电力变压器保护及其整定计算.ppt

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1、电力变压器保护及其整定计算本节主要内容本节主要内容一、一、常见故障类型、不正常工作状态及其保护常见故障类型、不正常工作状态及其保护方式方式二、二、变压器的电流和电压保护变压器的电流和电压保护三、三、变压器的瓦斯保护变压器的瓦斯保护四、四、变压器的差动保护变压器的差动保护一、一、常见故障类型、不正常工作常见故障类型、不正常工作 状态及其保护方式状态及其保护方式常见故障类型常见故障类型不正常工作状态不正常工作状态相应的保护方式相应的保护方式二、变压器的电流和电压保护二、变压器的电流和电压保护电流速断保护电流速断保护过电流保护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 变压器的过负荷

2、保护变压器的过负荷保护三、三、变压器的瓦斯保护变压器的瓦斯保护 瓦斯继电器的结构和基本原理瓦斯继电器的结构和基本原理瓦斯保护的运行与接线瓦斯保护的运行与接线 四、四、变压器的差动保护变压器的差动保护纵联差动保护的工作原理纵联差动保护的工作原理变压器差动保护中不平衡电流产生原因变压器差动保护中不平衡电流产生原因及抑制措施及抑制措施（5点）点）BCH-2型继电器的结构与工作原理型继电器的结构与工作原理差动保护差动保护整定计算整定计算 故障类型故障类型内部故障内部故障：指油箱内的短路故障：指油箱内的短路故障 变压器绕组的相间短路变压器绕组的相间短路 包括包括 变压器绕组的匝间短路变压器绕组的匝间短路

3、 中性点接地侧的单相接地短路中性点接地侧的单相接地短路外部故障外部故障：指油箱外引出线的短路故障：指油箱外引出线的短路故障 相间短路相间短路 单相接地短路单相接地短路不正常工作状态不正常工作状态外部短路引起的过电流外部短路引起的过电流过电压过电压过负荷过负荷油面降低油面降低油温过高等油温过高等保护方式保护方式瓦斯保护瓦斯保护（气体保护）（气体保护）纵联差动保护纵联差动保护电流速断保护电流速断保护定时限过电流保护定时限过电流保护过负荷保护过负荷保护单相接地保护：单相接地保护：零序电流保护零序电流保护过励磁保护过励磁保护主主 保保 护护选其一选其一轻轻瓦斯：动作于信号瓦斯：动作于信号重瓦斯：动作于

4、跳闸重瓦斯：动作于跳闸后备保护：后备保护：辅助保护辅助保护车间变车间变610/0.4kV，容量容量1000kVA左左右，主保护采用右，主保护采用电流速断保护和瓦斯保护电流速断保护和瓦斯保护1。动作电流整定。动作电流整定 保护装置动作电流保护装置动作电流：躲过变压器二次侧母躲过变压器二次侧母线上最大三相线上最大三相 短路电流归算短路电流归算至一次侧的值至一次侧的值 可靠系数可靠系数，一般，一般DL取取1.31.4，GL取取1.51.6。为为躲过励磁涌流，需躲过励磁涌流，需电流速断保护电流速断保护2。灵敏度校验。灵敏度校验 一次侧最小两相短路电流值一次侧最小两相短路电流值 如不满足要求，则改用差动

5、保护。如不满足要求，则改用差动保护。3。接线。接线 同线路同线路段保护段保护4。评价。评价 优点优点：简单，动作迅速；：简单，动作迅速；缺点缺点：有死区有死区，不能保护变压器二次侧出口，不能保护变压器二次侧出口处短路，必须与过电流保护配合使用。处短路，必须与过电流保护配合使用。过电流保护过电流保护过电流保护既可作本级变压器的近后备保过电流保护既可作本级变压器的近后备保护，又可护，又可 作下级线路的远后备保护。作下级线路的远后备保护。1。动作电流整定。动作电流整定动作电流动作电流：躲过最大负荷电流躲过最大负荷电流 可靠系数可靠系数，DL取取1.21.3，返回系数返回系数，DL取取0.85。最大负

