繼電保護(hù)(變壓器)

1、變壓器保護(hù)3-1 變壓器故障、不正常運(yùn)行狀態(tài)及保護(hù)方式一、變壓器故障繞組引出線和套管上相間短路繞組引出線和套管(直接接地側(cè))接地(直接接地系統(tǒng)側(cè))繞組接地繞組的相間短路繞組的匝間短路油箱外部故障油箱內(nèi)部故障二、不正常運(yùn)行狀態(tài)油面過(guò)低；過(guò)負(fù)荷；過(guò)勵(lì)磁；外部短路引起過(guò)電流；外部接地引起的中性點(diǎn)過(guò)壓三、變壓器裝設(shè)的繼電保護(hù)1.瓦斯保護(hù) 可以反應(yīng)變壓器變壓器油箱內(nèi)部各種故障2.縱差保護(hù)及電流速斷保護(hù) 可以保護(hù)繞組及引出線、套管各種短路3.過(guò)電流或負(fù)序電流保護(hù) 外部相間短路引起的過(guò)電流及后備4.零序電流保護(hù) 直接接地系統(tǒng)外部短路時(shí)引起的過(guò)電流及后備5.過(guò)負(fù)荷保護(hù) 反應(yīng)對(duì)稱性過(guò)負(fù)荷引起的過(guò)電流6.過(guò)勵(lì)磁保

2、護(hù)繞組引出線和套管上相間短路繞組引出線和套管上相間短路( (直接接地系統(tǒng)側(cè)直接接地系統(tǒng)側(cè)) )繞組接地繞組接地繞組的繞組的相間短路相間短路繞組的繞組的匝間短路匝間短路油箱外油箱外部故障部故障油箱內(nèi)油箱內(nèi)部故障部故障繞組引出線和套管繞組引出線和套管( (直接接地側(cè)直接接地側(cè)) )接地接地零序零序后備后備過(guò)流過(guò)流后備后備縱差縱差瓦瓦斯斯7.非電量保護(hù)溫度保護(hù):上層油溫超過(guò)85度或90度時(shí),發(fā)信號(hào)壓力釋放保護(hù) :發(fā)現(xiàn)壓力嚴(yán)重降低時(shí),動(dòng)作于全停冷卻器故障保護(hù):先關(guān)主汽門,再由逆功率保護(hù)動(dòng)作3-2 變壓器的瓦斯保護(hù)一、瓦斯保護(hù)利用因電弧分解的絕緣油氣體實(shí)現(xiàn)的保護(hù)油箱嚴(yán)重漏油匝數(shù)很少的匝間短路差動(dòng)等保護(hù)不

3、動(dòng)，但瓦斯保護(hù)能動(dòng)瓦斯保護(hù)輕瓦斯 延時(shí)信號(hào)重瓦斯 瞬時(shí)跳閘原理：原理：當(dāng)當(dāng)變壓器內(nèi)部故障變壓器內(nèi)部故障時(shí)，故障點(diǎn)的局部高溫將使變壓器時(shí)，故障點(diǎn)的局部高溫將使變壓器油溫升高、體積膨脹，甚至出現(xiàn)沸騰，油溫升高、體積膨脹，甚至出現(xiàn)沸騰，油內(nèi)空氣被排出而形油內(nèi)空氣被排出而形成上升汽泡成上升汽泡。若故障點(diǎn)產(chǎn)生電弧，則。若故障點(diǎn)產(chǎn)生電弧，則變壓器油和絕緣材料將變壓器油和絕緣材料將分解出大量氣體分解出大量氣體。這些氣體自油箱流向油枕上部，故障越嚴(yán)。這些氣體自油箱流向油枕上部，故障越嚴(yán)重，產(chǎn)生的氣體越多，流向油枕的氣流速度越快。重，產(chǎn)生的氣體越多，流向油枕的氣流速度越快。二、瓦斯繼電器1.安裝：油枕、油箱間2

