變壓器的保護(hù)

變壓器的保護(hù)及保護(hù)范圍1一、繼電保護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)復(fù)習(xí)二、變壓器的故障及不正常運(yùn)行狀態(tài)三、變壓器的保護(hù)方式四、變壓器的主保護(hù)五、變壓器的后備保護(hù)2

電力的生產(chǎn)、輸送、分配、消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)所組成的統(tǒng)一整體不可分割終端用戶表計(jì)潮流

一、繼電保護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)復(fù)習(xí)3繼電保護(hù)裝置的基本任務(wù)

(1)自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到損壞，保證其它無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。

即內(nèi)部故障時(shí)發(fā)出跳閘命令。(2)反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的具體條件（例如有無(wú)經(jīng)常值班人員）和設(shè)備的承受能力，發(fā)出警報(bào)信號(hào)、減負(fù)荷或延時(shí)跳閘。

即不正常工作時(shí)發(fā)出告警信號(hào)。繼電保護(hù)裝置定義：能夠反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生的故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。4繼電保護(hù)的基本原理的核心：

區(qū)分正常運(yùn)行和故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)。如何區(qū)分正常運(yùn)行和故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)？

必須利用電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行和故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，其電氣量（如電流、電壓、阻抗等）的不同來(lái)加以區(qū)分。5

基本原理

電流

I：故障時(shí)增大

-電流保護(hù)

正常狀態(tài)時(shí)兩側(cè)電流相位相反

內(nèi)部故障時(shí)兩側(cè)電流相位相同

－差動(dòng)保護(hù)

電壓U：故障時(shí)降低

－電壓保護(hù)

阻抗Z：Z模值減小

－阻抗（距離）保護(hù)

非電氣量：溫度升高

－瓦斯保護(hù)6對(duì)繼電保護(hù)的基本要求1、選擇性2、速動(dòng)性3、靈敏性4、可靠性主保護(hù):反映元件嚴(yán)重故障，快速動(dòng)作于跳閘的保護(hù)后備保護(hù)：主保護(hù)不動(dòng)作時(shí)備用的保護(hù)，由相鄰設(shè)備的保護(hù)來(lái)完成。7繼電保護(hù)的接線簡(jiǎn)圖

繼電保護(hù)與一次側(cè)電力系統(tǒng)設(shè)備之間的聯(lián)接簡(jiǎn)圖。

繼電保護(hù)就是通過(guò)二次側(cè)弱電系統(tǒng)來(lái)控制（如跳開(kāi)、閉合）一次側(cè)強(qiáng)電系統(tǒng)設(shè)備。8二、變壓器的故障及不正常狀態(tài)故障：

a：油箱內(nèi)部故障：繞組相間短路；繞組匝間短路；直接接地側(cè)繞組接地短路。b：油箱外部故障：繞組引出線和套管上發(fā)生的相間短路和接地短路不正常狀態(tài)：

過(guò)負(fù)荷；外部短路引起的過(guò)電流；中性點(diǎn)過(guò)電壓；油面降低；過(guò)勵(lì)磁等。91、瓦斯保護(hù)：用來(lái)反應(yīng)油箱內(nèi)部各種短路及油面降低分類：輕瓦斯保護(hù)作用于信號(hào)；重瓦斯保護(hù)作用于跳開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器2、縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)：

反應(yīng)變壓器繞組、引出線及套管的各種短路；反應(yīng)變壓器各側(cè)電流大小和相位差的保護(hù)。3、過(guò)電流保護(hù)或負(fù)序電流保護(hù)：

對(duì)于變壓器外部相間短路引起的過(guò)電流采用過(guò)電流保護(hù)，當(dāng)靈敏系數(shù)不滿足要求時(shí)采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流或負(fù)序過(guò)流保護(hù)。作為油箱內(nèi)相間短路的后備。三、保護(hù)方式104、零序電流保護(hù)：對(duì)直接接地系統(tǒng)中的變壓器裝設(shè)反應(yīng)變壓器外部接地短路引起的過(guò)電流，同時(shí)作為變壓器內(nèi)部接地短路保護(hù)的后備。5、過(guò)負(fù)荷保護(hù)：反應(yīng)由于對(duì)稱性過(guò)負(fù)荷引起的過(guò)電流6、過(guò)勵(lì)磁保護(hù)：用于大容量的變壓器，反應(yīng)變壓器過(guò)勵(lì)磁，且動(dòng)作于信號(hào)或跳開(kāi)變壓器。（頻率下降引起的）11主保護(hù):反映元件嚴(yán)重故障，快速動(dòng)作于跳閘的保護(hù)后備保護(hù)：主保護(hù)不動(dòng)作時(shí)備用的保護(hù)，由相鄰設(shè)備的保護(hù)來(lái)完成。四、變壓器的主保護(hù)1、瓦斯保護(hù)：（1）原理：當(dāng)油箱內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，由于故障點(diǎn)電弧的作用，變壓器油及其它絕緣材料分解，產(chǎn)生氣體，利用這種氣體實(shí)現(xiàn)的保護(hù)稱為瓦斯保護(hù)。12（2）測(cè)量元件：

