第八章電力變壓器保護學習教案

1、會計學1第八章電力第八章電力(dinl)變壓器保護變壓器保護第一頁，共45頁。（2）縱差保護(boh)或電流速斷保護(boh) 6300KVA及以上并列(bngli)運行的變壓器，10000KVA及以上單獨運行的變壓器，發(fā)電廠廠用工作變壓器和工業(yè)企業(yè)中6300KVA及以上重要的變壓器，應裝設(shè)縱差保護。 10000KVA及以下的電力(dinl)變壓器，應裝設(shè)電流速斷保護。對于2000KVA以上的變壓器，當電流速斷保護靈敏度不能滿足要求時，也應裝設(shè)縱差保護。 縱差保護或電流速斷保護：反應電力變壓器繞組、套管及引出線發(fā)生的短路故障。第1頁/共45頁第二頁，共45頁。（3）相間(xingjin)短路的

2、后備保護作用：反應外部相間短路引起的變壓器過電流，同時作為瓦斯保護和縱差保護的后備保護，其動作時限(shxin)按階梯形原則來整定。 第2頁/共45頁第三頁，共45頁。（4）接地(jid)短路的零序保護作用(zuyng)：零序保護用于反應變壓器高壓側(cè)（或中壓側(cè)），以及外部元件的接地短路。 變壓器中性點直接接地運行，應裝設(shè)零序電流保護(boh)；變壓器中性點可能接地或不接地運行時，應裝設(shè)零序電流、電壓保護(boh)。 第3頁/共45頁第四頁，共45頁。（5）過負荷(fh)保護 400KVA以上的變壓器，當數(shù)臺并列運行或單獨運行并作為其他負荷的備用電源(dinyun)時，應裝設(shè)過負荷保護。過負荷保

3、護通常只裝在一相，延時動作于發(fā)信號。 高壓側(cè)電壓為500KV及以上的變壓器，因頻率降低和電壓升高而引起的變壓器勵磁電流升高，應裝設(shè)變壓器過勵磁保護。對變壓器溫度和油箱內(nèi)壓力升高，以及(yj)冷卻系統(tǒng)故障，應裝設(shè)相應的保護裝置。第4頁/共45頁第五頁，共45頁。第二節(jié) 氣體(qt)保護一、氣體保護一、氣體保護(boh)： 反應變壓器油箱內(nèi)部氣體量的多少和油流速度而動作的保護反應變壓器油箱內(nèi)部氣體量的多少和油流速度而動作的保護(boh)，保護，保護(boh)變壓器油箱內(nèi)各種短路故障，特別是對繞組的相間短路和匝間短路。并且是變壓器鐵芯燒損的唯一保護變壓器油箱內(nèi)各種短路故障，特別是對繞組的相間短路和匝

4、間短路。并且是變壓器鐵芯燒損的唯一保護(boh)方式。方式。 由于短路點電弧的作用，將使變壓器油和其他絕緣材料由于短路點電弧的作用，將使變壓器油和其他絕緣材料(ju yun ci lio)分解，產(chǎn)生氣體。氣體從油箱經(jīng)連通管流向油枕，利用氣體的數(shù)量及流速構(gòu)成氣體保護。分解，產(chǎn)生氣體。氣體從油箱經(jīng)連通管流向油枕，利用氣體的數(shù)量及流速構(gòu)成氣體保護。第5頁/共45頁第六頁，共45頁。二、構(gòu)成和工作二、構(gòu)成和工作(gngzu)原理原理1 1、氣體、氣體(qt)(qt)繼電器的結(jié)構(gòu)繼電器的結(jié)構(gòu)1罩；2頂針；3氣塞；4永久磁鐵；5開口杯；6重捶；7探針(tn zhn)；8開口銷；9彈簧；10擋板；11永久磁

