电力变压器的继电保护.ppt

1、第5单元 电力变压器的继电保护,5.1 变压器的故障、非正常工作状态及保护配置,变压器故障,油箱外,油箱内,套管及引出线的相间及接地故障,绕组的相间短路 绕组的匝间短路 绕组的接地短路,变压器的非正常运行状态,外部相间故障引起的过电流； 外部接地故障引起的过电流； 中性点电压升高； 过负荷； 油面降低； 过励磁。,1、纵差动保护或电流速断保护,对于变压器绕组、引出线、套管的故障，设置差动保护或电流速断保护。,2、瓦斯保护,用于防御变压器的内部故障和非正常运行状态。对于容量在8000KVA及以上的油浸式变压器和400KVA及以上的户内油浸式变压器都应装设瓦斯保护。,3、过电流保护,用于防御外部相

2、间故障引起的过电流；作为变压器内部故障的后备保护。,用于防御外部接地故障引起的变压器过电流和中性点过电压；作为变压器内部接地故障的后备保护。,4、接地保护,5、过负荷保护,反映变压器的对称过负荷。,6、过励磁保护,大容量变压器，额定工作磁密接近于饱和磁密，过电压或频率低时容易过励磁。设置过励磁保护用于发出信号或断开变压器。,5.2 变压器的瓦斯保护,瓦斯保护,油浸式变压器油箱内发生故障时，短路点电弧使变压器油及绝缘材料分解产生气体，从油箱向油枕流动，使继电器动作，这种反映气流与油流而动作的保护称为瓦斯保护。,瓦斯继电器的结构,轻瓦斯保护的工作原理,油箱内发生轻微故障时，故障点绝缘材料分解产生少

3、量的气体。这些气体慢慢的聚集在瓦斯继电器上部，使瓦斯继电器内部油面下降，开口杯露出油面，由于开口杯和油的重量比重锤重，开口杯绕轴转动，当气体聚集到一定体积，开口杯转到一定位置，开口杯上的磁铁使轻瓦斯的触点闭合，发出轻瓦斯动作信号。 如果变压器漏油使油面降低到开口杯露出油面时，轻瓦斯同样会动作。,轻瓦斯,反映变压器内部轻微故障和油面降低，动作于信号。,重瓦斯工作原理,变压器内部故障严重时，故障点电弧使油分解产生大量气体，油箱内压力很大，油气混合一起冲击瓦斯继电器的挡板，挡板带动磁铁靠近重瓦斯触点使其闭合。重瓦斯动作后，断开变压器各侧开关。,重瓦斯反映变压器油箱内严重故障，动作于跳闸。,瓦斯保护能

4、反映油箱内各种故障，动作迅速，灵敏度高，特别是对于绕组的匝间短路灵敏度好于其他保护，因而是变压器必不可少的主保护。但由于瓦斯保护不反映油箱外故障，不能单独作为主保护。,5.3 变压器的差动保护,差动保护用来反映变压器的绕组、套管、引出线的各种故障。,一、变压器差动保护的原理,变压器差动保护是通过比较变压器各侧电流的幅值和相位构成的保护。,为了保证可靠性，差动继电器的动作电流应按躲按开差回路最大不平衡电流来整定。,稳态情况下的不平衡电流,1、电流互感器变比标准化产生的不平衡电流。 解决方法：对于传统的电磁型继电器，采用接入平衡线圈的方法解决。,2、变压器接线产生的不平衡电流。,解决方法： 根据变

5、压器的接线调整差动电流互感器的接线方式。,3、电流互感器变换误差引起的不平衡电流。,4、带负荷调整分接头引起的不平衡电流。,解决方法：除了在电流互感器选择上采取措施、注意减少二次负载外，传统上计算定值时，考虑电流互感器的同型系数。,解决方法：计算定值时考虑分接头调整，提高整定电流。,暂态情况下的不平衡电流,非周期分量的影响,在暂态的短路电流中，含有很大的非周期分量。这些非周期分量使电流互感器的铁芯饱和，二次电流误差进一步增大。对于非周期分量的影响，传统的解决方法是采用有速饱和变流器的继电器，在定值计算时考虑非周期分量系数。,励磁涌流的影响,a 励磁涌流的产生,变压器空载合闸和区外故障切除过程中

