电力变压器的继电保护课件

1、电力变压器的继电保护课件供 配 电 系 统第七章 供配电系统的继电保护第五节第五节 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 电力变压器的继电保护课件本节主要内容本节主要内容一、常见故障类型、不正常工作状态及其保护一、常见故障类型、不正常工作状态及其保护方式方式二、变压器的电流和电压保护二、变压器的电流和电压保护三、变压器的瓦斯保护三、变压器的瓦斯保护四、变压器的差动保护四、变压器的差动保护电力变压器的继电保护课件一、一、 常见故障类型、不正常工作常见故障类型、不正常工作 状态及其保护方式状态及其保护方式 常见故障类型常见故障类型 不正常工作状态不正常工作状态 相应的保护方式相应的保护方式二、

2、变压器的电流和电压保护二、变压器的电流和电压保护 电流速断保护电流速断保护 过电流保护过电流保护 复合电压启动的过电流保护复合电压启动的过电流保护 变压器的过负荷保护变压器的过负荷保护电力变压器的继电保护课件三、三、变压器的瓦斯保护变压器的瓦斯保护 瓦斯继电器的结构和基本原理瓦斯继电器的结构和基本原理 瓦斯保护的运行与接线瓦斯保护的运行与接线 四、四、 变压器的差动保护变压器的差动保护 纵联差动保护的工作原理纵联差动保护的工作原理 变压器差动保护中不平衡电流产生原因变压器差动保护中不平衡电流产生原因及抑制措施（及抑制措施（5 5点）点） BCH-2BCH-2型继电器的结构与工作原理型继电器的结

3、构与工作原理 差动保护差动保护整定计算整定计算 电力变压器的继电保护课件故障类型故障类型内部故障内部故障：指油箱内的短路故障：指油箱内的短路故障 变压器绕组的相间短路变压器绕组的相间短路 包括包括 变压器绕组的匝间短路变压器绕组的匝间短路 中性点接地侧的单相接地短路中性点接地侧的单相接地短路外部故障外部故障：指油箱外引出线的短路故障：指油箱外引出线的短路故障 相间短路相间短路 单相接地短路单相接地短路电力变压器的继电保护课件不正常工作状态不正常工作状态外部短路引起的过电流外部短路引起的过电流过电压过电压过负荷过负荷油面降低油面降低油温过高等油温过高等电力变压器的继电保护课件保护方式保护方式瓦斯

4、保护瓦斯保护（气体保护）（气体保护）纵联差动保护纵联差动保护电流速断保护电流速断保护定时限过电流保护定时限过电流保护过负荷保护过负荷保护单相接地保护：单相接地保护：零序电流保护零序电流保护过励磁保护过励磁保护主主 保保 护护选其一选其一轻瓦斯：动作于信号轻瓦斯：动作于信号重瓦斯：动作于跳闸重瓦斯：动作于跳闸后备保护：后备保护：辅助保护辅助保护电力变压器的继电保护课件车间变车间变6 610/0.4kV10/0.4kV，容量容量1000kVA1000kVA左左右，主保护采用右，主保护采用电流速断保护和瓦斯保护电流速断保护和瓦斯保护1 1。动作电流整定。动作电流整定 保护装置动作电流保护装置动作电流

5、：躲过变压器二次侧母躲过变压器二次侧母线上最大三相线上最大三相 短路电流归算短路电流归算至一次侧的值至一次侧的值 )(max321 krelopIKI 可靠系数可靠系数 ，一般，一般DL取取1.31.4， GL取取1.51.6 。 为躲过励磁涌流，需为躲过励磁涌流，需relK电流速断保护电流速断保护1153NTopII)( 电力变压器的继电保护课件2 2。灵敏度校验。灵敏度校验 一次侧最小两相短路电流值一次侧最小两相短路电流值 如不满足要求，则改用差动保护。如不满足要求，则改用差动保护。3 3。接线。接线 同线路同线路段保护段保护4 4。评价。评价 优点优点：简单，动作迅速；：简单，动作迅速；

