變壓器保護培訓實用教案

1、變壓器額定參數(shù)：額定電壓 U1N/U2N額定頻率 50 Hz額定容量 SN 額定電流 I1N/I2N 繞組的接線組別電壓調(diào)整方式和范圍阻抗電壓、空載電流、空載損耗(snho)、絕緣水平 第1頁/共48頁第一頁，共49頁。變壓器常識(chngsh) 額定( dng)電壓 U1N/U2N： 由制造廠所規(guī)定的變壓器在空載時額定( dng)分接頭上的電壓保證值。單位為V或kV。當變壓器初級側(cè)在額定( dng)分接頭處接有額定( dng)電壓U1N，次級側(cè)空載電壓即為次級側(cè)額定( dng)電壓U2N。對于三相變壓器而言，銘牌上的額定( dng)電壓是指線電壓。第2頁/共48頁第二頁，共49頁。變壓器常識

2、(chngsh) 額定頻率(pnl) f： 國內(nèi)為50HZ。 額定容量 SN： 制造廠所規(guī)定的在額定條件下使用時輸出力的保證值。單位為VA或KVA。對于三相變壓器而言是指三相的總?cè)萘恳曉诠β省?第3頁/共48頁第三頁，共49頁。變壓器常識(chngsh) 額定電流 I1N/I2N： 額定容量除以各繞組的額定電壓所計算出來的線電流值。單位用A或kA。 繞組的接線組別： 五種標準連接(linji)組： Y，yn0；Y，d11，YN，d11；YN，y0，Y、y0。 常用的連接(linji)組別： Y，yn0；Y，d11 Y，d1第4頁/共48頁第四頁，共49頁。變壓器常識(chngsh) 電壓調(diào)整方

3、式和范圍(fnwi): 有載調(diào)壓變壓器、無勵磁調(diào)壓變壓器、無分接變壓器 阻抗電壓、空載電流、空載損耗、絕緣水平第5頁/共48頁第五頁，共49頁。常見(chn jin)變壓器接線組別介紹 Y，y0連接方式 初級、次級相電勢(dinsh)同相位，次級側(cè)線電勢(dinsh)Eab與初級側(cè)線電勢(dinsh)EAB同相位。第6頁/共48頁第六頁，共49頁。常見(chn jin)變壓器接線組別介紹 Y，d11連接(linji) Eab滯后EAB 330 第7頁/共48頁第七頁，共49頁。常見變壓器接線(ji xin)組別介紹 Y，d1連接(linji) Eab滯后EAB 30第8頁/共48頁第八頁，共4

4、9頁。電力變壓器的故障(gzhng)類型 內(nèi)部故障 內(nèi)部故障指的是變壓器油箱內(nèi)繞組之間發(fā)生的相 間短路、一相繞組間發(fā)生的匝間短路、繞組與鐵芯或引出線與外殼(wi k)發(fā)生的單相接地短路。變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時，短路電流產(chǎn)生的高溫電弧不僅燒壞繞組絕緣和鐵芯，而且使絕緣材料和變壓器油受熱分解產(chǎn)生大量氣體，導致變壓器外殼(wi k)局部變形、破壞甚至引起爆炸。因此，當變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時，必須立即切除變壓器。第9頁/共48頁第九頁，共49頁。電力(dinl)變壓器的故障類型 外部故障 外部故障指的是油箱外部引出線之間發(fā)生的各種相間短路(dunl)、引出線因絕緣閃落或破碎而通過油箱外殼發(fā)生的單相接地短路

5、(dunl)。第10頁/共48頁第十頁，共49頁。電力變壓器的不正常運行(ynxng)狀態(tài)變壓器不正常運行狀態(tài)主要指過負荷、油箱漏油造成的油面降低和外部短路引起的過電流、對于(duy)大容量變壓器因其鐵芯額定工作磁通密度與飽和磁通密度比較接近，當系統(tǒng)電壓過高或系統(tǒng)頻率降低時，容易引起的過勵磁。第11頁/共48頁第十一頁，共49頁。變壓器保護(boh)的配置反應(yīng)內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護，它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動作。其中輕瓦斯保護動作于信號，重瓦斯保護動作于跳開變壓器各電源側(cè)的斷路器。反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路、中性點直接(zhji)接地系統(tǒng)中系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線的單相接地短

