變壓器保護(hù)資料

1、變壓器保護(hù)袁 甄變壓器常見(jiàn)故障一覽變壓器常見(jiàn)故障統(tǒng)計(jì)變壓器保護(hù)典型配置方案擾動(dòng)類(lèi)型繼電保護(hù)解決方案故障繞組及其引出線(xiàn)的相間短路和中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)小電阻接地側(cè)的接地短路差動(dòng)保護(hù)：要求具有比例制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)和差速斷。比例差動(dòng)要有涌流閉鎖環(huán)節(jié)并可經(jīng)CT斷線(xiàn)閉鎖，差速斷不經(jīng)任何閉鎖。保護(hù)動(dòng)作后跳開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器繞組的匝間短路差動(dòng)保護(hù)與瓦斯保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作后跳開(kāi)跳開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。變壓器油溫、繞組溫度過(guò)高及油箱壓力過(guò)高瓦斯保護(hù)、壓力釋放、繞組溫度保護(hù)等非電量保護(hù)措施。保護(hù)要執(zhí)行國(guó)網(wǎng)公司的反措要求，采用啟動(dòng)電壓介于55%70%額定控制電壓，啟動(dòng)功率不小于5W的重動(dòng)繼電器實(shí)現(xiàn)就地直接跳閘，跳開(kāi)變壓器

2、各側(cè)斷路器。非電量保護(hù)設(shè)置獨(dú)立的電源回路，包括直流小空開(kāi)及直流電源監(jiān)視回路。有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)內(nèi)部故障調(diào)壓重瓦斯保護(hù)，并執(zhí)行國(guó)網(wǎng)公司的反措要求。冷卻系統(tǒng)故障非電量保護(hù)，外部相間短路引起的過(guò)電流過(guò)電流保護(hù)，宜在各繞組側(cè)分別配置?？蛇x擇經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖。對(duì)于高壓側(cè)和中壓側(cè)有電源的變壓器，可考慮設(shè)置方向，方向宜指向各自母線(xiàn)，并在主電源側(cè)設(shè)置一段無(wú)方向的過(guò)流保護(hù)。各側(cè)過(guò)流保護(hù)宜考慮設(shè)置動(dòng)作于縮小故障范圍的保護(hù)段和跳本側(cè)的保護(hù)段。對(duì)于主電源側(cè)的無(wú)方向過(guò)流保護(hù)段，動(dòng)作后跳變壓器各側(cè)短路。中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)小電阻接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過(guò)電流及中性點(diǎn)過(guò)電壓（1）零序過(guò)流保護(hù)，與本側(cè)高壓線(xiàn)路的接地保護(hù)配合，設(shè)置

3、兩段，每段設(shè)置兩個(gè)動(dòng)作時(shí)限，短時(shí)限作用于縮小故障范圍，長(zhǎng)時(shí)限作用于跳本側(cè)。對(duì)于中壓側(cè)中性點(diǎn)接地運(yùn)行的變壓器，高壓側(cè)和中壓側(cè)的零序過(guò)流保護(hù)要設(shè)置零序方向，方向指向本側(cè)母線(xiàn)。（2）間隙過(guò)流與間隙過(guò)壓保護(hù)，用于中性點(diǎn)間隙接地的分級(jí)絕緣變壓器，短延時(shí)跳開(kāi)變壓器各側(cè)開(kāi)關(guān)。（3）限制性接地保護(hù)，對(duì)中性點(diǎn)接地側(cè)的繞組內(nèi)部及其引出線(xiàn)端實(shí)現(xiàn)保護(hù)。保護(hù)動(dòng)作后跳開(kāi)變壓器各側(cè)開(kāi)關(guān)。中性點(diǎn)非有效接地側(cè)的單相接地故障靈敏接地保護(hù)，動(dòng)作與信號(hào)。斷路器失靈對(duì)于動(dòng)作于主電源側(cè)斷路器的保護(hù)，要設(shè)置斷路器失靈保護(hù)。異常運(yùn)行過(guò)負(fù)荷過(guò)負(fù)荷保護(hù)，動(dòng)作于信號(hào)，啟動(dòng)通風(fēng)，閉鎖調(diào)壓等。過(guò)勵(lì)磁對(duì)于電廠的升壓變壓器，設(shè)置過(guò)激磁保護(hù)。保護(hù)應(yīng)具有定時(shí)

