變壓器主保護

1、LOGO電力變壓器保護電力變壓器保護LOGO主要內(nèi)容變壓器常見故障、不正常運行及保護方式變壓器常見故障、不正常運行及保護方式1瓦斯保護瓦斯保護2變壓器縱差動保護變壓器縱差動保護 3變壓器后備保護和過負荷保護變壓器后備保護和過負荷保護 4 變壓器的接地保護變壓器的接地保護5LOGO一、變壓器常見故障、不正常運行狀態(tài)及保護配置變壓器常見故障、不正常運行狀態(tài)及保護配置 v 內(nèi)部故障內(nèi)部故障： 繞組相間短路、匝間短路、單相接地短路。繞組相間短路、匝間短路、單相接地短路。v外部故障外部故障： 絕緣套管及引出線各種相間短路、單相接地短路。絕緣套管及引出線各種相間短路、單相接地短路。v 變壓器不正常運行狀態(tài)

2、變壓器不正常運行狀態(tài)： 過負荷、油箱漏油造成的油面降低、表面油溫過過負荷、油箱漏油造成的油面降低、表面油溫過高、外部短路引起的過電流、電壓降低或頻率升高高、外部短路引起的過電流、電壓降低或頻率升高引起的變壓器過勵磁。引起的變壓器過勵磁。LOGO保護配置保護配置（1 1）主保護）主保護 反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部短路反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部短路故障，主保護故障，主保護 快速跳閘，瞬時動作于快速跳閘，瞬時動作于全停。全停。 a a、變壓器差動保護、變壓器差動保護 b b、瓦斯保護、瓦斯保護 c c、電流速斷保護電流速斷保護LOGO（2 2）后備保護）后備保護 反應(yīng)變壓器的不正常工反應(yīng)變壓器的不正常工作狀態(tài)，后備

3、保護一般發(fā)告警信號，作狀態(tài)，后備保護一般發(fā)告警信號，或延時跳閘。或延時跳閘。v 相間短路的后備保護相間短路的后備保護v 接地短路的后備保護接地短路的后備保護v 過負荷保護過負荷保護v 過勵磁保護過勵磁保護v 其它非電氣量保護（反映變壓器油溫、冷其它非電氣量保護（反映變壓器油溫、冷卻系統(tǒng)）卻系統(tǒng)）LOGOLOGO基本原理基本原理：反應(yīng)油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動作。：反應(yīng)油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動作。作用作用：反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)的各種故障以及油面降低。：反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)的各種故障以及油面降低。測量元件測量元件：瓦斯繼電器：瓦斯繼電器出口方式出口方式：輕瓦斯保護動作，一般只發(fā)告警信號。輕瓦斯保

4、護動作，一般只發(fā)告警信號。 重瓦斯保護動作，發(fā)跳閘命令。重瓦斯保護動作，發(fā)跳閘命令。跳開變壓器各側(cè)斷跳開變壓器各側(cè)斷路器；對于發(fā)變組接線，保護動作于全停、啟動快切。路器；對于發(fā)變組接線，保護動作于全停、啟動快切。二、瓦斯保護二、瓦斯保護LOGO瓦斯繼電器安裝示意圖LOGO1.1.基本原理基本原理: :電流差動原理的應(yīng)用電流差動原理的應(yīng)用三、變壓器縱差動保護三、變壓器縱差動保護一變壓器縱差保護的構(gòu)成原理及接線一變壓器縱差保護的構(gòu)成原理及接線變壓器縱差保護的構(gòu)成原理也是基于基爾霍夫變壓器縱差保護的構(gòu)成原理也是基于基爾霍夫第一定律，即第一定律，即式中：式中： 變壓器各側(cè)電流的向量和。變壓器各側(cè)電流的

5、向量和。0IILOGOLOGO二實現(xiàn)變壓器縱差保護的技術(shù)難點二實現(xiàn)變壓器縱差保護的技術(shù)難點1 1、變壓器兩側(cè)電流的大小及相位不同、變壓器兩側(cè)電流的大小及相位不同2 2、穩(wěn)態(tài)不平衡電流大、穩(wěn)態(tài)不平衡電流大（1 1）變壓器有激磁電流）變壓器有激磁電流（2 2）變壓器帶負荷調(diào)壓）變壓器帶負荷調(diào)壓（3 3）兩側(cè)差動）兩側(cè)差動TATA的變比與計算變比不同的變比與計算變比不同LOGO變壓器型號變壓器型號SFL1SFL18000/358000/35，變比，變比38.5/6.338.5/6.3LOGO二實現(xiàn)變壓器縱差保護的技術(shù)難點二實現(xiàn)變壓器縱差保護的技術(shù)難點 3 3暫態(tài)不平衡電流大暫態(tài)不平衡電流大（1 1）

