第八章電力變壓器保護(hù)

1、第八章 電力變壓器保護(hù)馬全福第一節(jié) 變壓器的故障類型、異常運(yùn)行狀態(tài)和保護(hù)方式一、故障類型1.油箱內(nèi)部：繞組相間短路、匝間短路、單相接地短路。2.油箱外部：絕緣套管閃絡(luò)和爆炸、引線相間短路、引線接地短路。二、異常運(yùn)行狀態(tài) 外部短路引起的過電流、過負(fù)荷、油面降低、溫度升高、過電壓、過勵(lì)磁。第一節(jié) 變壓器的故障類型、異常運(yùn)行狀態(tài)和保護(hù)方式三、保護(hù)裝置的配置（一）主保護(hù)1.瓦斯保護(hù)2.差動(dòng)保護(hù)和電流速斷保護(hù)3.差動(dòng)電流速斷保護(hù)4.負(fù)序功率方向保護(hù)（二）后備保護(hù)1.相間后備保護(hù)：本身的近后備，相鄰的遠(yuǎn)后備2.接地后備保護(hù)：本身的近后備，相鄰的遠(yuǎn)后備（三）異常運(yùn)行保護(hù)1.過負(fù)荷保護(hù)2.過勵(lì)磁保護(hù)3.油溫高

2、保護(hù)第二節(jié) 變壓器的氣體保護(hù)1.什么是氣體保護(hù)？ 當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)，短路電流和故障點(diǎn)存在的高溫電弧使變壓器油和絕緣材料分解，產(chǎn)生大量氣體，利用這些氣體及其形成油流速度實(shí)現(xiàn)的保護(hù)，稱為氣體保護(hù)。 也稱為瓦斯保護(hù)，分為輕瓦斯和重瓦斯。2.瓦斯繼電器 瓦斯繼電器安裝在變壓器油箱與油枕的連接導(dǎo)管上，繼電器上的箭頭指向油枕。第二節(jié) 變壓器的氣體保護(hù) 瓦斯繼電器結(jié)構(gòu) 原理 正常運(yùn)行時(shí)，繼電器及開口杯內(nèi)均充滿油，觸點(diǎn)斷開，繼電器不動(dòng)作；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障或油面降低時(shí)，觸點(diǎn)閉合，發(fā)出輕瓦斯信號或發(fā)出跳閘命令。第二節(jié) 變壓器的氣體保護(hù)3.原理接線第三節(jié) 變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)一、基本原理與接線1.原理 是通過比

3、較變壓器各側(cè)電流的大小及相位構(gòu)成的保護(hù)。 2.接線第三節(jié) 變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)二、產(chǎn)生不平衡電流的原因（一）兩側(cè)繞組連接方式不同 由于變壓器繞組的星形接線和三角形接線的相、線電流相位不同，及三角形接線電流相位超前星形接線300。出現(xiàn)不平衡電流第三節(jié) 變壓器的縱差動(dòng)保護(hù) 相位補(bǔ)償?shù)姆椒ǖ谌?jié) 變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)（二）變壓器的勵(lì)磁涌流 當(dāng)變壓器空載合閘或外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，出現(xiàn)的勵(lì)磁電流數(shù)值很大，可能達(dá)到額定電流的68倍，稱之為勵(lì)磁涌流。1.勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的原因 當(dāng)變壓器空載合閘瞬間u0，鐵芯中的磁通為m，由于磁通不能突變，故出現(xiàn)幅值為 m的暫態(tài)磁通，鐵芯中的總磁通為暫態(tài)與穩(wěn)態(tài)磁通之和，此值使鐵

4、芯嚴(yán)重飽和，勵(lì)磁電流達(dá)到最大值。第三節(jié) 變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)2.勵(lì)磁涌流的特點(diǎn)（1）初始值很大，可達(dá)額定電流的68倍（2）含有大量的非周期分量（3）含有大量的高次諧波，以2次為主（4）波形之間出現(xiàn)間斷，在一個(gè)周期中間斷角為d3.躲過勵(lì)磁涌流影響的措施（1）采用帶速飽和變流器的差動(dòng)繼電器（2）采用2次諧波制動(dòng)原理（3）利用鑒別波形間斷角的大小或比較勵(lì)磁涌流與短路電流的變化率原理（4）利用波形對稱原理（5）采用差動(dòng)電流速斷保護(hù)第三節(jié) 變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)（三）電流互感器的計(jì)算變比與實(shí)際變比不同（1）利用自耦變流器（2）利用速飽和變流器的平衡線圈（3）調(diào)節(jié)電抗變換器線圈抽頭和鐵芯氣隙（四）兩側(cè)電流互感器

5、勵(lì)磁特性不同 在整定計(jì)算時(shí)引入接線系數(shù)，同型取0.5，不同型取1（五）運(yùn)行中調(diào)壓分接頭改變 在計(jì)算定值時(shí)考慮第三節(jié) 變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)三、變壓器的差動(dòng)保護(hù)方式（一）差動(dòng)電流速斷保護(hù)（二）帶加強(qiáng)型速飽和變流器的差動(dòng)繼電器構(gòu)成的差動(dòng)保護(hù)1.速飽和變流器的工作原理2.帶加強(qiáng)型速飽和變流器的繼電器（三）比率制動(dòng)型差動(dòng)繼電器構(gòu)成的保護(hù)1.BCH1繼電器保護(hù)2.整流型比率制動(dòng)繼電器保護(hù)第三節(jié) 變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)（四）標(biāo)積制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù) 是比率制動(dòng)式保護(hù)的一種形式，與比率制動(dòng)式的區(qū)別是：保護(hù)的制動(dòng)量由兩側(cè)電流的標(biāo)積決定。 標(biāo)積制動(dòng)式保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)：單側(cè)電源供電時(shí)，若設(shè)備發(fā)生故障，一側(cè)有流為零，沒有制動(dòng)量，但保護(hù)

6、能夠靈敏動(dòng)作。（五）2次諧波制動(dòng)原理保護(hù) 利用變壓器勵(lì)磁涌流中含有2次諧波分量構(gòu)成保護(hù)，為了躲過外部短路的影響，保護(hù)包括2次諧波制動(dòng)、比率制動(dòng)和差動(dòng)速斷三部分。第四節(jié) 變壓器的電流速斷保護(hù) 保護(hù)動(dòng)作電流整定（1）躲過低壓側(cè)母線故障時(shí)流過的最大短路電流（2）躲過空載合閘時(shí)的勵(lì)磁涌流 以上兩者中取大值。 靈敏度校驗(yàn) 低壓母線最小兩相短路電流與定值比值不小于2即可。 對于小容量變壓器，裝設(shè)電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)第五節(jié) 后備保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)一、過電流保護(hù) 動(dòng)作電流按躲過最大負(fù)荷電流整定，但要考慮（1）并列運(yùn)行的變壓器，切除一臺后的過負(fù)荷（2）降壓變壓器，考慮電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)第五節(jié) 后備保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)二、低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù) 在過電流保護(hù)中加裝低電壓閉鎖元件用于判斷過電流是短路還是過負(fù)荷引起。按躲過額定電流整定。第五節(jié) 后備保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)三、復(fù)合電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù) 在過電流保護(hù)中加入復(fù)合電壓元件用于提高保護(hù)動(dòng)作的靈敏度。第五節(jié) 后備保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)四、負(fù)序電流保護(hù) 通過反應(yīng)變壓器不對稱故障時(shí)出現(xiàn)的負(fù)序分量構(gòu)成。第五節(jié) 后備