4、.構(gòu)成上部有一個(gè)附帶永久磁鐵上部有一個(gè)附帶永久磁鐵4 4 的開口杯的開口杯5 5 ，下部，下部有一面附帶永久磁鐵有一面附帶永久磁鐵11 11 的擋板的擋板10 10 。正常情況下，正常情況下，干簧觸點(diǎn)干簧觸點(diǎn)1313、15 15 斷開。斷開。變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，產(chǎn)生少量氣體，產(chǎn)生少量氣體，油面下降，開口杯失去平衡，接通干簧觸，油面下降，開口杯失去平衡，接通干簧觸點(diǎn)點(diǎn)1515，輕瓦斯動(dòng)作于發(fā)信號(hào)。輕瓦斯動(dòng)作于發(fā)信號(hào)。變壓器嚴(yán)重漏油時(shí)，變壓器嚴(yán)重漏油時(shí)， 輕瓦斯動(dòng)作于發(fā)信號(hào)輕瓦斯動(dòng)作于發(fā)信號(hào)。變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，油箱內(nèi)產(chǎn)生大，油箱內(nèi)產(chǎn)生大

5、量的氣體，形成強(qiáng)烈油流，油流從油箱通過(guò)量的氣體，形成強(qiáng)烈油流，油流從油箱通過(guò)瓦斯繼電器，擋板被沖動(dòng)，干簧觸電瓦斯繼電器，擋板被沖動(dòng)，干簧觸電1313閉合閉合，重瓦斯動(dòng)作，發(fā)出跳閘脈沖重瓦斯動(dòng)作，發(fā)出跳閘脈沖。3-3 變壓器差動(dòng)保護(hù)一、變壓器縱差保護(hù)的原理1.互感器按照環(huán)流法連接的差動(dòng)繼電器并聯(lián)在互感器二次繞組上2.互感器的變比分別按變壓器兩側(cè)的額定 電流選擇，即：I2NnLH2=51LH2LH1I2I12I22II1N5nLH1=3.正常時(shí)，流過(guò)電流繼電器的電流為：121222120iLHLHIIIIInn4.外部短路時(shí)，同樣5.內(nèi)部短路時(shí)，1222iIII1LH2LH1I2I1 2I22IK

6、1K21、接線方式三側(cè)接線方式不同（連接組別）不同例如：雙側(cè)繞組 Y，d11（Y/11）接線： 超前 30IYI變比K：兩側(cè)額定電流不同30YII AI BI CI AI BI CI aI CIA IB IKT bI cI bI aI cI NI aI NIb Ic I引進(jìn)差動(dòng)保護(hù)裝置相位校正：變壓器星型側(cè)：電流互感器副方三角接線變壓器三角側(cè)：電流互感器副方星型接線二次同名相電流相位基本一致幅值校正：TA三角接線：電流擴(kuò)大 倍變比應(yīng)擴(kuò)大 倍33 AI BI CI AI BI CI aI CIA IB IKT bI cI bI aI cI NI aI NIb Ic I引進(jìn)差動(dòng)保護(hù)裝置135CBl

7、In正常運(yùn)行時(shí)由勵(lì)磁電流引起的 勵(lì)磁電流由電源側(cè)提供，正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)超過(guò)25， 可以不考慮變壓器各側(cè)電流相位不同 原因：大中型變壓器大多采用Y/11接線， 那么Y側(cè)電流滯后側(cè)電流30 解決：Y側(cè)互感器接成型， 側(cè)互感器接成Y型135CBlIn相位校正 幅值校正穩(wěn)態(tài)下的不平衡電流30由電流互感器的實(shí)際變比和標(biāo)準(zhǔn)變比不等引起的原因：電流、電壓互感器的變比標(biāo)準(zhǔn)化方法：采用平衡線圈Wph或變流器由變壓器的調(diào)壓分接頭的改變引起的 原因：調(diào)節(jié)變壓器的調(diào)壓抽頭，K改變， 電流互感器的變比卻不是可以隨意改變的。 方法：在整定計(jì)算中考慮。由變壓器各側(cè)電流互感器型號(hào)不同引起的 原因：各電流互感器的磁化特性與二次負(fù)

8、載不同 方法：在整定計(jì)算中考慮。2、勵(lì)磁涌流及制動(dòng)措施正常運(yùn)行時(shí)很小，空載合閘或切除外部故障電壓恢復(fù)時(shí)，可達(dá)68倍工作電流。正常運(yùn)行時(shí)，鐵心磁通滯后于外加電壓U90。合閘時(shí)，若初始角為0，則u0。鐵心應(yīng)為m，鐵心磁通被強(qiáng)制按周期分量 zqf(x)變化。不能突變， 00 影響因素：勵(lì)磁涌流的大小、合閘初始角及剩磁( )t暫態(tài)磁通uu2t穩(wěn)態(tài)磁通m3-4 變壓器相間短路的后備保護(hù) 過(guò)流保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)作用：作用：反應(yīng)變壓器外部短路引起的過(guò)流、反應(yīng)變壓器外部短路引起的過(guò)流、 作為變壓器相間短路的作為變壓器相間短路的后備保護(hù)。后備保護(hù)。保護(hù)配置應(yīng)考慮的情況：保護(hù)配置應(yīng)考慮的情況： TA TA 應(yīng)安裝在