4、限或反時(shí)限特性并與被保護(hù)變壓器的過(guò)勵(lì)磁特性相配合。定時(shí)限保護(hù)由兩段組成，低定值動(dòng)作于信號(hào)，高定值動(dòng)作于跳閘。油面降低輕瓦斯保護(hù)，動(dòng)作于信號(hào)。變壓器差動(dòng)保護(hù)1.保護(hù)接線(xiàn) 采集變壓器各電壓側(cè)的CT二次電流。 注意： （1）不推薦采用多分支或內(nèi)橋接線(xiàn)時(shí)，在外部CT二次合成后再被裝置采集。 （2）CT的極性。2.變壓器差動(dòng)保護(hù)的核心技術(shù)問(wèn)題（1）不同電壓側(cè)電流幅值不等的問(wèn)題（2）變壓器聯(lián)結(jié)組別造成的相角差的問(wèn)題（3）勵(lì)磁分支的影響的問(wèn)題（4）分接頭調(diào)壓的影響的問(wèn)題（5）外部接地故障造成差動(dòng)誤動(dòng)的問(wèn)題YYn,d-11k變壓器差動(dòng)保護(hù)2.1關(guān)于變壓器各電壓側(cè)電流幅值不等問(wèn)題的處理2.1.1平衡系數(shù)法K1*

5、IH=K2*IL如令K1=1.0,則有：IH=K2*IL。取變壓器的額定工況，則有K2=IH.e/IL.e平衡系數(shù)法的注意事項(xiàng)：基準(zhǔn)側(cè)！K1=1.0的那一側(cè)為變壓器的基準(zhǔn)側(cè)。2.1.2標(biāo)幺值法IH*=IH/IH.eIL*=IL/IL.eIH*=IL*標(biāo)幺值法的好處：不必?fù)?dān)心基準(zhǔn)側(cè)的問(wèn)題。變壓器差動(dòng)保護(hù)2.2關(guān)于變壓器聯(lián)接組別造成各側(cè)相位不等問(wèn)題的處理采用相位補(bǔ)償算法進(jìn)行處理相位補(bǔ)償相量圖Y,d-11變壓器差動(dòng)保護(hù)2.3關(guān)于變壓器勵(lì)磁分支影響問(wèn)題的處理2.3.1正常勵(lì)磁電流 變壓器正常運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁支路呈高阻狀態(tài)，勵(lì)磁電流很小?？梢钥紤]在87T的啟動(dòng)值整定時(shí)，增加一個(gè)5%Ie左右的勵(lì)磁電流誤差項(xiàng)即

6、可。2.3.2過(guò)勵(lì)磁工況 變壓器運(yùn)行時(shí)，如果系統(tǒng)電壓升高或者系統(tǒng)頻率降低，會(huì)造成勵(lì)磁分支阻抗的減小，這時(shí)，勵(lì)磁電流將顯著增加，使得87T的不平衡差流增大。對(duì)于超高壓大型變壓器，必須考慮設(shè)置過(guò)勵(lì)磁閉鎖87T的環(huán)節(jié)。研究表明，過(guò)勵(lì)磁時(shí)勵(lì)磁電流的5次諧波含量升高，所以，用5次諧波來(lái)閉鎖87T。變壓器差動(dòng)保護(hù)2.3關(guān)于變壓器勵(lì)磁分支影響問(wèn)題的處理2.3.3勵(lì)磁涌流勵(lì)磁涌流的特點(diǎn)與電源電壓幅值Um有關(guān)。Um越大，勵(lì)磁涌流越大。與上電合閘角有關(guān)。 =0時(shí)合閘，勵(lì)磁涌流最大； =90時(shí)合閘，勵(lì)磁涌流最小；與鐵芯剩磁有關(guān)。送電前剩磁越大，送電后勵(lì)磁涌流越大。與變壓器結(jié)構(gòu)、鐵芯材料及制造工藝有關(guān)三相發(fā)生勵(lì)磁涌流

7、的程度不一樣。涌流波形不對(duì)稱(chēng)。涌流波形中偶次諧波含量豐富，以2次、4次諧波為主。變壓器容量越小，勵(lì)磁涌流倍數(shù)越大。變壓器與電源之間的聯(lián)系阻抗越大，涌流越小。變壓器差動(dòng)保護(hù)2.3關(guān)于變壓器勵(lì)磁分支影響問(wèn)題的處理2.3.3勵(lì)磁涌流 空投變壓器時(shí)，或者運(yùn)行中的變壓器在其電源電壓發(fā)生跌落后又升高時(shí)（比如故障發(fā)生到故障切除），會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流。涌流特征為2次諧波含量豐富。常常用2次諧波含量的大小來(lái)構(gòu)成對(duì)87T的閉鎖，俗稱(chēng)2次諧波閉鎖。變壓器差動(dòng)保護(hù)2.3關(guān)于變壓器勵(lì)磁分支影響問(wèn)題的處理2.3.3勵(lì)磁涌流交叉閉鎖邏輯按相閉鎖邏輯變壓器差動(dòng)保護(hù)2.4關(guān)于變壓器分接頭調(diào)檔影響問(wèn)題的處理 變壓器差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算

