電力變壓器的繼電保護(hù)培訓(xùn)課程 (ppt 73頁).ppt

1、1,電力變壓器的繼電保護(hù),2,一、變壓器的故障、不正常工作狀態(tài)及其保護(hù)方式,二、變壓器差動保護(hù)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(hù),3,四、變壓器相間短路的后備保護(hù),五、變壓器的接地保護(hù),六、三繞組變壓器保護(hù)的特點(diǎn),4,一、變壓器的故障、不正常工作 狀態(tài)及其保護(hù)方式,5,（一）變壓器的故障,（二）變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài),（三）變壓器應(yīng)裝設(shè)的保護(hù),6,（一）變壓器的故障 1.油箱內(nèi)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(luò)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(lì)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(diǎn)過 電壓 （4）負(fù)荷超過額定容量引起的過負(fù)荷 （5）漏油等原因引起的油面降低,8,（三）變壓器應(yīng)裝設(shè)的保護(hù) 1.主保護(hù) （1）重瓦斯保護(hù)。防御變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障 （2）縱差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)。防御變壓器繞組、套管及引出線上的故障,上述保護(hù)動作后，均應(yīng)跳開變壓器各側(cè)的斷路器,9,2.外部相間短路的后備保護(hù) （1）過電流保護(hù) （2）低電壓起動的過電流保護(hù) （3）復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù) （4）負(fù)序電流及單相式低電壓起動的過電流保護(hù) （5）阻抗保護(hù),10,3.外部接地短路的后備保護(hù)

3、（1）變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行零序電流保護(hù) （2）自耦變壓器和高、中壓側(cè)中性點(diǎn)都直接接地的三繞組變壓器零序電流方向保護(hù) （3）中性點(diǎn)不接地的變壓器零序過電壓保護(hù) （4）中性點(diǎn)經(jīng)放電間隙接地的變壓器間隙電流保護(hù)和零序電壓保護(hù),11,4.其他保護(hù) （1）過負(fù)荷保護(hù) （2）過勵(lì)磁保護(hù) 5.變壓器的其他非電量保護(hù) 輕瓦斯保護(hù)、油溫高保護(hù)、冷卻器故障、壓力釋放保護(hù)等,12,二、變壓器差動保護(hù)的基本原理 及其不平衡電流,13,（一）變壓器縱差動保護(hù)的基本原理,（二）變壓器差動保護(hù)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(hù)的基本原理,正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，應(yīng)使,1

4、5,1.由變壓器勵(lì)磁涌流所產(chǎn)生的不平衡電流,正常情況下，變壓器勵(lì)磁電流為額定電流的（2%5%），由此產(chǎn)生的不平衡電流很小,當(dāng)空載投入變壓器或外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，則會產(chǎn)生很大的勵(lì)磁電流，這種暫態(tài)過程中出現(xiàn)的勵(lì)磁電流通常稱為勵(lì)磁涌流,（二）變壓器差動保護(hù)的不平衡電流,16,（1）單相變壓器的勵(lì)磁涌流分析,17,設(shè)在 時(shí)合閘，加在變壓器上的電壓為：,根據(jù)：,則空載合閘時(shí)鐵心中的磁通為：,設(shè)合閘時(shí)電壓的初相角,經(jīng)過0.01秒，鐵心中磁通達(dá)到最大，為：,18,19,勵(lì)磁涌流（%）,勵(lì)磁涌流試驗(yàn)數(shù)據(jù)舉例,20,（2）勵(lì)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(shí)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(lì)磁涌流引起差動保護(hù)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(hù)；利用二次諧波制動；利用波形對稱原理的差動保護(hù),22,2.三相變壓器接線產(chǎn)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(hù)接線和向量圖,25,3.由計(jì)算變比與標(biāo)準(zhǔn)變比不同產(chǎn)生的不平衡電流,由于電流互感器變比的標(biāo)準(zhǔn)化而不滿足上述條件，于是產(chǎn)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(jìn)行補(bǔ)償,28,平衡線圈通常接在二次電流較小的一側(cè),平衡線圈的計(jì)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(jì)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(jì)算中不平衡電流按下式計(jì)算：,平衡線圈的計(jì)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(jì)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(chǎn)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(hù)的不平衡電流,32,考慮非周期分量的影響時(shí)：,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(diào)壓變壓器分接頭位置改變產(chǎn)生的不平衡電流,或,當(dāng)分接頭位置變化時(shí)，變壓器的變比改變,取變壓器調(diào)壓范圍的一半,34,變壓器差動保護(hù)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(hù)性能的影響：,（1）單側(cè)電源變壓器，制動繞組接于負(fù)荷側(cè)，外部故障有制動作用，內(nèi)部故障無制動作用。保護(hù)的最小動作電流為,（2）單側(cè)電源變壓器，制動繞組接于電側(cè)，外部故障

