电力系统继电保护教学课件 主变压器保护

电力系统继电保护教学课件：主变压器保护欢迎学习主变压器保护课程。本课程将深入探讨电力系统中主变压器的保护原理和方法，为确保电网安全稳定运行提供重要支持。课程目标理解原理掌握主变压器保护的基本原理和工作机制。熟悉技术了解各种保护装置的结构和应用。实践应用学会设计和调试主变压器保护系统。分析能力培养故障分析和处理的实际能力。主变压器的作用和构造作用主变压器是电力系统中的关键设备，负责电压的转换和电能的传输。它连接发电厂与输电网络，确保电力的高效传输。构造主要由铁心、绕组、绝缘系统、冷却系统和套管等部件组成。每个部件都有其特定功能，共同确保变压器的正常运行。主变压器的工作特性电压转换能够将高电压转换为低电压，或反之，以适应不同的输配电需求。高效率现代主变压器的效率可达99%以上，极大减少了电能损耗。大容量单台主变压器的容量可达数百兆伏安，满足大规模电力传输需求。主变压器的故障类型绕组短路包括匝间短路、相间短路等，可能导致变压器严重损坏。绝缘击穿由于绝缘老化或过电压引起，会造成变压器内部放电。铁心故障如铁心接地、叠片短路等，会增加变压器损耗。套管故障套管破裂或放电，可能导致油泄漏或引发火灾。主变压器差动保护原理电流比较比较变压器各侧的电流大小和相位关系。差值计算计算进出变压器的电流差值。判断标准如差值超过设定阈值，则判定为内部故障。动作指令发出跳闸信号，切断故障区域。差动保护继电器的原理1电流输入接收变压器各侧的电流信号2比较处理对电流信号进行矢量比较3特性曲线根据预设特性曲线判断是否故障4动作输出发出保护动作信号差动保护回路的组成电流互感器用于采集变压器各侧的电流信号，并进行隔离和变比转换。差动保护装置核心部件，负责电流比较和故障判断。断路器执行部件，接收保护信号并切断故障电路。差动保护调定值的确定1基本定值根据变压器额定电流和CT变比确定基本定值。2制动特性考虑变压器励磁电流和CT误差，设置合适的制动特性。3二次谐波闭锁设置二次谐波闭锁定值，防止励磁涌流误动。4灵敏度校验进行灵敏度计算，确保保护能可靠动作。差动保护的局限性死区存在变压器中性点附近的匝间短路可能难以检测。CT饱和影响严重的CT饱和可能导致保护误动或拒动。励磁涌流干扰变压器合闸时的励磁涌流可能引起保护误动。高阻抗故障变压器内部的高阻抗故障可能无法及时检测。主变压器的过负荷保护过负荷危害长期过负荷运行会导致变压器绝缘加速老化，缩短使用寿命。严重时可能引发绝缘击穿等故障。保护目的防止变压器长时间过负荷运行，保护变压器免受热损坏。在负荷超过额定值时及时报警或切除。过负荷保护的原理电流检测实时监测变压器的运行电流。时间延迟根据过负荷程度设置不同的动作时间。温度监测结合温度信息，综合判断过负荷状态。热量积累法的应用热模型建立建立变压器热特性数学模型。实时计算根据运行电流计算热量积累。阈值比较将计算结果与预设阈值比较。保护动作超过阈值时发出报警或跳闸信号。主变压器绕组接地保护保护目的检测变压器绕组对地绝缘故障，防止故障扩大。适用范围主要用于星形接线且中性点直接接地的变压器。检测原理利用零序电流或零序电压检测绕组接地故障。动作特性具有快速动作特性，可迅速切除接地故障。地线保护的原理1零序电流检测通过零序电流互感器检测接地电流。2电流比较将检测到的零序电流与设定值比较。3故障判断零序电流超过设定值时，判定为接地故障。4保护动作发出报警或跳闸信号，切除故障。地线保护电路的实现零序电流互感器安装在变压器中性点接地线上，用于检测零序电流。微机保护装置接收零序电流信号，进行故障判断和保护逻辑处理。执行机构接收保护装置信号，执行跳闸或报警操作。主变压器气体继电保护1气体检测检测变压器油中的气体产生2故障类型识别根据气体特性判断故障类型3报警与跳闸根据故障严重程度进行报警或跳闸4故障定位协助定位变压器内部故障位置气体保护的检测原理气泡检测检测油中气泡的产生和积累。油位变化监测油箱内油位的急剧下降。压力监测检测油箱内压力的异常变化。气体保护装置的组成浮子系统用于检测气体积累和油位变化。包括上下两个浮子，分别对应报警和跳闸动作。继电器触点与浮子系统连接，当浮子下降时闭合触点。通常设有报警触点和跳闸触点。取样阀用于采集气体样本进行分析，帮助判断故障类型和严重程度。主变压器温度保护目的防止变压器因过热造成绝缘损坏和寿命缩短。监测对象变压器油温、绕组温度和铁心温度。保护方式设置多级温度告警和跳闸保护。辅助功能控制冷却系统启停，优化变压器运行。温度保护的测量方式直接测量使用温度传感器直接测量油温。间接测量通过电流和油温间接计算绕组温度。红外测温利用红外热像仪进行外部温度监测。温度保护装置的应用1一级告警油温达到85℃，启动强冷系统。2二级告警油温达到95℃，发出警告信号。3三级告警油温达到105℃，准备切负荷。4跳闸动作油温超过115℃，执行跳闸保护。主变压器保护系统的配合差动保护主保护，快速切除内部故障。过负荷保护防止长期过载，延时动作。气体保护检测内部放电和过热故障。温度保护监控运行温度，多级动作。保护系统的配合原则1选择性原则确保只切除故障部分，保证其他部分正常运行。2可靠性原则采用多重保护，互为备用，提高系统可靠性。3灵敏性原则保护装置能够检测并切除最小故障。4速动性原则尽可能快速切除故障，减少故障影响。案例分析一：差动保护误动故障现象某500kV变电站主变压器差动保护频繁误动。检查发现，误动多发生在大负荷突变时。原因分析经调查，是由于CT饱和导致的电流失真。大负荷时，CT二次电流波形失真，造成差动电流增大。解决方案1.调整差动保护的制动特性曲线。2.更换更高精度的CT。3.增加二次谐波闭锁功能。案例分析二：气体继电器误报故障现象某220kV变电站主变压器气体继电器频繁报警，但检查油中气体含量正常。原因分析调查发现，变压器油位计显示异常。原来是油箱密封不良，导致空气进入油箱。解决方案1.检查并修复油箱密封。2.进行真空滤油处理。3.校准气体继电器灵敏度。案例分析三：温度保护失效1故障现象某110kV变电站主变压器温度持续升高，但温度保护装置未动作。2原因调查检查发现温度传感器失效，导致测量值异常偏低。3根本原因温度传感器长期浸泡在变压器油中，绝缘性能下降导致短路。4解决措施更换温度传感器，增加定期检测和校准程序。本课程小结全面认识系统介绍了主变压器各类保护的原理和应用。实践指导通过案例分析，提供了实际问题的解决思路。技术进展展示了主变压器保护技术的最新发展趋势。安全意识强调了主变压器保护对电力系统安全的重要性。学习思考题原理理解解释主变压器差动保护的工作原理，并分析其可能存在的局限性。参数设置如何确定主变压器过负荷保护的动作特性曲线？考虑哪些因素？故障分析分析一个主变压器内部故障案例，说明各种保护装置的配合动作过程。新技术应用探讨智能电网背景