电力变压器的继电保护培训课程 (ppt 73页).ppt

1、1,电力变压器的继电保护,2,一、变压器的故障、不正常工作状态及其保护方式,二、变压器差动保护的基本原理及其不平衡电流,三、比率制动特性的变压器差动保护,3,四、变压器相间短路的后备保护,五、变压器的接地保护,六、三绕组变压器保护的特点,4,一、变压器的故障、不正常工作 状态及其保护方式,5,（一）变压器的故障,（二）变压器的不正常运行状态,（三）变压器应装设的保护,6,（一）变压器的故障 1.油箱内部故障 （1）各相绕组之间的相间短路 （2）单相绕组的匝间短路 2.油箱外部故障 （1）引出线的相间短路 （2）绝缘套管闪络或破坏、引出线通过外壳 发生的单相接地短路,7,（二）变压器的不正常工作

2、状态 （1）大容量变压器的过励磁故障 （2）外部相间短路引起的过电流 （3）外部接地短路引起的过电流和中性点过 电压 （4）负荷超过额定容量引起的过负荷 （5）漏油等原因引起的油面降低,8,（三）变压器应装设的保护 1.主保护 （1）重瓦斯保护。防御变压器油箱内部各种短路故障 （2）纵差动保护或电流速断保护。防御变压器绕组、套管及引出线上的故障,上述保护动作后，均应跳开变压器各侧的断路器,9,2.外部相间短路的后备保护 （1）过电流保护 （2）低电压起动的过电流保护 （3）复合电压起动的过电流保护 （4）负序电流及单相式低电压起动的过电流保护 （5）阻抗保护,10,3.外部接地短路的后备保护

3、（1）变压器中性点直接接地运行零序电流保护 （2）自耦变压器和高、中压侧中性点都直接接地的三绕组变压器零序电流方向保护 （3）中性点不接地的变压器零序过电压保护 （4）中性点经放电间隙接地的变压器间隙电流保护和零序电压保护,11,4.其他保护 （1）过负荷保护 （2）过励磁保护 5.变压器的其他非电量保护 轻瓦斯保护、油温高保护、冷却器故障、压力释放保护等,12,二、变压器差动保护的基本原理 及其不平衡电流,13,（一）变压器纵差动保护的基本原理,（二）变压器差动保护的不平衡电流,（三）具有制动特性的BCH-1型差动继电器,14,（一）变压器纵差动保护的基本原理,正常运行或外部故障时，应使,1

4、5,1.由变压器励磁涌流所产生的不平衡电流,正常情况下，变压器励磁电流为额定电流的（2%5%），由此产生的不平衡电流很小,当空载投入变压器或外部故障切除后电压恢复时，则会产生很大的励磁电流，这种暂态过程中出现的励磁电流通常称为励磁涌流,（二）变压器差动保护的不平衡电流,16,（1）单相变压器的励磁涌流分析,17,设在 时合闸，加在变压器上的电压为：,根据：,则空载合闸时铁心中的磁通为：,设合闸时电压的初相角,经过0.01秒，铁心中磁通达到最大，为：,18,19,励磁涌流（%）,励磁涌流试验数据举例,20,（2）励磁涌流的特征。含有很大的衰减非周期分量；含有大量的高次谐波，其中以二次谐波为主；涌

5、流波形不连续，出现间断；涌流波形不对称,21,（3）影响涌流特征的因素。合闸时电压的初相角；铁芯中剩磁的大小和方向；变压器铁芯的饱和磁通,（4）防止励磁涌流引起差动保护误动的方法。采用具有速饱和铁芯的差动继电器；采用间断角原理的差动保护；利用二次谐波制动；利用波形对称原理的差动保护,22,2.三相变压器接线产生的不平衡电流,Y，d11变压器接线和向量图,23,Y，d11变压器接线和向量图,24,Y，d11接线变压器的纵差保护接线和向量图,25,3.由计算变比与标准变比不同产生的不平衡电流,由于电流互感器变比的标准化而不满足上述条件，于是产生不平衡电流,对YN,d11、Y,d11接线变压器：,对

6、D,d12、YN,y12接线变压器：,26,对D,d12、YN,y12接线变压器：,对YN,d11、Y,d11接线变压器：,27,利用差动继电器的平衡线圈进行补偿,28,平衡线圈通常接在二次电流较小的一侧,平衡线圈的计算匝数一般为小数，整定匝 数按四舍五入原则选择整数值,平衡线圈的计算匝数与整定匝数的最大误差为0.5匝,29,其中：,在整定计算中不平衡电流按下式计算：,平衡线圈的计算匝数,差动线圈的整定匝数,平衡线圈的整定匝数,区外短路的最大短路电流,平衡线圈的计算匝数与整定匝数不等的相对误差,三相电流互感器接线系数,30,4.由电流互感器变比误差产生的不平衡电流,31,由电流互感器变比误差引

