任務(wù)三變壓器后備保護(hù)性能檢驗(yàn)與運(yùn)行維護(hù)資料

1、山西電院目標(biāo)教學(xué)教案任課教師編寫日期年月日教研室主任審批日期年月日授課日期班級(jí)任務(wù)內(nèi)容： 項(xiàng)目五 電力變壓器保護(hù)裝置性能檢驗(yàn)與運(yùn)行維護(hù)任務(wù)三 變壓器后備保護(hù)性能檢驗(yàn)與運(yùn)行維護(hù)素質(zhì)目標(biāo)： 1.培養(yǎng)學(xué)生服從、認(rèn)真的職業(yè)習(xí)慣培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力能力目標(biāo)： 1.具有分析過(guò)電流保護(hù)、接地保護(hù)原理的能力具有完成過(guò)電流保護(hù)和接地保護(hù)動(dòng)作性能檢驗(yàn)和運(yùn)行維護(hù)的能力知識(shí)目標(biāo)： 1.掌握電力變壓器的過(guò)電流保護(hù)作用、接線、構(gòu)成、動(dòng)作分析掌握電力變壓器的接地保護(hù)作用、接線、構(gòu)成、動(dòng)作分析任務(wù)重點(diǎn)： 電力變壓器的過(guò)電流保護(hù)、接地保護(hù)的作用、接線任務(wù)難點(diǎn)： 電力變壓器的接地保護(hù)的動(dòng)作分析教學(xué)方法： 講授法，案例法，多媒

2、體講授布置作業(yè)： P192 6-13課后分析：教學(xué)內(nèi)容及板書【任務(wù)描述】：【任務(wù)準(zhǔn)備】：【任務(wù)實(shí)施】 ：【相關(guān)知識(shí)】 ：項(xiàng)目五電力變壓器保護(hù)裝置性能檢驗(yàn)與運(yùn)行維護(hù)任務(wù)三變壓器后備保護(hù)性能檢驗(yàn)與運(yùn)行維護(hù)過(guò)程設(shè)計(jì)及提示變壓器相間短路的后備保護(hù)既是變壓器主保護(hù)的后備又是相鄰母線或線路的后備保護(hù)，其保護(hù)方式根據(jù)變壓器容量和系統(tǒng)短路電流水平不同，可采用不同的保護(hù)。 1）分析過(guò)電流保護(hù)的工作原理及整定計(jì)算； 2）分析低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)的工作原理及整定計(jì)算； 3）分析復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)的工作原理及整定計(jì)算； 4）分析過(guò)負(fù)荷保護(hù)的工作原理及整定計(jì)算。查閱繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的運(yùn)行規(guī)程中關(guān)于變壓器的部分

3、。過(guò)電流保護(hù)的工作原理及整定計(jì)算；低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)的工作原理及整定計(jì)算；復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)的工作原理及整定計(jì)算；過(guò)負(fù)荷保護(hù)的工作原理及整定計(jì)算。變壓器相間短路的后備保護(hù)任務(wù)實(shí)施步驟：第一步，畫出變壓器過(guò)電流保護(hù)的原理接線圖，分析其動(dòng)作情況，整定計(jì)算的原則。第二步，畫出低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)的原理接線圖，分析動(dòng)作情況，進(jìn)行整定計(jì)算。第三步，畫出復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)的原理接線圖， 分析動(dòng)作情況， 進(jìn)行整定計(jì)算。第二步，畫出過(guò)負(fù)荷保護(hù)的原理接線圖，分析動(dòng)作情況，進(jìn)行整定計(jì)算。一、過(guò)電流保護(hù)教學(xué)內(nèi)容及板書過(guò)程設(shè)計(jì)及提示二、低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)保護(hù)的啟動(dòng)元件包括電流繼電器和低電壓繼電器

4、，只要當(dāng)電流元件和電壓元件同時(shí)動(dòng)作后，才能起動(dòng)時(shí)間繼電器經(jīng)引入：變壓器相間短路的后備保護(hù)可采用過(guò)電流保護(hù)、低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)或負(fù)序電流保護(hù)等。1、保護(hù)的起動(dòng)電流按躲過(guò)變壓器的最大負(fù)荷電流整定2、變壓器的最大負(fù)荷電流的確定1）對(duì)并聯(lián)運(yùn)行的變壓器，應(yīng)考慮切除一臺(tái)變壓器后的負(fù)荷電流。當(dāng)各臺(tái)變壓器的容量相同時(shí)，可按下式計(jì)算：n-并列運(yùn)行變壓器的最少臺(tái)數(shù)Int-每臺(tái)變壓器的額定電流（2）對(duì)降壓變壓器，應(yīng)考慮負(fù)荷中電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)的最大電流。KMS-自啟動(dòng)系數(shù)，其值與負(fù)荷性質(zhì)，負(fù)荷與電源間的電氣距離有關(guān)。 在 110Kv 變電所， 35KV側(cè)取 1.52.0 ， 10KV側(cè)取1

