供配電技術(shù) 課件 5.4電力變壓器的繼電保護

工廠供配電技術(shù)02電力變壓器的繼電保護

變壓器是工廠供電系統(tǒng)的重要設(shè)備，它的故障會給整個工廠或車間的供電帶來嚴(yán)重影響，因此必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度裝設(shè)其保護裝置。

高壓側(cè)為6~10kV的車間變電所及小型工廠變電所的主變壓器，通常裝設(shè)有帶時限的過電流保護和電流速斷保護。如果過電流保護的動作時間范圍為0.5~0.7s，也可不裝設(shè)電流速斷保護。容量在800kVA及以上的油浸式變壓器(如安裝在車間內(nèi)部，則容量在400kVA及以上時)，還需裝設(shè)瓦斯保護。如兩臺并列運行的變壓器容量(單臺)在400kVA及以上，以及雖為單臺運行但又作為備用電源用的變壓器有可能過負荷時，還需裝設(shè)過負荷保護，但過負荷保護只動作于信號，而其他保護一般動作于跳閘。03電力變壓器的繼電保護

高壓側(cè)為35kV及以上的工廠總降壓變電所主變壓器，一般應(yīng)裝設(shè)過電流保護、電流速斷保護和瓦斯保護。在有可能過負荷時，也裝設(shè)過負荷保護。但是如果單臺運行的變壓器容量在10000kVA及以上、兩臺并列運行的變壓器容量(單臺)在6300kVA及以上時，則要求裝設(shè)縱聯(lián)差動保護來取代電流速斷保護。04保護裝置的結(jié)線方式

對6~10/0.4kV、采用Yyn0聯(lián)結(jié)組的降壓變壓器，其保護裝置的結(jié)線方式有兩相兩繼電器式和兩相一繼電器式兩種。(1)兩相兩繼電器式結(jié)線如圖所示，這種結(jié)線適用于作相間短路保護和過負荷保護，而且它屬于相電流結(jié)線，結(jié)線系數(shù)為1，因此無論何種相間短路，保護裝置的靈敏系數(shù)都是相同的。但若變壓器低壓側(cè)發(fā)生單相短路，情況就不同了。如未裝有電流互感器的那一相(B相)所對應(yīng)的低壓相(b相)發(fā)生單相短路，經(jīng)過分析可知，繼電器的電流僅僅反應(yīng)單相短路電流的1/3，這就達不到保護靈敏度的要求，因此這種結(jié)線不適于作低壓側(cè)單相短路保護。05保護裝置的結(jié)線方式

兩相一繼電器式結(jié)線如圖所示，這種結(jié)線也適于作相間短路保護和過負荷保護，但對不同相間短路保護靈敏度不同，這是不夠理想的。然而由于這種結(jié)線只用一個繼電器，比較經(jīng)濟，因此小容量變壓器也有采用這種結(jié)線的。值得注意的是，采用這種結(jié)線時，如果未裝電流互感器的那一相對應(yīng)的低壓相發(fā)生單相短路，由圖可知，繼電器中根本無電流通過，因此這種結(jié)線也不能作低壓側(cè)的單相短路保護。06變壓器低壓側(cè)的單相短路保護(1)低壓側(cè)裝設(shè)三相均帶過電流脫扣器的低壓斷路器這種低壓斷路器既作低壓側(cè)的主開關(guān)，又可用來保護低壓側(cè)的相間短路和單相短路。這種措施操作方便、便于自動投人、提高供電可靠性，在工廠和車間變電所中得到廣泛的應(yīng)用。(2)低壓側(cè)三相裝設(shè)熔斷器保護這種措施既可以保護變壓器低壓側(cè)的相間短路也可以保護單相短路，但由于熔斷器熔斷后更換熔體需要一定的時間，所以它主要適用于供不太重要負荷的小容量變壓器。(3)在變壓器中性點引出線上裝設(shè)零序過電流保護如圖所示，這種零序過電流保護的動作電流，按躲過變壓器低壓側(cè)最大不平衡電流來整定，零序過電流保護的動作時間一般取0.5~0.7s。為了彌補上述變壓器過電流保護的兩種結(jié)線方式不適于低壓側(cè)單相短路保護的缺點，可采取以下措施之一：(4)改兩相兩繼電器為兩相三繼電器結(jié)線。

變壓器過電流保護的動作電流整定計算公式，也與電力線路過電流保護基本相同，最大電流按變壓器額定一次電流計算。

變壓器過電流保護的動作時間，也按階梯原則整定。但對車間變電所來說，由于其屬于電力系統(tǒng)的終端變電所，因此動作時間可整定為最小值0.5s。

變壓器過電流保護的靈敏度，按變壓器低壓側(cè)母線在系統(tǒng)最小運行方式時發(fā)生兩相短路(換算到高壓側(cè)的電流值)來校驗。其靈敏度的要求也與線路過電流保護相同，即Sp≥1.5，當(dāng)作為后備保護時可以Sp≥1.2。07變壓器的過電流保護變壓器是工廠供電系統(tǒng)中的重要設(shè)備。因此當(dāng)變壓器的過電流保護動作時限大于0.5s時，必須裝設(shè)電流速斷保護。變壓器電流速斷保護的組成、原理，也與電力線路的電流速斷保護完全相同。變壓器電流速斷保護的動作電流的整定計算公式，也與電力線路的電流速斷保護基本相同，只是取低壓母線三相短路電流周期分量有效值換算到高壓側(cè)的電流值，即變壓器電流速斷保護的動作電流按躲過低壓母線三相短路電流來整定。變壓器速斷保護的靈敏度，按變壓器高壓側(cè)在系統(tǒng)最小運行方式時發(fā)生兩相短路的短路電流來校驗。變壓器的電流速斷保護，與電力線路的電流速斷保護一樣，也有死區(qū)。彌補死區(qū)的措施，也是配備帶時限的過電流保護?？紤]到變壓器在空載投入或突然恢復(fù)電壓時將出現(xiàn)一個沖擊性的勵磁涌流，為避免速斷保護誤動作，可在速斷保護整定后，將變壓器空載試投若干次，以檢驗速斷保護是否會誤動作。根據(jù)經(jīng)驗，當(dāng)速斷保護的一次動作電流比變壓器額定一次電流大2~3倍時，速斷保護一般能躲過勵磁涌流，不會誤動作。08變壓器的電流速斷保護變壓器的過負荷保護是用來反應(yīng)變壓器正常運行時出現(xiàn)的過負荷情況，只在變壓器確有過負荷可能的情況下才予以裝設(shè)，一般動作于信號。

變壓器的過負荷在大多數(shù)情況下都是三相對稱的，因此過負荷保護只需要在一相上裝一個電流繼電器。在過負荷時，電流繼電器動作，再經(jīng)過時間繼電器給予一定延時，最后接通信號繼電器發(fā)出報警信號。09變壓器的過負荷保護變壓器的瓦斯保護變壓器的氣體保護是保護油浸變壓器內(nèi)部故障的一種基本保護。瓦斯繼電器裝在變壓