变压器保护培训课件

1、变压器保护2008-08南京磐能-技术中心变压器常识变压器额定参数：额定电压 U1N/U2N额定频率 50 Hz额定容量 SN 额定电流 I1N/I2N 绕组的接线组别电压调整方式和范围阻抗电压、空载电流、空载损耗、绝缘水平 变压器常识额定电压 U1N/U2N： 由制造厂所规定的变压器在空载时额定分接头上的电压保证值。单位为V或kV。当变压器初级侧在额定分接头处接有额定电压U1N，次级侧空载电压即为次级侧额定电压U2N。对于三相变压器而言，铭牌上的额定电压是指线电压。变压器常识额定频率 f： 国内为50HZ。额定容量 SN： 制造厂所规定的在额定条件下使用时输出力的保证值。单位为VA或KVA。

2、对于三相变压器而言是指三相的总容量视在功率。 变压器常识额定电流 I1N/I2N： 额定容量除以各绕组的额定电压所计算出来的线电流值。单位用A或kA。 绕组的接线组别： 五种标准连接组： Y，yn0；Y，d11，YN，d11；YN，y0，Y、y0。 常用的连接组别： Y，yn0；Y，d11 Y，d1常见变压器接线组别介绍Y，y0连接方式 初级、次级相电势同相位，次级侧线电势Eab与初级侧线电势EAB同相位。常见变压器接线组别介绍Y，d11连接 Eab滞后EAB 330 电力变压器的故障类型内部故障 内部故障指的是变压器油箱内绕组之间发生的相 间短路、一相绕组间发生的匝间短路、绕组与铁芯或引出线

3、与外壳发生的单相接地短路。变压器发生内部故障时，短路电流产生的高温电弧不仅烧坏绕组绝缘和铁芯，而且使绝缘材料和变压器油受热分解产生大量气体，导致变压器外壳局部变形、破坏甚至引起爆炸。因此，当变压器发生内部故障时，必须立即切除变压器。电力变压器的故障类型外部故障 外部故障指的是油箱外部引出线之间发生的各种相间短路、引出线因绝缘闪落或破碎而通过油箱外壳发生的单相接地短路。电力变压器的不正常运行状态变压器不正常运行状态主要指过负荷、油箱漏油造成的油面降低和外部短路引起的过电流、对于大容量变压器因其铁芯额定工作磁通密度与饱和磁通密度比较接近，当系统电压过高或系统频率降低时，容易引起的过励磁。变压器保护

4、的配置作为变压器外部相间短路和内部短路的后备保护的过电流保护（或带有复合电压起动的过电流保护或负序电流保护）中性点直接接地系统中外部接地短路的变压器零序过流保护（一般为110KV及以上电压等级）大型变压器的过励磁保护及过电压保护变压器保护的配置相间短路的阻抗保护（对于升压变压器和系统联络变压器在复合电压启动的过流保护或负序电流保护不能满足灵敏度和选择性时采用）变压器过负荷保护（反应容量在0.4MVA及以上变压器的对称过负荷）变压器差动保护原理接线双侧供电变压器：内部故障电流流向，分析外部故障时电流流向 注意：接线的极性，CT的变比变压器差动保护变压器各侧CT：由于变压器高、低压侧的额定电流不同

5、，所以必须适当的选择电流互感器的变比，使得变压器在正常运行和外部故障时，电流互感器的二次电流大小相等。由于极性都靠近母线侧，所以相位相反。变压器差动保护变压器各侧CT：变压器差动保护所用的电流互感器一般装设在断路器的母线侧以增大差动保护的保护范围。差动保护所用电流互感器的二次侧应采取保护接地，当二次回路的Y型接线的零点接地时，型接线侧的任何一相都不允许再接地，即电流互感器的二次侧只允许一点接地。要求各侧CT靠近母线侧为同名端；高、低压侧保护CT“反极性”接入差动保护单元在正常运行和外部故障时同相相角差180变压器差动保护不平衡电流产生的原因：由变压器励磁涌流所产生的不平衡电流 正常运行时，励磁

6、电流仅为变压器额定电流的35，对保护无影响；而当变压器空载投入或外部故障切除电压恢复时，励磁电流可达额定电流的68倍，对差动保护带来极为不利的影响。 励磁涌流的特点励磁涌流并非正弦波，而是成尖顶状波形，且波形不连续，相邻两个波形间出现间断; 励磁涌流过程中产生很多高次谐波，谐波分量中以二次为主。 变压器差动保护不平衡电流产生的原因：由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流 由于变压器常常采用Y,D11的接线方式，因此，其两侧电流的相位差30度。此时如果两侧的电流互感器仍然采用Y/Y接线方式，则二次电流由于相位不同，会形成一个差流。 变压器差动保护不平衡电流产生的原因：由两侧电流互感器型号不同

7、而产生的不平衡电流由变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流变压器差动保护减小不平衡电流的方法：各侧用的电流互感器尽量选用同型号、同样特性的产品当通过外部短路电流时，差动保护回路的二次负荷要能满足10的误差要求变压器差动保护的二次回路中，两侧电流的相位必须基本一致，不能出现相位差。减小电流互感器的二次负荷。减小电缆的电阻，采用弱电控制用的电流互感器等。采用带小气隙的电流互感器。这种互感器的铁心剩磁较小，较好的暂态特性。减小由于电流互感器实用变比不理想而引起的不平衡电流变压器保护装置介绍变压器保护装置：微机变压器差动保护装置（DMP320）微机变压器后备保护（DMP323、DMP324、DMP3