5、.52.53、保護(hù)的靈敏系數(shù)按下式校驗(yàn)：要求：作為近后備保護(hù)，取變壓器低壓側(cè)母線為校驗(yàn)點(diǎn)，要求Ksen=1.52.0 ；教學(xué)內(nèi)容及板書過(guò)程設(shè)計(jì)及提示預(yù)定時(shí)間后，起動(dòng)出口中間繼電器動(dòng)作作為遠(yuǎn)后備保護(hù)，取相鄰線路末端為校于跳閘。驗(yàn)點(diǎn)，要求 Ksen1.2 。 4 、保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)比相鄰元件保護(hù)的最大動(dòng)作時(shí)限大一個(gè)階梯時(shí)限 t 。5、特點(diǎn)變壓器過(guò)流保護(hù)動(dòng)作電流大，靈敏度低，一般用在容量較小的變壓器或做為變壓器相鄰元件后備保護(hù)。（1）電流元件的起動(dòng)電流按躲過(guò)變壓器的額定電流整定Krel-可靠系數(shù)，取 1.2Kre-返回系數(shù)，取 0.85（2）低電壓元件的起動(dòng)電壓應(yīng)小于正常運(yùn)行時(shí)最低工作電壓，同時(shí)，外

6、部故障切除后，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的過(guò)程中，它必須返回。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，通常用UNT- 保護(hù)安裝處額定線電壓靈敏系數(shù)校驗(yàn)（1）電流元件的靈敏系數(shù)校驗(yàn)與過(guò)電流的校驗(yàn)相同（2）電壓元件的靈敏系數(shù)按下式校驗(yàn)：U - 后備保護(hù)范圍末端發(fā)生三相金三、復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)Kmax屬性短路時(shí)保護(hù)安裝出的最大殘余電保護(hù)由三部分組成：壓。電流元件、電壓元件（含負(fù)序電壓繼近后備保護(hù)靈敏系數(shù)大于等于 1.3 ，遠(yuǎn)后電器 KVN和低電壓繼電器 KV）、時(shí)間元件。備大于等于 1.2特點(diǎn)：電流元件靈敏度高，電壓回路二教學(xué)內(nèi)容及板書四、負(fù)序過(guò)電流保護(hù)過(guò)程設(shè)計(jì)及提示次斷線能夠發(fā)出信號(hào)。但是接線復(fù)雜。應(yīng)用：和負(fù)序電流保護(hù)一起構(gòu)成變壓器

7、的后備保護(hù)。1、裝置動(dòng)作情況如下：（1）當(dāng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，故障相電流繼電器動(dòng)作，同時(shí)負(fù)序電壓繼電器動(dòng)作，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，致使低電壓繼電器 KV 失壓，動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，起動(dòng)閉鎖中間繼電器 KM。相電流繼電器通過(guò) KM常開觸點(diǎn)起動(dòng)時(shí)間繼電器 KT，經(jīng)整定延時(shí)起動(dòng)信號(hào)和出口繼電器，將變壓器兩側(cè)斷路器斷開。（2）當(dāng)發(fā)生對(duì)稱短路時(shí)，由于短路初始瞬間也會(huì)出現(xiàn)短時(shí)的負(fù)序電壓， KVN也會(huì)動(dòng)作，使 KV失去電壓。當(dāng)負(fù)序電壓消失后，KVN返回，動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，此時(shí)加于KV線圈上的電壓已是對(duì)稱短路時(shí)的低電壓，只要該電壓小于低電壓繼電器的返回電壓 KV不致于返回，而且 KV的返回電壓是其起動(dòng)電壓的 Kre（大于 1）

8、倍，因此，電壓元件的靈敏度可提高 Kre 倍。復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)流保護(hù)在對(duì)稱短路和不對(duì)稱短路時(shí)都有較高的靈敏度。負(fù)序電壓繼電器的起動(dòng)電壓按躲開正常運(yùn)行情況下負(fù)序電壓濾過(guò)器輸出的最大不平衡電壓整定。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，取2、復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)：由于負(fù)序電壓繼電器的整定值較小，因此對(duì)于不對(duì)稱短路，其靈敏系數(shù)較高。對(duì)于對(duì)稱短路，電壓元件的靈敏性可提高 1.15 1.2 倍。由于保護(hù)反應(yīng)負(fù)序電壓，因此對(duì)于變壓器后的不對(duì)稱短路，與變壓器的接線方式無(wú)關(guān)。（4）接線簡(jiǎn)單教學(xué)內(nèi)容及板書五、過(guò)負(fù)荷保護(hù)變壓器的過(guò)負(fù)荷保護(hù)：只用一個(gè)電流繼電器，接于任一相電流中，經(jīng)延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。過(guò)程設(shè)計(jì)及提示3、缺點(diǎn)：大容量變