8、，是在分接頭某一所謂的額定檔位下進(jìn)行的。當(dāng)LTC發(fā)生調(diào)檔后，對(duì)應(yīng)側(cè)的額定電流將發(fā)生變化，那么將給87T的定值帶來(lái)誤差。這個(gè)誤差可以通過(guò)在87T的啟動(dòng)值整定時(shí)考慮5%的誤差比例來(lái)解決。變壓器差動(dòng)保護(hù)2.5關(guān)于區(qū)外接地造成誤動(dòng)問(wèn)題的處理 零序電流只能在變壓器中性點(diǎn)接地側(cè)流通去除零序電流！YYn,d-11k國(guó)內(nèi)常用處理方法在進(jìn)行相位補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了零序電流的去除功能。要求：相位補(bǔ)償只能在Yn側(cè)進(jìn)行。國(guó)外常用處理方法SIEMENS的7UT，對(duì)指明中性點(diǎn)接地側(cè)的電流相量進(jìn)行去零處理。ABB的RET615，指明是否采用含“去除零序”的相位補(bǔ)償方式。SEL的787/387/587，通過(guò)相位補(bǔ)償或指定

9、Yn側(cè)連接組別點(diǎn)號(hào)為12。 GE的SR345，對(duì)指明差動(dòng)范圍內(nèi)存在接地點(diǎn)的繞組側(cè)進(jìn)行去零處理。 變壓器差動(dòng)保護(hù)2.5關(guān)于區(qū)外接地造成誤動(dòng)問(wèn)題的處理 變壓器差動(dòng)保護(hù)3.差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算3.1比例差動(dòng)整定計(jì)算（1）啟動(dòng)電流Iop按躲過(guò)變壓器額定負(fù)載下的不平衡差流整定Iop=Krel(Ker+Kdev+KU+Km)IN工程上一般?。?.40.5）IN。（2）拐點(diǎn)電流Igd保證區(qū)外短路故障切除后在CT暫態(tài)過(guò)程中差動(dòng)不會(huì)誤動(dòng)，一般整定為（0.60.8）IN（3）折線(xiàn)斜率S區(qū)外短路時(shí)的最大不平衡差流Iunb.max=(KapKer+Kdev+K U+Km)Ik.max對(duì)應(yīng)最大動(dòng)作差流Iop.max=Kre

10、lIunb.max S=(Iop.max-Iop)/(Ik.max-Igd)工程上一般取0.40.5。變壓器差動(dòng)保護(hù)3.差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算3.2勵(lì)磁涌流閉鎖整定計(jì)算3.2.1二次諧波閉鎖 閉鎖的制動(dòng)比一般取15%20%，具體整定時(shí)可根據(jù)變壓器容量、系統(tǒng)主接線(xiàn)等進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整：（1）大容量發(fā)變組，沒(méi)有GCB時(shí)，主變?nèi)萘看笄铱胀犊赡苄暂^小，制動(dòng)比可以取較大值，比如18%20%。（2）變電站內(nèi)容量較大的變壓器，空投時(shí)勵(lì)磁涌流倍數(shù)較小，制動(dòng)比可取16%18%。（3）對(duì)于容量較小且空投次數(shù)較多的變壓器，制動(dòng)比不能取值過(guò)高，可取15%16%。變壓器差動(dòng)保護(hù)3.差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算3.2勵(lì)磁涌流閉鎖整定計(jì)算3.2.