6、荷电流的计算：最大负荷电流的计算：（1 1）并列运行的）并列运行的m m台台变压器变压器（2）降压变压器）降压变压器 电动机自启动系数电动机自启动系数，35kV取取1.52，610 kV取取1.52.5。2。动作时限整定：。动作时限整定：时限阶梯原则时限阶梯原则3。灵敏度校验。灵敏度校验要求：要求：（1）作为本级变压器的近后备保护时：作为本级变压器的近后备保护时：KS 1.5 （2）作为相邻元件的远后备保护时：作为相邻元件的远后备保护时：KS 1.2式式中中：保保护护范范围围末末端端最最小小两两相相短路电流值。短路电流值。如如不不满满足足要要求求，则则改改用用低低电电压压启启动动的的过过电电流

7、保护流保护或或复合电压启动的过电流保护复合电压启动的过电流保护。4。接线。接线 同线路同线路段保护段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1。接线。接线低电压启动过电流保护接线低电压启动过电流保护接线（2）对称短路时，对称短路时，因短路瞬间存在非周期分量，出现因短路瞬间存在非周期分量，出现负序，继电器负序，继电器4，5，6相继动作，同时继电器相继动作，同时继电器1，2，3动动作，则时间继电器作，则时间继电器7启动，启动，继电器继电器9的接点去跳变压器两的接点去跳变压器两侧断路器。侧断路器。（3）当当YH断线时，断线时，继电器继电器4，5均动作，但均动作，但1，2，3不不动作，动作

8、，不会误动不会误动。2。工作原理。工作原理（1）不不对对称称短短路路时时，负负序序电电压压继继电电器器4动动作作，其其常常闭闭接接点点断断开开低低电电压压继继电电器器5的的线线圈圈，5接接点点返返回回，中中间间继继电电器器6动动作作，如如电电流流继继电电器器1，2，3中中有有一一个个动动作作，则则时时间间继继电电器器7启启动动，继继电电器器9的的接接点点去去跳跳变变压压器器两两侧侧断路器。断路器。3。整定计算。整定计算动作电流：动作电流：低电压继电器动作电压：低电压继电器动作电压：负序电压继电器动作电压负序电压继电器动作电压：灵敏度校验不作要求灵敏度校验不作要求如大型变压器仍不满足要求，可采用

9、负序如大型变压器仍不满足要求，可采用负序电流保护反应不对称短路。电流保护反应不对称短路。变压器的过负荷保护变压器的过负荷保护 过过负负荷荷一一般般情情况况下下都都是是对对称称的的，因因此此只只装装一相，延时动作于预告信号一相，延时动作于预告信号注意：注意：对双绕组降压变，装于高压侧。对双绕组降压变，装于高压侧。对对一一侧侧电电源源的的三三绕绕组组变变压压器器，如如三三侧侧容容量量相相同同，只只装装电电源源侧侧；如如容容量量不不同同，则则装装电电源源侧侧和和容容量较小侧。量较小侧。对双绕组升压变，装于低压侧。对双绕组升压变，装于低压侧。1。动作电流整定。动作电流整定 可靠系数可靠系数，取，取1.

10、05，返回系数返回系数，取，取0.85。2。动作时限整定：。动作时限整定：比后备保护大比后备保护大t t以上，一般取以上，一般取510 s。一、瓦斯继电器的结构和基本原理一、瓦斯继电器的结构和基本原理瓦斯保护瓦斯保护，又称为，又称为气体继电保护气体继电保护，是保护油浸，是保护油浸式电力变压器内部故障的一种基本保护装置。式电力变压器内部故障的一种基本保护装置。国标规定，国标规定，800KVA及以上的一般变压器和及以上的一般变压器和400KVA及以上的车间内油浸式变压器，均应装设及以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。瓦斯保护。瓦斯保护瓦斯保护只能反映变压器油箱内部的故障只能反映变压器油箱内

