任務三變壓器后備保護性能檢驗與運行維護資料

1、山西電院目標教學教案任課教師編寫日期年月日教研室主任審批日期年月日授課日期班級任務內(nèi)容： 項目五 電力變壓器保護裝置性能檢驗與運行維護任務三 變壓器后備保護性能檢驗與運行維護素質(zhì)目標： 1.培養(yǎng)學生服從、認真的職業(yè)習慣培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作的能力能力目標： 1.具有分析過電流保護、接地保護原理的能力具有完成過電流保護和接地保護動作性能檢驗和運行維護的能力知識目標： 1.掌握電力變壓器的過電流保護作用、接線、構成、動作分析掌握電力變壓器的接地保護作用、接線、構成、動作分析任務重點： 電力變壓器的過電流保護、接地保護的作用、接線任務難點： 電力變壓器的接地保護的動作分析教學方法： 講授法，案例法，多媒

2、體講授布置作業(yè)： P192 6-13課后分析：教學內(nèi)容及板書【任務描述】：【任務準備】：【任務實施】 ：【相關知識】 ：項目五電力變壓器保護裝置性能檢驗與運行維護任務三變壓器后備保護性能檢驗與運行維護過程設計及提示變壓器相間短路的后備保護既是變壓器主保護的后備又是相鄰母線或線路的后備保護，其保護方式根據(jù)變壓器容量和系統(tǒng)短路電流水平不同，可采用不同的保護。 1）分析過電流保護的工作原理及整定計算； 2）分析低電壓啟動的過電流保護的工作原理及整定計算； 3）分析復合電壓啟動的過電流保護的工作原理及整定計算； 4）分析過負荷保護的工作原理及整定計算。查閱繼電保護和自動裝置的運行規(guī)程中關于變壓器的部分

3、。過電流保護的工作原理及整定計算；低電壓啟動的過電流保護的工作原理及整定計算；復合電壓啟動的過電流保護的工作原理及整定計算；過負荷保護的工作原理及整定計算。變壓器相間短路的后備保護任務實施步驟：第一步，畫出變壓器過電流保護的原理接線圖，分析其動作情況，整定計算的原則。第二步，畫出低電壓啟動的過電流保護的原理接線圖，分析動作情況，進行整定計算。第三步，畫出復合電壓啟動的過電流保護的原理接線圖， 分析動作情況， 進行整定計算。第二步，畫出過負荷保護的原理接線圖，分析動作情況，進行整定計算。一、過電流保護教學內(nèi)容及板書過程設計及提示二、低電壓啟動的過電流保護保護的啟動元件包括電流繼電器和低電壓繼電器

4、，只要當電流元件和電壓元件同時動作后，才能起動時間繼電器經(jīng)引入：變壓器相間短路的后備保護可采用過電流保護、低電壓起動的過電流保護、復合電壓起動的過電流保護或負序電流保護等。1、保護的起動電流按躲過變壓器的最大負荷電流整定2、變壓器的最大負荷電流的確定1）對并聯(lián)運行的變壓器，應考慮切除一臺變壓器后的負荷電流。當各臺變壓器的容量相同時，可按下式計算：n-并列運行變壓器的最少臺數(shù)Int-每臺變壓器的額定電流（2）對降壓變壓器，應考慮負荷中電動機自起動時的最大電流。KMS-自啟動系數(shù)，其值與負荷性質(zhì)，負荷與電源間的電氣距離有關。 在 110Kv 變電所， 35KV側取 1.52.0 ， 10KV側取1

5、.52.53、保護的靈敏系數(shù)按下式校驗：要求：作為近后備保護，取變壓器低壓側母線為校驗點，要求Ksen=1.52.0 ；教學內(nèi)容及板書過程設計及提示預定時間后，起動出口中間繼電器動作作為遠后備保護，取相鄰線路末端為校于跳閘。驗點，要求 Ksen1.2 。 4 、保護的動作時限應比相鄰元件保護的最大動作時限大一個階梯時限 t 。5、特點變壓器過流保護動作電流大，靈敏度低，一般用在容量較小的變壓器或做為變壓器相鄰元件后備保護。（1）電流元件的起動電流按躲過變壓器的額定電流整定Krel-可靠系數(shù)，取 1.2Kre-返回系數(shù)，取 0.85（2）低電壓元件的起動電壓應小于正常運行時最低工作電壓，同時，外