6、 缺点缺点：有死区有死区，不能保护变压器二次侧出口，不能保护变压器二次侧出口处短路，必须与过电流保护配合使用。处短路，必须与过电流保护配合使用。 2121 opkSIIK)(min)(min21 kI电力变压器的继电保护课件过电流保护过电流保护过电流保护既可作本级变压器的近后备保过电流保护既可作本级变压器的近后备保护，又可护，又可 作下级线路的远后备保护。作下级线路的远后备保护。1 1。动作电流整定。动作电流整定动作电流动作电流：躲过最大负荷电流躲过最大负荷电流max LrerelopIKKI1 可靠系数可靠系数 ，DL取取1.21.3， 返回系数返回系数 ，DL取取0.85。relKreK电

7、力变压器的继电保护课件 最大负荷电流的计算：最大负荷电流的计算：（1 1）并列运行的）并列运行的m m台变压器台变压器TNLImmI 1max（2）降压变压器）降压变压器 TNstLIKI max 电动机自启动系数电动机自启动系数， 35kV取取1.52， 610 kV取取1.52.5。2。动作时限整定：。动作时限整定：时限阶梯原则时限阶梯原则stKtttmax下上电力变压器的继电保护课件3 3。灵敏度校验。灵敏度校验要求：要求：（1 1）作为本级变压器的近后备保护时：作为本级变压器的近后备保护时：KKS S 1.51.5 （2 2）作为相邻元件的远后备保护时：作为相邻元件的远后备保护时： K

8、KS S 1.21.2式中：式中： 保护范围末端保护范围末端最小最小两相两相短路电流值。短路电流值。 如不满足要求，则改用如不满足要求，则改用低电压启动的过电低电压启动的过电流保护流保护或或复合电压启动的过电流保护复合电压启动的过电流保护。)(min2 kI12opkII)(min 12opkII)(min 电力变压器的继电保护课件4 4。接线。接线 同线路同线路段保护段保护电力变压器的继电保护课件复合电压启动的过电流保护复合电压启动的过电流保护1 1。接线。接线电力变压器的继电保护课件低电压启动过电流保护接线低电压启动过电流保护接线电力变压器的继电保护课件（2）对称短路时，对称短路时，因短路

9、瞬间存在非周期分量，出现因短路瞬间存在非周期分量，出现负序，继电器负序，继电器4，5，6相继动作，同时继电器相继动作，同时继电器1，2，3动动作，则时间继电器作，则时间继电器7启动，继电器启动，继电器9的接点去跳变压器两的接点去跳变压器两侧断路器。侧断路器。（3）当当YH断线时，断线时，继电器继电器4，5均动作，但均动作，但1，2，3不不动作，动作，不会误动不会误动。2。工作原理。工作原理（1）不对称短路时，不对称短路时，负序电压继电器负序电压继电器4动作，其常动作，其常闭接点断开闭接点断开低电压继电器低电压继电器5的线圈，的线圈，5接点返回，中间接点返回，中间继电器继电器6动作，如电流继电器

10、动作，如电流继电器1，2，3中有一个动作，中有一个动作，则时间继电器则时间继电器7启动，继电器启动，继电器9的接点去跳变压器两侧的接点去跳变压器两侧断路器。断路器。电力变压器的继电保护课件3 3。整定计算。整定计算动作电流：动作电流：低电压继电器动作电压：低电压继电器动作电压：负序电压继电器动作电压负序电压继电器动作电压：灵敏度校验不作要求灵敏度校验不作要求如大型变压器仍不满足要求，可采用负序如大型变压器仍不满足要求，可采用负序电流保护反应不对称短路。电流保护反应不对称短路。TNrerelopIKKI 1TNopUU 70.TNopUU ).(1200602电力变压器的继电保护课件变压器的过负

11、荷保护变压器的过负荷保护 过负荷一般情况下都是对称的，因此只装过负荷一般情况下都是对称的，因此只装一相，延时动作于预告信号一相，延时动作于预告信号注意：注意：对双绕组降压变，装于高压侧。对双绕组降压变，装于高压侧。对一侧电源的三绕组变压器，如三侧容量相对一侧电源的三绕组变压器，如三侧容量相同，只装电源侧；如容量不同，则装电源侧和容同，只装电源侧；如容量不同，则装电源侧和容量较小侧。量较小侧。对双绕组升压变，装于低压侧。对双绕组升压变，装于低压侧。J电力变压器的继电保护课件1 1。动作电流整定。动作电流整定TNrerelopIKKI 1 可靠系数可靠系数 ，取，取1.05， 返回系数返回系数 ，