7、起的不平衡电流,外部短路电流,差动保护的不平衡电流,32,考虑非周期分量的影响时：,其中：,非周期分量影响系数,电流互感器同型系数,电流互感器的幅值误差，取10%,33,5.有载调压变压器分接头位置改变产生的不平衡电流,或,当分接头位置变化时，变压器的变比改变,取变压器调压范围的一半,34,变压器差动保护的最大不平衡电流：,35,(三)具有制动特性的BCH-1型差动继电器,I,-,I,*,*,*,*,36,制动绕组的接法对差动保护性能的影响：,（1）单侧电源变压器，制动绕组接于负荷侧，外部故障有制动作用，内部故障无制动作用。保护的最小动作电流为,（2）单侧电源变压器，制动绕组接于电侧，外部故障

8、有制动作用，内部故障差电流与制动电流相等。保护的最小动作电流为,37,（3）双侧电源变压器且两侧电源容量相等，制动绕组接于任一侧，外部故障有制动作用，内部故障差电流为制动电流的两倍。保护的最小动作电流为,38,(一般取0.30.4),无制动,39,三、比率制动特性的变压器 差动保护,40,（一）比率制动特性,（二）比率制动特性的变压器差动保护的整定计算,41,（一）比率制动特性,动作判据,-最小动作电流,-拐点电流,-比率制动特性的斜率,42,1.最小动作电流 按躲过变压器在正常运行条件下产生的不平衡电流整定,式中,-可靠系数，取1.52.0,-变压器高压侧的额定电流,-高压侧电流互感器的变比

9、,（二）比率制动特性的变压器差动保护的定值整定,43,一般整定在（0.81.0）倍变压器的额定电流,2. 拐点电流,3. 制动特性的斜率,44,4.具有二次谐波和比率制动特性的变压器差动保护逻辑框图,五次谐波制动,CT二次断线,差流越限告警,A相比率制动,C相比率制动,B相比率制动,差动出口,断线信号,越限信号,&,45,四、变压器相间短路的后备保护,46,（一）过电流保护 （二）低电压起动的过电流保护 （三）复合电压起动的过电流保护 （四）负序过电流保护,47,（一）过电流保护,1.单相原理接线,48,起动电流：躲过变压器的最大负荷电流整定 （1）对并列运行的变压器 （2）对降压变压器,2.

10、整定计算,49,（二）低电压起动的过电流保护,1. 单相原理接线,50,（1）起动电流。按大于变压器的额定电流整定 （2）动作电压。按小于正常运行时母线上可能出现的最低工作电压，且外部故障切除后，电动机自起动的过程中应能返回。根据运行经验,2. 整定计算,51,（三）复合电压起动的过电流保护,1. 原理接线,52,负序电压继电器的动作电压，可按躲开正常运行时的最大不平衡电压整定。通常取,2. 整定计算,53,(四)负序过电流保护,1. 原理接线,54,动作电流的整定原则： （1）躲变压器正常运行时，负序电流滤过器的最大不平衡电流，一般为 （2）躲线路一相断线时引起的负序电流 （3）与相邻元件上

11、的负序电流保护在灵敏度上配合,2. 整定计算,55,五、变压器的接地保护,56,（一）中性点直接接地变压器的零序电流保护,（二）部分变压器中性点接地的零序电流电压保护,（三）中性点经放电间隙接地的零序电流电压保护,57,（一）中性点直接接地变压器的零序电流保护,跳QF,跳QF1、QF2,58,按与相邻元件的零序电流保护段配合,相邻元件的零序电流保护段动作电流,1.零序一段整定原则,59,按与相邻元件的零序电流保护后备段配合,相邻元件的零序电流保护后备段动作电流,2.零序二段整定原则,60,（二）部分变压器中性点接地的零序电流电压保护,61,当变压器接地时可采用“（一）中性点直接接地变压器的零序

12、电流保护”的方法,当变压器不接地时采用零序电压保护。零序电压继电器的动作电压按躲过部分变压器接地电网发生接地故障时，保护安装处可能出现的最大零序电压整定。一般取180V。动作时间取,1.全绝缘变压器,62,跳QF1,跳QF,63,2.分级绝缘变压器,为保证变压器的安全，应先切除不接地变压器，后切除接地变压器,跳QF2,64,零序电流保护设有两个时限， 时限跳开分段 断路器， 时限跳开本变压器,零序电压保护设有一个时限 。其动作电压按躲过零序电压过滤器最大不平衡电压整定，一般 取二次值为5V,为保证先跳开不接地变压器，时限配合关系为：,65,（三）中性点经放电间隙接地变压器的零序电流电压保护,（）中性点经隔离刀闸直接接地时，配置两段式零序电流保护,（）中性点经放电间隙接地时，配置间隙电流保护和零序电压保护。当放电间隙击穿时有零序电流，当放电间隙恢复后有零序电压，所以间隙电流与零序电压保护按或门构成，保护经短延时跳闸,66,跳变压器各 侧断路器,67,六、三绕组变压器保护的特点,68,（一）三绕组变压器差动保护的特点,（二）三绕组变压器过电流保护的特点,69,（一）三绕组变压器差动保护的特点,电流互感器的选择应保证在正常或外部故障时：,70,高压侧互感器变比与中压侧互感器变比应满足：,中压侧互感器变比与低压侧互感器变比应满足：,高压侧互感器变比与低压侧互感