5、鐵；12螺桿；13干簧觸點（重）；14調(diào)節(jié)桿；15干簧觸點（輕）；16套管；17排氣口第6頁/共45頁第七頁，共45頁。2 2、氣體繼電器的工作、氣體繼電器的工作(gngzu)(gngzu)原理原理a)變壓器正常(zhngchng)運行時上下兩對觸點上下兩對觸點(ch din)都斷開，不發(fā)出信號都斷開，不發(fā)出信號第7頁/共45頁第八頁，共45頁。b)b)變壓器油箱內(nèi)部變壓器油箱內(nèi)部(nib)(nib)發(fā)生輕微故障發(fā)生輕微故障上觸點接通信號回路，發(fā)出音響上觸點接通信號回路，發(fā)出音響(ynxing)和燈光信號，這稱之為和燈光信號，這稱之為“輕瓦斯動作輕瓦斯動作”第8頁/共45頁第九頁，共45頁。c

6、)c)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生(fshng)(fshng)嚴重故障嚴重故障下觸點下觸點(ch din)接通跳閘回路，使斷路器跳閘，同時發(fā)出音響和燈光信號，這稱之為接通跳閘回路，使斷路器跳閘，同時發(fā)出音響和燈光信號，這稱之為“重瓦斯動作重瓦斯動作”第9頁/共45頁第十頁，共45頁。d)d)變壓器油箱變壓器油箱(yuxing)(yuxing)漏油漏油上觸點上觸點(ch din)(ch din)接通，發(fā)出報警信號；接通，發(fā)出報警信號；下觸點下觸點(ch din)(ch din)接通，使斷路器跳閘，同時發(fā)出跳閘信號。接通，使斷路器跳閘，同時發(fā)出跳閘信號。 第10頁/共45頁第十一頁，共45

7、頁。3 3、氣體、氣體(qt)(qt)繼電器的安繼電器的安裝裝安裝在油箱與油枕之間的連接安裝在油箱與油枕之間的連接(linji)管道上。管道上。為什么變壓器是斜著的？為什么變壓器是斜著的？為了不妨礙氣體的流通，變壓器安裝時應使頂蓋沿瓦斯繼電器的方向為了不妨礙氣體的流通，變壓器安裝時應使頂蓋沿瓦斯繼電器的方向(fngxing)(fngxing)與水平面具有與水平面具有1 11.51.5的升高坡度，通往繼電器的連接管具有的升高坡度，通往繼電器的連接管具有2 24 4的升高坡度。的升高坡度。第11頁/共45頁第十二頁，共45頁。第12頁/共45頁第十三頁，共45頁。三、氣體保護(boh)的原理接線圖

8、第13頁/共45頁第十四頁，共45頁。主要主要(zhyo)優(yōu)點：優(yōu)點：因此氣體因此氣體(qt)保護可作為變壓器的主保護之一，與縱差動保護相互配合、相互補充，實現(xiàn)快速而靈敏地切除變壓器油箱內(nèi)、外及引出線上發(fā)生的各種故障。保護可作為變壓器的主保護之一，與縱差動保護相互配合、相互補充，實現(xiàn)快速而靈敏地切除變壓器油箱內(nèi)、外及引出線上發(fā)生的各種故障。 動作迅速、靈敏度高、安裝接線簡單、能反應油箱內(nèi)部發(fā)生的各種動作迅速、靈敏度高、安裝接線簡單、能反應油箱內(nèi)部發(fā)生的各種( zhn)故障。故障。四、對氣體保護的評價：四、對氣體保護的評價： 不能反應油箱以外的套管及引出線等部位上發(fā)生的故障。不能反應油箱以外的套

9、管及引出線等部位上發(fā)生的故障。 主要缺點：主要缺點：第14頁/共45頁第十五頁，共45頁。 2. 2.變壓器縱差保護的特點變壓器縱差保護的特點 （不平衡電流產(chǎn)生（不平衡電流產(chǎn)生(chnshng)(chnshng)的原因和消除方法）的原因和消除方法）21TATTAnnn第15頁/共45頁第十六頁，共45頁。不平衡電流的產(chǎn)生原因不平衡電流的產(chǎn)生原因減輕和消除方法減輕和消除方法1 1勵磁涌流的影響勵磁涌流的影響a.a.速飽和變流器；速飽和變流器；b.b.波形鑒別；波形鑒別；c.c.二次諧波制動二次諧波制動; ;d.d.互感器的接法和變比互感器的接法和變比e.e.平衡線圈補償平衡線圈補償2 2變壓器兩

