電力系統(tǒng)繼電保護(hù)教學(xué)課件 主變壓器保護(hù)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)教學(xué)課件：主變壓器保護(hù)歡迎學(xué)習(xí)主變壓器保護(hù)課程。本課程將深入探討電力系統(tǒng)中主變壓器的保護(hù)原理和方法，為確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供重要支持。課程目標(biāo)理解原理掌握主變壓器保護(hù)的基本原理和工作機(jī)制。熟悉技術(shù)了解各種保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。實(shí)踐應(yīng)用學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)和調(diào)試主變壓器保護(hù)系統(tǒng)。分析能力培養(yǎng)故障分析和處理的實(shí)際能力。主變壓器的作用和構(gòu)造作用主變壓器是電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，負(fù)責(zé)電壓的轉(zhuǎn)換和電能的傳輸。它連接發(fā)電廠與輸電網(wǎng)絡(luò)，確保電力的高效傳輸。構(gòu)造主要由鐵心、繞組、絕緣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和套管等部件組成。每個(gè)部件都有其特定功能，共同確保變壓器的正常運(yùn)行。主變壓器的工作特性電壓轉(zhuǎn)換能夠?qū)⒏唠妷恨D(zhuǎn)換為低電壓，或反之，以適應(yīng)不同的輸配電需求。高效率現(xiàn)代主變壓器的效率可達(dá)99%以上，極大減少了電能損耗。大容量單臺主變壓器的容量可達(dá)數(shù)百兆伏安，滿足大規(guī)模電力傳輸需求。主變壓器的故障類型繞組短路包括匝間短路、相間短路等，可能導(dǎo)致變壓器嚴(yán)重?fù)p壞。絕緣擊穿由于絕緣老化或過電壓引起，會(huì)造成變壓器內(nèi)部放電。鐵心故障如鐵心接地、疊片短路等，會(huì)增加變壓器損耗。套管故障套管破裂或放電，可能導(dǎo)致油泄漏或引發(fā)火災(zāi)。主變壓器差動(dòng)保護(hù)原理電流比較比較變壓器各側(cè)的電流大小和相位關(guān)系。差值計(jì)算計(jì)算進(jìn)出變壓器的電流差值。判斷標(biāo)準(zhǔn)如差值超過設(shè)定閾值，則判定為內(nèi)部故障。動(dòng)作指令發(fā)出跳閘信號，切斷故障區(qū)域。差動(dòng)保護(hù)繼電器的原理1電流輸入接收變壓器各側(cè)的電流信號2比較處理對電流信號進(jìn)行矢量比較3特性曲線根據(jù)預(yù)設(shè)特性曲線判斷是否故障4動(dòng)作輸出發(fā)出保護(hù)動(dòng)作信號差動(dòng)保護(hù)回路的組成電流互感器用于采集變壓器各側(cè)的電流信號，并進(jìn)行隔離和變比轉(zhuǎn)換。差動(dòng)保護(hù)裝置核心部件，負(fù)責(zé)電流比較和故障判斷。斷路器執(zhí)行部件，接收保護(hù)信號并切斷故障電路。差動(dòng)保護(hù)調(diào)定值的確定1基本定值根據(jù)變壓器額定電流和CT變比確定基本定值。2制動(dòng)特性考慮變壓器勵(lì)磁電流和CT誤差，設(shè)置合適的制動(dòng)特性。3二次諧波閉鎖設(shè)置二次諧波閉鎖定值，防止勵(lì)磁涌流誤動(dòng)。4靈敏度校驗(yàn)進(jìn)行靈敏度計(jì)算，確保保護(hù)能可靠動(dòng)作。差動(dòng)保護(hù)的局限性死區(qū)存在變壓器中性點(diǎn)附近的匝間短路可能難以檢測。