11、部的故障，而，而对变压器外部端子上的故障情况则无法反映。对变压器外部端子上的故障情况则无法反映。瓦斯保护瓦斯保护（气体保护）（气体保护）轻轻瓦斯：动作于信号瓦斯：动作于信号重瓦斯：动作于跳闸重瓦斯：动作于跳闸 安装：安装：气体继电器装设在变压器的油箱与油枕之间的气体继电器装设在变压器的油箱与油枕之间的联通管上。联通管上。变压器安装时应取变压器安装时应取1%1.5%的倾斜度；的倾斜度；联通管对油箱顶盖也有联通管对油箱顶盖也有2%4%的倾斜度。的倾斜度。二、瓦斯保护的运行与接线二、瓦斯保护的运行与接线 轻轻瓦瓦斯斯动动作作于于信信号号，重重瓦瓦斯斯动动作作于于跳跳闸闸(跳跳开开变变压器两侧断路器压

12、器两侧断路器)。在在充充油油或或变变压压器器修修理理后后重重新新灌灌油油时时，为为了了防防止止误误动动作作，将将重重瓦瓦斯斯切切换换至至动动作作用用于于信信号号，一一般般约约为为两、三天。在瓦斯继电器试验时也应切换至信号。两、三天。在瓦斯继电器试验时也应切换至信号。注注意意：保保护护的的出出口口中中间间继继电电器器必必须须是是自自保保持持中中间间继继电电器器KM，因因为为重重瓦瓦斯斯是是靠靠油油流流的的冲冲击击而而动动作作的的，油油流流的的速速度度不不恒恒定定(即即不不稳稳定定)，且且断断路路器器跳跳闸闸有有它它的的固固有有动动作作时时间间，为为了了防防止止短短时时闭闭合合造造成成动动作作不不

13、可可靠。靠。出口中间继电器出口中间继电器KM 采用采用“自保持自保持”回路。回路。接接 线线纵联差动保护的工作原理纵联差动保护的工作原理变压器纵联差动保护变压器纵联差动保护是反应变压器原副边两是反应变压器原副边两侧电流差值的一种快速侧电流差值的一种快速动作的保护装置。动作的保护装置。保护区保护区在变压器一、在变压器一、二次侧所装电流互感器二次侧所装电流互感器之间。之间。（2）在差动保护的保护区内）在差动保护的保护区内d点短点短路路时，对时，对于于单端供电单端供电的变压器来说的变压器来说 =0，所以，所以 =，继电器动作。继电器动作。对于对于双端供电双端供电的变的变压器来说压器来说 =+，继电器

14、也动作。继电器也动作。（1）在正常运行和外部短路时）在正常运行和外部短路时:=-=0（或或差差流流值值极极小小），继继电电器器不动作。不动作。变压器差动保护中不平衡变压器差动保护中不平衡电流产生原因及抑制措施电流产生原因及抑制措施（1）由由于于变变压压器器励励磁磁涌涌流流引引起起的的不不平平衡衡电电流。流。在在变变压压器器空空载载投投入入和和外外部部故故障障切切除除后后电电压压恢恢复复时，则可能有很大的励磁电流时，则可能有很大的励磁电流(即即励磁涌流励磁涌流)。励磁涌流有如下励磁涌流有如下特点特点：含含有有很很大大成成分分的的非非周周期期分分量量，其其波波形形偏偏向向时时间间轴轴的的一侧。一侧

15、。含有大量高次谐波，而且以二次谐波为主。含有大量高次谐波，而且以二次谐波为主。波形之间出现间断角。波形之间出现间断角。减小励磁涌流影响的方法减小励磁涌流影响的方法如下：如下：采用具有速饱和铁心的差动继电器。采用具有速饱和铁心的差动继电器。利用利用BCH-2型差动继电器来实现。型差动继电器来实现。采用比较波形间断角来鉴别内部故障和励采用比较波形间断角来鉴别内部故障和励磁涌流的差动保护。磁涌流的差动保护。利用二次谐波制动而躲开励磁涌流。利用二次谐波制动而躲开励磁涌流。微机保护装置可实现微机保护装置可实现（2）由于变压器一、二次侧结线不同引）由于变压器一、二次侧结线不同引起的不平衡电流起的不平衡电流

