主变压器保护

1、 第三章第三章 主变压器保护主变压器保护 主要内容主要内容1 1、主变压器的保护与监控、主变压器的保护与监控2 2、主变压器的本体保护、主变压器的本体保护3 3、主变压器的差动保护、主变压器的差动保护4 4、变压器的后备保护、变压器的后备保护3-1 3-1 主变压器的保护与监控配置主变压器的保护与监控配置主变是变电站的最主要的设备，对它的保护最主变是变电站的最主要的设备，对它的保护最为重要为重要 1 1、故障类型、故障类型外部故障：箱壳外部绕组的出线之间短路、相外部故障：箱壳外部绕组的出线之间短路、相 间短路，绝缘失效、单相接地短路等等间短路，绝缘失效、单相接地短路等等内部故障：绕组间短路故障

2、、断线、匝间短路、内部故障：绕组间短路故障、断线、匝间短路、绝缘损坏绝缘损坏变压器的非正常工作变压器的非正常工作油温过高油温过高压力过大压力过大中性点电压过高造成过励磁中性点电压过高造成过励磁过载造成的过电流过载造成的过电流短路过电流短路过电流 2 2、保护类型、保护类型气体保护气体保护纵联差动保护纵联差动保护过电流保护过电流保护零序电流保护零序电流保护过载保护过载保护过励磁保护过励磁保护 3 3、保护配置、保护配置保护配置一般是按照不同变电站的电压保护配置一般是按照不同变电站的电压等级来进行配置，我国大体分为高压和等级来进行配置，我国大体分为高压和中低压两类。中低压两类。一般都设为主保护和后

3、备保护一般都设为主保护和后备保护中低压：主保护分为差动保护和本体保中低压：主保护分为差动保护和本体保护护高压：需配备双重的差动保护和本体保高压：需配备双重的差动保护和本体保护护 后备保护后备保护中低压的后备保护中低压的后备保护 后备保护后备保护中低压的后备保护中低压的后备保护1 1、主要内容、主要内容（1 1）温度保护）温度保护（2 2）气体保护）气体保护（3 3）压力保护）压力保护3-2 3-2 变压器本体保护变压器本体保护2 2、主要装置、主要装置（1 1）温度保护）温度保护温度计、油温计温度计、油温计（2 2）气体保护）气体保护气体继电器、瓦斯继电器气体继电器、瓦斯继电器（3 3）压力保

4、护）压力保护压力继电器、压力释放阀压力继电器、压力释放阀 瓦斯保护瓦斯保护瓦斯保护：瓦斯保护是变压器油箱内绕组短瓦斯保护：瓦斯保护是变压器油箱内绕组短路故障及异常的主要保护。其原理是：变压路故障及异常的主要保护。其原理是：变压器内部故障时，在故障点产生有电弧的短路器内部故障时，在故障点产生有电弧的短路电流，造成油箱内局部过热并使变压器油分电流，造成油箱内局部过热并使变压器油分解，产生气体（瓦斯），进而造成喷油，冲解，产生气体（瓦斯），进而造成喷油，冲击气体继电器，瓦斯保护动作。击气体继电器，瓦斯保护动作。3 3、轻瓦斯和重瓦斯、轻瓦斯和重瓦斯轻瓦斯保护是按照气体容积进行整定，整定的范轻瓦斯保护

5、是按照气体容积进行整定，整定的范围一般在围一般在250-300250-300立方厘米，通常整定在立方厘米，通常整定在250250立方厘米立方厘米重瓦斯保护是按油气流速进行整定，整定范围为重瓦斯保护是按油气流速进行整定，整定范围为0.6m/s-1.5m/s,0.6m/s-1.5m/s,通常为通常为1m/s1m/s 重瓦斯动作情况重瓦斯动作情况1、优点：、优点：结构简单、经济、灵敏度高、结构简单、经济、灵敏度高、动作迅速、接线简单动作迅速、接线简单2 2、缺点、缺点不能反映油箱外部故障，对油箱外套管与断路器不能反映油箱外部故障，对油箱外套管与断路器引出线上的故障不能反应，引出线上的故障不能反应，瓦

6、斯保护的特点瓦斯保护的特点1 1、差动保护是变压器电气量的主保护、差动保护是变压器电气量的主保护2 2、差动保护可以反映变压器内部绕组相间和接、差动保护可以反映变压器内部绕组相间和接地故障地故障3 3、差动保护可以反映引出线至电流互感器之间、差动保护可以反映引出线至电流互感器之间的相间和接地故障的相间和接地故障4 4、差动保护可以反映一定程度上的内部绕组匝、差动保护可以反映一定程度上的内部绕组匝间短路故障间短路故障3-3 3-3 变压器差动保护变压器差动保护 原理接线图原理接线图变压器区外故障演示变压器区外故障演示变压器区内故障演示变压器区内故障演示差动保护的构成差动保护的构成变压器外故障分析

