6.4 变压器相间短路的后备保护ppt课件

1、继继电电保保护护6.4 6.4 变压器相间短路的后备保护变压器相间短路的后备保护过电流保护过电流保护低电压启动的过电流保护低电压启动的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三绕组变压器的后备保护三绕组变压器的后备保护1.继继电电保保护护2 变压器通常采用纵差动保护和瓦斯保护作为主保护，除了主保护外，变变压器通常采用纵差动保护和瓦斯保护作为主保护，除了主保护外，变压器还应装设相间短路和接地短路的后备保护。压器还应装设相间短路和接地短路的后备保护。 后备保护的作用是：后备保护的作用是： （1）防止外部短路引起的变压器绕组过流；）防止外部短路引起的变压器绕组过流； （2）作为）作

2、为相邻元件（母线或线路）保护拒动相邻元件（母线或线路）保护拒动时的时的后备保护后备保护，以及在可能，以及在可能的条件下作为变压器内部故障时主保护的后备。的条件下作为变压器内部故障时主保护的后备。 通常后备保护有过电流保护、低电压启动的过电流保护、复合电压启动的通常后备保护有过电流保护、低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护以及负序过电流保护等。过电流保护以及负序过电流保护等。继继电电保保护护36.4.1 过电流保护过电流保护 ItQF1QF2TA 保护装置的单相原理接线如图所示，其原理与线路定时限过电流保保护装置的单相原理接线如图所示，其原理与线路定时限过电流保护相同。护相同。跳闸跳

3、闸注意：跳闸是跳开变压器两侧注意：跳闸是跳开变压器两侧的断路器。的断路器。继继电电保保护护4 max.LrerelsetIKKImax.LI变压器可能出现的最大负荷电流变压器可能出现的最大负荷电流过电流保护的启动电流整定过电流保护的启动电流整定整定原则：整定原则： 保护的启动电流按照躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定。保护的启动电流按照躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定。relK可靠系数，取可靠系数，取1.21.3；reK返回系数，取返回系数，取0.850.95；继继电电保保护护56.4.1 过电流保护 的计算方法：的计算方法： （1 1）对并联运行的变压器，考虑切除一台容量最大的变压

4、器时，在其它变）对并联运行的变压器，考虑切除一台容量最大的变压器时，在其它变压器中出现的过负荷。当并联运行的变压器容量相同时，计算式为：压器中出现的过负荷。当并联运行的变压器容量相同时，计算式为： max.LINLInnI1max.n并列运行变压器的可能最少台数；并列运行变压器的可能最少台数；IN每台变压器的额定电流。每台变压器的额定电流。6LD1000A3000A1000A1000An=3LD1500A3000A1500An=2设每台变压器的额定电流：设每台变压器的额定电流：AIN1000切除一台变压器后，引起的切除一台变压器后，引起的过负荷电流为：过负荷电流为：AIL1500100023m

5、ax.且每台变压器都工作在额定且每台变压器都工作在额定状态下。状态下。继继电电保保护护76.4.1 过电流保护（2 2）对降压变压器而言，应考虑电机自启动时的最大电流，计算式为：）对降压变压器而言，应考虑电机自启动时的最大电流，计算式为： max.max.LIKIssL正常工作时的最大负荷电流（一般为额定电流）。正常工作时的最大负荷电流（一般为额定电流）。max.LIssK综合负荷的自启动系数，对于综合负荷的自启动系数，对于110kV的降压变电所，低压的降压变电所，低压610kV侧侧取取1.52.5，中压，中压35kV侧取侧取1.52。 保护的动作时限和灵敏系数的校验，与线路保护定时限过电流保

6、护相同，保护的动作时限和灵敏系数的校验，与线路保护定时限过电流保护相同，这里不在赘述。这里不在赘述。继继电电保保护护86.4.2 低电压启动的过电流保护低电压启动的过电流保护 过电流保护如果按照躲过最大负荷电流的方法整定，启动电流较大，灵敏过电流保护如果按照躲过最大负荷电流的方法整定，启动电流较大，灵敏度往往不能满足要求。为此可采用低电压启动的过电流保护。度往往不能满足要求。为此可采用低电压启动的过电流保护。 低电压启动的过电流保护要求低电压启动的过电流保护要求电压元件电压元件和和电流元件电流元件同时启动后，才能启动同时启动后，才能启动时间继电器，经过预定的时间后跳闸。时间继电器，经过预定的时