CT飽和影響嚴(yán)重的CT飽和可能導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。勵(lì)磁涌流干擾變壓器合閘時(shí)的勵(lì)磁涌流可能引起保護(hù)誤動(dòng)。高阻抗故障變壓器內(nèi)部的高阻抗故障可能無法及時(shí)檢測。主變壓器的過負(fù)荷保護(hù)過負(fù)荷危害長期過負(fù)荷運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致變壓器絕緣加速老化，縮短使用壽命。嚴(yán)重時(shí)可能引發(fā)絕緣擊穿等故障。保護(hù)目的防止變壓器長時(shí)間過負(fù)荷運(yùn)行，保護(hù)變壓器免受熱損壞。在負(fù)荷超過額定值時(shí)及時(shí)報(bào)警或切除。過負(fù)荷保護(hù)的原理電流檢測實(shí)時(shí)監(jiān)測變壓器的運(yùn)行電流。時(shí)間延遲根據(jù)過負(fù)荷程度設(shè)置不同的動(dòng)作時(shí)間。溫度監(jiān)測結(jié)合溫度信息，綜合判斷過負(fù)荷狀態(tài)。熱量積累法的應(yīng)用熱模型建立建立變壓器熱特性數(shù)學(xué)模型。實(shí)時(shí)計(jì)算根據(jù)運(yùn)行電流計(jì)算熱量積累。閾值比較將計(jì)算結(jié)果與預(yù)設(shè)閾值比較。保護(hù)動(dòng)作超過閾值時(shí)發(fā)出報(bào)警或跳閘信號。主變壓器繞組接地保護(hù)保護(hù)目的檢測變壓器繞組對地絕緣故障，防止故障擴(kuò)大。適用范圍主要用于星形接線且中性點(diǎn)直接接地的變壓器。檢測原理利用零序電流或零序電壓檢測繞組接地故障。動(dòng)作特性具有快速動(dòng)作特性，可迅速切除接地故障。地線保護(hù)的原理1零序電流檢測通過零序電流互感器檢測接地電流。2電流比較將檢測到的零序電流與設(shè)定值比較。3故障判斷零序電流超過設(shè)定值時(shí)，判定為接地故障。4保護(hù)動(dòng)作發(fā)出報(bào)警或跳閘信號，切除故障。地線保護(hù)電路的實(shí)現(xiàn)零序電流互感器安裝在變壓器中性點(diǎn)接地線上，用于檢測零序電流。微機(jī)保護(hù)裝置接收零序電流信號，進(jìn)行故障判斷和保護(hù)邏輯處理。執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收保護(hù)裝置信號，執(zhí)行跳閘或報(bào)警操作。主變壓器氣體繼電保護(hù)1氣體檢測檢測變壓器油中的氣體產(chǎn)生2故障類型識別根據(jù)氣體特性判斷故障類型3報(bào)警與跳閘根據(jù)故障嚴(yán)重程度進(jìn)行報(bào)警或跳閘4故障定位協(xié)助定位變壓器內(nèi)部故障位置氣體保護(hù)的檢測原理氣泡檢測檢測油中氣泡的產(chǎn)生和積累。油位變化監(jiān)測油箱內(nèi)油位的急劇下降。壓力監(jiān)測檢測油箱內(nèi)壓力的異常變化。氣體保護(hù)裝置的組成浮子系統(tǒng)用于檢測氣體積累和油位變化。包括上下兩個(gè)浮子，分別對應(yīng)報(bào)警和跳閘動(dòng)作。繼電器觸點(diǎn)與浮子系統(tǒng)連接，當(dāng)浮子下降時(shí)閉合觸點(diǎn)。通常設(shè)有報(bào)警觸點(diǎn)和跳閘觸點(diǎn)。取樣閥用于采集氣體樣本進(jìn)行分析，幫助判斷故障類型和嚴(yán)重程度。主變壓器溫度保護(hù)目的防止變壓器因過熱造成絕緣損壞和壽命縮短。監(jiān)測對象變壓器油溫、繞組溫度和鐵心溫度。保護(hù)方式設(shè)置多級溫度告警和跳閘保護(hù)。