變壓器保護(hù)新版

關(guān)于變壓器保護(hù)新版（1）油箱內(nèi)部故障

a、變壓器繞組相間短路；

b、變壓器繞組匝間短路；

c、變壓器繞組接地短路

變壓器油箱內(nèi)部故障產(chǎn)生較大的短路電流，不僅會燒壞變壓器繞組和鐵心，而且由于絕緣油汽化，可能引起變壓器爆炸。

一、變壓器故障類型第2頁,共30頁，2024年2月25日，星期天（2）油箱外部故障

a、絕緣套管的相間短路與接地短路；

b、引出線上的發(fā)生的相間短路和接地短路；第3頁,共30頁，2024年2月25日，星期天變壓器的不正常工作狀態(tài)：（1）由于外部短路引起的過電流；（2）負(fù)荷長時間超過額定容量引起的過負(fù)荷；（3）油箱漏油造成的油面降低；（4）由于外加電壓過高或頻率降低引起的過勵磁；對于不正常工作狀態(tài)，變壓器保護(hù)也必須能夠反應(yīng)。發(fā)告警信號，或延時跳閘。第4頁,共30頁，2024年2月25日，星期天

三、變壓器的保護(hù)配置

瓦斯保護(hù)：輕瓦斯（信號）和重瓦斯（跳閘）針對：油箱內(nèi)的各種故障及油面降低。優(yōu)點：油箱內(nèi)部所有故障，有較高靈敏性。缺點：動作時間較長；不能反應(yīng)油箱外部的故障?？v差保護(hù)或電流速斷保護(hù)（根據(jù)變壓器容量選擇）反應(yīng)繞組、套管及引出線上的相間短路，在一定程度上反應(yīng)繞組內(nèi)部匝間短路及中性點接地側(cè)的接地短路。特點：瞬時動作切除故障主保護(hù)第5頁,共30頁，2024年2月25日，星期天3.外部相間短路的后備保護(hù)

1）過電流保護(hù)

2）復(fù)合電壓起動的過流保護(hù)

3）負(fù)序電流保護(hù)和單相式低壓起動的過電流保護(hù)

4）阻抗保護(hù)4.外部接地短路的后備保護(hù)

1）零序電流保護(hù)（若中性點接地）

2）零序過電壓保護(hù)、在中性點裝放電間隙加零序電流保護(hù)5.過負(fù)荷保護(hù)

6.過勵磁保護(hù)7.其它非電氣量保護(hù)（油箱內(nèi)溫度、壓力升高、冷卻系統(tǒng)故障）延時跳閘或發(fā)信號第6頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)變壓器差動保護(hù)

一、變壓器縱差保護(hù)原理必須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比，使正常運行及外部故障時，流過差動繼電器的電流為0I-InTA1nTA2nT第7頁,共30頁，2024年2月25日，星期天

二、變壓器縱差保護(hù)的不平衡電流引起變壓器縱差保護(hù)不平衡電流的主要因素有：（1）變壓器兩側(cè)繞組接線方式不同；（2）變壓器、電流互感器的計算變比與實際變比不同；（3）變壓器帶負(fù)荷調(diào)節(jié)分接頭；（4）電流互感器傳變誤差的影響；（5）變壓器勵磁電流產(chǎn)生的不平衡電流；（6）變壓器勵磁涌流第8頁,共30頁，2024年2月25日，星期天1．變壓器兩側(cè)繞組接線方式不同產(chǎn)生的不平衡YAI&YBI&YCI&DAI&DBI&DCI&aI&bI&cI&YAI&YBI&YCI&DAI&DBI&aI&bI&cI&第9頁,共30頁，2024年2月25日，星期天TA：變壓器Y形側(cè)接成Δ形；變壓器Δ形側(cè)接成Y形。第10頁,共30頁，2024年2月25日，星期天2.TA的計算變比與實際變比不同產(chǎn)生的不平衡