6、兩側(cè)差動）兩側(cè)差動TATA型號、變比及二次負載不同型號、變比及二次負載不同（2 2）空投變壓器的勵磁涌流）空投變壓器的勵磁涌流（3 3）變壓器過激磁）變壓器過激磁（4 4）大電流系統(tǒng)側(cè)接地故障時變壓器的零序）大電流系統(tǒng)側(cè)接地故障時變壓器的零序電流電流LOGO三空投變壓器的勵磁涌流三空投變壓器的勵磁涌流 涌流中含有很大的直流分量；涌流中含有很大的直流分量；1波形是間斷的，且間斷角很大波形是間斷的，且間斷角很大2由于波形間斷，使其在一個周期內(nèi)正由于波形間斷，使其在一個周期內(nèi)正半波與負半波不對稱；半波與負半波不對稱；3含有很大的二次諧波分量含有很大的二次諧波分量4在同一時刻三相涌流之和近似等于零在同

7、一時刻三相涌流之和近似等于零 5LOGO四變壓器縱差保護的實現(xiàn)四變壓器縱差保護的實現(xiàn) 1 1差動保護兩側(cè)電流的移相方式差動保護兩側(cè)電流的移相方式 兩類：兩類：通過改變差動通過改變差動TATA接線方式移相（即由接線方式移相（即由硬件移相）；由計算機軟件移相硬件移相）；由計算機軟件移相 （1 1）改變差動）改變差動TATA接線方式進行移相接線方式進行移相 如變壓器為如變壓器為Y Y，d11d11接線其相位補償?shù)姆椒ㄊ墙泳€其相位補償?shù)姆椒ㄊ菍⒆儔浩餍切蝹?cè)的電流互感器接成三角形，將變將變壓器星形側(cè)的電流互感器接成三角形，將變壓器三角形側(cè)的電流互感器接成星形，以補償壓器三角形側(cè)的電流互感器接成星形，以補

8、償3030的相位差。的相位差。 LOGOLOGOLOGOLOGO （2 2）接入輔助）接入輔助TATA的移相方式的移相方式 對于對于YN,dYN,d接線的變壓器，其差動接線的變壓器，其差動TATA的接的接線為線為Y Y，y y，而在保護裝置中設(shè)置一組輔助，而在保護裝置中設(shè)置一組輔助TATA，接成接成d d形，接入變壓器高壓側(cè)差動形，接入變壓器高壓側(cè)差動TATA二次，二次，對該側(cè)電流進行移相，以達到正常工況下使對該側(cè)電流進行移相，以達到正常工況下使各相差動元件兩側(cè)電流相位相反的目的。各相差動元件兩側(cè)電流相位相反的目的。LOGO （3 3）用軟件對高壓側(cè)電流移相）用軟件對高壓側(cè)電流移相 即采用計算

9、差動即采用計算差動TATA二次兩相電流差的方式。二次兩相電流差的方式。 當(dāng)變壓器的接線組別為當(dāng)變壓器的接線組別為YN,d11YN,d11時，在時，在Y Y側(cè)流入側(cè)流入A A、B B、C C三個差動元件的計算電流，應(yīng)分別取三個差動元件的計算電流，應(yīng)分別取 對于對于Y Y，d d接線的變壓器，當(dāng)用計算機軟件對某側(cè)接線的變壓器，當(dāng)用計算機軟件對某側(cè)電流移相時，差動電流移相時，差動TATA的接線均采用的接線均采用Y Y，y y。baIIcbIIacIILOGO （4 4）用軟件在低壓側(cè)移相方式）用軟件在低壓側(cè)移相方式 在變壓器低壓側(cè)，將差動在變壓器低壓側(cè)，將差動TATA二次各相電流二次各相電流移相的角

10、度，也由變壓器的接線組別決定。當(dāng)移相的角度，也由變壓器的接線組別決定。當(dāng)變壓器接線組別為變壓器接線組別為YN,d11YN,d11時，則應(yīng)將低壓側(cè)差時，則應(yīng)將低壓側(cè)差動動TATA二次三相電流以次向滯后方向移動二次三相電流以次向滯后方向移動3030度；度；LOGO3 3差動元件各側(cè)之間的平衡系數(shù)差動元件各側(cè)之間的平衡系數(shù)v 若變壓器兩側(cè)差動若變壓器兩側(cè)差動TATA二次電流不同，則從兩側(cè)流入二次電流不同，則從兩側(cè)流入各相差動元件的電流大小亦不相同，從而無法滿各相差動元件的電流大小亦不相同，從而無法滿足足 。v 在微機型變壓器保護中，引用了一個將兩個大小不在微機型變壓器保護中，引用了一個將兩個大小不等