7、间后跳闸。 9QF1QF2III1UUU1&t跳闸H1H2Y1TATV低电压启动的过电流保护接线如下图所示：低电压启动的过电流保护接线如下图所示：整定值如何整定值如何确定？确定？继继电电保保护护106.4.2 低电压启动的过电流保护低电压启动的过电流保护 采用低电压继电器后，电流继电器的整定值就可以不再考虑并联运行变压采用低电压继电器后，电流继电器的整定值就可以不再考虑并联运行变压器切除或电动机自启动时可能出现的最大负荷，而是按大于变压器的额定电流器切除或电动机自启动时可能出现的最大负荷，而是按大于变压器的额定电流整定。整定。NrerelsetIKKImax.LrerelsetIKKI

8、比较比较（1 1）电流元件整定值）电流元件整定值动作门槛降低，电流元件灵敏度增加动作门槛降低，电流元件灵敏度增加继继电电保保护护116.4.2 低电压启动的过电流保护（2）低电压继电器的整定方法）低电压继电器的整定方法原则一：按躲过正常工作时可能出现的最低工作电压整定原则一：按躲过正常工作时可能出现的最低工作电压整定rerelLsetKKUUmin.min.LU最低工作电压，一般取最低工作电压，一般取 ；NU9 . 0relK可靠系数，取可靠系数，取1.11.2；reK低电压继电器返回系数，取低电压继电器返回系数，取1.151.25；继继电电保保护护126.4.2 低电压启动的过电流保护原则二

9、：按躲过电机自启动时的电压进行整定原则二：按躲过电机自启动时的电压进行整定 当低压继电器由当低压继电器由变压器的低压侧互感器变压器的低压侧互感器供电时供电时 当低压继电器由当低压继电器由变压器的高压侧互感器变压器的高压侧互感器供电时供电时 按原则一、原则二整定后，取其较小者作为整定值。按原则一、原则二整定后，取其较小者作为整定值。NsetUU)6 . 05 . 0(NsetUU7 . 0继继电电保保护护136.4.2 低电压启动的过电流保护1:Tn1kABC2min. ksetsenUUK25. 1senK要求：要求：（3）灵敏度校验）灵敏度校验低电压继电器的灵敏度校验低电压继电器的灵敏度校验

10、电流继电器的灵敏度校验：电流继电器的灵敏度校验：与不带低电压启动的过电流保护相同与不带低电压启动的过电流保护相同继继电电保保护护146.4.2 低电压启动的过电流保护低电压启动的过电流的保护存在的问题低电压启动的过电流的保护存在的问题 对于对于升压变压器升压变压器而言，如果只在一侧接有低电压继电器，当另一侧故障而言，如果只在一侧接有低电压继电器，当另一侧故障时，灵敏度往往不能满足要求。此时，可以时，灵敏度往往不能满足要求。此时，可以采用两组低电压继电器采用两组低电压继电器分别接在变分别接在变压器两侧的电压互感器上，并用触电并联的方法提高灵敏度。但这种保护的接压器两侧的电压互感器上，并用触电并联

11、的方法提高灵敏度。但这种保护的接线复杂，所以，近年来已广泛采用线复杂，所以，近年来已广泛采用复合电压启动的过电流复合电压启动的过电流保护。保护。继继电电保保护护156.4.3 复合电压启动的过电流保护复合电压启动的过电流保护的原理复合电压启动的过电流保护的原理 将三个低压继电器用一个将三个低压继电器用一个负序电压继电器负序电压继电器和一个接于线电压上的和一个接于线电压上的低电压继低电压继电器电器代替。其中代替。其中负序电压继电器负序电压继电器用于检测是否出现了用于检测是否出现了两相短路两相短路（不对称短路时（不对称短路时会出现负序电压），会出现负序电压），低电压继电器低电压继电器用于检测是否出