7、变压器外故障分析变压器区内故障分析变压器区内故障分析 技术难点技术难点变压器的励磁涌流变压器的励磁涌流和过励磁现象都会和过励磁现象都会造成出口暂态波形造成出口暂态波形突变大，这样容易突变大，这样容易造成保护误动造成保护误动1 1、采用适当的接线方式进行相位补偿、采用适当的接线方式进行相位补偿2 2、数值补偿保证正常工作及外部故障时差动回、数值补偿保证正常工作及外部故障时差动回路中两差动臂的电流相等路中两差动臂的电流相等3 3、采用相同型号的电流互感器、采用相同型号的电流互感器4 4、采用具有速饱和铁芯的差动继电器、采用具有速饱和铁芯的差动继电器5 5、采用间断角原理的差动保护、采用间断角原理的

8、差动保护6 6、采用二次谐波制动、采用二次谐波制动7 7、利用波形对称原理的差动保护、利用波形对称原理的差动保护改善方法改善方法1 1、分类、分类（1 1）反映相间短路的保护）反映相间短路的保护（2 2）反映接地故障的保护）反映接地故障的保护3-4 3-4 变压器后备保护变压器后备保护2 2、方式、方式（1 1）复合电压启动的过电流保护）复合电压启动的过电流保护（2 2）负序电流和单相低电压启动的过电流保护）负序电流和单相低电压启动的过电流保护（3 3）阻抗保护）阻抗保护分类分类（1 1）三个相电流突变量启动元件）三个相电流突变量启动元件（2 2）零序电流越限启动。动作依据为）零序电流越限启动

9、。动作依据为3Io3Io.set3Io3Io.set（3 3）零序电压越限启动。动作依据为）零序电压越限启动。动作依据为3Uo3Uo.set3Uo3Uo.set（4 4）当含有反时限过激磁保护，则当过激磁背）当含有反时限过激磁保护，则当过激磁背书大于下限定时限定值时，保护动作书大于下限定时限定值时，保护动作（5 5）任意稳态电气量）任意稳态电气量 保护定值保护定值启动元件启动元件复合电压过电流保护复合电压过电流保护原理图原理图1 1、当发生三相对称短路时，电流继电器动作，其敞、当发生三相对称短路时，电流继电器动作，其敞开触电闭合，同时由于三相电压降低，低电压开触电闭合，同时由于三相电压降低，低

10、电压继电器动作，于是经中间继电器启动时间继电继电器动作，于是经中间继电器启动时间继电器，经过预定的延时后，保护动作跳响相应的器，经过预定的延时后，保护动作跳响相应的断路器；断路器；保护动作原理保护动作原理2 2、当发生不对称短路故障时，由于负序电压出现，、当发生不对称短路故障时，由于负序电压出现，负序电压继电器动作，其常闭触电断开，使施负序电压继电器动作，其常闭触电断开，使施加在低电压继电器的电压为加在低电压继电器的电压为0 0，低电压继电器，低电压继电器动作，其敞开触点闭合，同时故障相的电流继动作，其敞开触点闭合，同时故障相的电流继电器动作，经中间继电器启动时间继电器，经电器动作，经中间继电

11、器启动时间继电器，经过预定的延时后，保护动作跳相应的断路器；过预定的延时后，保护动作跳相应的断路器；优点优点1 1、分类、分类（1 1）中性点直接接地保护）中性点直接接地保护（2 2）中性点可也可不接地零序保护）中性点可也可不接地零序保护零序保护零序保护2 2、适用范围、适用范围零序保护适用于零序保护适用于110kV110kV及以上电压等级的变压器，及以上电压等级的变压器，主变压器零序保护由零序电流、零序电压、主变压器零序保护由零序电流、零序电压、间隙零序电流元件构成间隙零序电流元件构成原理图原理图左图左图- -中性点直接接地保护中性点直接接地保护右图右图- -中性点可也可不接地零序保护中性点

12、可也可不接地零序保护零序保护零序保护1 1、全绝缘变压器、全绝缘变压器（1 1）装设零序电流保护作为中性点直接接地保护）装设零序电流保护作为中性点直接接地保护（2 2）增设零序电压保护，作为不接地运行时的保护）增设零序电压保护，作为不接地运行时的保护可接地可不接地零序保护可接地可不接地零序保护2 2、分级绝缘变压器、分级绝缘变压器中性点设有放电间隙，装设有零序电流保护和零序中性点设有放电间隙，装设有零序电流保护和零序电压保护电压保护3 3、无放电间隙分级绝缘变压器、无放电间隙分级绝缘变压器绝缘水平相对较低，发生接地故障时，应采用零序绝缘水平相对较低，发生接地故障时，应采用零序电压保护先断开中性点不接地变压器，后采用电压保护先断开中性点不接地变压器，后采用零序电流保护断开中性点接地变压器零序电流保护断开中性点接地变压器过负荷保护功能可以由主保护或者过负荷保护功能可以由主保护或者后备保护模块完成后备保护模块完成过负荷保护见识变压器过负荷情况，过负荷保护见识变压器过负荷情况，各监视一相电流各监视一相电流变压器过负荷保护变压器过负荷保护动作依据动作依据根据根据A A相电流的大小，对比整定值做出判断相电流的大小，对比整定值做出判断I I段：警告段：警告II II段：启动冷却器段：启动冷却器IIIIII段：闭锁有