电力变压器保护培训课件

电力变压器保护

7.1变压器的故障类型、不正常运行状态及其相应的保护方式一、变压器的故障状态油箱内部故障各相绕组之间的相间短路(很大的短路电流)单相绕组部分线匝之间的匝间短路(有很大的环流，但外部短路电流不明显)

危害：发热量增加，油、铁芯发热增加。铁芯为硅钢片叠加，为了减少磁滞和涡流损耗，使得层间绝缘破坏，铁芯片加大，加大涡流损耗，相间短路外部引线可以表现出来，匝间外部表现不明显单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障

接地与变压器中性点接地方式有关，变压器接地：较大短路电流和零序电流。不接地：三相不对称，有零序电压，无零序电流油箱外部故障引出线的相间短路绝缘套管闪烁或破坏引出线通过外壳发生的单相接地短路二、变压器异常状态过负荷、过电流、零序过流、油面下降、其他故障三、电力变压器的保护方式1、瓦斯保护：防御变压器油箱内各种短路和油面降低(主要是匝间保护)2、纵差保护和电流速断保护防御变压器绕组和引出线的多相短路、大接地电流系统侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路3、相间短路的后备保护过电流；复合电压起动的过电流保护；负序过电流4、接地故障保护：防御大接地电流系统中变压器外部接地短路5、过负荷保护：防御变压器对称过负荷6、过励磁保护：防御变压器过励磁7、其他保护：如温度保护、冷却系统故障保护7.2变压器纵差保护变压器纵差动保护主要是用来反应变压器绕组、引出线及套管上的各种短路故障，是变压器的主保护一、基本原理和接线方式正常运行不动作其电流互感器变比的选择原则是两侧电流互感器变比的比值取决于变压器的变比2）开焊故障完全纵差均不能动作变压器可以利用瓦斯保护或压力保护体现3）变压器纵差保护范围包括各侧绕组、铁芯，不仅有电路还有磁路，不满足基尔霍夫定律，流入电流之和不为零7.2.3不平衡电流及减小影响的方法变压器差动保护的特点暂态不平衡电流暂态非周期分量的影响励磁涌流的影响稳态情况下的不平衡电流1）由变压器两侧电流相位不同而产生2）由计算变比与实际变比不同而产生3）由两侧电流互感器型号不同而产生4）由变压器带负荷调整分接头而产生(一）变压器两侧电流相位不同2、特点1.包含有很大成分的非周期分量，往往使涌流偏于时间轴的一侧；2.包含有大量的高次谐波，而以二次谐波为主；(偶次谐波为主)3.波形之间出现间断，在一个周期中间断角为α，涌流越大，间断角越小励磁涌流幅值与二次负荷大小无关，与持续时间有关，空载时间长，S大，I大，t大衰减常数与铁芯饱和程度相关，饱和越深电抗小衰减快；变压器容量大衰减时间长>短路电流衰减时间励磁涌流一次波形的间断角特性（三）计算变比与实际变比不一致（五）变压器带负荷调节分接头（六）总结选择二次绕组接法和变比，采用平衡绕组两侧电流相位不同计算变比与实际变比不同不能消除的励磁涌流互感器型号不同有载调压7.2.4纵差保护的整定计算原则气体继电器瓦斯保护优点动作迅速、灵敏度高、安装接线简单、能反映油箱内部发生的各种故障缺点不能反映油箱以外的套管及引出线等部位上发生的故障作为主保护，与纵差保护互相配合、相互补充，实现快速而灵敏地切除变压器油箱内外及引出线上发生的各种故障。7.4发电机和变压器的后备保护继电保护配置原则中小型发电机、变压器只装设一套主保护主保护或有关断路器拒动时，应装设近后备和/或远后备保护，为被保护设备或相邻元件提供后备保护200～300MW及以上的发电机或发电机/变压器组主保护完全或不完全纵差保护完全不或完全裂相横差保护一组或两组零序电流型横差保护任一内部故障具有两套或以上的主保护灵敏动作，即双重化主保护配置内部短路，后备保护用不到外部短路，后备保护选择性不如纵差200kv以上的输电线路双重高频保护多段相间距离和接地距离保护多段零序电流保护断路器失灵保护超高压输电线路一般不要求发电机-变压器组安装后备保护没有两套保护的超高压输电线路，需要发电机-变压器安装后备保护距离保护，动作圆很小，不考虑振荡闭锁相间短路后备接地短路后备一、相间短路后备过电流保护低电压启动的过电流保护复合电压起动的过电流保护负序电流和单相式低电压启动的过电流保护低阻抗保护二、接地短路后备保护中性点直接接地的普通变压器接地后备保护中性点可能接地或不接地运行的变压器接地后备保护（一）、过电流保护主要用于变压器、1MW及以下与其他发电机或电力系统并列运行的发电机（二）低电压启动的过电流保护过电流保护灵敏度不足；用于升压变压器或容量较大的降压变压器（三）复合电压启动的过电流保护用于1MW以上的发电机和升压变压器、系统联络变压器和过电流保护不能满足灵敏度要求的降压变压器（四）负序电流和单相式低电压启动的过电流保护负序电流继电器：两相短路故障+单相式低电压启动过流保护：三相短路故障(五）低阻抗保护电流或电压保护不能满足灵敏度要求用于300~500kv大型升压及降压变压器，作为变压器引线、母线、相邻线路相间故障后备保护内部发生相间短路或匝间短路，故障点电流大，但机端三相电流不大，机端三相电压降低不明显。阻抗保护不能做内部故障后备。接地短路后备保护多台变压器并列运行一部分中性点不接地故障三相对称电压升高，绝缘要求高一部分接地短路电流大作用：限制短路电流零序电流分布和大小受运行方式影响小（一）中性点直接接地两段式零序过电流保护I段：与相邻线路零序过电流保护I段或II段配合II段：与相邻线路过电流保护的后备段相配合(二）中性点可能接地或不接地中性点全绝缘变压器两段式零序过电流零序过电压分级绝缘且中性点装设放电间隙的变压器两段式零序电流零序电压间隙放电电流分级绝缘且中性点不装设放电间隙的变压器两段式零序电流保护零序电压零序电流保护先切除中性点不接地，后切除接地7.5大型发电机——变压器组继电保护总体配置一、继电保护的特点能反映发电机和变压器单独运行时所应该反映的那些故障和不正常运行状态把发电机和变压器中某些性能相同的保护合并成一个对全组公用的保护