12、现了用于检测是否出现了三相短路三相短路（三相短路是（三相短路是对称短路，不会出现负序电压）。对称短路，不会出现负序电压）。16QF1QF2III12UU1&t跳闸H1H2Y1NrerelsetIKKITATVUNsetUU)12. 006. 0(. 2复合电压启动的过电流保护接线图复合电压启动的过电流保护接线图滤滤过过器器继继电电保保护护176.4.4 三绕组变压器相间短路后备保护的特点三绕组变压器相间短路后备保护的特点 三绕组变压器一侧断路器跳开后，另外两侧还能够继续运行。所以三绕组三绕组变压器一侧断路器跳开后，另外两侧还能够继续运行。所以三绕组变压器的相间短路的后备保护在作为相邻元

13、件的后备时，应该有选择性的变压器的相间短路的后备保护在作为相邻元件的后备时，应该有选择性的只跳只跳开近故障点一侧的断路器开近故障点一侧的断路器，保证另外两侧继续运行，尽可能的缩小故障影响范，保证另外两侧继续运行，尽可能的缩小故障影响范围；而作为变压器内部故障的后备，应该围；而作为变压器内部故障的后备，应该跳开三侧断路器跳开三侧断路器，使变压器退出运行。，使变压器退出运行。下面以一例子进行说明。下面以一例子进行说明。18I1QF2QF3QFIIIII1k2k因此，需要在变压器三侧装设过电流因此，需要在变压器三侧装设过电流保护，各侧保护之间要保护，各侧保护之间要相互配合相互配合。在在k1k1点发生

14、故障，应只跳开断路器点发生故障，应只跳开断路器QF3QF3；k2k2点短路时，则将点短路时，则将QF1QF1、QF2QF2、QF3QF3全部跳开。全部跳开。继继电电保保护护196.4.4 三绕组变压器相间短路后备保护的特点三绕组变压器相间短路后备保护的特点 变压器保护的配置与变压器的主接线方式及其各侧电源情况等因素有很大关变压器保护的配置与变压器的主接线方式及其各侧电源情况等因素有很大关系，下面分单侧电源和多侧电源两种情况分别讨论保护配置及其配合关系。系，下面分单侧电源和多侧电源两种情况分别讨论保护配置及其配合关系。20IIt1QF2QF3QFIIIIIIItIIIt（1 1）单侧电源三绕组变

15、压器）单侧电源三绕组变压器 图中图中 、 、 分别表示各侧母线后分别表示各侧母线后备保护的动作时限，定义备保护的动作时限，定义 ，作为跳开三侧，作为跳开三侧断路器的时限。断路器的时限。ItIItIIItTt21IIt1QF2QF3QFIIIIIIItIIIt（1 1）单侧电源三绕组变压器）单侧电源三绕组变压器II可以只装设两套过电流保护，一套装设在电可以只装设两套过电流保护，一套装设在电源侧，一套装设在负荷侧（源侧，一套装设在负荷侧（III侧）侧）负荷侧的保护只作为母线负荷侧的保护只作为母线III保护的后备，动保护的后备，动作后只跳开作后只跳开QF3。动作时限应该与母线动作时限应该与母线III

16、保护的动作时限保护的动作时限配合，配合， 。tttIIIIII22IIt1QF2QF3QFIIIIIIItIIIt（1 1）单侧电源三绕组变压器）单侧电源三绕组变压器II电源侧的保护作为变压器主保护和母线电源侧的保护作为变压器主保护和母线IIII保保护的后备。护的后备。为了满足尽量缩小停电范围的要求，电源侧保为了满足尽量缩小停电范围的要求，电源侧保护采用两个时间元件，以较小的时限护采用两个时间元件，以较小的时限tI跳开断路器跳开断路器QF2，以较大时限，以较大时限 跳开三侧断路器。跳开三侧断路器。tttIT 如何确定才如何确定才满足要求？满足要求？It23IIt1QF2QF3QFIIIIIII