輔助功能控制冷卻系統(tǒng)啟停，優(yōu)化變壓器運(yùn)行。溫度保護(hù)的測量方式直接測量使用溫度傳感器直接測量油溫。間接測量通過電流和油溫間接計(jì)算繞組溫度。紅外測溫利用紅外熱像儀進(jìn)行外部溫度監(jiān)測。溫度保護(hù)裝置的應(yīng)用1一級告警油溫達(dá)到85℃，啟動(dòng)強(qiáng)冷系統(tǒng)。2二級告警油溫達(dá)到95℃，發(fā)出警告信號。3三級告警油溫達(dá)到105℃，準(zhǔn)備切負(fù)荷。4跳閘動(dòng)作油溫超過115℃，執(zhí)行跳閘保護(hù)。主變壓器保護(hù)系統(tǒng)的配合差動(dòng)保護(hù)主保護(hù)，快速切除內(nèi)部故障。過負(fù)荷保護(hù)防止長期過載，延時(shí)動(dòng)作。氣體保護(hù)檢測內(nèi)部放電和過熱故障。溫度保護(hù)監(jiān)控運(yùn)行溫度，多級動(dòng)作。保護(hù)系統(tǒng)的配合原則1選擇性原則確保只切除故障部分，保證其他部分正常運(yùn)行。2可靠性原則采用多重保護(hù)，互為備用，提高系統(tǒng)可靠性。3靈敏性原則保護(hù)裝置能夠檢測并切除最小故障。4速動(dòng)性原則盡可能快速切除故障，減少故障影響。案例分析一：差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)故障現(xiàn)象某500kV變電站主變壓器差動(dòng)保護(hù)頻繁誤動(dòng)。檢查發(fā)現(xiàn)，誤動(dòng)多發(fā)生在大負(fù)荷突變時(shí)。原因分析經(jīng)調(diào)查，是由于CT飽和導(dǎo)致的電流失真。大負(fù)荷時(shí)，CT二次電流波形失真，造成差動(dòng)電流增大。解決方案1.調(diào)整差動(dòng)保護(hù)的制動(dòng)特性曲線。2.更換更高精度的CT。3.增加二次諧波閉鎖功能。案例分析二：氣體繼電器誤報(bào)故障現(xiàn)象某220kV變電站主變壓器氣體繼電器頻繁報(bào)警，但檢查油中氣體含量正常。原因分析調(diào)查發(fā)現(xiàn)，變壓器油位計(jì)顯示異常。原來是油箱密封不良，導(dǎo)致空氣進(jìn)入油箱。解決方案1.檢查并修復(fù)油箱密封。2.進(jìn)行真空濾油處理。3.校準(zhǔn)氣體繼電器靈敏度。案例分析三：溫度保護(hù)失效1故障現(xiàn)象某110kV變電站主變壓器溫度持續(xù)升高，但溫度保護(hù)裝置未動(dòng)作。2原因調(diào)查檢查發(fā)現(xiàn)溫度傳感器失效，導(dǎo)致測量值異常偏低。3根本原因溫度傳感器長期浸泡在變壓器油中，絕緣性能下降導(dǎo)致短路。4解決措施更換溫度傳感器，增加定期檢測和校準(zhǔn)程序。本課程小結(jié)全面認(rèn)識系統(tǒng)介紹了主變壓器各類保護(hù)的原理和應(yīng)用。實(shí)踐指導(dǎo)通過案例分析，提供了實(shí)際問題的解決思路。技術(shù)進(jìn)展展示了主變壓器保護(hù)技術(shù)的最新發(fā)展趨勢。安全意識強(qiáng)調(diào)了主變壓器保護(hù)對電力系統(tǒng)安全的重要性。學(xué)習(xí)思考題原理理解解釋主變壓器差動(dòng)保護(hù)的工作原理，并分析其可能存在的局限性。參數(shù)設(shè)置如何確定主變壓器過負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作特性曲線？考慮哪些因素？故障分析分析一個(gè)主變壓器內(nèi)部故障案例，說明各種保護(hù)裝置的配合動(dòng)作過程。新技術(shù)應(yīng)用探討智能電網(wǎng)背景