6、路及繞組閘間短路的縱聯(lián)比率差動保護或電流速斷保護第12頁/共48頁第十二頁，共49頁。變壓器保護(boh)的配置作為變壓器外部相間短路和內(nèi)部短路的后備保護的過電流(dinli)保護（或帶有復合電壓起動的過電流(dinli)保護或負序電流(dinli)保護）中性點直接接地系統(tǒng)中外部接地短路的變壓器零序過流保護（一般為110KV及以上電壓等級）大型變壓器的過勵磁保護及過電壓保護第13頁/共48頁第十三頁，共49頁。變壓器保護(boh)的配置相間短路的阻抗保護(boh)（對于升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器在復合電壓啟動的過流保護(boh)或負序電流保護(boh)不能滿足靈敏度和選擇性時采用）變壓器過負荷

7、保護(boh)（反應(yīng)容量在0.4MVA及以上變壓器的對稱過負荷）第14頁/共48頁第十四頁，共49頁。變壓器差動保護(boh)原理接線單側(cè)供電變壓器：B側(cè)無電源(dinyun)，注意：接線的極性，CT的變比第15頁/共48頁第十五頁，共49頁。變壓器差動保護(boh)原理接線雙側(cè)供電(n din)變壓器：內(nèi)部故障電流流向，分析外部故障時電流流向 注意：接線的極性，CT的變比第16頁/共48頁第十六頁，共49頁。變壓器差動保護(boh)變壓器各側(cè)CT：由于變壓器高、低壓側(cè)的額定電流不同，所以必須適當?shù)倪x擇電流互感器的變比，使得變壓器在正常運行和外部故障(gzhng)時，電流互感器的二次電流大小相

8、等。由于極性都靠近母線側(cè)，所以相位相反。第17頁/共48頁第十七頁，共49頁。變壓器差動保護(boh)變壓器各側(cè)CT：變壓器差動保護所用的電流互感器一般裝設(shè)在斷路器的母線側(cè)以增大差動保護的保護范圍。差動保護所用電流互感器的二次側(cè)應(yīng)采取保護接地，當二次回路的Y型接線的零點(ln din)接地時，型接線側(cè)的任何一相都不允許再接地，即電流互感器的二次側(cè)只允許一點接地。要求各側(cè)CT靠近母線側(cè)為同名端；高、低壓側(cè)保護CT“反極性”接入差動保護單元在正常運行和外部故障時同相相角差180第18頁/共48頁第十八頁，共49頁。變壓器差動保護(boh)不平衡電流產(chǎn)生(chnshng)的原因：由變壓器勵磁涌流所產(chǎn)

9、生(chnshng)的不平衡電流 正常運行時，勵磁電流僅為變壓器額定電流的35，對保護無影響；而當變壓器空載投入或外部故障切除電壓恢復時，勵磁電流可達額定電流的68倍，對差動保護帶來極為不利的影響。 第19頁/共48頁第十九頁，共49頁。勵磁(l c)涌流的特點 勵磁涌流并非正弦波，而是成尖頂狀波形，且波形不連續(xù)，相鄰兩個(lin )波形間出現(xiàn)間斷; 勵磁涌流過程中產(chǎn)生很多高次諧波，諧波分量中以二次為主。 第20頁/共48頁第二十頁，共49頁。變壓器差動保護(boh)不平衡電流產(chǎn)生的原因：由變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生的不平衡電流 由于(yuy)變壓器常常采用Y,D11的接線方式，因此，其兩側(cè)

10、電流的相位差30度。此時如果兩側(cè)的電流互感器仍然采用Y/Y接線方式，則二次電流由于(yuy)相位不同，會形成一個差流。 第21頁/共48頁第二十一頁，共49頁。變壓器差動保護(boh)不平衡電流(dinli)產(chǎn)生的原因：由于計算變比與實際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流(dinli) 由于兩側(cè)的電流(dinli)互感器都是根據(jù)產(chǎn)品目錄選取標準的變比，而變壓器的變比也是一定的，因此，三者的關(guān)系很難滿足Nl/Nh=NB的要求，此時差動回路中將有電流(dinli)流過。在我們的微機保護中通過整定的不平衡系數(shù)來調(diào)整計算變比與實際變比的不同。第22頁/共48頁第二十二頁，共49頁。變壓器差動保護(boh)不平