氣體繼電器WSJ（擋板式的：QJ1-50、QJ1-80用于大型變壓器）a、QJ1-50：安裝管路直徑50mm整定：0.6~1.2m/sb、QJ1-80：安裝管路直徑80mm整定：0.7~1.5m/sc、120MVA及以上變壓器，跳閘觸點(diǎn)整定：1.5m/sd、信號(hào)觸點(diǎn)動(dòng)作的氣體容積均為250~300cm3e、安裝在變壓器的油箱與油枕的連接管道上13（3）接線圖：信號(hào)信號(hào)WSJXJ其它變壓器保護(hù)來(lái)跳閘BCJRRfQP14（4）動(dòng)作分析：輕瓦斯觸點(diǎn)（上）閉合，延時(shí)發(fā)出“輕瓦斯動(dòng)作”信號(hào)。重瓦斯觸點(diǎn)（下）閉合，經(jīng)XJ、QP起動(dòng)BCJ，作用于跳開(kāi)變壓器斷路器，BCJ：是具有自保持的中間繼電器，重瓦斯觸點(diǎn)一經(jīng)閉合，BCJ動(dòng)作并自保持。（電壓線圈得電起動(dòng)，電流線圈得電自保持）QP：改變重瓦斯出口方式，當(dāng)變壓器換油、WSJ試驗(yàn)、變壓器新裝或大修后投入運(yùn)行之初，QP切到R回路以防跳。R的大小由XJ能可靠動(dòng)作而定。15

能反應(yīng)油箱內(nèi)各種故障，且動(dòng)作迅速、靈敏性高、接線簡(jiǎn)單，但它不能反應(yīng)油箱外的引出線和套管上的故障。因此不能單獨(dú)作為變壓器的主保護(hù)。（5）瓦斯保護(hù)的特點(diǎn)和保護(hù)范圍162、變壓器的差動(dòng)保護(hù)：（1）單相原理圖：I4I2I3I1CJIj。。。。1LH2LHI4I2I3I1CJIj。。。。1LH2LH

1LH、2LH一次側(cè)極性端均置于相同的一側(cè) 二次側(cè)不同極性端相連

CJ并聯(lián)在，LH的二次繞組上， 形成環(huán)流比較接線a：LH變比的選擇： 分別按變壓器兩側(cè)額定電流選擇：

n1lh=Ie。A/5 n2lh=Ie。B/5 即使變壓器正常運(yùn)行時(shí)：IJ=I3-I4=0b：工作原理：正常運(yùn)行或外部故障時(shí)：IJ=I3-I4?Ibp（有Ibp存在）內(nèi)部故障時(shí)：IJ=I3-I4≠0 CJ起動(dòng)，保護(hù)動(dòng)作，跳閘。17（2）三繞組變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)：Y0/Y/?-12-11a：接線圖：

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。18b：電流互感器變比的選擇： 星側(cè)：n1=√3Ie。Y/5 角側(cè)：n2=Ie。△/5（3)不平蘅電流產(chǎn)生的原因：(1)穩(wěn)態(tài)下的不平蘅電流：CT標(biāo)準(zhǔn)變比引起的不平蘅電流。（變比誤差，CT變比標(biāo)準(zhǔn)化）變壓器帶負(fù)荷調(diào)壓。（變壓器變比變化，CT變比不變引起的不平蘅電流）CT傳變引起的不平蘅電流（CT二次特性不可能完全一致）變壓器星、三角接線引起的。（雖然采用了接線消除30度誤差，但CT變比的增加會(huì)使飽和誤差增加）(2)暫態(tài)下的不平蘅電流：勵(lì)磁涌流：變壓器空載合閘時(shí)，產(chǎn)生非周期分量、高次諧波。CT變比引起：短路電流中的非周期分量造成CT飽和，引起誤差。19(4)不平蘅電流的消除：

※CT接線消除角度誤差

※使用同型號(hào)的CT，滿足10%誤差曲線。

※減小CT二次負(fù)荷，使其盡量工作在短路狀態(tài)。

※CT鐵芯加氣隙，使其不易飽和，以減小非線性誤差。

※采用有特性的繼電器。如：BCH-1、BCH-2(5）保護(hù)的整定計(jì)算和靈敏系數(shù)校驗(yàn)

（6）變壓器差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍用來(lái)反應(yīng)變壓器繞組、引出線以及套管上的各種短路故障。20問(wèn)題：差動(dòng)保護(hù)能否代替瓦斯保護(hù)？不能，因?yàn)椋和咚贡Ｗo(hù)能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部各種故障，如：鐵芯過(guò)熱燒傷、油面降低等，而差動(dòng)保護(hù)則不能變壓器少數(shù)匝間短路，雖然短路匝內(nèi)短路電流很大會(huì)造成局部繞組嚴(yán)重過(guò)熱，使強(qiáng)烈的油流向油枕方向沖擊，瓦斯保護(hù)能靈敏動(dòng)作；但表現(xiàn)在相電流上并不大，因此差動(dòng)保護(hù)無(wú)反應(yīng)。21五、變壓器的后備保護(hù)1、過(guò)電流保護(hù)、2、低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)、3、復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)、4、負(fù)序過(guò)電流保護(hù)、5、零序電流保護(hù)。22

繼電器的工作特性曲線

“繼電特性”：繼電器的動(dòng)作是明確的，例如觸點(diǎn)只能處于閉合和斷開(kāi)位置。無(wú)論起動(dòng)和返回，繼電器不可能停留在某一個(gè)中間位置。返回系數(shù)：23正序、負(fù)序無(wú)輸出，3U0不平衡電壓（Ubp）：YH誤差、三相不對(duì)稱、三次諧波

零序電壓、零序電流的獲取1.零序電壓的獲?。?）零序電壓過(guò)濾器（2）加法器（3）微機(jī)保護(hù)內(nèi)直接利用程序（4）發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電壓互感器或消弧線圈二次側(cè)加法器UaUbUc3U0mnABCABCmnabc242．零序電流的獲?。?）零序電流過(guò)濾器接于相間保護(hù)電