6、部故障切除后，電動機起動的過程中，它必須返回。根據(jù)運行經(jīng)驗，通常用UNT- 保護安裝處額定線電壓靈敏系數(shù)校驗（1）電流元件的靈敏系數(shù)校驗與過電流的校驗相同（2）電壓元件的靈敏系數(shù)按下式校驗：U - 后備保護范圍末端發(fā)生三相金三、復合電壓啟動的過電流保護Kmax屬性短路時保護安裝出的最大殘余電保護由三部分組成：壓。電流元件、電壓元件（含負序電壓繼近后備保護靈敏系數(shù)大于等于 1.3 ，遠后電器 KVN和低電壓繼電器 KV）、時間元件。備大于等于 1.2特點：電流元件靈敏度高，電壓回路二教學內(nèi)容及板書四、負序過電流保護過程設計及提示次斷線能夠發(fā)出信號。但是接線復雜。應用：和負序電流保護一起構成變壓器

7、的后備保護。1、裝置動作情況如下：（1）當發(fā)生不對稱短路時，故障相電流繼電器動作，同時負序電壓繼電器動作，其動斷觸點斷開，致使低電壓繼電器 KV 失壓，動斷觸點閉合，起動閉鎖中間繼電器 KM。相電流繼電器通過 KM常開觸點起動時間繼電器 KT，經(jīng)整定延時起動信號和出口繼電器，將變壓器兩側斷路器斷開。（2）當發(fā)生對稱短路時，由于短路初始瞬間也會出現(xiàn)短時的負序電壓， KVN也會動作，使 KV失去電壓。當負序電壓消失后，KVN返回，動斷觸點閉合，此時加于KV線圈上的電壓已是對稱短路時的低電壓，只要該電壓小于低電壓繼電器的返回電壓 KV不致于返回，而且 KV的返回電壓是其起動電壓的 Kre（大于 1）

8、倍，因此，電壓元件的靈敏度可提高 Kre 倍。復合電壓啟動的過流保護在對稱短路和不對稱短路時都有較高的靈敏度。負序電壓繼電器的起動電壓按躲開正常運行情況下負序電壓濾過器輸出的最大不平衡電壓整定。根據(jù)運行經(jīng)驗，取2、復合電壓啟動的過電流保護的優(yōu)點：由于負序電壓繼電器的整定值較小，因此對于不對稱短路，其靈敏系數(shù)較高。對于對稱短路，電壓元件的靈敏性可提高 1.15 1.2 倍。由于保護反應負序電壓，因此對于變壓器后的不對稱短路，與變壓器的接線方式無關。（4）接線簡單教學內(nèi)容及板書五、過負荷保護變壓器的過負荷保護：只用一個電流繼電器，接于任一相電流中，經(jīng)延時動作于信號。過程設計及提示3、缺點：大容量變

9、壓器中，電流元件的靈敏度可能不能滿足要求。4、應用：中小容量變壓器1、保護裝置組成由電流繼電器和負序電流濾過器 Z 以及一套低電壓啟動的過電流保護組成。、負序電流保護的起動電流按以下條件選擇。躲開變壓器正常運行時負序電流濾過器出口的最大不平衡電流，其值一般為(0.1 0.2)IN.T躲開線路一相斷線時引起的負序電流。與相鄰元件上的后備保護在靈敏度上配合。1、過負荷保護的安裝方式：對雙繞組升壓變壓器，裝于發(fā)電機電壓側。對一側無電源的三繞組升壓變壓器，裝于發(fā)電機電壓側和無電源側。對三側有電源的三繞組升壓變壓器，三側均應裝設。對于雙繞組降壓變壓器，裝于高壓側。僅一側電源的三繞組降壓變壓器，若三側繞組

10、的容量相等，只裝于電源側；若三側繞組的容量不等，則裝于電源側及繞組容量較小側。對兩側有電源的三繞組降壓變壓器，三側均應裝設。2、過負荷保護的動作電流整定按躲過變教學內(nèi)容及板書過程設計及提示壓器的額定負荷電流整定，時間比變壓器的后備保護大一個t六、變壓器中性點直接接地時的零序電流保護1、適用：當發(fā)電廠、變電所單臺或并列運行的變壓器中性點接地運行時，其接地保護一般采用零序電流保護2、原理接線圖： 保護用電流互感器的接法及特性接于變壓器中性點引出線（也可用零序電流濾過器，但有不平衡電流）額定電壓可選比變壓器低一級, 變比可取1/21/3 變壓器額定變比 構成：兩段式零序電流保護，每一段帶有兩段時限，