10、側(cè)電流相位不同變壓器兩側(cè)電流相位不同3 3計算變比與實際變比不同計算變比與實際變比不同4 4兩側(cè)電流互感器型號不同兩側(cè)電流互感器型號不同5 5變壓器帶負荷調(diào)整分接頭變壓器帶負荷調(diào)整分接頭第16頁/共45頁第十七頁，共45頁。4.4.變壓器縱差動保護的整定計算變壓器縱差動保護的整定計算(j sun)(j sun)原則原則縱差動保護起動電流縱差動保護起動電流(dinli)的整定原則的整定原則躲開躲開(du ki)變壓器的最大負荷電流變壓器的最大負荷電流.maxsetrelLIKI為了避免由于電流互感器二次回路斷線時可能引起的差動保護誤動作。為了避免由于電流互感器二次回路斷線時可能引起的差動保護誤動

11、作。relK可靠系數(shù)，取可靠系數(shù)，取1.31.3.maxLI最大負荷電流最大負荷電流第17頁/共45頁第十八頁，共45頁。GII2IIIII2rIII第18頁/共45頁第十九頁，共45頁。躲開變壓器保護范圍躲開變壓器保護范圍(fnwi)外部短路時的最大不平衡電流外部短路時的最大不平衡電流.maxsetrelunbIKIrelK可靠可靠(kko)(kko)系數(shù)，取系數(shù)，取1.31.3；.maxunbI最大負荷最大負荷(fh)電流，其計算式為；電流，其計算式為；.max.max(10%)unbzanpstkIfUKKI zaf變比、匝數(shù)引起的相對誤差；變比、匝數(shù)引起的相對誤差；U帶負荷調(diào)壓引起的相

12、對誤差；帶負荷調(diào)壓引起的相對誤差；0.1電流互感器容許的最大相對誤差；電流互感器容許的最大相對誤差；npK非周期分量系數(shù)；非周期分量系數(shù)；stK電流互感器的同型系數(shù)，取為電流互感器的同型系數(shù)，取為1 1；第19頁/共45頁第二十頁，共45頁。躲開躲開(du ki)變壓器最大勵磁涌流變壓器最大勵磁涌流setrelNIKK IrelK可靠可靠(kko)(kko)系數(shù)，取系數(shù)，取1.31.31.51.5；K勵磁勵磁(l c)涌流的最大倍數(shù)；涌流的最大倍數(shù)；NI變壓器額定電流；變壓器額定電流；縱差動保護靈敏系數(shù)的校驗縱差動保護靈敏系數(shù)的校驗.min.krsenset rIKI第20頁/共45頁第二十一

13、頁，共45頁。對于容量較小的變壓器，當靈敏對于容量較小的變壓器，當靈敏(ln mn)(ln mn)系數(shù)滿足要求時，可在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護，它與瓦斯保護配合，以反應變壓器繞組及變壓器電源側(cè)的引出線套管上的各種故障。系數(shù)滿足要求時，可在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護，它與瓦斯保護配合，以反應變壓器繞組及變壓器電源側(cè)的引出線套管上的各種故障。第四節(jié)第四節(jié) 電流速電流速(li s)(li s)斷保護斷保護第21頁/共45頁第二十二頁，共45頁。一、變壓器電流速斷保護一、變壓器電流速斷保護(boh)原理接線圖原理接線圖信號第22頁/共45頁第二十三頁，共45頁。二、電流速斷保護二、電流速斷保護(boh)的整

14、定計算：的整定計算：（）按躲過變壓器負荷側(cè)母線短路（）按躲過變壓器負荷側(cè)母線短路(dunl)(dunl)時流過保護的最大短路時流過保護的最大短路(dunl)(dunl)電流整定：電流整定： max. 2krelactIKI（2 2）躲過變壓器空載投入時的勵磁）躲過變壓器空載投入時的勵磁(l c)(l c)涌流涌流 TNactII)53(選擇其中的較大者作為保護的動作值選擇其中的較大者作為保護的動作值actksenIIK)2(min. 1min.要求要求 大于等于大于等于2 2。靈敏系數(shù)：靈敏系數(shù)：min.senK第23頁/共45頁第二十四頁，共45頁。 變壓器相間短路的后備保護變壓器相間短路的