9、壓器中，電流元件的靈敏度可能不能滿足要求。4、應(yīng)用：中小容量變壓器1、保護(hù)裝置組成由電流繼電器和負(fù)序電流濾過(guò)器 Z 以及一套低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)組成。、負(fù)序電流保護(hù)的起動(dòng)電流按以下條件選擇。躲開變壓器正常運(yùn)行時(shí)負(fù)序電流濾過(guò)器出口的最大不平衡電流，其值一般為(0.1 0.2)IN.T躲開線路一相斷線時(shí)引起的負(fù)序電流。與相鄰元件上的后備保護(hù)在靈敏度上配合。1、過(guò)負(fù)荷保護(hù)的安裝方式：對(duì)雙繞組升壓變壓器，裝于發(fā)電機(jī)電壓側(cè)。對(duì)一側(cè)無(wú)電源的三繞組升壓變壓器，裝于發(fā)電機(jī)電壓側(cè)和無(wú)電源側(cè)。對(duì)三側(cè)有電源的三繞組升壓變壓器，三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)。對(duì)于雙繞組降壓變壓器，裝于高壓側(cè)。僅一側(cè)電源的三繞組降壓變壓器，若三側(cè)繞組

10、的容量相等，只裝于電源側(cè)；若三側(cè)繞組的容量不等，則裝于電源側(cè)及繞組容量較小側(cè)。對(duì)兩側(cè)有電源的三繞組降壓變壓器，三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)。2、過(guò)負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流整定按躲過(guò)變教學(xué)內(nèi)容及板書過(guò)程設(shè)計(jì)及提示壓器的額定負(fù)荷電流整定，時(shí)間比變壓器的后備保護(hù)大一個(gè)t六、變壓器中性點(diǎn)直接接地時(shí)的零序電流保護(hù)1、適用：當(dāng)發(fā)電廠、變電所單臺(tái)或并列運(yùn)行的變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行時(shí)，其接地保護(hù)一般采用零序電流保護(hù)2、原理接線圖： 保護(hù)用電流互感器的接法及特性接于變壓器中性點(diǎn)引出線（也可用零序電流濾過(guò)器，但有不平衡電流）額定電壓可選比變壓器低一級(jí), 變比可取1/21/3 變壓器額定變比 構(gòu)成：兩段式零序電流保護(hù)，每一段帶有兩段時(shí)限，

11、動(dòng)作后，以較短的時(shí)限斷開母聯(lián)或分段短路器，以較長(zhǎng)的時(shí)限斷開變壓器各側(cè)短路器。3、各段的整定零序段：動(dòng)作電流與被保護(hù)側(cè)母線引出線零序段配合整定時(shí)限與相鄰元件零序段配合整定，一般為 0.51.0s零序段：動(dòng)作電流與被保護(hù)側(cè)母線引出線零序后備保護(hù)動(dòng)作電流配合整定動(dòng)作時(shí)限與被保護(hù)側(cè)母線引出線零序變壓器接地保護(hù)按照變壓器中性點(diǎn)直接接地和中性點(diǎn)可能接地也可能不接地的分級(jí)絕緣變壓器保護(hù)配置不同，學(xué)生要掌握為什么采用不同配置，分別配置怎樣的變壓器 。重點(diǎn)：掌握各個(gè)保護(hù)的動(dòng)作原理和接線。畫出接線圖，學(xué)生先討論分析然后教師指導(dǎo)點(diǎn)評(píng)。掌握整定原則即可教學(xué)內(nèi)容及板書過(guò)程設(shè)計(jì)及提示后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)限配合整定七、中性點(diǎn)可能

12、接地也可能不接地的分級(jí)絕緣變壓器的接地保護(hù)保護(hù)的設(shè)置：零序電流保護(hù)，用于變壓器中性點(diǎn)地方式下零序電壓保護(hù)，用于變壓器中性點(diǎn)不接地方式下（一）中性點(diǎn)未裝放電間隙沖擊過(guò)電壓：可以用避雷器保護(hù)變壓器中性點(diǎn)絕緣工頻過(guò)電壓：?jiǎn)蜗嘟拥厍译娋W(wǎng)失去中性點(diǎn)接地時(shí)，此時(shí)出現(xiàn)工頻過(guò)電壓，避雷器放電后不能滅弧，所以不能保證變壓器中性點(diǎn)絕緣，此時(shí)必須首先切除中性點(diǎn)不接地變壓器，再切除中性點(diǎn)直接接地的變壓器1、原理接線圖：2、保護(hù)的構(gòu)成：零序電流保護(hù)：裝于中性點(diǎn)回路的 TA、KA0、KT1 構(gòu)成，在變壓器中性點(diǎn)直接接地時(shí)使用零序電壓保護(hù)： 110220KV母線電壓互也分作兩種情況，要掌握為什么每種情況下保護(hù)的配置不同。原