纵差保护的特点1．发电机和变压器之间无断路器时100MW及以下：整组共用100MW以上的：发电机补充装设200～300MW：变压器上增设单独的纵联差动保护，即采用双重快速保护。2、发电机与变压器之间有断路器发电机和变压器应分别装设3．发电机与变压器之间有分支线时（如厂用电出线）把分支线也包括在差动保护范围以内。分支线上电流互感器的变比应与发电机回路的相同。（二）发电机电压侧单相接地保护的特点对于发电机—变压器组，发电机与系统之间没有电的联系，其发电机的中性点一般不接地或经消弧线圈接地。发生单相接地时的接地电容电流（或补偿后的接地电流）通常小于表8-2的允许值，故接地保护可以采用零序电压保护，并作用于信号。对大容量的发电机应装设保护范围为100%的定子接地保护。4．在切实加强主保护的前提下，同时注意落实后备保护的简化。大型发电机机端即主变压器低压侧不再装设后备保护，仅在主变压器高压侧配置反应相间短路和单相接地的后备保护，作为主变压器高压母线故障和主变压器引线部分故障的后备；同时为提高安全性，这些后备保护均不联锁跳高压母线上的联络断路器和分段断路器。5．主变压器高压侧相间短路后备保护，以高压母线两相金属性短路的灵敏度大于或等于1.2为整定条件，首