11、衡(pnghng)電流產(chǎn)生的原因：由兩側(cè)電流互感器型號不同而產(chǎn)生的不平衡(pnghng)電流由變壓器帶負荷調(diào)整分接頭而產(chǎn)生的不平衡(pnghng)電流第23頁/共48頁第二十三頁，共49頁。變壓器差動保護(boh)減小不平衡電流的方法：各側(cè)用的電流互感器盡量選用同型號、同樣特性的產(chǎn)品當通過外部短路電流時，差動保護回路的二次負荷要能滿足10的誤差要求變壓器差動保護的二次回路中，兩側(cè)電流的相位必須(bx)基本一致，不能出現(xiàn)相位差。減小電流互感器的二次負荷。減小電纜的電阻，采用弱電控制用的電流互感器等。采用帶小氣隙的電流互感器。這種互感器的鐵心剩磁較小，較好的暫態(tài)特性。減小由于電流互感器實用變比不理

12、想而引起的不平衡電流第24頁/共48頁第二十四頁，共49頁。變壓器差動保護(boh)縱聯(lián)差動保護的整定 ：躲變壓器空投及故障切除后電壓(diny)恢復時的勵磁涌流躲變壓器外部故障時在差動保護中引起的最大不平衡電流躲差動保護二次電流回路斷線時，在差動回路中引起的差電流（帶CT斷線閉鎖的比率差動整定時不用考慮該項）第25頁/共48頁第二十五頁，共49頁。變壓器保護裝置介紹(jisho)變壓器保護(boh)裝置：微機變壓器差動保護(boh)裝置（DMP320）微機變壓器后備保護(boh)（DMP323、DMP324、DMP325）非電量保護(boh)裝置和斷路器操作裝置第26頁/共48頁第二十六頁，

13、共49頁。微機(wi j)變壓器差動保護裝置（DMP320） 模擬量 開入量 開出量 保護(boh)邏輯第27頁/共48頁第二十七頁，共49頁。微機(wi j)變壓器差動保護裝置（DMP320） 模擬量： 接線時注意極性，相序。 差流是分相計算的，等于單相各側(cè) 電流的矢量(shling)和。 Icd=Iha+Ima+Ila。 其中Icd、Iha、Ima、Ila都是矢量(shling)。 第28頁/共48頁第二十八頁，共49頁。微機(wi j)變壓器差動保護裝置（DMP320） 開入量 可以接入非電量(dinling)信號事件 、遙信。第29頁/共48頁第二十九頁，共49頁。微機(wi j)變壓

14、器差動保護裝置（DMP320） 開出(ki ch)量 差動保護動作需要跳各側(cè)，所以 會同時啟動四個繼電器。 第30頁/共48頁第三十頁，共49頁。微機(wi j)變壓器差動保護裝置（DMP320）保護(boh)邏輯：差動速斷比率差動非電量保護(boh)差流告警過負荷告警過流啟動風冷過載閉鎖有載調(diào)壓冷卻全停第31頁/共48頁第三十一頁，共49頁。微機(wi j)變壓器差動保護裝置（DMP320）保護邏輯：差動速斷 當任一相差動電流大于差流速斷定值時，瞬時動作于出口繼電器。該保護可在變壓器內(nèi)部發(fā)生(fshng)嚴重故障時快速切除故障變壓器。第32頁/共48頁第三十二頁，共49頁。微機(wi j)變

15、壓器差動保護裝置（DMP320）比率差動保護(boh)： 該保護(boh)采用分相式，即A、B、C任一相保護(boh)動作出口，以下判據(jù)均以一相為例。當公式（1）、（2）同時成立時比率差動元件保護(boh)動作。第33頁/共48頁第三十三頁，共49頁。微機(wi j)變壓器差動保護裝置（DMP320）比率(bl)差動保護：第34頁/共48頁第三十四頁，共49頁。微機(wi j)變壓器差動保護裝置（DMP320）比率差動保護：其中(qzhng)：Isd為速斷電流定值 Icd為差動電流 Icdqd為差動保護門坎定值 Izd為制動電流，取各側(cè)同相電流絕對值和的 一半 Izd=0.5(|I1|+|I2

16、|+|I3|+|I4|) （3000型Izd取同相中最大電流）第35頁/共48頁第三十五頁，共49頁。微機(wi j)變壓器差動保護裝置（DMP320）比率差動保護： Igd1為拐電電流1，建議整定為0.5Ie，Ie為變 壓器額定電流 Igd2為拐電電流2，建議整定為3Ie Kb1為比率制動特性斜率(xil)1 Kb2為比率制動特性斜率(xil)2，建議整定為1 K2為二次諧波制動系數(shù) I2cd為差動電流的二次諧波分量第36頁/共48頁第三十六頁，共49頁。微機(wi j)變壓器差動保護裝置（DMP320）比率差動保護：CT斷線判斷方法：判據(jù)1：I20.1+0.15*MAXIa,Ib,Ic其中