8、25）非电量保护装置和断路器操作装置微机变压器差动保护装置（DMP320）模拟量开入量开出量保护逻辑微机变压器差动保护装置（DMP320）模拟量： 接线时注意极性，相序。 差流是分相计算的，等于单相各侧 电流的矢量和。 Icd=Iha+Ima+Ila。 其中Icd、Iha、Ima、Ila都是矢量。 微机变压器差动保护装置（DMP320）开入量 可以接入非电量信号事件 、遥信。微机变压器差动保护装置（DMP320）开出量 差动保护动作需要跳各侧，所以 会同时启动四个继电器。 微机变压器差动保护装置（DMP320）保护逻辑：差动速断比率差动非电量保护差流告警过负荷告警过流启动风冷过载闭锁有载调压冷

9、却全停微机变压器差动保护装置（DMP320）保护逻辑：差动速断 当任一相差动电流大于差流速断定值时，瞬时动作于出口继电器。该保护可在变压器内部发生严重故障时快速切除故障变压器。微机变压器差动保护装置（DMP320）比率差动保护： 该保护采用分相式，即A、B、C任一相保护动作出口，以下判据均以一相为例。当公式（1）、（2）同时成立时比率差动元件保护动作。微机变压器差动保护装置（DMP320）比率差动保护：微机变压器差动保护装置（DMP320）比率差动保护：其中：Isd为速断电流定值 Icd为差动电流 Icdqd为差动保护门坎定值 Izd为制动电流，取各侧同相电流绝对值和的 一半 Izd=0.5(

10、|I1|+|I2|+|I3|+|I4|) （3000型Izd取同相中最大电流）微机变压器差动保护装置（DMP320）比率差动保护： Igd1为拐电电流1，建议整定为0.5Ie，Ie为变 压器额定电流 Igd2为拐电电流2，建议整定为3Ie Kb1为比率制动特性斜率1 Kb2为比率制动特性斜率2，建议整定为1 K2为二次谐波制动系数 I2cd为差动电流的二次谐波分量微机变压器差动保护装置（DMP320）比率差动保护：CT断线判断方法：判据1：I20.1+0.15*MAXIa,Ib,Ic其中，I2为断线侧负序电流；MAXIa,Ib,Ic为断线侧最大相电流。（500E装置之前的300型、400型、5

11、00型装置负序电流判据为大于0.2A），并且断线侧负序电流是非断线侧负序电流的2倍以上。判据2：MAXI2（高），I2（中），I2（低）2*MINI2（高），I2（中），I2（低）判据3：断相侧的三相电流绝对值之和小于非断相侧的三相电流绝对值之和。微机变压器差动保护装置（DMP320）比率差动保护：CT断线判断方法：当判据1、判据2、判据3同时满足时发“CT断线闭锁”信号。对与互感器一般额定为5A或1A，考虑1.2倍的过负荷运行，当二次相电流超过6A或1.2A时，认为是不正常运行状态，CT断线不闭锁比率差动保护，差流如过动作值就动作，反之可靠闭锁，防止误动（调试时需要注意）。由于判据2的选用，

12、使CT断线报警更为准确，排除了负荷不平衡产生负序电流而误动。CT断线是闭锁比率差动保护，实验时比率差动保护功能必须是投入状态。微机变压器差动保护装置（DMP320）比率差动保护：二次谐波闭锁判据：判断有无二次谐波的先决条件：看有谐波相差流是否大于该相比率差动动作值，如小于即使有二次谐波分量，也等同于该相无二次谐波。实际采到的二次谐波值与该相差流的比值是否大于二次谐波系数（I2cd/ Icd K2），如果大于就制动比率差动；当I2cd/ Icd K2时不制动比率差动。微机变压器差动保护装置（DMP320）比率差动保护：二次谐波闭锁判据：二次谐波制动判据 二次谐波制动采用单相二次谐波制动三相比率差

13、动保护的原理，但是如果只有一相有二次谐波，且三相差动电流均越过定值，则差动保护动作。（主要考虑对于变压器中性点接地系统中，在空投变压器时如有一相单相接地时保护仍能可靠动作）微机变压器差动保护装置（DMP320）系统参数设置： 在“保护设置系统设置”菜单中将下表按照实际情况进行设置，系统将自动计算各侧的电流额定值（二次）和不平衡系数。微机变压器差动保护装置（DMP320）投运后注意事项：查看差流的大小，一般差流不应大于0.05。如果差流偏大，核对相位、核对极性、核对相序。查看负序电流，应接近于0。微机变压器差动保护装置（DMP320）差动保护CT相位角检查 变压器投运后观察高、低压侧的相角，由于

14、高低压侧CT靠近各自母线侧为同名端，CT反极性接入差动保护装置，高、低压侧单相相角相差180 微机变压器差动保护装置（DMP320）常见的CT相序错误：一次电缆A、C相序反或CT接线A、C相序接反。A、C相序接反时，A、B、C三相从正序分量变为负序分量，产生负序电流，此时CT断线闭锁比率差动功能失效，并且保护动作时故障相相别错误。变压器安装时方向错误引起高压侧A、C相序反，在高压侧CT接线A、C相序未调整，并且低压侧按调整相序和极性，即便凑出正常的相角，差流也比较小，看似正常，其实进入差动计算的电流变成“Y/-1”方式，Icda=IhA+Ilb, Icdb=IhB+Ilc, Icdc=IhC+Ila,不适用原差动装置差流是按“Y/-11”接线方式的计算，在负荷不平衡或外部非三相短路时，差动保护误