6、可能产生幅值很大的励磁涌流。,励磁涌流特点：,(1)励磁涌流含有很大的非周期分量，并迅速衰减。,（2）涌流的波形有间断。,（3）涌流中含有大量的高次谐波，其中以二次谐波为主。,解决励次涌流影响的方法,1、传统的差动继电器中采用速饱和变流器。,2、采用二次谐波制动。,3、根据波形间断角判断。,微机型主变保护中常用差动保护特性简介,二、差动保护的保护范围,差动保护的保护范围由差动电流互感器的位置决定， 通常差动电流互感器在三侧开关附近，因此差动保护的 范围包括变压器油箱、套管、以及套管至差动电流互感 器之间的引出线。,三、差动保护和瓦斯保护的关系,差动保护的保护范围大，动作迅速，因而作为变压器必不

7、可少的主保护。但差动保护对油箱内的某些故障的反应不如瓦斯保护灵敏，因此差动保护不能代替瓦斯保护，必须和瓦斯保护一起构成主变的主保护。,5.4 变压器的接地保护,变压器接地保护的作用,中性点接地电网中，中性点接地的变压器，在中性点接地侧装设接地保护，用来反应接地故障，作为变压器主保护的后备和相邻元件的接地故障的后备保护。,一、变压器中性点直接接地时的零序电流保护,零序电流一段的动作电流与出线的一段电流在灵敏度上配合。 零序二段与出线的零序电流后备段配合。,二、仅部分变压器中性点接地系统中的分级绝缘变压器的零序电流和零序电压保护。,为了限制短路电流并保证系统中零序电流的大小和分布尽量不受系统运行方

8、式变化的影响，发电厂或变电所通常只让部分变压器的中性点接地。对其他变压器的中性点通常通过间隙接地。,中性点经间隙接地的变压器其接地保护除了零序电流保护外，还增设了间隙零序过流保护和零序过压保护。,中性点接地时,投入零序过流保护。,经间隙接地时,投入间隙零序过流保护 和零序过压保护。,5.5 变压器的过电流保护,变压器的过电流保护反应外部短路引起的变压器过电流，并作为变压器主保护的后备。,一、变压器的过电流保护,保护的接线和原理同线路的过流保护。起动作电流按躲过变压器可能出现的最大负荷电流整定。,变压器可能出现的最大负荷电流可按以下情况考虑： （1）对并列运行的变压器，应考虑切除一台时的过负荷。

9、 （2）对降压变压器应考虑负荷电动机自起动的最大电流。,2、复合电压起动的过电流保护,按过流保护整定的定值较大，对大型变压器往往不能满足灵敏度的要求，为提高灵敏度可采用复合电压闭锁的过流保护。,复合电压继电器有负序电压继电器和低电压继电器两部分组成，负序电压继电器反应不对称故障，低电压继电器在对称故障时动作。两部分的组合保证在各种故障情况下有效开放保护。,复合电压起动的过电流保护动作电流按躲过变压器的额定电流整定,负序电压和低电压定值通常按运行经验取值,三、三绕组变压器过电流保护的特点,三绕组变压器在外部故障时应尽量减小停电范围。在外部故障时，要求只断开故障侧的断路器，保持另外两侧继续运行。,一般而言，三绕组变压器各侧均装有过流保护，各侧保护的作用有所不同：,（1）中低压侧过流保护作为中低压侧母线的保护兼作出线的后备保护。,（2）高压侧过流保护作为主变主保护的后备和中低压侧 过流保护的