《供配電技術(shù)》6.8 教案

《供配電技術(shù)》教案設(shè)計項目課題6.8電力變壓器繼電保護授課時間授課對象學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知識目標(biāo)：了解電力變壓器繼電保護。2.技能目標(biāo)：能對電力變壓器的繼電保護和單相保護進行整定。3.素養(yǎng)目標(biāo)：（1）培養(yǎng)崇尚技藝、求實創(chuàng)新的職業(yè)品質(zhì)；（2）樹立科技成才、技能報國的人生理想。重、難點重點電力變壓器保護裝置的設(shè)置難點電力變壓器的繼電保護和單相保護進行整定教學(xué)方法講授法、討論法、問答法教學(xué)用具教材、課件、教案等教學(xué)流程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容備注情境導(dǎo)入【師】請學(xué)生講一講對電力變壓器繼電保護的認(rèn)識?！旧糠e極討論并回答老師提出的問題，對于不理解的部分認(rèn)真聽講，并做好聽課筆記。講授新知任務(wù)1電力變壓器保護裝置的設(shè)置1.電力變壓器容易發(fā)生的故障和異常狀態(tài)。電力變壓器的故障分為內(nèi)部故障和外部故障。內(nèi)部故障主要包括繞組的相間短路、匝間短路和單相接地；外部故障主要是變壓器引出線上絕緣套管的故障。變壓器的異常狀態(tài)主要包括外部短路引起的過電流、長時間過負(fù)荷和油面降低及油溫升高。變壓器的過負(fù)荷和油溫升高將使絕緣材料迅速老化，降低絕緣強度，除會影響變壓器的使用壽命以外，還會引起其他故障。2.電力變壓器的保護裝置。（1）帶時限過電流保護裝置：反映變壓器外部短路故障，同時作為變壓器速斷保護的后備保護，一般變壓器均應(yīng)裝設(shè)帶時限過電流保護裝置。（2）電流速斷保護裝置：反映變壓器內(nèi)、外部故障。如果帶時限過電流保護的動作時間大于0.5～0.7s，那么均應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護裝置。（3）瓦斯保護裝置：反映變壓器內(nèi)部故障和油面降低。對于800kVA及以上油浸式電力變壓器和400kVA及以上車間內(nèi)油浸式電力變壓器均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護裝置。通常輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于跳閘。（4）過負(fù)荷保護裝置：反映因過負(fù)荷引起的過電流。應(yīng)根據(jù)過負(fù)荷的可能情況裝設(shè)過負(fù)荷保護裝置，一般過負(fù)荷保護裝置動作于信號。（5）溫度保護裝置：反映變壓器的上層油溫，一般溫度保護裝置動作于信號。任務(wù)2電力變壓器的繼電保護1.變壓器的過電流保護、電流速斷保護及過負(fù)荷保護。（1）變壓器的過電流保護。變壓器的過電流保護裝置，無論是定時限還是反時限，一般都裝設(shè)在變壓器的電源側(cè)。變壓器過電流保護動作時間的整定應(yīng)按“階梯原則”，與電力線路過電流保護完全相同。對于車間變電所，變壓器過電流保護的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)母線在電力系統(tǒng)最小運行方式下發(fā)生兩相短路時換算到高壓側(cè)的短路電流來檢驗，要求靈敏度Sp≥2。若靈敏度Sp達不到要求，則采用低電壓閉鎖的過電流保護裝置。（2）變壓器的電流速斷保護。變壓器電流速斷保護裝置的組成、工作原理與電力線路電流速斷保護裝置的組成、工作原理完全相同。變壓器電流速斷保護動作電流的整定公式與電力線路電流速斷保護基本相同，即變壓器電流速斷保護，與電力線路電流速斷保護一樣，也存在“死區(qū)”（不能保護變壓器的全部繞組）。彌補“死區(qū)”的措施是裝設(shè)帶時限過電流保護裝置。（3）變壓器的過負(fù)荷保護。用來反映變壓器在正常運行時出現(xiàn)的過負(fù)荷情況，只在變壓器有可能過負(fù)荷的情況下予以裝設(shè)，一般動作于信號。變壓器的過負(fù)荷在大多數(shù)情況下三相對稱，因此過負(fù)荷保護只需在一相上裝設(shè)一個電流繼電器。當(dāng)變壓器過負(fù)荷時，首先電流繼電器動作，然后經(jīng)時間繼電器延時，最后接通信號繼電器發(fā)出報警信號。變壓器過負(fù)荷保護的動作電流應(yīng)按躲過變壓器一次側(cè)額定電流I1N.T來整定，計算公式為2.變壓器的瓦斯保護。瓦斯保護又稱氣體繼電保護，是保護油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種常用的繼電保護裝置。通常輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于斷路器跳閘。（1）瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理。瓦斯繼電器主要有浮筒式和開口杯式兩種類型。由于浮筒式瓦斯繼電器的接點可靠性較差，目前廣泛采用開口杯式瓦斯繼電器。變壓器在正常運行時，上開口杯3及下開口杯7都浸在油內(nèi)，均受到浮力作用。因為下油杯平衡錘12的重量產(chǎn)生的力矩大于開口杯一側(cè)的力矩，所以開口杯處于向上傾斜的位置，此時上下兩對觸點斷開。（2）變壓器瓦斯保護的接線方式。（3）變壓器瓦斯保護動作后的故障分析。變壓器瓦斯保護動作后，可根據(jù)蓄積在瓦斯繼電器內(nèi)的氣體性質(zhì)來分析故障產(chǎn)生的原因和處理方式。3.變壓器的差動保護。變壓器的差動保護包括縱聯(lián)差動保護和橫聯(lián)差動保護兩種形式，縱聯(lián)差動保護作用于單回路，橫聯(lián)差動保護作用于雙回路。這里介紹作用于單回路的縱聯(lián)差動保護。規(guī)定1000kVA及以上單獨運行的變壓器和6300kVA及以上并列運行的變壓器，均應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護；6300kVA以下單獨運行的重要變壓器，也應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護。當(dāng)電流速斷保護的靈敏度不滿足要求時，也應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護。縱聯(lián)差動保護利用故障時產(chǎn)生的不平衡電流動作，保護靈敏度很高，且動作迅速，它與瓦斯保護都是變壓器的主保護，在工廠的35kV變電所使用縱聯(lián)差動保護，10kV變電所一般不用縱聯(lián)差動保護。（1）變壓器差動保護的工作原理。（2）變壓器縱聯(lián)差動保護動作電流的整定。（3）變壓器縱聯(lián)差動保護動作跳閘后的檢查和處理。任務(wù)3電力變壓器的單相保護（1）在變壓器低壓側(cè)裝設(shè)三相都帶過電流脫扣器的低壓斷路器，低壓斷路器既可作低壓主開關(guān)，也可用來保護低壓側(cè)的相間短路和單相短路，操作方便。（2）在變壓器低壓側(cè)裝設(shè)熔斷器，同樣可用來保護低壓側(cè)的相間短路和單相短路，但熔斷器不能當(dāng)作開關(guān)用，并且熔斷器熔斷后需更換熔體才能繼續(xù)恢復(fù)供電，因此熔斷器只適用于不重要負(fù)荷的變壓器。采用兩相三繼電器式或三相三繼電器式的接線方式，可以提高保護靈敏度。（3）在變壓器低壓側(cè)中性點引出線上裝設(shè)零序電流保護，這種單相短路保護，當(dāng)變壓器低壓側(cè)發(fā)生單相短路時，可使變壓器高壓側(cè)的斷路器