11、的電流折算成作用完全相同電流的平衡系數(shù)。等的電流折算成作用完全相同電流的平衡系數(shù)。v 根據(jù)變壓器的容量，接線組別、各側(cè)電壓及各側(cè)差根據(jù)變壓器的容量，接線組別、各側(cè)電壓及各側(cè)差動動TATA的變比，可以計算出差動兩側(cè)之間的平衡系數(shù)。的變比，可以計算出差動兩側(cè)之間的平衡系數(shù)。0ILOGOLOGOv 下面舉例計算電流平衡系數(shù)，變壓器容量下面舉例計算電流平衡系數(shù)，變壓器容量31.5/31.5/31.531.5/31.5/31.5，變比變比110/38.5/11,110/38.5/11,接線方式接線方式Y(jié)0/Y/dY0/Y/dLOGO五微機變壓器縱差保護五微機變壓器縱差保護1、比率制動特性的差動元件的原理

12、、比率制動特性的差動元件的原理 （1）動作方程）動作方程（II）二段折線式差動元件）二段折線式差動元件 差動元件的啟動電流，也叫最小動作電流差動元件的啟動電流，也叫最小動作電流 拐點電流，即開始出現(xiàn)制動作用的最小制動拐點電流，即開始出現(xiàn)制動作用的最小制動電流電流 oresresooporesresdoresresoopdIIIIISIIIII.)(oresI.oopI.dI差電流差電流 LOGO二段折線式差動元件的動作特性曲線二段折線式差動元件的動作特性曲線LOGO（III）三段折線式差動元1 .1 .2.1.1 .1.)()()(resresresresoresresoopdoresresr

13、esooporesresdoresresoopdIIIISIISIIIIIIIISIIIII2S1 .resI第二段折線的斜率；第二段折線的斜率；第三段折線的斜率；第三段折線的斜率；第二個拐點電流第二個拐點電流；2S1SLOGO三段折線式差動元件的動作特性曲線三段折線式差動元件的動作特性曲線LOGO2涌流閉鎖元件（1 1）二次諧波制動原理）二次諧波制動原理 利用差動元件差電流中的二次諧波分量作為制動量，區(qū)分利用差動元件差電流中的二次諧波分量作為制動量，區(qū)分出差流是故障電流還是勵磁涌流，實現(xiàn)躲過勵磁涌流。出差流是故障電流還是勵磁涌流，實現(xiàn)躲過勵磁涌流。（2 2）間斷角原理）間斷角原理 變壓器內(nèi)部

14、故障時，故障電流波形無間斷；而變壓器空投變壓器內(nèi)部故障時，故障電流波形無間斷；而變壓器空投時，勵磁涌流的波形是間斷的，具有很大的間斷角（一般時，勵磁涌流的波形是間斷的，具有很大的間斷角（一般大于大于150150度）。按間斷角原理構(gòu)成的差動保護，是根據(jù)差電度）。按間斷角原理構(gòu)成的差動保護，是根據(jù)差電流波形是否有間斷及間斷角的大小來區(qū)分故障電流與勵磁流波形是否有間斷及間斷角的大小來區(qū)分故障電流與勵磁涌流的。涌流的。LOGO（3 3）波形對稱原理）波形對稱原理 在微機型變壓器縱差保護中，采用波形對稱在微機型變壓器縱差保護中，采用波形對稱算法，將勵磁涌流同變壓器故障電流區(qū)分開算法，將勵磁涌流同變壓器故

15、障電流區(qū)分開來。勵磁涌流，波形間斷不對稱。來。勵磁涌流，波形間斷不對稱。 （4 4）磁制動原理）磁制動原理 磁制動涌流閉鎖原理，是利用計算變壓器的磁制動涌流閉鎖原理，是利用計算變壓器的磁通特性來區(qū)分勵磁涌流與故障電流的磁通特性來區(qū)分勵磁涌流與故障電流的 LOGO 3 3 過激磁閉鎖元件過激磁閉鎖元件 運行中的變壓器，當(dāng)由于某種原因造成過激磁運行中的變壓器，當(dāng)由于某種原因造成過激磁時，可能導(dǎo)致縱差保護誤動。對于超高壓大型變壓器，時，可能導(dǎo)致縱差保護誤動。對于超高壓大型變壓器，為防止過激磁運行時縱差保護誤動，設(shè)置過激磁閉鎖為防止過激磁運行時縱差保護誤動，設(shè)置過激磁閉鎖元件。當(dāng)變壓器過激磁時，將縱差

