继电保护课件 第八章变压器保护.ppt

第八章 电力变压器保护 本章主要内容 一、常见故障、不正常运行及保护 二、变压器主保护 三、变压器后备保护和过负荷保护 四、变压器接地保护 第一节 变压器常见故障、不正常运行状态 及保护配置 一、变压器常见故障、不正常运行状态 内部故障：绕组相间短路、匝间短路、 单相接地短路。 外部故障：绝缘套管及引出线各种相间 短路、单相接地短路。 变压器不正常运行状态：过负荷、油箱 漏油造成的油面降低、表面油温过高、 外部短路引起的过电流、电压降低或频 率升高引起的变压器过励磁。 第一节 常见故障和不正 常 运行及保护 上页下页返回 瓦斯保护 纵差动保护或 电流速断保护 油箱外引出 线相间短路 油箱内故障 过电流保护 零序保护 二、不正常运行： 过负荷 过负荷保护 一、常见故障 主保护 （后备保护） 外部相间短路外部相间短路 外部接地短路外部接地短路 第二节 主变压器瓦斯保护 基本原理：它是反应油箱内部所产生的气 体或油流而动作。 作用：反应变压器油箱内的各种故障以及 油面降低 测量元件：瓦斯继电器 出口方式：跳开变压器各侧断路器；对于 发变组接线，保护动作于全停、启动快切。 第二节 变压器主保 护 上页下页返回 一、瓦斯保护原理及构成 反应变压器 油箱内部故障 产生的气体而 动作,主要由瓦 斯继电器构成, 轻瓦斯动作于 信号,重瓦斯 动作于跳闸. 瓦斯保护的主 要元件是瓦斯 继电器，它安 装在变压器的 油箱和油枕之 间的连接管道 中. 一、瓦斯继电器结构 一、瓦斯继电器结构及工作情况 内部轻微故障：气体聚集在上部，使开口杯向 下转动，轻瓦斯干簧接点闭合，发出信号（气 体容积定值：250-300立方厘米） 正常运行：开口杯向上倾斜，干簧接点打开 内部严重故障：产生大量气体，推动档板运动 ，重瓦斯的干簧接点闭合，起动出口继电器， 断开变压器两侧断路器（定值：油流速度1.1 米/秒) 漏油使油面降低：上开口杯转动，轻瓦斯动作 也发出信号。 瓦斯保护原理接线 上页下页返 瓦斯继电 器 出口中间 继电器 信号继电器 连片 瓦斯保护直流回路展开图 第三节变压器纵差动保护 一、基本原理及实现时的特点 二、采用 bch型差动继电器构成的 差动保护 三、二次谐波制动的变压器差动保护 第二节 变压器主 保护 上页下页返回 二、变压器纵差动保护 1、基本原理及实现的特点: 变压器纵差动保护通 常采用环流法接线。原理 与输电线路类似，但在实 现时应考虑变压器高、低 压两侧电流的大小和相位 不同。 一、基本原理 二、变压器纵差保护特殊问题引起不平 衡电流增大的因素 变压器高、低压两侧电流的大小和相位 不同 变压器空载投入的励磁涌流 带负荷调压的变压器运行中改变分接头 电流互感器计算变比与标准变比不同 两侧电流互感器型号不同 上页下页返回 变压器星形侧 电流互感器按 角形接线 变压器角形侧 电流互感器按 星形接线 1、数值补偿和相位补偿 变压器星形侧电流互感器按角形 接线。互感器变比为： 变压器角形侧电流互感器按星形 接线。互感器变比为： 上页下页返回 变压器纵差动保护 2、影响差动保护的因素及措施: 分析励磁涌流 的特点 励磁涌流 的影响 变压器差动 保护的构成 正常运行时，励磁电流仅为变压器额定电流 的35，所以对保护无影响。而当变压器空 载投入或外部短路故障切除电压恢复时，励磁电 流可达额定电流的68倍，这称为励磁涌流，可 引起差动保护误动作。 含有大量的非周期分量，使波形偏于时间轴的一侧； 励磁涌流中含有大量的二次谐波电流分量； 励磁涌流相邻波形之间存在“间断角”。 采用具有速饱和变流器的bch型差动继电器构成 变压器纵差动保护； 采用二次谐波制动原理构成变压器纵差动保护； 采用鉴别波形间断角原理构成变压器纵差动保护。 2、变压器励磁涌流的影响 正常运行时，励磁电流仅为 变压器额定电流的35，所 以对保护无影响。而当变压器空 载投入或外部短路故障切除电压 恢复时，励磁电流可达额定电流 的68倍，这称为励磁涌流。 