13、因，各配置怎樣的保護(hù)感器 TV、 KV0、KT2構(gòu)成，在變壓器中性點(diǎn)不接地時(shí)使用注意： KV0 的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合后，經(jīng)KA0 的動(dòng)斷觸點(diǎn)接到KT2的線圈KV0 的操作電源是來(lái)自中性點(diǎn)直接接地變壓器的零序電流3、保護(hù)的動(dòng)作情況：重點(diǎn)，根據(jù)系統(tǒng)和原理圖，學(xué)生分析，教師點(diǎn)評(píng)，最后根據(jù)回答教師給出正確的結(jié)論。教學(xué)內(nèi)容及板書過(guò)程設(shè)計(jì)及提示 正常情況下， 3I 0=0，3U0=0，KA0 和KV0 均不動(dòng)，保護(hù)不動(dòng)。發(fā)電廠、變電站有兩臺(tái)及以上變壓器并列，一般只將部分接地， 而不接地變壓器無(wú)法采用零序電流保護(hù)，但當(dāng)母線故障， 若母線保護(hù)拒動(dòng)， 則中性點(diǎn)直接接地變壓器的零序電流保護(hù)動(dòng)作切除此，此時(shí)局部系統(tǒng)變成中

14、性點(diǎn)不接地系統(tǒng)帶有接地故障點(diǎn)運(yùn)行，對(duì)于分級(jí)絕緣變壓器是不能承受此過(guò)電壓的，由此裝設(shè)兩套保護(hù)。變壓器內(nèi)部或外部發(fā)生接地故障對(duì)于中性點(diǎn)直接接地的變壓器：變壓器的零序電流保護(hù)中的KA0 和并列的所有變壓器的零序電壓保護(hù)中的KV0動(dòng)作， KA0 動(dòng)作后，動(dòng)斷觸點(diǎn)打開，將中性點(diǎn)接地變壓器的零序電壓保護(hù)解除，同時(shí)，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合起動(dòng)KT1，KT1接點(diǎn)閉合后，小母線M 有電，先將所有不接地變壓器切除， 若故障仍未消除， 則經(jīng) KT1的延時(shí)再切除中性點(diǎn)接地變壓器。對(duì)于中性點(diǎn)不接地的變壓器：任一臺(tái)并列運(yùn)行的直接接地變壓器的零序電流保護(hù)動(dòng)作，將“ +”電源加到小母線M，使不接地變壓器的零序電壓保護(hù)的“+”電源接通，

15、此時(shí)KV0 由于 3U0 出現(xiàn)，接點(diǎn)閉合，“ +”電源從小母線 M經(jīng) KV0 的動(dòng)斷觸點(diǎn)、KA0 的動(dòng)斷觸點(diǎn)加到KT2，KT2動(dòng)作，經(jīng)一定延時(shí)接點(diǎn)閉合，將中性點(diǎn)不接地變壓器切除，由于t1 t2 ，此時(shí)中性點(diǎn)直接教學(xué)內(nèi)容及板書過(guò)程設(shè)計(jì)及提示接地變壓器由較長(zhǎng)的KT1切除。結(jié)論：由于 t1 t2 ，在發(fā)生單相接地故障時(shí)，可保證先斷開中性點(diǎn)不接地變壓器，后斷開接地變壓器，防止分級(jí)絕緣變壓器因中性點(diǎn)不接地而遭到的損壞。（二）中性點(diǎn)裝設(shè)放電間隙、保護(hù)的構(gòu)成：兩段式零序電流保護(hù)零序電壓保護(hù)反應(yīng)間隙放電電流的零序電流保護(hù)、保護(hù)的工作情況：變壓器中性點(diǎn)直接接地， 隔離開關(guān)QS合上，兩段式零序電流保護(hù)投入工作，與前面一樣，是具有兩段時(shí)限的保護(hù)，每一段以較短的時(shí)限斷開高壓側(cè)分段斷路器或母聯(lián)斷路器，以較長(zhǎng)的時(shí)限斷開變壓器各側(cè)斷路器。 變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行， 隔離開關(guān) QS打開，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地且失去中性點(diǎn)時(shí)，中性點(diǎn)不接地的變壓器的中性點(diǎn)將出現(xiàn)工頻過(guò)電壓，此