变压器保护1资料

1、第八章 电力变压器保护本章主要内容一、常见故障、不正常运行及保护二、变压器主保护 三、变压器后备保护和过负荷保护 四、变压器接地保护 第一节 变压器常见故障、不正常运行状态及保护配置 一、变压器常见故障、不正常运行状态 内部故障：绕组相间短路、匝间短路、单相接地短路。外部故障：绝缘套管及引出线各种相间短路、单相接地短路。 变压器不正常运行状态：过负荷、油箱漏油造成的油面降低、表面油温过高、外部短路引起的过电流、电压降低或频率升高引起的变压器过励磁。第一节 常见故障和不正常运行及保护上页下页返回瓦斯保护纵差动保护或电流速断保护 油箱外引出线相间短路油箱内故障过电流保护零序保护二、不正常运行：过负

2、荷过负荷保护一、常见故障主保护（后备保护）外部相间短路外部相间短路外部接地短路外部接地短路第二节 主变压器瓦斯保护基本原理：它是反应油箱内部所产生的气体或油流而动作。作用：反应变压器油箱内的各种故障以及油面降低测量元件：瓦斯继电器出口方式：跳开变压器各侧断路器；对于发变组接线，保护动作于全停、启动快切。第二节 变压器主保护上页下页返回一、瓦斯保护原理及构成 反应变压器油箱内部故障产生的气体而动作,主要由瓦斯继电器构成,轻瓦斯动作于信号,重瓦斯动作于跳闸.瓦斯保护的主要元件是瓦斯继电器，它安装在变压器的油箱和油枕之间的连接管道中.一、瓦斯继电器结构一、瓦斯继电器结构及工作情况内部轻微故障：气体聚

3、集在上部，使开口杯向下转动，轻瓦斯干簧接点闭合，发出信号（气体容积定值：250-300立方厘米）正常运行：开口杯向上倾斜，干簧接点打开内部严重故障：产生大量气体，推动档板运动，重瓦斯的干簧接点闭合，起动出口继电器，断开变压器两侧断路器（定值：油流速度1.1米/秒)漏油使油面降低：上开口杯转动，轻瓦斯动作也发出信号。瓦斯保护原理接线上页下页返瓦斯继电器出口中间 继电器信号继电器连片KGTQ1KSKCOKGV+-3XB1QFKCOI32QFKCOI3TQ2+轻瓦斯动作信号重瓦斯1QF跳闸2QF跳闸瓦斯保护直流回路展开图第三节变压器纵差动保护一、基本原理及实现时的特点 二、采用 BCH型差动继电器构

4、成的 差动保护三、二次谐波制动的变压器差动保护 第二节 变压器主保护上页下页返回二、变压器纵差动保护1、基本原理及实现的特点: 变压器纵差动保护通常采用环流法接线。原理与输电线路类似，但在实现时应考虑变压器高、低压两侧电流的大小和相位不同。一、基本原理二、变压器纵差保护特殊问题引起不平衡电流增大的因素变压器高、低压两侧电流的大小和相位不同变压器空载投入的励磁涌流带负荷调压的变压器运行中改变分接头电流互感器计算变比与标准变比不同两侧电流互感器型号不同上页下页返回变压器星形侧电流互感器按角形接线变压器角形侧电流互感器按星形接线 1、数值补偿和相位补偿 变压器星形侧电流互感器按角形接线。互感器变比为

5、： 变压器角形侧电流互感器按星形接线。互感器变比为： 上页下页返回变压器纵差动保护2、影响差动保护的因素及措施:分析励磁涌流的特点励磁涌流的影响变压器差动保护的构成 正常运行时，励磁电流仅为变压器额定电流的35，所以对保护无影响。而当变压器空载投入或外部短路故障切除电压恢复时，励磁电流可达额定电流的68倍，这称为励磁涌流，可引起差动保护误动作。 含有大量的非周期分量，使波形偏于时间轴的一侧； 励磁涌流中含有大量的二次谐波电流分量； 励磁涌流相邻波形之间存在“间断角”。 采用具有速饱和变流器的BCH型差动继电器构成变压器纵差动保护； 采用二次谐波制动原理构成变压器纵差动保护； 采用鉴别波形间断角

6、原理构成变压器纵差动保护。 2、变压器励磁涌流的影响 正常运行时，励磁电流仅为变压器额定电流的35，所以对保护无影响。而当变压器空载投入或外部短路故障切除电压恢复时，励磁电流可达额定电流的68倍，这称为励磁涌流。 励磁涌流的特点及采取的措施1）含有大量的非周期分量，使励磁涌流波形偏于时间轴的一侧；2）励磁涌流中含有大量的二次谐波电流分量；3）励磁涌流相邻波形之间存在“间断角”。 （1）采用具有速饱和变流器的BCH型差动继电器构成变压器纵差动保护。 （2）采用二次谐波制动原理构成变压器纵差动保护。 （3）采用鉴别波形间断角原理构成变压器纵差动保护。 非周期分量电流的存在，破坏了其中的周期分量电流