励磁涌流的特点及采取的措施 1）含有大量的非周期分量，使励磁 涌流波形偏于时间轴的一侧； 2）励磁涌流中含有大量的二次谐波 电流分量； 3）励磁涌流相邻波形之间存在“间断 角”。 （1）采用具有速饱和变流器 的bch型差动继电器构成变压 器纵差动保护。 （2）采用二次谐波制动原理 构成变压器纵差动保护。 （3）采用鉴别波形间断角原 理构成变压器纵差动保护。 三、采用 bch型差动继电器构成的差动 保护 1、速饱和变流器工作原理 2、bch2型差动继电器的工作原理 3、原理接线图 非周期分量电流的存在，破坏了其 中的周期分量电流的传变。 bch2型继电器，是在速 饱和变流器的基础上，再加上 短路线圈，以改善躲过非周期 分量的性能。 保持短路线圈 继电器的动作安匝不变。 动作电流的整定原则 躲电流互感器二次回路断线 躲变压器空载投入的励磁涌流 躲保护区外短路时流过保护的最大不平衡 电流 四、二次谐波制动的变压器差动保护 1、原理接线图 2、组成部分及作用 上页下页返回 比率制动式差动继电器的组成及作用 比率制动部分是用于防止外部短路时，由于不 平衡电流影响而造成误动作； 二次谐波制动部分的作用，是防止变压器空载 投入时出现励磁涌流而造成保护误动作； 差动电流速断部分作用，防止变压器内部发生 严重故障时，差动继电器拒动和加快切除故障； 差动部分作用，保证内部故障时正确动作。 电压形成回路及动作判据 1、比率制动部分是用于防止外部短路时， 由于不平衡电流影响而造成误动作。 2、二次谐波制动部分的作用，是防止变压 器空载投入时出现励磁涌流而造成保护误 动作。 3、差动电流速断部分作用，防止变压器内 部发生严重故障时，差动继电器拒动和加 快切除故障。 工作情况 正常运行及区外短路： u1小， u4大，所以保护不动 保护区内短路： u1大、 u4小、 u2也较小，所以保护动作；若 区内严重故障，满足差动速断动作条件时， 则差动速断保护动作。 变压器空载投入： u2较大， u1和u4相等，所以保护不会误动作 。 ioper（ inub ） ibrk （ ik ） ioper.0 ibrk.0ik.max inub.max 动作区 动作值整定原则 电 流 速 断 保 护 单 相 原 理 接 线 第四节 电流速断保护 整定原则： 1）躲过外部k2短路时流过保护的最 大短路电流。 2）躲过变压器空载投入时的励磁涌流。 灵敏度校验: 在保护安装处k1点发生两相金属性短 路进行校验 电流速断保护的特点 1、应用范围：容量较小的变压器，且其 过电流保护动作时间大于0.5秒。 2、作用：与瓦斯保护共同作为变压器相 间短路主保护。 3、保护区：一般只能延伸到低压绕组的 一部分。 第三节 变压器后备保 护和 过负荷保护 上页下页返回 一、变压器的过电流保护 1、原理接线： 2、整定原则： 躲过变压器可 能出现的最大负荷 电流来整定。 第三节 变压器后备保 护和 过负荷保护 上页下页返回 二、低电压起动的过电流保护 1、原理接线： 2 、低电压继电器整定原则及方法： 应低于正常运行情况下母线上可能出 现的最低工作电压 。 3、灵敏度校验： 按后备保护范围末端发生短路故障进行校验。 上页下页返回 第三节 变压器后备保 护和 过负荷保护 上页下页返回 三、复合电压起动的过电流保护 1、原理接线： 2、负序电压继电器整定原则及方法： 躲过正常运行时负序电压滤过器出现的最大不平 衡电压。 上页下页返回 第三节 变压器后备保 护和 过负荷保护 上页下页返回 四、负序电流和单相低电压起动的 过电流保护 1、原理接线： 2 、负序电流继电器整定原则及方法： 躲过变压器正常运行时负序电流滤过器输出的最 大不平衡电流 。 上页下页返回 第三节 变压器后备保 护和 过负荷保护 上页下页返回 五、变压器过负荷 变压器过负荷电流大多数情况下三相是 对称的，因此只装设对称过负荷保护。即只 用一个电流继电器接于任一相电流之中，动 作时经延时作用于信号。 过负荷保护的动作电流应躲过变压器额 定电流。 过负荷保护的动作时限，应比过电流保 护的最大时限增加一个时限阶差t。 第四节 变压器的接地 保护 上页下页返回 一、原理框