11、動作后，以較短的時限斷開母聯(lián)或分段短路器，以較長的時限斷開變壓器各側短路器。3、各段的整定零序段：動作電流與被保護側母線引出線零序段配合整定時限與相鄰元件零序段配合整定，一般為 0.51.0s零序段：動作電流與被保護側母線引出線零序后備保護動作電流配合整定動作時限與被保護側母線引出線零序變壓器接地保護按照變壓器中性點直接接地和中性點可能接地也可能不接地的分級絕緣變壓器保護配置不同，學生要掌握為什么采用不同配置，分別配置怎樣的變壓器 。重點：掌握各個保護的動作原理和接線。畫出接線圖，學生先討論分析然后教師指導點評。掌握整定原則即可教學內(nèi)容及板書過程設計及提示后備保護動作時限配合整定七、中性點可能

12、接地也可能不接地的分級絕緣變壓器的接地保護保護的設置：零序電流保護，用于變壓器中性點地方式下零序電壓保護，用于變壓器中性點不接地方式下（一）中性點未裝放電間隙沖擊過電壓：可以用避雷器保護變壓器中性點絕緣工頻過電壓：單相接地且電網(wǎng)失去中性點接地時，此時出現(xiàn)工頻過電壓，避雷器放電后不能滅弧，所以不能保證變壓器中性點絕緣，此時必須首先切除中性點不接地變壓器，再切除中性點直接接地的變壓器1、原理接線圖：2、保護的構成：零序電流保護：裝于中性點回路的 TA、KA0、KT1 構成，在變壓器中性點直接接地時使用零序電壓保護： 110220KV母線電壓互也分作兩種情況，要掌握為什么每種情況下保護的配置不同。原

13、因，各配置怎樣的保護感器 TV、 KV0、KT2構成，在變壓器中性點不接地時使用注意： KV0 的動合觸點閉合后，經(jīng)KA0 的動斷觸點接到KT2的線圈KV0 的操作電源是來自中性點直接接地變壓器的零序電流3、保護的動作情況：重點，根據(jù)系統(tǒng)和原理圖，學生分析，教師點評，最后根據(jù)回答教師給出正確的結論。教學內(nèi)容及板書過程設計及提示 正常情況下， 3I 0=0，3U0=0，KA0 和KV0 均不動，保護不動。發(fā)電廠、變電站有兩臺及以上變壓器并列，一般只將部分接地， 而不接地變壓器無法采用零序電流保護，但當母線故障， 若母線保護拒動， 則中性點直接接地變壓器的零序電流保護動作切除此，此時局部系統(tǒng)變成中

14、性點不接地系統(tǒng)帶有接地故障點運行，對于分級絕緣變壓器是不能承受此過電壓的，由此裝設兩套保護。變壓器內(nèi)部或外部發(fā)生接地故障對于中性點直接接地的變壓器：變壓器的零序電流保護中的KA0 和并列的所有變壓器的零序電壓保護中的KV0動作， KA0 動作后，動斷觸點打開，將中性點接地變壓器的零序電壓保護解除，同時，動合觸點閉合起動KT1，KT1接點閉合后，小母線M 有電，先將所有不接地變壓器切除， 若故障仍未消除， 則經(jīng) KT1的延時再切除中性點接地變壓器。對于中性點不接地的變壓器：任一臺并列運行的直接接地變壓器的零序電流保護動作，將“ +”電源加到小母線M，使不接地變壓器的零序電壓保護的“+”電源接通，

15、此時KV0 由于 3U0 出現(xiàn)，接點閉合，“ +”電源從小母線 M經(jīng) KV0 的動斷觸點、KA0 的動斷觸點加到KT2，KT2動作，經(jīng)一定延時接點閉合，將中性點不接地變壓器切除，由于t1 t2 ，此時中性點直接教學內(nèi)容及板書過程設計及提示接地變壓器由較長的KT1切除。結論：由于 t1 t2 ，在發(fā)生單相接地故障時，可保證先斷開中性點不接地變壓器，后斷開接地變壓器，防止分級絕緣變壓器因中性點不接地而遭到的損壞。（二）中性點裝設放電間隙、保護的構成：兩段式零序電流保護零序電壓保護反應間隙放電電流的零序電流保護、保護的工作情況：變壓器中性點直接接地， 隔離開關QS合上，兩段式零序電流保護投入工作，與前面一樣，是具有兩段時限的保護，每一段以較短的時限斷開高壓側分段斷路器或母聯(lián)斷路器，以較長的時限斷開變壓器各側斷路器。 變壓器中性點不接地運行， 隔離開關 QS打開，當電網(wǎng)發(fā)生單相接地且失去中性點時，中性點不接地的變壓器的中性點將出現(xiàn)工頻過電壓，此