9、電源側(cè)才能作為變壓器相間短路的后備應(yīng)安裝在電源側(cè)才能作為變壓器相間短路的后備, , 保護(hù)動(dòng)作于斷路器跳閘保護(hù)動(dòng)作于斷路器跳閘 ; ; 應(yīng)躲過(guò)變壓器最大負(fù)荷電流應(yīng)躲過(guò)變壓器最大負(fù)荷電流, ,靈敏度不夠靈敏度不夠; ; 低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)流保護(hù)低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)流保護(hù) 大型變壓器采用阻抗保護(hù)大型變壓器采用阻抗保護(hù) 1. 1. 過(guò)電流保護(hù)過(guò)電流保護(hù)低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)：低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)：動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器額定電動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器額定電流正頂，低電壓繼電器動(dòng)作電壓應(yīng)小于正常運(yùn)行最低電壓。流正頂，低電壓繼電器動(dòng)作電壓應(yīng)小于正常運(yùn)行最低電壓。2 2、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù) 反映變壓器對(duì)稱過(guò)負(fù)荷引起的電

10、流過(guò)大，采用一個(gè)電流反映變壓器對(duì)稱過(guò)負(fù)荷引起的電流過(guò)大，采用一個(gè)電流互感器接于一相電流的接線，原理、動(dòng)作電流整定同發(fā)電機(jī)互感器接于一相電流的接線，原理、動(dòng)作電流整定同發(fā)電機(jī)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。過(guò)負(fù)荷保護(hù)。2 2、 大型變壓器接地保護(hù)（零序保護(hù)）大型變壓器接地保護(hù)（零序保護(hù)）作用：作用：反應(yīng)中性點(diǎn)直接接地變壓器高壓側(cè)、反應(yīng)中性點(diǎn)直接接地變壓器高壓側(cè)、 相鄰元件的相鄰元件的K K(1)(1)，是，是后備保護(hù)。后備保護(hù)。零序保護(hù)配置應(yīng)考慮的情況：零序保護(hù)配置應(yīng)考慮的情況： 二臺(tái)并聯(lián)，一臺(tái)中性點(diǎn)接地，二臺(tái)并聯(lián)，一臺(tái)中性點(diǎn)接地，另一臺(tái)不接地另一臺(tái)不接地 （可能互換）（可能互換） 單獨(dú)運(yùn)行，在系統(tǒng)不失接地點(diǎn)時(shí)不接

11、地運(yùn)行單獨(dú)運(yùn)行，在系統(tǒng)不失接地點(diǎn)時(shí)不接地運(yùn)行(1) 變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行時(shí)的零序保護(hù) 變壓器零序電流保護(hù)動(dòng)作電流應(yīng)大于被保護(hù)側(cè)母線引出變壓器零序電流保護(hù)動(dòng)作電流應(yīng)大于被保護(hù)側(cè)母線引出線零序過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流，動(dòng)作時(shí)限也大一個(gè)時(shí)限。線零序過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流，動(dòng)作時(shí)限也大一個(gè)時(shí)限。兩段式零序電流保護(hù)，每段2個(gè)延時(shí)零序段t10.5s1.0s t2t1+t零序段t3 t4t3+t與相鄰接地保護(hù)段配合與相鄰后備保護(hù)配合1QF輔助觸點(diǎn)：防止并網(wǎng)前誤跳母聯(lián)QFI3I0I3I0t1t2t3t4斷開QF斷開各側(cè)斷路器TA1QF1QFQFT1T2(2) 中性點(diǎn)可能接地可能不接地運(yùn)行時(shí)的零序保護(hù)放電間隙放電間隙

