不足以使放电间隙击穿，则可由零序电压保护带带0.3 0.5s0.3 0.5s的延时

14、将中性点不接地运行的变压器切除。的延时将中性点不接地运行的变压器切除。 大型变压器分级绝缘，中性点可能接地可能不接地运行时：避雷器：防冲击过电压(暂态时放电)，工频过压后不熄弧爆炸放电间隙：粗糙保护，放电时间不能过长专门的零序电压保护：及时切除变压器防止间隙长时间放电放电间隙拒动的后备断开QF断开各侧断路器1TA1QF1QFQF零序电流保护t1t3t2t43I02TATV3U0t5H零序电流保护：中性点接地运行时用（同前）零序电压保护：中性点不接地运行时用，K(1)若间隙未击穿,应动作 K(1)时若系统内有中性点接地，则不动Uop间隙零序电流保护：间隙击穿瞬时跳闸3I0断开QF断开各侧断路器1TA1QF1QFQF3U0t5TVH零序电流保护t1t3t2t42TA3-4 变压器非电量保护1、主变压器温度保护、主变压器温度保护变压器上层油温超过变压器上层油温超过85oC（或（或90oC）时，发信号）时，发信号2、变压器压力释放保护、变压器压力释放保护检测变压器温压，挡出现漏油严重、油位眼下降时，压力检测变压器温压，挡出现漏油严重、油位眼下降时，压力降低，保护动作于全停降低，保护动作于全停3、