11、2間斷角閉鎖（1）對(duì)于大容量發(fā)變組，沒(méi)有GCB時(shí)，主變?nèi)萘看笄铱胀犊赡苄暂^小，制動(dòng)比可以取較大值，可取70。（2）其他情況可取6065。3.2.3五次諧波閉鎖 五次諧波閉鎖制動(dòng)比一般可取30%。變壓器差動(dòng)保護(hù)3.差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算3.3差速斷整定計(jì)算按躲過(guò)勵(lì)磁涌流來(lái)整定Iop=KIeK的取值可以按以下情況來(lái)考慮（1）發(fā)變組之間沒(méi)有GCB的變壓器，取34.（2）對(duì)于電廠中的中小型變壓器（比如有空投可能的廠高變或啟備變），取89（3）對(duì)于經(jīng)長(zhǎng)線(xiàn)路與系統(tǒng)聯(lián)系的降壓變電站中的大中型變壓器，取45變壓器差動(dòng)保護(hù)3.差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算3.4整定算例3.4.1變壓器參數(shù)3.4.2比例差動(dòng)整定基準(zhǔn)側(cè)選定為主變高壓

12、側(cè)，即750kV側(cè)（1）啟動(dòng)電流：Iop=0.5IN/1000=0.5*519.62/1000=0.26A（2）拐點(diǎn)電流：Igd=0.6IN/1000=0.6*519.62/1000=0.31A（3）比例制動(dòng)系數(shù)：S=0.5變壓器差動(dòng)保護(hù)3.差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算3.4整定算例3.4.1變壓器參數(shù)3.4.4差速斷整定取4倍的變壓器基準(zhǔn)側(cè)額定電流值。Iop=4*519.62/1000=2.08A3.4.5動(dòng)作出口全停。變壓器后備過(guò)流保護(hù)1.保護(hù)配置宜在變壓器各側(cè)分別裝設(shè)后備保護(hù)。（1）電流：采自變壓器各側(cè)。（2）電壓：采自變壓器各側(cè)（如果后備保護(hù)范圍是針對(duì)變壓器低壓側(cè)，則建議高壓側(cè)的電壓采自變壓器低壓

13、側(cè)）。2.方向元件設(shè)置原則 兩側(cè)或三側(cè)有電源的雙繞組變壓器和三繞組變壓器，各側(cè)相間短路后備保護(hù)可帶兩段或三段時(shí)限。為滿(mǎn)足選擇性的要求或?yàn)榻档秃髠浔Ｗo(hù)的動(dòng)作時(shí)間，相間短路后備保護(hù)可帶方向，方向宜指向各側(cè)母線(xiàn)，但斷開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器的后備保護(hù)不帶方向。變壓器后備過(guò)流保護(hù)3.整定計(jì)算3.1復(fù)合電壓閉鎖后備過(guò)流保護(hù)的整定計(jì)算（1）過(guò)流定值Iop按躲過(guò)變壓器最大負(fù)荷電流整定Iop=Krel*Ie/KfKrel可靠系數(shù)，一般取1.21.3Kf返回系數(shù)，0.95（2）低電壓定值Uop一般?。?.60.7）倍額定電壓。（3）負(fù)序電壓定值一般取8V10V。（4）動(dòng)作延時(shí) 本保護(hù)作為變壓器后備以及相鄰系統(tǒng)的遠(yuǎn)后備

14、，所以時(shí)間與相鄰系統(tǒng)最長(zhǎng)后備保護(hù)時(shí)間相配合。變壓器后備過(guò)流保護(hù)3.整定計(jì)算3.2復(fù)合電壓閉鎖后備過(guò)流保護(hù)的整定算例3.2.1變壓器參數(shù)3.2.2后備過(guò)流保護(hù)配置保護(hù)在主變高壓側(cè)配置。低壓側(cè)的后備保護(hù)由發(fā)電機(jī)的后備過(guò)流保護(hù)實(shí)現(xiàn)。變壓器后備過(guò)流保護(hù)3.整定計(jì)算3.2復(fù)合電壓閉鎖后備過(guò)流保護(hù)的整定算例3.2.1變壓器參數(shù)3.2.3后備過(guò)流保護(hù)整定（1）電流定值Iop=1.2*IN/1000=1.2*519.62/1000=0.66A（2）復(fù)合電壓低電壓：取63%UN，即Uop=63V負(fù)序電壓：取7V變壓器后備過(guò)流保護(hù)3.整定計(jì)算3.2復(fù)合電壓閉鎖后備過(guò)流保護(hù)的整定算例3.2.1變壓器參數(shù)3.2.3后