變壓器的變比、電流互感器的變比都是根據(jù)產(chǎn)品目錄來選擇的標(biāo)準(zhǔn)變比，很難滿足克服措施：對不平衡電流進(jìn)行補(bǔ)償數(shù)字式保護(hù)I-InTA1nTA2nT第11頁,共30頁，2024年2月25日，星期天3.變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭產(chǎn)生的不平衡4.兩側(cè)電流互感器傳變誤差產(chǎn)生的不平衡帶負(fù)荷調(diào)壓分接頭變壓器在運行中常常需要改變分接頭來調(diào)電壓，這樣就改變了nT，出現(xiàn)不平衡差流?？朔胧?整定時增大動作電流門檻值。變壓器兩側(cè)電流互感器的型號不同，勵磁特性差別較大1）穩(wěn)態(tài)不平衡電流I-InTA1nTA2nT第12頁,共30頁，2024年2月25日，星期天外部故障時，短路電流中還含有非周期暫態(tài)分量，非周期分量按一定的時間常數(shù)衰減，是低頻分量，大部分流經(jīng)勵磁支路，增加TA的傳變誤差，導(dǎo)致不平衡電流增大?？朔胧?

選用具有較好暫態(tài)傳變特性的TA；

增大動作電流門檻值；2）暫態(tài)不平衡電流第13頁,共30頁，2024年2月25日，星期天

當(dāng)變壓器空載合閘或外部故障切除后電壓恢復(fù)過程中，由于變壓器鐵心中的磁通急劇增大，使變壓器鐵心瞬時飽和，出現(xiàn)數(shù)值很大的勵磁涌流。勵磁涌流可達(dá)變壓器額定電流的6～8倍，如不采取措施變壓器縱差保護(hù)將會誤動。5.變壓器勵磁涌流的影響××涌流產(chǎn)生原因:

鐵芯中的磁通不能突變

第14頁,共30頁，2024年2月25日，星期天

穩(wěn)態(tài)時，磁通滯后電壓90°；當(dāng)U=0時投入變壓器，鐵心出現(xiàn)磁通–Φm

，鐵心中磁通不能突變，必須產(chǎn)生+Φm

的非周期分量，以抵消–Φm

，使得Φ=0，考慮到剩磁Φsy的影響，半個周波后，鐵心中的磁通達(dá)到最大值，嚴(yán)重飽和，對應(yīng)的勵磁涌流此時也達(dá)到最大。第15頁,共30頁，2024年2月25日，星期天單相變壓器勵磁涌流的特征：1、數(shù)值較大，可達(dá)額定電流的6～8倍，偏于時間軸一側(cè)；2、含有較大的直流分量；3、勵磁涌流中含有大量的諧波分量；3、勵磁涌流的波形中有間斷。第16頁,共30頁，2024年2月25日，星期天三相變壓器勵磁涌流：

克服勵磁涌流對變壓器差動保護(hù)影響一般采用勵磁涌流閉鎖措施。1）二次諧波制動原理；2）間斷角制動原理；3）波形對稱原理；第17頁,共30頁，2024年2月25日，星期天三、比率制動式縱差保護(hù)縱差動保護(hù)的主要問題是克服區(qū)外短路故障時差動回路的不平衡電流，以及變壓器空載投入時勵磁涌流的影響，同時還要保證內(nèi)部短路故障時差動保護(hù)的靈敏性和快速性。流入差動繼電器的不平衡電流與變壓器外部故障時的穿越電流有關(guān)，穿越電流越大，不平衡電流越大。比率制動差動保護(hù)，利用反應(yīng)變壓器穿越電流大小的制動電流，使保護(hù)動作電流隨制動電流而變化，當(dāng)外部短路穿越電流增大，制動電流隨之增加，增強(qiáng)了外部故障時的制動作用，有效地防止了不平衡電流引起的誤動，同時提高了內(nèi)部故障時的靈敏度。第18頁,共30頁，2024年2月25日，星期天目前廣泛應(yīng)用的數(shù)字式變壓器縱差動保護(hù)，普遍使用兩折線或三折線比率制動特性。動作判據(jù)：

第19頁,共30頁，2024年2月25日，星期天四、差動電流速斷保護(hù)在變壓器嚴(yán)重內(nèi)部故障時，短路電流水平較高，使得電流互感器飽和，其二次電流中高次諧波分量增大，可能影響到比率差動保護(hù)的快速動作，因此，變壓器縱差動保護(hù)應(yīng)配置差動電流速斷保護(hù)，作為輔助保護(hù)加快內(nèi)部嚴(yán)重故障時保護(hù)的動作速度，其實質(zhì)是反應(yīng)差動電流的電流瞬時速斷保護(hù)。第20頁,共30頁，2024年2月25日，星期天五、零序電流差動保護(hù)變壓器零序電流差動保護(hù)由變壓器中性點側(cè)零序電流互感器和變壓器星形側(cè)電流互感器的零序回路構(gòu)成

