繼電保護(變壓器)

1、變壓器保護3-1 變壓器故障、不正常運行狀態(tài)及保護方式一、變壓器故障繞組引出線和套管上相間短路繞組引出線和套管(直接接地側(cè))接地(直接接地系統(tǒng)側(cè))繞組接地繞組的相間短路繞組的匝間短路油箱外部故障油箱內(nèi)部故障二、不正常運行狀態(tài)油面過低；過負荷；過勵磁；外部短路引起過電流；外部接地引起的中性點過壓三、變壓器裝設(shè)的繼電保護1.瓦斯保護 可以反應(yīng)變壓器變壓器油箱內(nèi)部各種故障2.縱差保護及電流速斷保護 可以保護繞組及引出線、套管各種短路3.過電流或負序電流保護 外部相間短路引起的過電流及后備4.零序電流保護 直接接地系統(tǒng)外部短路時引起的過電流及后備5.過負荷保護 反應(yīng)對稱性過負荷引起的過電流6.過勵磁保

2、護繞組引出線和套管上相間短路繞組引出線和套管上相間短路( (直接接地系統(tǒng)側(cè)直接接地系統(tǒng)側(cè)) )繞組接地繞組接地繞組的繞組的相間短路相間短路繞組的繞組的匝間短路匝間短路油箱外油箱外部故障部故障油箱內(nèi)油箱內(nèi)部故障部故障繞組引出線和套管繞組引出線和套管( (直接接地側(cè)直接接地側(cè)) )接地接地零序零序后備后備過流過流后備后備縱差縱差瓦瓦斯斯7.非電量保護溫度保護:上層油溫超過85度或90度時,發(fā)信號壓力釋放保護 :發(fā)現(xiàn)壓力嚴重降低時,動作于全停冷卻器故障保護:先關(guān)主汽門,再由逆功率保護動作3-2 變壓器的瓦斯保護一、瓦斯保護利用因電弧分解的絕緣油氣體實現(xiàn)的保護油箱嚴重漏油匝數(shù)很少的匝間短路差動等保護不

3、動，但瓦斯保護能動瓦斯保護輕瓦斯 延時信號重瓦斯 瞬時跳閘原理：原理：當當變壓器內(nèi)部故障變壓器內(nèi)部故障時，故障點的局部高溫將使變壓器時，故障點的局部高溫將使變壓器油溫升高、體積膨脹，甚至出現(xiàn)沸騰，油溫升高、體積膨脹，甚至出現(xiàn)沸騰，油內(nèi)空氣被排出而形油內(nèi)空氣被排出而形成上升汽泡成上升汽泡。若故障點產(chǎn)生電弧，則。若故障點產(chǎn)生電弧，則變壓器油和絕緣材料將變壓器油和絕緣材料將分解出大量氣體分解出大量氣體。這些氣體自油箱流向油枕上部，故障越嚴。這些氣體自油箱流向油枕上部，故障越嚴重，產(chǎn)生的氣體越多，流向油枕的氣流速度越快。重，產(chǎn)生的氣體越多，流向油枕的氣流速度越快。二、瓦斯繼電器1.安裝：油枕、油箱間2

4、.構(gòu)成上部有一個附帶永久磁鐵上部有一個附帶永久磁鐵4 4 的開口杯的開口杯5 5 ，下部，下部有一面附帶永久磁鐵有一面附帶永久磁鐵11 11 的擋板的擋板10 10 。正常情況下，正常情況下，干簧觸點干簧觸點1313、15 15 斷開。斷開。變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，產(chǎn)生少量氣體，產(chǎn)生少量氣體，油面下降，開口杯失去平衡，接通干簧觸，油面下降，開口杯失去平衡，接通干簧觸點點1515，輕瓦斯動作于發(fā)信號。輕瓦斯動作于發(fā)信號。變壓器嚴重漏油時，變壓器嚴重漏油時， 輕瓦斯動作于發(fā)信號輕瓦斯動作于發(fā)信號。變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴重故障時變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴重故障時，油箱內(nèi)產(chǎn)生大，油箱內(nèi)產(chǎn)生大

5、量的氣體，形成強烈油流，油流從油箱通過量的氣體，形成強烈油流，油流從油箱通過瓦斯繼電器，擋板被沖動，干簧觸電瓦斯繼電器，擋板被沖動，干簧觸電1313閉合閉合，重瓦斯動作，發(fā)出跳閘脈沖重瓦斯動作，發(fā)出跳閘脈沖。3-3 變壓器差動保護一、變壓器縱差保護的原理1.互感器按照環(huán)流法連接的差動繼電器并聯(lián)在互感器二次繞組上2.互感器的變比分別按變壓器兩側(cè)的額定 電流選擇，即：I2NnLH2=51LH2LH1I2I12I22II1N5nLH1=3.正常時，流過電流繼電器的電流為：121222120iLHLHIIIIInn4.外部短路時，同樣5.內(nèi)部短路時，1222iIII1LH2LH1I2I1 2I22IK