12、取，取0.85。relKreK2。动作时限整定：。动作时限整定： 比后备保护大比后备保护大t t以上，一般取以上，一般取510 s。电力变压器的继电保护课件一、瓦斯继电器的结构和基本原理一、瓦斯继电器的结构和基本原理瓦斯保护瓦斯保护，又称为，又称为气体继电保护气体继电保护，是保护油浸，是保护油浸式电力变压器内部故障的一种基本保护装置。式电力变压器内部故障的一种基本保护装置。国标规定，国标规定，800KVA及以上的一般变压器和及以上的一般变压器和400KVA及以上的车间内油浸式变压器，均应装设及以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。瓦斯保护。瓦斯保护瓦斯保护只能反映变压器油箱内部的故障只能

13、反映变压器油箱内部的故障，而，而对变压器外部端子上的故障情况则无法反映。对变压器外部端子上的故障情况则无法反映。电力变压器的继电保护课件电力变压器的继电保护课件瓦斯保护瓦斯保护（气体保护）（气体保护）轻瓦斯：动作于信号轻瓦斯：动作于信号重瓦斯：动作于跳闸重瓦斯：动作于跳闸 安装：安装： 气体继电器装设在变压器的油箱与油枕之间的气体继电器装设在变压器的油箱与油枕之间的联通管上。联通管上。变压器安装时应取变压器安装时应取1%1.5%的倾斜度；的倾斜度；联通管对油箱顶盖也有联通管对油箱顶盖也有2%4%的倾斜度。的倾斜度。 电力变压器的继电保护课件二、瓦斯保护的运行与接线二、瓦斯保护的运行与接线 轻瓦

14、斯动作于信号，重瓦斯动作于跳闸轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳闸(跳开变跳开变压器两侧断路器压器两侧断路器)。 在充油或变压器修理后重新灌油时，为了防止在充油或变压器修理后重新灌油时，为了防止误动作，将重瓦斯切换至动作用于信号，一般约为误动作，将重瓦斯切换至动作用于信号，一般约为两、三天。在瓦斯继电器试验时也应切换至信号。两、三天。在瓦斯继电器试验时也应切换至信号。注意：注意：保护的出口中间继电器必须是自保持中间继保护的出口中间继电器必须是自保持中间继电器电器KM，因为重瓦斯是靠油流的冲击而动作的，因为重瓦斯是靠油流的冲击而动作的，油流的速度不恒定油流的速度不恒定(即不稳定即不稳定)，且断路器

15、跳闸有它，且断路器跳闸有它的固有动作时间，为了防止短时闭合造成动作不可的固有动作时间，为了防止短时闭合造成动作不可靠。靠。出口中间继电器出口中间继电器KM 采用采用“自保持自保持”回路。回路。 电力变压器的继电保护课件接接 线线电力变压器的继电保护课件纵联差动保护的工作原理纵联差动保护的工作原理变压器纵联差动保护变压器纵联差动保护是反应变压器原副边两是反应变压器原副边两侧电流差值的一种快速侧电流差值的一种快速动作的保护装置。动作的保护装置。保护区保护区在变压器一、在变压器一、二次侧所装电流互感器二次侧所装电流互感器之间。之间。 电力变压器的继电保护课件（2）在差动保护的保护区内）在差动保护的保

16、护区内d点短路时，对点短路时，对于于单端供电单端供电的变压器来说的变压器来说 =0，所以，所以 = ，继电器动作。对于，继电器动作。对于双端供电双端供电的变的变压器来说压器来说 = + ，继电器也动作。，继电器也动作。（1）在正常运行和外部短路时）在正常运行和外部短路时: = - =0（或差流值极小），继电器（或差流值极小），继电器不动作。不动作。1I 2I 2I2I KIKIKI2I2I 电力变压器的继电保护课件 变压器差动保护中不平衡变压器差动保护中不平衡电流产生原因及抑制措施电流产生原因及抑制措施（1）由于变压器励磁涌流引起的不平衡电）由于变压器励磁涌流引起的不平衡电流。流。 在变压器空

