電力變壓器的繼電保護培訓課程 (ppt 73頁).ppt

1、1,電力變壓器的繼電保護,2,一、變壓器的故障、不正常工作狀態(tài)及其保護方式,二、變壓器差動保護的基本原理及其不平衡電流,三、比率制動特性的變壓器差動保護,3,四、變壓器相間短路的后備保護,五、變壓器的接地保護,六、三繞組變壓器保護的特點,4,一、變壓器的故障、不正常工作 狀態(tài)及其保護方式,5,（一）變壓器的故障,（二）變壓器的不正常運行狀態(tài),（三）變壓器應裝設的保護,6,（一）變壓器的故障 1.油箱內部故障 （1）各相繞組之間的相間短路 （2）單相繞組的匝間短路 2.油箱外部故障 （1）引出線的相間短路 （2）絕緣套管閃絡或破壞、引出線通過外殼 發(fā)生的單相接地短路,7,（二）變壓器的不正常工作

2、狀態(tài) （1）大容量變壓器的過勵磁故障 （2）外部相間短路引起的過電流 （3）外部接地短路引起的過電流和中性點過 電壓 （4）負荷超過額定容量引起的過負荷 （5）漏油等原因引起的油面降低,8,（三）變壓器應裝設的保護 1.主保護 （1）重瓦斯保護。防御變壓器油箱內部各種短路故障 （2）縱差動保護或電流速斷保護。防御變壓器繞組、套管及引出線上的故障,上述保護動作后，均應跳開變壓器各側的斷路器,9,2.外部相間短路的后備保護 （1）過電流保護 （2）低電壓起動的過電流保護 （3）復合電壓起動的過電流保護 （4）負序電流及單相式低電壓起動的過電流保護 （5）阻抗保護,10,3.外部接地短路的后備保護

3、（1）變壓器中性點直接接地運行零序電流保護 （2）自耦變壓器和高、中壓側中性點都直接接地的三繞組變壓器零序電流方向保護 （3）中性點不接地的變壓器零序過電壓保護 （4）中性點經放電間隙接地的變壓器間隙電流保護和零序電壓保護,11,4.其他保護 （1）過負荷保護 （2）過勵磁保護 5.變壓器的其他非電量保護 輕瓦斯保護、油溫高保護、冷卻器故障、壓力釋放保護等,12,二、變壓器差動保護的基本原理 及其不平衡電流,13,（一）變壓器縱差動保護的基本原理,（二）變壓器差動保護的不平衡電流,（三）具有制動特性的BCH-1型差動繼電器,14,（一）變壓器縱差動保護的基本原理,正常運行或外部故障時，應使,1

4、5,1.由變壓器勵磁涌流所產生的不平衡電流,正常情況下，變壓器勵磁電流為額定電流的（2%5%），由此產生的不平衡電流很小,當空載投入變壓器或外部故障切除后電壓恢復時，則會產生很大的勵磁電流，這種暫態(tài)過程中出現(xiàn)的勵磁電流通常稱為勵磁涌流,（二）變壓器差動保護的不平衡電流,16,（1）單相變壓器的勵磁涌流分析,17,設在 時合閘，加在變壓器上的電壓為：,根據(jù)：,則空載合閘時鐵心中的磁通為：,設合閘時電壓的初相角,經過0.01秒，鐵心中磁通達到最大，為：,18,19,勵磁涌流（%）,勵磁涌流試驗數(shù)據(jù)舉例,20,（2）勵磁涌流的特征。含有很大的衰減非周期分量；含有大量的高次諧波，其中以二次諧波為主；涌

5、流波形不連續(xù)，出現(xiàn)間斷；涌流波形不對稱,21,（3）影響涌流特征的因素。合閘時電壓的初相角；鐵芯中剩磁的大小和方向；變壓器鐵芯的飽和磁通,（4）防止勵磁涌流引起差動保護誤動的方法。采用具有速飽和鐵芯的差動繼電器；采用間斷角原理的差動保護；利用二次諧波制動；利用波形對稱原理的差動保護,22,2.三相變壓器接線產生的不平衡電流,Y，d11變壓器接線和向量圖,23,Y，d11變壓器接線和向量圖,24,Y，d11接線變壓器的縱差保護接線和向量圖,25,3.由計算變比與標準變比不同產生的不平衡電流,由于電流互感器變比的標準化而不滿足上述條件，于是產生不平衡電流,對YN,d11、Y,d11接線變壓器：,對

6、D,d12、YN,y12接線變壓器：,26,對D,d12、YN,y12接線變壓器：,對YN,d11、Y,d11接線變壓器：,27,利用差動繼電器的平衡線圈進行補償,28,平衡線圈通常接在二次電流較小的一側,平衡線圈的計算匝數(shù)一般為小數(shù)，整定匝 數(shù)按四舍五入原則選擇整數(shù)值,平衡線圈的計算匝數(shù)與整定匝數(shù)的最大誤差為0.5匝,29,其中：,在整定計算中不平衡電流按下式計算：,平衡線圈的計算匝數(shù),差動線圈的整定匝數(shù),平衡線圈的整定匝數(shù),區(qū)外短路的最大短路電流,平衡線圈的計算匝數(shù)與整定匝數(shù)不等的相對誤差,三相電流互感器接線系數(shù),30,4.由電流互感器變比誤差產生的不平衡電流,31,由電流互感器變比誤差引