6、1K21、接線方式三側(cè)接線方式不同（連接組別）不同例如：雙側(cè)繞組 Y，d11（Y/11）接線： 超前 30IYI變比K：兩側(cè)額定電流不同30YII AI BI CI AI BI CI aI CIA IB IKT bI cI bI aI cI NI aI NIb Ic I引進差動保護裝置相位校正：變壓器星型側(cè)：電流互感器副方三角接線變壓器三角側(cè)：電流互感器副方星型接線二次同名相電流相位基本一致幅值校正：TA三角接線：電流擴大 倍變比應(yīng)擴大 倍33 AI BI CI AI BI CI aI CIA IB IKT bI cI bI aI cI NI aI NIb Ic I引進差動保護裝置135CBl

7、In正常運行時由勵磁電流引起的 勵磁電流由電源側(cè)提供，正常運行時不會超過25， 可以不考慮變壓器各側(cè)電流相位不同 原因：大中型變壓器大多采用Y/11接線， 那么Y側(cè)電流滯后側(cè)電流30 解決：Y側(cè)互感器接成型， 側(cè)互感器接成Y型135CBlIn相位校正 幅值校正穩(wěn)態(tài)下的不平衡電流30由電流互感器的實際變比和標準變比不等引起的原因：電流、電壓互感器的變比標準化方法：采用平衡線圈Wph或變流器由變壓器的調(diào)壓分接頭的改變引起的 原因：調(diào)節(jié)變壓器的調(diào)壓抽頭，K改變， 電流互感器的變比卻不是可以隨意改變的。 方法：在整定計算中考慮。由變壓器各側(cè)電流互感器型號不同引起的 原因：各電流互感器的磁化特性與二次負

8、載不同 方法：在整定計算中考慮。2、勵磁涌流及制動措施正常運行時很小，空載合閘或切除外部故障電壓恢復(fù)時，可達68倍工作電流。正常運行時，鐵心磁通滯后于外加電壓U90。合閘時，若初始角為0，則u0。鐵心應(yīng)為m，鐵心磁通被強制按周期分量 zqf(x)變化。不能突變， 00 影響因素：勵磁涌流的大小、合閘初始角及剩磁( )t暫態(tài)磁通uu2t穩(wěn)態(tài)磁通m3-4 變壓器相間短路的后備保護 過流保護和過負荷保護作用：作用：反應(yīng)變壓器外部短路引起的過流、反應(yīng)變壓器外部短路引起的過流、 作為變壓器相間短路的作為變壓器相間短路的后備保護。后備保護。保護配置應(yīng)考慮的情況：保護配置應(yīng)考慮的情況： TA TA 應(yīng)安裝在

9、電源側(cè)才能作為變壓器相間短路的后備應(yīng)安裝在電源側(cè)才能作為變壓器相間短路的后備, , 保護動作于斷路器跳閘保護動作于斷路器跳閘 ; ; 應(yīng)躲過變壓器最大負荷電流應(yīng)躲過變壓器最大負荷電流, ,靈敏度不夠靈敏度不夠; ; 低電壓啟動的過流保護低電壓啟動的過流保護 大型變壓器采用阻抗保護大型變壓器采用阻抗保護 1. 1. 過電流保護過電流保護低電壓啟動的過電流保護：低電壓啟動的過電流保護：動作電流按躲過變壓器額定電動作電流按躲過變壓器額定電流正頂，低電壓繼電器動作電壓應(yīng)小于正常運行最低電壓。流正頂，低電壓繼電器動作電壓應(yīng)小于正常運行最低電壓。2 2、過負荷保護、過負荷保護 反映變壓器對稱過負荷引起的電

10、流過大，采用一個電流反映變壓器對稱過負荷引起的電流過大，采用一個電流互感器接于一相電流的接線，原理、動作電流整定同發(fā)電機互感器接于一相電流的接線，原理、動作電流整定同發(fā)電機過負荷保護。過負荷保護。2 2、 大型變壓器接地保護（零序保護）大型變壓器接地保護（零序保護）作用：作用：反應(yīng)中性點直接接地變壓器高壓側(cè)、反應(yīng)中性點直接接地變壓器高壓側(cè)、 相鄰元件的相鄰元件的K K(1)(1)，是，是后備保護。后備保護。零序保護配置應(yīng)考慮的情況：零序保護配置應(yīng)考慮的情況： 二臺并聯(lián)，一臺中性點接地，二臺并聯(lián)，一臺中性點接地，另一臺不接地另一臺不接地 （可能互換）（可能互換） 單獨運行，在系統(tǒng)不失接地點時不接