15、后備保護(boh)，既是變，既是變壓器主保護壓器主保護(boh)的后備保護的后備保護(boh)，又可作，又可作為相鄰母線或線路的后備保護為相鄰母線或線路的后備保護(boh)。一、相間一、相間(xingjin)短路的過電流保護短路的過電流保護1 1、使用、使用(shyng)(shyng)條件條件 過電流保護宜用于降壓變壓器。過電流保護宜用于降壓變壓器。2 2、安裝地點：電源側(cè)。、安裝地點：電源側(cè)。第五節(jié)第五節(jié) 變壓器相間短路的后備保護變壓器相間短路的后備保護和過負荷保護和過負荷保護第24頁/共45頁第二十五頁，共45頁。3 3、保護、保護(boh)(boh)的整定計的整定計算算max.Lrere

16、lactIKKI最大負荷電流最大負荷電流 確定確定(qudng)(qudng)： 對于并列運行的變壓器：對于并列運行的變壓器：TNLImmI.max.1 對于對于(duy)(duy)降壓變壓器：降壓變壓器：TNssLIKI.max.max.LI保護靈敏度保護靈敏度actksenIIKmin.動作電流：動作電流：（要求大于）（要求大于）1.21.2第25頁/共45頁第二十六頁，共45頁。信號保護保護(boh)原理接線圖原理接線圖第26頁/共45頁第二十七頁，共45頁。二、復合二、復合(fh)電壓起動的過電流保護電壓起動的過電流保護1 1、保護、保護(boh)(boh)原理接線圖原理接線圖第27頁

17、/共45頁第二十八頁，共45頁。2 2、保護、保護(boh)(boh)的整定計算的整定計算動作動作(dngzu)值值低電壓元件低電壓元件(yunjin)：TNactUU.7 . 0TNactUU.)6 . 05 . 0(max.LrerelactIKKI電流元件：電流元件：火電廠升壓變壓器：火電廠升壓變壓器：負序電壓元件：負序電壓元件：TNactUU. 2)12. 006. 0(第28頁/共45頁第二十九頁，共45頁。負序電壓元件：負序電壓元件：actksenUUK.min.)(22電流元件：電流元件：actksenIIKmin.（要求（要求(yoqi)(yoqi)大于大于1.21.2）（要求

18、（要求(yoqi)(yoqi)大于大于1.21.2）低電壓元件低電壓元件(yunjin)：max. kactsenUUK（要求大于（要求大于1.21.2）第29頁/共45頁第三十頁，共45頁。 對于大容量的發(fā)電機變壓器組，由于額定電流大，電流元件往往不能滿足遠后備靈敏度的要求，可采用負序電流保護。負序電流元件和反應對于大容量的發(fā)電機變壓器組，由于額定電流大，電流元件往往不能滿足遠后備靈敏度的要求，可采用負序電流保護。負序電流元件和反應(fnyng)(fnyng)對稱短路故障的單相式低壓過電流保護組成。對稱短路故障的單相式低壓過電流保護組成。 負序電流保護靈敏度較高，且在星、三角接線的負序電流保

19、護靈敏度較高，且在星、三角接線的變壓器另一側(cè)發(fā)生不對稱短路變壓器另一側(cè)發(fā)生不對稱短路(dunl)(dunl)故障時，靈敏故障時，靈敏度不受影響，接線也較簡單。度不受影響，接線也較簡單。三、負序電流三、負序電流(dinli)(dinli)及單相式低壓起動的過電流及單相式低壓起動的過電流(dinli)(dinli)保護保護第30頁/共45頁第三十一頁，共45頁。第31頁/共45頁第三十二頁，共45頁。2 2、保護、保護(boh)(boh)的整定計的整定計算算動作動作(dngzu)值值（低電壓元件的整定與前面方式（低電壓元件的整定與前面方式(fngsh)相同）相同）20 10 2.( . . )ac