8、有制動作用，內(nèi)部故障差電流與制動電流相等。保護(hù)的最小動作電流為,37,（3）雙側(cè)電源變壓器且兩側(cè)電源容量相等，制動繞組接于任一側(cè)，外部故障有制動作用，內(nèi)部故障差電流為制動電流的兩倍。保護(hù)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(hù),40,（一）比率制動特性,（二）比率制動特性的變壓器差動保護(hù)的整定計(jì)算,41,（一）比率制動特性,動作判據(jù),-最小動作電流,-拐點(diǎn)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(yùn)行條件下產(chǎn)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(cè)的額定電流,-高壓側(cè)電流互感器的變比

9、,（二）比率制動特性的變壓器差動保護(hù)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(diǎn)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(hù)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(hù),46,（一）過電流保護(hù) （二）低電壓起動的過電流保護(hù) （三）復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù) （四）負(fù)序過電流保護(hù),47,（一）過電流保護(hù),1.單相原理接線,48,起動電流：躲過變壓器的最大負(fù)荷電流整定 （1）對并列運(yùn)行的變壓器 （2）對降壓變壓器,2.

10、整定計(jì)算,49,（二）低電壓起動的過電流保護(hù),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(yùn)行時(shí)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(jī)自起動的過程中應(yīng)能返回。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),2. 整定計(jì)算,51,（三）復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù),1. 原理接線,52,負(fù)序電壓繼電器的動作電壓，可按躲開正常運(yùn)行時(shí)的最大不平衡電壓整定。通常取,2. 整定計(jì)算,53,(四)負(fù)序過電流保護(hù),1. 原理接線,54,動作電流的整定原則： （1）躲變壓器正常運(yùn)行時(shí)，負(fù)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(shí)引起的負(fù)序電流 （3）與相鄰元件上

11、的負(fù)序電流保護(hù)在靈敏度上配合,2. 整定計(jì)算,55,五、變壓器的接地保護(hù),56,（一）中性點(diǎn)直接接地變壓器的零序電流保護(hù),（二）部分變壓器中性點(diǎn)接地的零序電流電壓保護(hù),（三）中性點(diǎn)經(jīng)放電間隙接地的零序電流電壓保護(hù),57,（一）中性點(diǎn)直接接地變壓器的零序電流保護(hù),跳QF,跳QF1、QF2,58,按與相鄰元件的零序電流保護(hù)段配合,相鄰元件的零序電流保護(hù)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(hù)后備段配合,相鄰元件的零序電流保護(hù)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(diǎn)接地的零序電流電壓保護(hù),61,當(dāng)變壓器接地時(shí)可采用“（一）中性點(diǎn)直接接地變壓器的零序

12、電流保護(hù)”的方法,當(dāng)變壓器不接地時(shí)采用零序電壓保護(hù)。零序電壓繼電器的動作電壓按躲過部分變壓器接地電網(wǎng)發(fā)生接地故障時(shí)，保護(hù)安裝處可能出現(xiàn)的最大零序電壓整定。一般取180V。動作時(shí)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(yīng)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(hù)設(shè)有兩個(gè)時(shí)限， 時(shí)限跳開分段 斷路器， 時(shí)限跳開本變壓器,零序電壓保護(hù)設(shè)有一個(gè)時(shí)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(shí)限配合關(guān)系為：,65,（三）中性點(diǎn)經(jīng)放電間隙接地變壓器的零序電流電壓保護(hù),（）中性點(diǎn)經(jīng)隔離刀閘直接接地時(shí)，配置兩段式零序電流保護(hù),（）中性點(diǎn)經(jīng)放電間隙接地時(shí)，配置間隙電流保護(hù)和零序電壓保護(hù)。當(dāng)放電間隙擊穿時(shí)有零序電流，當(dāng)放電間隙恢復(fù)后有零序電壓，所以間隙電流與零序電壓保護(hù)按或門構(gòu)成，保護(hù)經(jīng)短延時(shí)跳閘,66,跳變壓器各 側(cè)斷路器,67,六、三繞組變壓器保護(hù)的特點(diǎn),68,（一）三繞組變壓器差動保護(hù)的特點(diǎn),（二）三繞組變壓器過電流保護(hù)的特點(diǎn),69,（一）三繞組變壓器差動保護(hù)的特點(diǎn),電流互感器的選擇應(yīng)保證在正常或外部故障時(shí)：,70,高壓側(cè)互感器變比與中壓側(cè)互感器變比應(yīng)滿足：,中壓側(cè)互感器變比與低壓側(cè)互感器變比應(yīng)滿足：,高壓側(cè)互感器變比與低壓側(cè)互感