7、起的不平衡電流,外部短路電流,差動保護的不平衡電流,32,考慮非周期分量的影響時：,其中：,非周期分量影響系數(shù),電流互感器同型系數(shù),電流互感器的幅值誤差，取10%,33,5.有載調壓變壓器分接頭位置改變產生的不平衡電流,或,當分接頭位置變化時，變壓器的變比改變,取變壓器調壓范圍的一半,34,變壓器差動保護的最大不平衡電流：,35,(三)具有制動特性的BCH-1型差動繼電器,I,-,I,*,*,*,*,36,制動繞組的接法對差動保護性能的影響：,（1）單側電源變壓器，制動繞組接于負荷側，外部故障有制動作用，內部故障無制動作用。保護的最小動作電流為,（2）單側電源變壓器，制動繞組接于電側，外部故障

8、有制動作用，內部故障差電流與制動電流相等。保護的最小動作電流為,37,（3）雙側電源變壓器且兩側電源容量相等，制動繞組接于任一側，外部故障有制動作用，內部故障差電流為制動電流的兩倍。保護的最小動作電流為,38,(一般取0.30.4),無制動,39,三、比率制動特性的變壓器 差動保護,40,（一）比率制動特性,（二）比率制動特性的變壓器差動保護的整定計算,41,（一）比率制動特性,動作判據(jù),-最小動作電流,-拐點電流,-比率制動特性的斜率,42,1.最小動作電流 按躲過變壓器在正常運行條件下產生的不平衡電流整定,式中,-可靠系數(shù)，取1.52.0,-變壓器高壓側的額定電流,-高壓側電流互感器的變比

9、,（二）比率制動特性的變壓器差動保護的定值整定,43,一般整定在（0.81.0）倍變壓器的額定電流,2. 拐點電流,3. 制動特性的斜率,44,4.具有二次諧波和比率制動特性的變壓器差動保護邏輯框圖,五次諧波制動,CT二次斷線,差流越限告警,A相比率制動,C相比率制動,B相比率制動,差動出口,斷線信號,越限信號,&,45,四、變壓器相間短路的后備保護,46,（一）過電流保護 （二）低電壓起動的過電流保護 （三）復合電壓起動的過電流保護 （四）負序過電流保護,47,（一）過電流保護,1.單相原理接線,48,起動電流：躲過變壓器的最大負荷電流整定 （1）對并列運行的變壓器 （2）對降壓變壓器,2.

10、整定計算,49,（二）低電壓起動的過電流保護,1. 單相原理接線,50,（1）起動電流。按大于變壓器的額定電流整定 （2）動作電壓。按小于正常運行時母線上可能出現(xiàn)的最低工作電壓，且外部故障切除后，電動機自起動的過程中應能返回。根據(jù)運行經驗,2. 整定計算,51,（三）復合電壓起動的過電流保護,1. 原理接線,52,負序電壓繼電器的動作電壓，可按躲開正常運行時的最大不平衡電壓整定。通常取,2. 整定計算,53,(四)負序過電流保護,1. 原理接線,54,動作電流的整定原則： （1）躲變壓器正常運行時，負序電流濾過器的最大不平衡電流，一般為 （2）躲線路一相斷線時引起的負序電流 （3）與相鄰元件上

11、的負序電流保護在靈敏度上配合,2. 整定計算,55,五、變壓器的接地保護,56,（一）中性點直接接地變壓器的零序電流保護,（二）部分變壓器中性點接地的零序電流電壓保護,（三）中性點經放電間隙接地的零序電流電壓保護,57,（一）中性點直接接地變壓器的零序電流保護,跳QF,跳QF1、QF2,58,按與相鄰元件的零序電流保護段配合,相鄰元件的零序電流保護段動作電流,1.零序一段整定原則,59,按與相鄰元件的零序電流保護后備段配合,相鄰元件的零序電流保護后備段動作電流,2.零序二段整定原則,60,（二）部分變壓器中性點接地的零序電流電壓保護,61,當變壓器接地時可采用“（一）中性點直接接地變壓器的零序

12、電流保護”的方法,當變壓器不接地時采用零序電壓保護。零序電壓繼電器的動作電壓按躲過部分變壓器接地電網發(fā)生接地故障時，保護安裝處可能出現(xiàn)的最大零序電壓整定。一般取180V。動作時間取,1.全絕緣變壓器,62,跳QF1,跳QF,63,2.分級絕緣變壓器,為保證變壓器的安全，應先切除不接地變壓器，后切除接地變壓器,跳QF2,64,零序電流保護設有兩個時限， 時限跳開分段 斷路器， 時限跳開本變壓器,零序電壓保護設有一個時限 。其動作電壓按躲過零序電壓過濾器最大不平衡電壓整定，一般 取二次值為5V,為保證先跳開不接地變壓器，時限配合關系為：,65,（三）中性點經放電間隙接地變壓器的零序電流電壓保護,（）中性點經隔離刀閘直接接地時，配置兩段式零序電流保護,（）中性點經放電間隙接地時，配置間隙電流保護和零序電壓保護。當放電間隙擊穿時有零序電流，當放電間隙恢復后有零序電壓，所以間隙電流與零序電壓保護按或門構成，保護經短延時跳閘,66,跳變壓器各 側斷路器,67,六、三繞組變壓器保護的特點,68,（一）三繞組變壓器差動保護的特點,（二）三繞組變壓器過電流保護的特點,69,（一）三繞組變壓器差動保護的特點,電流互感器的選擇應保證在正?；蛲獠抗收蠒r：,70,高壓側互感器變比與中壓側互感器變比應滿足：,中壓側互感器變比與低壓側互感器變比應滿足：,高壓側互感器變比與低壓側互感