，優(yōu)點：不受勵磁涌流、電壓分接頭調(diào)整的影響。對YNd11接線變壓器，構(gòu)成縱差保護(hù)時，YN側(cè)TA接成角型，D側(cè)接成星型，YN側(cè)二次電流兩兩相減，消除零序電流，可以防止外部接地短路時，縱差保護(hù)的誤動，但對內(nèi)部單相接地短路靈敏度不足甚至拒動

。第21頁,共30頁，2024年2月25日，星期天后備保護(hù)的作用：防止外部故障引起的變壓器繞組過電流，并作為相鄰元件（母線或線路）保護(hù)的后備，以及在可能條件下作為變壓器內(nèi)部故障時主保護(hù)的后備。一.相間短路的后備保護(hù)第三節(jié)變壓器后備保護(hù)

主要包括相間短路后備保護(hù)、接地短路后備保護(hù)

相間后備保護(hù)用以防止變壓器外部短路引起變壓器繞組的過電流及作為變壓器本身差動保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備，當(dāng)變壓器所連接母線未裝設(shè)專用母線保護(hù)時也作為母線的保護(hù)。

第22頁,共30頁，2024年2月25日，星期天一.相間短路的后備保護(hù)相間后備保護(hù)可選用過電流保護(hù)、復(fù)合電壓啟動的過電流保護(hù)以及負(fù)序過電流保護(hù)等

1.過電流保護(hù)動作電流按躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流整定：需要分別考慮躲過并列運行的變壓器切除一臺時產(chǎn)生的過負(fù)荷電流，躲過電動機(jī)負(fù)荷的自起動電流等，動作時限和靈敏度需要與相鄰元件的過電流保護(hù)相配合。第23頁,共30頁，2024年2月25日，星期天2.復(fù)合電壓啟動的過電流保護(hù)動作電流按按躲過變壓器額定電流整定：負(fù)序過電壓繼電器作為不對稱故障的電壓保護(hù)，而低電壓繼電器作為三相短路的電壓保護(hù)。負(fù)序電壓過電壓繼電器的動作電壓按躲過正常運行時出現(xiàn)的最大不平衡電壓整定：第24頁,共30頁，2024年2月25日，星期天3.負(fù)序過電流保護(hù)負(fù)序電流保護(hù)靈敏度較高，但整定計算相對復(fù)雜，由于負(fù)序電流不反應(yīng)三相對稱短路，所以必須加裝一套低電壓啟動的過電流保護(hù)來反應(yīng)三相對稱短路。第25頁,共30頁，2024年2月25日，星期天對110kV及以上中性點直接接地電網(wǎng)（大接地電流系統(tǒng)）中的變壓器，對外部接地短路引起的過電流，應(yīng)裝設(shè)零序保護(hù)，作為變壓器主保護(hù)的后備和相鄰元件接地故障的后備。二.接地短路的后備保護(hù)變壓器中性點是否接地運行與變壓器中性點的絕緣水平有關(guān)。220KV及以上大型變壓器，高壓繞組一般采用分級絕緣，中性點絕緣有兩種：500KV變壓器中性點絕緣水平38KV，必須直接接地運行；220KV變壓器中性點絕緣水平110KV，可以直接接地也可以在系統(tǒng)中不失去接地點情況下不接地運行。變壓器中性點不同的運行方式，接地保護(hù)的配置也不盡相同。變壓器零序保護(hù)的方式與變壓器中性點運行方式有關(guān)。第26頁,共30頁，2024年2月25日，星期天1.中性點直接接地變壓器的零序電流保護(hù)

由兩段式零序過電流保護(hù)構(gòu)成，通常以較短時限動作于縮小故障范圍，以較長時限動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。第27頁,共30頁，2024年2月25日，星期天2.中性點可能接地或不接地變壓器的零序電流、電壓保護(hù)

對于有多臺變壓器并列運行的情況，通常只有部分變壓器中性點接地運行，而另一部分變壓器中性點不接地。當(dāng)相鄰母線或線路發(fā)生接地故障，故障元件保護(hù)拒動時，則中性點接地變壓器的零序電流保護(hù)動作，將中性點接地變壓器切除，此時中性點不接地變壓器可能產(chǎn)生過電壓。第28頁,共30頁，2024年2月25日，星期天1）全絕