17、载投入和外部故障切除后电压恢在变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，则可能有很大的励磁电流复时，则可能有很大的励磁电流(即即励磁涌流励磁涌流)。励磁涌流有如下励磁涌流有如下特点特点：含有很大成分的非周期分量，其波形偏向时间轴的含有很大成分的非周期分量，其波形偏向时间轴的一侧。一侧。含有大量高次谐波，而且以二次谐波为主。含有大量高次谐波，而且以二次谐波为主。波形之间出现间断角。波形之间出现间断角。电力变压器的继电保护课件减小励磁涌流影响的方法减小励磁涌流影响的方法如下：如下：采用具有速饱和铁心的差动继电器。采用具有速饱和铁心的差动继电器。 利用利用BCH-2型差动继电器来实现。型差动继电器来

18、实现。采用比较波形间断角来鉴别内部故障和励采用比较波形间断角来鉴别内部故障和励磁涌流的差动保护。磁涌流的差动保护。利用二次谐波制动而躲开励磁涌流。利用二次谐波制动而躲开励磁涌流。 微机保护装置可实现微机保护装置可实现电力变压器的继电保护课件（2）由于变压器一、二次侧结线不同引）由于变压器一、二次侧结线不同引起的不平衡电流起的不平衡电流 Y/-11接线的变压器原副边相位相差接线的变压器原副边相位相差30，因此必须补偿回来。因此必须补偿回来。补偿方法为：补偿方法为：变压器电流互感器备注Y两种三角形接法必须相同Y电力变压器的继电保护课件（3）由两侧电流互感器变比的计算值与）由两侧电流互感器变比的计算

19、值与标准值不同引起起的不平衡电流标准值不同引起起的不平衡电流 可以在电流互感器二次回路接入自耦电流可以在电流互感器二次回路接入自耦电流互感器来进行平衡，或利用速饱和电流互感互感器来进行平衡，或利用速饱和电流互感器中的或专门的差动继电器中的器中的或专门的差动继电器中的平衡线圈来平衡线圈来进行补偿，消除不平衡电流。进行补偿，消除不平衡电流。 但差动继电器的平衡线圈只有整数匝数可但差动继电器的平衡线圈只有整数匝数可供选择。因而供选择。因而不能完全补偿，需在动作电流不能完全补偿，需在动作电流整定时躲过。整定时躲过。2221)()(IWWIWWphcdphcd 电力变压器的继电保护课件（4）各侧电流互感

20、器型号和特性不同引）各侧电流互感器型号和特性不同引起的不平衡电流起的不平衡电流 当变压器两侧电流互感器的型号和特性不当变压器两侧电流互感器的型号和特性不同时，其饱和特性也不同同时，其饱和特性也不同(即使型号相同，其即使型号相同，其特性也不会完全相同特性也不会完全相同)。 因此尽可能选择同型号或相近型号的电流因此尽可能选择同型号或相近型号的电流互感器，并在动作电流整定时躲过。互感器，并在动作电流整定时躲过。电力变压器的继电保护课件（5）由于变压器分接头改变引起的不平）由于变压器分接头改变引起的不平衡电流衡电流 变压器在运行时，往往采用改变分接头位置变压器在运行时，往往采用改变分接头位置(即改变高

21、压线圈的匝数即改变高压线圈的匝数)进行调压。因为分接头进行调压。因为分接头的改变，就是变压器变比的改变，电流互感器二的改变，就是变压器变比的改变，电流互感器二次侧电流因而改变，引起新的不平衡电流。次侧电流因而改变，引起新的不平衡电流。 通过提高保护动作电流躲过。按通过提高保护动作电流躲过。按“0”分接头整分接头整定，考虑定，考虑5%的变动。的变动。 结论：结论：变压器差动保护中的不平衡电流要完变压器差动保护中的不平衡电流要完全消除是不可能的，但采取措施，减小其影响，全消除是不可能的，但采取措施，减小其影响，用以提高差动保护灵敏度是可能的。用以提高差动保护灵敏度是可能的。 电力变压器的继电保护课件BCH-2BCH-2差动继电器的结构原理差动继电器的结构原理 B B柱面积是柱面积是A A、C C柱面积柱面积的两倍。的两倍。ddWW 2cdW1phW2phWdW dW5，6，8，10，13，200，1，2，30，1