7、的传变。 三、二次谐波制动的变压器差动保护1、原理接线图 2、组成部分及作用 上页下页返回比率制动式差动继电器的组成及作用 比率制动部分是用于防止外部短路时，由于不平衡电流影响而造成误动作； 二次谐波制动部分的作用，是防止变压器空载投入时出现励磁涌流而造成保护误动作； 差动电流速断部分作用，防止变压器内部发生严重故障时，差动继电器拒动和加快切除故障； 差动部分作用，保证内部故障时正确动作。电压形成回路及动作判据 1、比率制动部分是用于防止外部短路时，由于不平衡电流影响而造成误动作。2、二次谐波制动部分的作用，是防止变压器空载投入时出现励磁涌流而造成保护误动作。3、差动电流速断部分作用，防止变压

8、器内部发生严重故障时，差动继电器拒动和加快切除故障。 工作情况正常运行及区外短路：U1小， U4大，所以保护不动保护区内短路：U1大、 U4小、 U2也较小，所以保护动作；若区内严重故障，满足差动速断动作条件时，则差动速断保护动作。变压器空载投入：U2较大， U1和U4相等，所以保护不会误动作。Ioper.0Ioper（ Inub ）Ibrk （ Ik ）Ibrk.0Ik.maxInub.max动作区动作值整定原则电流速断保护单相原理接线 第四节 电流速断保护整定原则： 1）躲过外部K2短路时流过保护的最 大短路电流。 2）躲过变压器空载投入时的励磁涌流。 灵敏度校验: 在保护安装处K1点发生

9、两相金属性短路进行校验 电流速断保护的特点1、应用范围：容量较小的变压器，且其过电流保护动作时间大于0.5秒。2、作用：与瓦斯保护共同作为变压器相间短路主保护。3、保护区：一般只能延伸到低压绕组的一部分。第三节 变压器后备保护和 过负荷保护 上页下页返回一、变压器的过电流保护1、原理接线：2、整定原则： 躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定。 一、变压器的过电流保护；二、低电压起动的过电流保护；三、复合电压起动的过电流保护 ；四、负序电流和单相低电压起动的 过电流保护。第三节 变压器后备保护和 过负荷保护 上页下页返回二、低电压起动的过电流保护1、原理接线： 2、低电压继电器整定原则及方法：

10、 应低于正常运行情况下母线上可能出现的最低工作电压 。 3、灵敏度校验： 按后备保护范围末端发生短路故障进行校验。 上页下页返回1KA2KA3KA2TA3TA交流电流回路1TA交流电压回路1KVU3KVU2KVU1KA2KA3KA1KVUKMKTKMKTKSKCOKCOKCO跳1QF跳2QF+2KVU3KVUKMKS+TV二次断线信号上页下页返回三、复合电压起动的过电流保护 对称短路的测量元件：低电压继电器和过电流继电器不对称短路的测量元件：负序电压继电器和过电流继电器特点：不对称短路时，电压元件灵敏度高于低电压启动的过电流保护1、原理接线：1、原理接线：1KA2KA3KA1TA2TA3TAK

11、VNKVNKVU交流电流回路交流电压回路1KA2KA3KAKVUKMKTKMKTKMKSKSKCOKCOKCO跳1QF跳2QF+TV二次断线信号2、负序电压继电器整定原则及方法： 躲过正常运行时负序电压滤过器出现的最大不平衡电压。第三节 变压器后备保护和 过负荷保护 上页下页返回四、负序电流和单相低电压起动的 过电流保护1、原理接线： 2、负序电流继电器整定原则及方法： 躲过变压器正常运行时负序电流滤过器输出的最大不平衡电流 。上页下页返回第三节 变压器后备保护和 过负荷保护 上页下页返回五、变压器过负荷 变压器过负荷电流大多数情况下三相是对称的，因此只装设对称过负荷保护。即只用一个电流继电器

12、接于任一相电流之中，动作时经延时作用于信号。 过负荷保护的动作电流应躲过变压器额定电流。 过负荷保护的动作时限，应比过电流保护的最大时限增加一个时限阶差t。 第六节 变压器的接地保护中性点可能接地或不接地的分级绝缘变压器的接地保护零序电流保护：当变压器中性点接地时作为接地保护，以短时限跳母联，长时限跳变压器两侧断路器间隙零序过流保护：当变压器中性点不接地时作为接地保护零序过电压保护：做间隙零序过流保护的辅助保护，当变压器中性点不接地时作为接地保护。上页下页返回一、原理框图第四节 变压器的接地保护 上页下页返回二、整定计算二、整定计算二、整定计算二、整定计算二、整定计算 1、零序电流保护的动作电流与相邻元件零序后备保护动作电流配合整定。 2、动作时限与相邻元件零序电流后备保护的时限配合 整定。 3、零序电流元件3I0的动作电流根据间隙击穿电流的经验数据整定，一般一次值为100A。时间元件T的延时，一般取05s。第七节 三绕组变压器过电流保护特点单侧电源的三绕组变压器，过流保护宜装于电源侧及主负荷侧。I侧: t1跳各侧 t2跳II侧III侧: t