11、地運行單獨運行，在系統(tǒng)不失接地點時不接地運行(1) 變壓器中性點直接接地運行時的零序保護 變壓器零序電流保護動作電流應(yīng)大于被保護側(cè)母線引出變壓器零序電流保護動作電流應(yīng)大于被保護側(cè)母線引出線零序過電流保護動作電流，動作時限也大一個時限。線零序過電流保護動作電流，動作時限也大一個時限。兩段式零序電流保護，每段2個延時零序段t10.5s1.0s t2t1+t零序段t3 t4t3+t與相鄰接地保護段配合與相鄰后備保護配合1QF輔助觸點：防止并網(wǎng)前誤跳母聯(lián)QFI3I0I3I0t1t2t3t4斷開QF斷開各側(cè)斷路器TA1QF1QFQFT1T2(2) 中性點可能接地可能不接地運行時的零序保護放電間隙放電間隙

12、：粗糙保護，發(fā)生沖擊電壓和工頻過電：粗糙保護，發(fā)生沖擊電壓和工頻過電壓時，保護變壓器中性點絕緣。放電時間過長。壓時，保護變壓器中性點絕緣。放電時間過長。保護設(shè)置：保護設(shè)置：變壓器除裝設(shè)中性點經(jīng)常接地運行的零序電流保變壓器除裝設(shè)中性點經(jīng)常接地運行的零序電流保護外，還應(yīng)增設(shè)一套反應(yīng)間隙放電電流的零序電流保護和一護外，還應(yīng)增設(shè)一套反應(yīng)間隙放電電流的零序電流保護和一套零序電壓保護，作為變壓器中性點不接地運行時的保護。套零序電壓保護，作為變壓器中性點不接地運行時的保護。零序電壓保護：零序電壓保護：間隙放電電流保護的后備。間隙放電電流保護的后備。 系統(tǒng)發(fā)生一點接地時，中性點接地運行的變壓器由其零系統(tǒng)發(fā)生一

13、點接地時，中性點接地運行的變壓器由其零序電流保護動作于切除。若高壓母線上已沒有中性點接地運序電流保護動作于切除。若高壓母線上已沒有中性點接地運行的變壓器，而故障仍然存在，中性點電位將升高，發(fā)生過行的變壓器，而故障仍然存在，中性點電位將升高，發(fā)生過電壓而導(dǎo)致放電間隙擊穿，中性點不接地運行的變壓器將由電壓而導(dǎo)致放電間隙擊穿，中性點不接地運行的變壓器將由反應(yīng)間隙放電電流的零序電流保護瞬時動作于切除。如果中反應(yīng)間隙放電電流的零序電流保護瞬時動作于切除。如果中性點過電壓值不足以使放電間隙擊穿，則可由零序電壓保護性點過電壓值不足以使放電間隙擊穿，則可由零序電壓保護帶帶0.3 0.5s0.3 0.5s的延時

14、將中性點不接地運行的變壓器切除。的延時將中性點不接地運行的變壓器切除。 大型變壓器分級絕緣，中性點可能接地可能不接地運行時：避雷器：防沖擊過電壓(暫態(tài)時放電)，工頻過壓后不熄弧爆炸放電間隙：粗糙保護，放電時間不能過長專門的零序電壓保護：及時切除變壓器防止間隙長時間放電放電間隙拒動的后備斷開QF斷開各側(cè)斷路器1TA1QF1QFQF零序電流保護t1t3t2t43I02TATV3U0t5H零序電流保護：中性點接地運行時用（同前）零序電壓保護：中性點不接地運行時用，K(1)若間隙未擊穿,應(yīng)動作 K(1)時若系統(tǒng)內(nèi)有中性點接地，則不動Uop間隙零序電流保護：間隙擊穿瞬時跳閘3I0斷開QF斷開各側(cè)斷路器1TA1QF1QFQF3U0t5TVH零序電流保護t1t3t2t42TA3-4 變壓器非電量保護1、主變壓器溫度保護、主變壓器溫度保護變壓器上層油溫超過變壓器上層油溫超過85oC（或（或90oC）時，發(fā)信號）時，發(fā)信號2、變壓器壓力釋放保護、變壓器壓力釋放保護檢測變壓器溫壓，擋出現(xiàn)漏油嚴重、油位眼下降時，壓力檢測變壓器溫壓，擋出現(xiàn)漏油嚴重、油位眼下降時，壓力降低，保護動作于全停降低，保護動作于全停3、