16、保護閉鎖。元件。當(dāng)變壓器過激磁時，將縱差保護閉鎖。變壓器縱差保護的過激磁閉鎖元件，實際上是采用變壓器縱差保護的過激磁閉鎖元件，實際上是采用5 5次諧波電流制動元件。即當(dāng)差流中的次諧波電流制動元件。即當(dāng)差流中的5 5次諧波分量大次諧波分量大于某一值時，將差動保護閉鎖。于某一值時，將差動保護閉鎖。LOGOv 當(dāng)變壓器內(nèi)部嚴(yán)重故障當(dāng)變壓器內(nèi)部嚴(yán)重故障TA飽和時，飽和時，TA二次電流的波形二次電流的波形將發(fā)生嚴(yán)重畸變，其中含有大量的諧波分量，從而使將發(fā)生嚴(yán)重畸變，其中含有大量的諧波分量，從而使涌流判別元件誤判斷成勵磁涌流，致使差動保護拒動涌流判別元件誤判斷成勵磁涌流，致使差動保護拒動或延緩動作，嚴(yán)重損

17、壞變壓器?；蜓泳弰幼鳎瑖?yán)重損壞變壓器。v 為此設(shè)置差動速斷元件。差動速斷元件反映的也是差為此設(shè)置差動速斷元件。差動速斷元件反映的也是差流。與差動元件不同的是：它反映差流的有效值。不流。與差動元件不同的是：它反映差流的有效值。不管差流的波形如何及含有諧波分量的大小，只要差流管差流的波形如何及含有諧波分量的大小，只要差流的有效值超過了整定值，它將迅速動作而切除變壓器。的有效值超過了整定值，它將迅速動作而切除變壓器。4 4差動速斷元件差動速斷元件LOGO五整定原則及對定值的建議五整定原則及對定值的建議 （1 1）啟動電流對啟動電流的整定原則是：可靠地躲過）啟動電流對啟動電流的整定原則是：可靠地躲過正

18、常工況下最大的不平衡差流。正常工況下最大的不平衡差流。 （2 2）拐點電流）拐點電流 比率制動系數(shù)比率制動系數(shù)S S比率制動系數(shù)比率制動系數(shù)S S的整定原則，按躲過變壓器出口三的整定原則，按躲過變壓器出口三相短路時產(chǎn)生的最大不平衡差流來整定。相短路時產(chǎn)生的最大不平衡差流來整定。oresI.NI取取0.60.8是合理的是合理的 LOGO六、變壓器各保護裝置的配置原則六、變壓器各保護裝置的配置原則 （一）氣體保護的配置原則（一）氣體保護的配置原則 0.8MVA0.8MVA及以上油浸式變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦及以上油浸式變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護。斯保護。當(dāng)油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或當(dāng)油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降

19、時，應(yīng)瞬時動作于信號；當(dāng)產(chǎn)油面下降時，應(yīng)瞬時動作于信號；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時，應(yīng)動作于斷開變壓器各生大量瓦斯時，應(yīng)動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。側(cè)斷路器。 LOGO六、變壓器各保護裝置的配置原則六、變壓器各保護裝置的配置原則 （二）差動保護的配置原則（二）差動保護的配置原則v對于變壓器引出線、套管及內(nèi)部短路故障，應(yīng)對于變壓器引出線、套管及內(nèi)部短路故障，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護。保護瞬時動作于斷開變壓裝設(shè)縱聯(lián)差動保護。保護瞬時動作于斷開變壓器的各側(cè)斷路器。器的各側(cè)斷路器。v對對6.3MVA6.3MVA及以上并列運行變壓器，及以上并列運行變壓器，10MVA10MVA及以上及以上單獨運行的變壓器，以及單獨運行的

20、變壓器，以及2MVA2MVA及以上用電流速及以上用電流速斷保護靈敏性不符合要求的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱斷保護靈敏性不符合要求的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護。聯(lián)差動保護。v10MVA10MVA以下變壓器可裝設(shè)電流速斷保護或過電流以下變壓器可裝設(shè)電流速斷保護或過電流保護保護LOGO六、變壓器各保護裝置的配置原則六、變壓器各保護裝置的配置原則 （三）過電流保護的配置原則（三）過電流保護的配置原則v過電流保護作為變壓器外部相間短路并作瓦過電流保護作為變壓器外部相間短路并作瓦斯保護和縱聯(lián)差動保護（或電流速斷保護）斯保護和縱聯(lián)差動保護（或電流速斷保護）的后備的后備 。v包括過電流保護、低電壓起動的過電流保護、包括