17、(qzhng)，I2為斷線側(cè)負序電流；MAXIa,Ib,Ic為斷線側(cè)最大相電流。（500E裝置之前的300型、400型、500型裝置負序電流判據(jù)為大于0.2A），并且斷線側(cè)負序電流是非斷線側(cè)負序電流的2倍以上。判據(jù)2：MAXI2（高），I2（中），I2（低）2*MINI2（高），I2（中），I2（低）判據(jù)3：斷相側(cè)的三相電流絕對值之和小于非斷相側(cè)的三相電流絕對值之和。第37頁/共48頁第三十七頁，共49頁。微機(wi j)變壓器差動保護裝置（DMP320）比率差動保護：CT斷線判斷方法：當判據(jù)1、判據(jù)2、判據(jù)3同時滿足時發(fā)“CT斷線閉鎖”信號(xnho)。對與互感器一般額定為5A或1A，考慮1

18、.2倍的過負荷運行，當二次相電流超過6A或1.2A時，認為是不正常運行狀態(tài)，CT斷線不閉鎖比率差動保護，差流如過動作值就動作，反之可靠閉鎖，防止誤動（調(diào)試時需要注意）。由于判據(jù)2的選用，使CT斷線報警更為準確，排除了負荷不平衡產(chǎn)生負序電流而誤動。CT斷線是閉鎖比率差動保護，實驗時比率差動保護功能必須是投入狀態(tài)。第38頁/共48頁第三十八頁，共49頁。微機(wi j)變壓器差動保護裝置（DMP320）比率差動保護：二次諧波閉鎖判據(jù)：判斷有無二次諧波的先決條件：看有諧波相差流是否大于該相比率差動動作值，如小于即使有二次諧波分量，也等同于該相無二次諧波。實際采到的二次諧波值與該相差流的比值(bzh)

19、是否大于二次諧波系數(shù)（I2cd/ Icd K2），如果大于就制動比率差動；當I2cd/ Icd K2時不制動比率差動。第39頁/共48頁第三十九頁，共49頁。微機(wi j)變壓器差動保護裝置（DMP320）比率差動保護：二次諧波閉鎖判據(jù)：二次諧波制動判據(jù) 二次諧波制動采用單相二次諧波制動三相比率差動保護的原理，但是如果只有一相有二次諧波，且三相差動電流均越過定值，則差動保護動作。（主要(zhyo)考慮對于變壓器中性點接地系統(tǒng)中，在空投變壓器時如有一相單相接地時保護仍能可靠動作）第40頁/共48頁第四十頁，共49頁。微機(wi j)變壓器差動保護裝置（DMP320）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置： 在“保護設(shè)置

20、系統(tǒng)設(shè)置”菜單中將下表按照實際情況進行設(shè)置，系統(tǒng)將自動計算各側(cè)的電流(dinli)額定值（二次）和不平衡系數(shù)。第41頁/共48頁第四十一頁，共49頁。微機(wi j)變壓器差動保護裝置（DMP320）投運后注意事項：查看差流的大小，一般差流不應(yīng)(b yn)大于0.05。如果差流偏大，核對相位、核對極性、核對相序。查看負序電流，應(yīng)接近于0。第42頁/共48頁第四十二頁，共49頁。微機(wi j)變壓器差動保護裝置（DMP320） 差動保護CT相位角檢查 變壓器投運后觀察高、低壓側(cè)的相角(xin jio)，由于高低壓側(cè)CT靠近各自母線側(cè)為同名端，CT反極性接入差動保護裝置，高、低壓側(cè)單相相角(xin jio)相差180 第43頁/共48頁第四十三頁，共49頁。微機(wi j)變壓器差動保護裝置（DMP320）常見的CT相序錯誤：一次電纜A、C相序反或CT接線(ji xin)A、C相序接反。A、C相序接反時，A、B、C三相從正序分量變?yōu)樨撔蚍至?，產(chǎn)生負序電流，此時CT斷線閉鎖比率差動功能失效，并且保護動作時故障相相別錯誤。變壓器安裝時方向錯誤引起高壓側(cè)A、C相序反，在高壓側(cè)CT接線(ji xin)A、C相序未調(diào)整，并且低壓側(cè)按調(diào)整相序和極性，即便湊出正常的相角，差流也比較小，看似正常，其實進入差動計算的電流變成“Y/-1”方式，Icd