20、tN TII負序電流元件：負序電流元件：靈敏度靈敏度22( ).min.ksenactIKI（要求大于（要求大于1.21.2）第32頁/共45頁第三十三頁，共45頁。四、三繞組四、三繞組(roz)(roz)變壓器后備保護的配置原則變壓器后備保護的配置原則信號信號信號跳QF2跳QF2跳QF1跳QF3跳QF3第33頁/共45頁第三十四頁，共45頁。五、變壓器的過負荷五、變壓器的過負荷(fh)(fh)保護保護 過負荷保護反應過負荷保護反應(fnyng)(fnyng)變壓器對稱過負荷引變壓器對稱過負荷引起的過電流。保護用一個電流繼電器接于一相電流起的過電流。保護用一個電流繼電器接于一相電流，經(jīng)延時動作

21、于信號。，經(jīng)延時動作于信號。第34頁/共45頁第三十五頁，共45頁。(3)(3)對三側(cè)有電源的三繞組對三側(cè)有電源的三繞組(roz)(roz)升壓變壓器，三側(cè)均應裝設(shè)。升壓變壓器，三側(cè)均應裝設(shè)。(4)(4)對于雙繞組對于雙繞組(roz)(roz)降壓變壓器，裝于高壓側(cè)。降壓變壓器，裝于高壓側(cè)。(5)(5)僅一側(cè)電源僅一側(cè)電源(dinyun)(dinyun)的三繞組降壓變壓器，若三側(cè)的容量相等，只裝于電源的三繞組降壓變壓器，若三側(cè)的容量相等，只裝于電源(dinyun)(dinyun)側(cè)；若三側(cè)的容量不等，則裝于電源側(cè)；若三側(cè)的容量不等，則裝于電源(dinyun)(dinyun)側(cè)及容量較小側(cè)。側(cè)及

22、容量較小側(cè)。(6)(6)對兩側(cè)有電源的三繞組降壓變壓器，三側(cè)均應裝設(shè)。對兩側(cè)有電源的三繞組降壓變壓器，三側(cè)均應裝設(shè)。1 1、過負荷保護的安裝方式：、過負荷保護的安裝方式： (1)(1)對雙繞組升壓變壓器，裝于發(fā)電機電壓側(cè)。對雙繞組升壓變壓器，裝于發(fā)電機電壓側(cè)。(2)(2)對一側(cè)無電源的三繞組升壓變壓器，裝于發(fā)電機電壓側(cè)和無電源側(cè)。對一側(cè)無電源的三繞組升壓變壓器，裝于發(fā)電機電壓側(cè)和無電源側(cè)。第35頁/共45頁第三十六頁，共45頁。2 2、負荷保護的動作信號、負荷保護的動作信號 均經(jīng)過均經(jīng)過(jnggu)(jnggu)同一時間繼電器作用于信號同一時間繼電器作用于信號。 4、過負荷保護、過負荷保護(

23、boh)動作時限動作時限 應比變壓器的后備保護應比變壓器的后備保護(boh)動作時限大一個動作時限大一個t。一般取。一般取510秒。秒。TNrerelactIKKI.3 3、過負荷、過負荷(fh)(fh)保護的動作電流整定保護的動作電流整定 應按躲開變壓器的額定電流整定，即應按躲開變壓器的額定電流整定，即 第36頁/共45頁第三十七頁，共45頁。第37頁/共45頁第三十八頁，共45頁。信號跳QF2跳QF11 1、中性點直接接地、中性點直接接地(jid)(jid)變壓器的零序保護變壓器的零序保護第38頁/共45頁第三十九頁，共45頁。保護定值保護定值 00. .actcbactLIK K I式中：式中： 配合系數(shù)，取配合系數(shù)，取1.11.11.21.2；cK 零序電流分支系數(shù)；零序電流分支系數(shù)；bK 引出線零序電流保護后備引出線零序電流保護后備段的動作電流。段的動作電流。0 . .actLI第39頁/共45頁第四十頁，共45頁。2 2、中性點可能接地、中性