21、過電流保護、低電壓起動的過電流保護、復(fù)合電壓起動的過電流保護、負序電流保護復(fù)合電壓起動的過電流保護、負序電流保護和阻抗保護，保護動作后應(yīng)帶時限動作于跳和阻抗保護，保護動作后應(yīng)帶時限動作于跳閘。閘。LOGO六、變壓器各保護裝置的配置原則六、變壓器各保護裝置的配置原則v過電流保護宜用于降壓變壓器。過電流保護宜用于降壓變壓器。v復(fù)合電壓起動的過電流保護，宜用于升壓變復(fù)合電壓起動的過電流保護，宜用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過電流保護不滿足壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過電流保護不滿足靈敏性要求的降壓變壓器。靈敏性要求的降壓變壓器。v負序電流和單相式低電壓起動過電流保護，負序電流和單相式低電壓起動過電流保護

22、，可用于可用于63MVA63MVA及以上升壓變壓器。及以上升壓變壓器。v當(dāng)采用上述當(dāng)采用上述2 2）、）、3 3）的保護不能滿足靈敏性）的保護不能滿足靈敏性和選擇性要求時，可采用阻抗保護。和選擇性要求時，可采用阻抗保護。LOGO六、變壓器各保護裝置的配置原則六、變壓器各保護裝置的配置原則 （四）零序電流的配置原則（四）零序電流的配置原則 零序電流保護反應(yīng)大接地電流系統(tǒng)中變壓零序電流保護反應(yīng)大接地電流系統(tǒng)中變壓器外部接地短路的零序電流保護。器外部接地短路的零序電流保護。110kV110kV及以及以上大接地電流系統(tǒng)中，如果變壓器中性點可能上大接地電流系統(tǒng)中，如果變壓器中性點可能接地運行，對于兩側(cè)或

23、三側(cè)電源的升壓變壓器接地運行，對于兩側(cè)或三側(cè)電源的升壓變壓器或降壓變壓器應(yīng)裝設(shè)零序電流保護，作變壓器或降壓變壓器應(yīng)裝設(shè)零序電流保護，作變壓器主保護的后備保護，并作為相鄰元件的后備保主保護的后備保護，并作為相鄰元件的后備保護護。LOGO六、變壓器各保護裝置的配置原則六、變壓器各保護裝置的配置原則 （四）過負荷保護裝置的配置原則（四）過負荷保護裝置的配置原則v當(dāng)臺數(shù)并列運行或單獨運行并作為其他負荷的當(dāng)臺數(shù)并列運行或單獨運行并作為其他負荷的備用電源時，應(yīng)根據(jù)可能過負荷的情況裝設(shè)過備用電源時，應(yīng)根據(jù)可能過負荷的情況裝設(shè)過負荷保護。負荷保護。v對自耦變壓器和多繞組變壓器，保護裝置應(yīng)能對自耦變壓器和多繞組

24、變壓器，保護裝置應(yīng)能反應(yīng)公共繞組及各側(cè)過負荷的情況。反應(yīng)公共繞組及各側(cè)過負荷的情況。v 過負荷保護應(yīng)接于一相電流上，帶時限動作于過負荷保護應(yīng)接于一相電流上，帶時限動作于信號。在無經(jīng)常值班人員的變電所，必要時過信號。在無經(jīng)常值班人員的變電所，必要時過負荷保護可動作于跳閘或斷開部分負荷。負荷保護可動作于跳閘或斷開部分負荷。LOGO六、變壓器各保護裝置的配置原則六、變壓器各保護裝置的配置原則 （五）冷卻系統(tǒng)保護配置原則（五）冷卻系統(tǒng)保護配置原則v對變壓器對變壓器冷卻系統(tǒng)故障，裝設(shè)冷卻器全停保護冷卻系統(tǒng)故障，裝設(shè)冷卻器全停保護裝置。裝置。v當(dāng)當(dāng)冷卻系統(tǒng)故障切除全部冷卻器時，允許帶額冷卻系統(tǒng)故障切除全部冷卻器時，允許帶額定負載運行定負載運行20min,20min,如如20min20min后頂層溫度尚未達后頂層溫度尚未達到到7575 ，則允許上升到，則允許上升到7575 ，但最長運行時間不，但最長運行時間不得超過得超過1h1hv對