16、 Y/-11接线的变压器原副边相位相差接线的变压器原副边相位相差30，因此必须补偿回来。因此必须补偿回来。补偿方法为：补偿方法为：变压器电流互感器备注Y两种三角形接法必须相同Y（3）由两侧电流互感器变比的计算值与）由两侧电流互感器变比的计算值与标准值不同引起起的不平衡电流标准值不同引起起的不平衡电流 可可以以在在电电流流互互感感器器二二次次回回路路接接入入自自耦耦电电流流互互感感器器来来进进行行平平衡衡，或或利利用用速速饱饱和和电电流流互互感感器器中中的的或或专专门门的的差差动动继继电电器器中中的的平平衡衡线线圈圈来来进进行行补偿，消除不平衡电流。补偿，消除不平衡电流。但但差差动动继继电电器器

17、的的平平衡衡线线圈圈只只有有整整数数匝匝数数可可供供选选择择。因因而而不不能能完完全全补补偿偿，需需在在动动作作电电流流整整定时躲过。定时躲过。（4）各侧电流互感器型号和特性不同引）各侧电流互感器型号和特性不同引起的不平衡电流起的不平衡电流 当当变变压压器器两两侧侧电电流流互互感感器器的的型型号号和和特特性性不不同同时时，其其饱饱和和特特性性也也不不同同(即即使使型型号号相相同同，其其特特性也不会完全相同性也不会完全相同)。因因此此尽尽可可能能选选择择同同型型号号或或相相近近型型号号的的电电流流互感器，并在动作电流整定时躲过。互感器，并在动作电流整定时躲过。（5）由于变压器分接头改变引起的不平

18、）由于变压器分接头改变引起的不平衡电流衡电流 变变压压器器在在运运行行时时，往往往往采采用用改改变变分分接接头头位位置置(即即改改变变高高压压线线圈圈的的匝匝数数)进进行行调调压压。因因为为分分接接头头的的改改变变，就就是是变变压压器器变变比比的的改改变变，电电流流互互感感器器二二次侧电流因而改变，引起新的不平衡电流。次侧电流因而改变，引起新的不平衡电流。通通过过提提高高保保护护动动作作电电流流躲躲过过。按按“0”分分接接头头整定，考虑整定，考虑5%的变动。的变动。结结论论：变变压压器器差差动动保保护护中中的的不不平平衡衡电电流流要要完完全全消消除除是是不不可可能能的的，但但采采取取措措施施，

19、减减小小其其影影响响，用以提高差动保护灵敏度是可能的。用以提高差动保护灵敏度是可能的。BCH-2差差动继电器的器的结构原理构原理 B柱面积是柱面积是A、C柱面积柱面积的两倍。的两倍。5，6，8，10，13，200，1，2，30，1，2，34，8，12，161-1 2-2 3-34-414 28 42 567 14 21 28(1)速饱和变流器工作原理速饱和变流器工作原理作用：作用：抑制励磁涌流产生的不平衡电流抑制励磁涌流产生的不平衡电流缺点：缺点：当内部短路时，会因短路电流非周期分量当内部短路时，会因短路电流非周期分量的存在，动作有一定延时。的存在，动作有一定延时。工作原理：工作原理：(2)短

20、路线圈工作原理短路线圈工作原理工作原理：工作原理：正常或内部短路时，铁心未饱和，正常或内部短路时，铁心未饱和，短路线圈不起作用；外部短路或有励磁涌流短路线圈不起作用；外部短路或有励磁涌流时，铁心饱和时，铁心饱和A柱比柱比B柱严重，因此对主磁通柱严重，因此对主磁通起削弱作用，防止误动作。起削弱作用，防止误动作。作用：作用：抑制励磁涌流和外部短路时产生的不平抑制励磁涌流和外部短路时产生的不平衡电流。而且匝数越多，作用越大。同时内衡电流。而且匝数越多，作用越大。同时内部短路时延时越严重。部短路时延时越严重。一般一般10M容量左右的容量左右的变压器选变压器选3-3抽头。抽头。(3)平衡线圈工作原理平衡线圈工作原理工作原理：工作原理：作用：作用：抑制由两侧电流互感器变比的计算值抑制由两侧电流互感器变比的计算值与标准值不同引起起的不平衡电流与标准值不同引起起的不平衡电流。但但因平衡线圈只能取整数匝，不能完全消除。因平衡线圈只能取整数匝，不能完全消除。谢 谢