12、：粗糙保護(hù)，發(fā)生沖擊電壓和工頻過(guò)電：粗糙保護(hù)，發(fā)生沖擊電壓和工頻過(guò)電壓時(shí)，保護(hù)變壓器中性點(diǎn)絕緣。放電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。壓時(shí)，保護(hù)變壓器中性點(diǎn)絕緣。放電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。保護(hù)設(shè)置：保護(hù)設(shè)置：變壓器除裝設(shè)中性點(diǎn)經(jīng)常接地運(yùn)行的零序電流保變壓器除裝設(shè)中性點(diǎn)經(jīng)常接地運(yùn)行的零序電流保護(hù)外，還應(yīng)增設(shè)一套反應(yīng)間隙放電電流的零序電流保護(hù)和一護(hù)外，還應(yīng)增設(shè)一套反應(yīng)間隙放電電流的零序電流保護(hù)和一套零序電壓保護(hù)，作為變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)的保護(hù)。套零序電壓保護(hù)，作為變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)的保護(hù)。零序電壓保護(hù)：零序電壓保護(hù)：間隙放電電流保護(hù)的后備。間隙放電電流保護(hù)的后備。 系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，中性點(diǎn)接地運(yùn)行的變壓器由其零系統(tǒng)發(fā)生一

13、點(diǎn)接地時(shí)，中性點(diǎn)接地運(yùn)行的變壓器由其零序電流保護(hù)動(dòng)作于切除。若高壓母線上已沒(méi)有中性點(diǎn)接地運(yùn)序電流保護(hù)動(dòng)作于切除。若高壓母線上已沒(méi)有中性點(diǎn)接地運(yùn)行的變壓器，而故障仍然存在，中性點(diǎn)電位將升高，發(fā)生過(guò)行的變壓器，而故障仍然存在，中性點(diǎn)電位將升高，發(fā)生過(guò)電壓而導(dǎo)致放電間隙擊穿，中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的變壓器將由電壓而導(dǎo)致放電間隙擊穿，中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的變壓器將由反應(yīng)間隙放電電流的零序電流保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作于切除。如果中反應(yīng)間隙放電電流的零序電流保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作于切除。如果中性點(diǎn)過(guò)電壓值不足以使放電間隙擊穿，則可由零序電壓保護(hù)性點(diǎn)過(guò)電壓值不足以使放電間隙擊穿，則可由零序電壓保護(hù)帶帶0.3 0.5s0.3 0.5s的延時(shí)

14、將中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的變壓器切除。的延時(shí)將中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的變壓器切除。 大型變壓器分級(jí)絕緣，中性點(diǎn)可能接地可能不接地運(yùn)行時(shí)：避雷器：防沖擊過(guò)電壓(暫態(tài)時(shí)放電)，工頻過(guò)壓后不熄弧爆炸放電間隙：粗糙保護(hù)，放電時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)專門的零序電壓保護(hù)：及時(shí)切除變壓器防止間隙長(zhǎng)時(shí)間放電放電間隙拒動(dòng)的后備斷開QF斷開各側(cè)斷路器1TA1QF1QFQF零序電流保護(hù)t1t3t2t43I02TATV3U0t5H零序電流保護(hù)：中性點(diǎn)接地運(yùn)行時(shí)用（同前）零序電壓保護(hù)：中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)用，K(1)若間隙未擊穿,應(yīng)動(dòng)作 K(1)時(shí)若系統(tǒng)內(nèi)有中性點(diǎn)接地，則不動(dòng)Uop間隙零序電流保護(hù)：間隙擊穿瞬時(shí)跳閘3I0斷開QF斷開各側(cè)斷路器1TA1QF1QFQF3U0t5TVH零序電流保護(hù)t1t3t2t42TA3-4 變壓器非電量保護(hù)1、主變壓器溫度保護(hù)、主變壓器溫度保護(hù)變壓器上層油溫超過(guò)變壓器上層油溫超過(guò)85oC（或（或90oC）時(shí)，發(fā)信號(hào)）時(shí)，發(fā)信號(hào)2、變壓器壓力釋放保護(hù)、變壓器壓力釋放保護(hù)檢測(cè)變壓器溫壓，擋出現(xiàn)漏油嚴(yán)重、油位眼下降時(shí)，壓力檢測(cè)變壓器溫壓，擋出現(xiàn)漏油嚴(yán)重、油位眼下降時(shí)，壓力降低，保護(hù)動(dòng)作于全停降低，保護(hù)動(dòng)作于全停3、