17、tIIIt1k（1 1）单侧电源三绕组变压器）单侧电源三绕组变压器II若若 ，在母线，在母线IIIIII故障时，电源侧的电故障时，电源侧的电流保护仍会无选择性的跳开流保护仍会无选择性的跳开QF2 QF2 。因此应该与因此应该与 和和 中的较大者进行配合，中的较大者进行配合，即即 。IIItIIIItt IItttttIIIIII),max(24IIt1QF2QF3QFIIIIIIItIIIt1k2k（1 1）单侧电源三绕组变压器）单侧电源三绕组变压器II提问：根据上述保护配置及其整定情况，在提问：根据上述保护配置及其整定情况，在k1点和点和k2点发生故障，哪些保护会启动？哪点发生故障，哪些保护

18、会启动？哪些保护会动作？些保护会动作？继继电电保保护护25（1 1）单侧电源三绕组变压器）单侧电源三绕组变压器说明说明：为了提高外部故障时保护的灵敏度，负荷侧过电流保护应该装设在容量较为了提高外部故障时保护的灵敏度，负荷侧过电流保护应该装设在容量较小的一侧，对于降压变压器是低压侧；小的一侧，对于降压变压器是低压侧；若电源侧过电流保护作为母线若电源侧过电流保护作为母线IIII的后备保护灵敏度不足，则应该在三侧绕的后备保护灵敏度不足，则应该在三侧绕组中都装设过电流保护，此时，两负荷侧的保护只作为本侧母线保护的后备，组中都装设过电流保护，此时，两负荷侧的保护只作为本侧母线保护的后备，而电源侧保护则兼

19、作变压器主保护的后备，只需要一个时间元件。而电源侧保护则兼作变压器主保护的后备，只需要一个时间元件。26IIt1QF2QF3QFIIIIIIItIIIt（2 2）双侧电源的三绕组变压器）双侧电源的三绕组变压器I I 三侧分别装设过电流保护三侧分别装设过电流保护, ,作为本侧母线作为本侧母线的后备，的后备，主电源侧主电源侧保护兼作变压器主保护保护兼作变压器主保护的后备保护。的后备保护。I 主电源一般指：升压变压器低压侧、降压主电源一般指：升压变压器低压侧、降压变压器高压侧以及联络变压器的大电源侧。变压器高压侧以及联络变压器的大电源侧。主电源主电源II侧的动作时限为：侧的动作时限为：tttIIII

20、III侧的动作时限为：侧的动作时限为：tttIIIII27IIt1QF2QF3QFIIIIIIItIIIt（2 2）双侧电源的三绕组变压器）双侧电源的三绕组变压器I I III侧母线短路时，会有短路电流流过侧母线短路时，会有短路电流流过II侧侧过电流保护，保护会误动作；过电流保护，保护会误动作；I 主电源主电源方向方向元件元件II侧的过电流保护还需要增设一个方向元侧的过电流保护还需要增设一个方向元件，方向指向母线件，方向指向母线II。28IIt1QF2QF3QFIIIIIIItIIIt（2 2）双侧电源的三绕组变压器）双侧电源的三绕组变压器I I I侧的过电流保护也应增设一个方向元件，侧的过电

21、流保护也应增设一个方向元件，方向指向母线方向指向母线I; ;I 主电源主电源方向方向元件元件I侧的过电流保护的动作时限也应设置两侧的过电流保护的动作时限也应设置两个个; ;方向方向元件元件短时限：短时限： ，动作时电流元件，动作时电流元件和方向和方向元件同时启动，元件同时启动，跳开跳开QF1QF1；tttII29IIt1QF2QF3QFIIIIIIItIIIt（2 2）双侧电源的三绕组变压器）双侧电源的三绕组变压器I I I 主电源主电源方向方向元件元件方向方向元件元件长时限：长时限： ，动作时过电流，动作时过电流元件启动，但方向元件不启动，经过延时后跳开三侧元件启动，但方向元件不启动，经过延时后跳开三侧断路器；断路器；tttttIIIIIIT),max(30IIt1QF2QF3QFIIIIIIItIIItI I I 主电源主电源IIIIIItttIIIIttt方向方向元件元件方向方向元件元件IItttmax( ,)TIIIIIItt ttt31IIt1QF2QF3QFIIIIIIItIIIt（2 2