继电保护课件变压器保护

本章主要内容8.1变压器常见故障、不正常运行及保护方式8.2瓦斯保护

8.3变压器纵差动保护

8.4电流速断保护8.5变压器后备保护和过负荷保护8.6变压器的接地保护现在是1页\一共有62页\编辑于星期二现在是2页\一共有62页\编辑于星期二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。现在是3页\一共有62页\编辑于星期二保护配置反应变压器油箱内部的各种故障及油面降低（瓦斯保护）变压器引出线、套管及绕组的相间短路（纵差动保护或电流速断保护）外部相间短路引起的变压器过电流

（过电流保护）变压器高压绕组接地（接地保护）过负荷（过负荷保护）过励磁（过励磁保护）现在是4页\一共有62页\编辑于星期二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。现在是5页\一共有62页\编辑于星期二瓦斯继电器安装示意图现在是6页\一共有62页\编辑于星期二一、瓦斯继电器结构及工作情况正常运行：开口杯向上倾斜，干簧接点打开内部轻微故障：气体聚集在上部，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）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。现在是7页\一共有62页\编辑于星期二

二、原理接线

现在是8页\一共有62页\编辑于星期二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现在是9页\一共有62页\编辑于星期二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型差动继电器构成的差动保护三、二次谐波制动的变压器差动保护

现在是10页\一共有62页\编辑于星期二一、基本原理现在是11页\一共有62页\编辑于星期二二、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现在是12页\一共有62页\编辑于星期二

现在是13页\一共有62页\编辑于星期二

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：变压器角形侧电流互感器按星形接线。互感器变比为：

现在是14页\一共有62页\编辑于星期二

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3％～5％，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6～8倍，这称为励磁涌流。

现在是15页\一共有62页\编辑于星期二

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”。现在是16页\一共有62页\编辑于星期二

（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。

现在是17页\一共有62页\编辑于星期二三、采用BCH型差动继电器构成的差动保护1、速饱和变流器工作原理

2、BCH—2型差动继电器的工作原理3、原理接线图现在是18页\一共有62页\编辑于星期二

非周期分量电流的存在，破坏了其中的周期分量电流的传变。现在是19页\一共有62页\编辑于星期二现在是20页\一共有62页\编辑于星期二

现在是21页\一共有62页\编辑于星期二

BCH—2型继电器，是在速饱和变流器的基础上，再加上短路线圈，以改善躲过非周期分量的性能。

保持短路线圈

继电器的动作安匝不变。现在是22页\一共有62页\编辑于星期二动作电流的整定原则躲电流互感器二次回路断线躲变压器空载投入的励磁涌流躲保护区外短路时流过保护的最大不平衡电流现在是23页\一共有62页\编辑于星期二四、二次谐波制动的变压器差动保护1、原理接线图

2、组成部分及作用现在是24页\一共有62页\编辑于星期二

."I1.I2.I1.I2."现在是25页\一共有62页\编辑于星期二电压形成回路及动作判据现在是26页\一共有62页\编辑于星期二

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，防止变压器内部发生严重故障时，差动继电器拒动和加快切除故障。现在是27页\一共有62页\编辑于星期二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。现在是28页\一共有62页\编辑于星期二Ioper（Inub）Ibrk（Ik）Ioper.0Ibrk.0Ik.maxInub.max动作区现在是29页\一共有62页\编辑于星期二动作值整定原则现在是30页\一共有62页\编辑于星期二电流速断保护单相原理接线

第四节电流速断保护现在是31页\一共有62页\编辑于星期二整定原则：

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点发生两相金属性短路进行校验

现在是32页\一共有62页\编辑于星期二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。现在是33页\一共有62页\编辑于星期二第五节变压器相间短路的后备保护及过负荷保护作用：作为变压器相间短路的近后备保护，一般情况下，还作为下一相邻元件的远后备保护出口方式：保护延时动作于跳闸。现在是34页\一共有62页\编辑于星期二

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。现在是35页\一共有62页\编辑于星期二各电流保护原理示意框图

跳闸跳闸﹠KVU现在是36页\一共有62页\编辑于星期二跳闸﹠KVUKVN跳闸KVU﹠现在是37页\一共有62页\编辑于星期二一、变压器过电流保护应用范围：容量较小变压器接线：与线路过电流保护类似问题：应用在大容量变压器上时，该保护灵敏度很难满足要求现在是38页\一共有62页\编辑于星期二过电流保护原理接线现在是39页\一共有62页\编辑于星期二

电流继电器动作电流整定原则

躲过变压器可能出现的最大负荷电流。

（N台变压器并列运行）（降压变压器）现在是40页\一共有62页\编辑于星期二二、低电压启动的过电流保护测量元件：电流继电器和低电压继电器特点：灵敏度高于一般的过电流保护。出口逻辑关系：两个测量元件都动作，保护才动作跳闸现在是41页\一共有62页\编辑于星期二1KA2KA3KA2TA3TA交流电流回路1TA交流电压回路1KVU3KVU2KVU1KA2KA3KA1KVUKMKTKMKTKSKCOKCOKCO跳1QF跳2QF+2KVU3KVUKMKS+TV二次断线信号现在是42页\一共有62页\编辑于星期二动作值的整定原则电流继电器：躲变压器正常运行时的额定电流。现在是43页\一共有62页\编辑于星期二低电压继电器整定原则：正常运行情况下母线上可能出现最低工作电压时，该继电器不动作。现在是44页\一共有62页\编辑于星期二3、灵敏度校验：

按后备保护范围末端发生短路故障进行校验。现在是45页\一共有62页\编辑于星期二三、复合电压启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现在是46页\一共有62页\编辑于星期二1、原理接线：现在是47页\一共有62页\编辑于星期二1KA2KA3KA1TA2TA3TAKVNKVNKVU交流电流回路交流电压回路1KA2KA3KAKVUKMKTKMKTKMKSKSKCOKCOKCO跳1QF跳2QF++TV二次断线信号现在是48页\一共有62页\编辑于星期二负序电压继电器整定原则：

躲过正常运行时负序电压滤过器出现的最大不平衡电压。现在是49页\一共有62页\编辑于星期二四、负序电流和单相式低电压启动的过电流保护对称短路的测量元件：单相低电压继电器和过电流继电器不对称短路的测量元件：负序电流继电器特点：不对称短路时，电流元件灵敏度高于低电压启动的或复合电压启动的过电流保护现在是50页\一共有62页\编辑于星期二现在是51页\一共有62页\编辑于星期二负序电流继电器动作电流整定原则

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。现在是52页\一共有62页\编辑于星期二五、变压器的过负荷保护测量元件：电流继电器出口方式：发出过负荷信号现在是53页\一共有62页\编辑于星期二

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。

现在是54页\一共有62页\编辑于星期二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。现在是55页\一共有62页\编辑于星期二一、原理框图：现在是56页\一共有62页\编辑于星期二二、整定计算：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。动作时限与相邻元件零序电流后备保护的时限配合整定。

现在是57页\一共有62页\编辑于星期二

零序电压元件3U0的动作电压，应低于变压器中性点工频耐受电压。

动作电压还应躲过电网存在接地中性点情况下单相接地短路时的最大零序电压。现在是58页\一共有62页\编辑于星期二