15、備過(guò)流保護(hù)整定（3）動(dòng)作延時(shí)t1與相鄰線(xiàn)路的后備保護(hù)延時(shí)配合。相鄰線(xiàn)路后備保護(hù)延時(shí)最大為2.5s，則t1=2.5+t=2.5+0.3=2.8s（4）動(dòng)作延時(shí)t2T2=t1+t=3.1s3.2.4動(dòng)作出口 t1時(shí)限動(dòng)作于跳開(kāi)高壓側(cè)母聯(lián)；t2時(shí)限動(dòng)作于本發(fā)變組全停。變壓器接地保護(hù)1.變壓器接地保護(hù)的構(gòu)成1.1零序過(guò)流保護(hù)保護(hù)接于變壓器Y形繞組中性點(diǎn)CT。1.2間隙過(guò)流保護(hù)分級(jí)絕緣變壓器，當(dāng)中性點(diǎn)經(jīng)間隙接地時(shí)配置。保護(hù)接于間隙回路CT。1.3間隙過(guò)壓保護(hù)分級(jí)絕緣變壓器，當(dāng)中性點(diǎn)經(jīng)間隙接地時(shí)配置。保護(hù)接于間隙側(cè)PT的開(kāi)口三角繞組。變壓器接地保護(hù)2.變壓器零序過(guò)流保護(hù)2.1零序方向的指向問(wèn)題（1）發(fā)變組

16、變壓器為三繞組，高中側(cè)中性點(diǎn)接地運(yùn)行，低壓側(cè)接發(fā)電機(jī)。高中側(cè)的零序過(guò)流加方向，方向指向?yàn)楸緜?cè)母線(xiàn)。（2）變電站的降壓變壓器，主電源一般在高壓側(cè)，本側(cè)配置的后備保護(hù)做變壓器及中低壓側(cè)系統(tǒng)的后備，所以零序方向指向變壓器。中壓側(cè)的零序方向指向本側(cè)母線(xiàn)。2.2零序過(guò)流保護(hù)的整定2.2.1零序過(guò)流定值Iop（1）中壓側(cè)零序過(guò)流定值 該側(cè)的零序過(guò)流保護(hù)作為本側(cè)相鄰系統(tǒng)的后備，所以各段過(guò)流定值與本側(cè)相鄰線(xiàn)路的對(duì)應(yīng)零序過(guò)流段進(jìn)行配合。配合系數(shù)可取1.1。（2）高壓側(cè)零序過(guò)流定值 當(dāng)高壓側(cè)零序方向指向本側(cè)時(shí)，整定方法同中壓側(cè)。 當(dāng)高壓側(cè)的零序方向指向主變，那么高壓側(cè)的零序過(guò)流各段要與中壓側(cè)對(duì)應(yīng)段進(jìn)行配合。配合系

17、數(shù)可以取1.1。變壓器接地保護(hù)2.變壓器零序過(guò)流保護(hù)2.2.2動(dòng)作延時(shí)的整定 各段的動(dòng)作延時(shí)與相配合的段的延時(shí)相配合。特別注意，當(dāng)零序過(guò)流I段和II段帶兩個(gè)時(shí)限時(shí)，第一時(shí)限整定原則如前，第二時(shí)限的整定比第一時(shí)限長(zhǎng)一個(gè)級(jí)差。3.變壓器間隙保護(hù)3.1間隙過(guò)流保護(hù) 動(dòng)作值一般整定為100A（一次值）3.2間隙過(guò)壓保護(hù) 動(dòng)作值一般整定為180V（二次值）3.3間隙保護(hù)動(dòng)作延時(shí) 一般整定為0.3s，躲過(guò)暫態(tài)過(guò)程。變壓器接地保護(hù)4.變壓器接地保護(hù)整定算例4.1系統(tǒng)參數(shù)4.1.1主變參數(shù)4.1.2相鄰750kV線(xiàn)路零序保護(hù)參數(shù)（1）750kV對(duì)側(cè)站母線(xiàn)處單相接地，流經(jīng)主變的最大零序電流為2056.1A。（2

18、）相鄰750kV線(xiàn)路零序過(guò)流保護(hù)的最長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)限為3.1s。4.1.3主變接地保護(hù)配置 配置兩段零序過(guò)流保護(hù)。變壓器接地保護(hù)4.變壓器接地保護(hù)整定算例4.2零序過(guò)流保護(hù)整定計(jì)算4.2.1零序過(guò)流段（1）動(dòng)作值Iop 按躲過(guò)對(duì)側(cè)站母線(xiàn)單相接地時(shí)流經(jīng)主變的最大零序電流整定，可靠系數(shù)取1.2.Iop=1.2*2056.1/(200/1)=12.4A（2）動(dòng)作延時(shí) 按主變動(dòng)熱穩(wěn)定能力整定，取1.5s。4.2.2零序過(guò)流段（1）動(dòng)作值Iop 作為系統(tǒng)的最后一段接地后備保護(hù)，根據(jù)220kV750kV電網(wǎng)繼電保護(hù)整定計(jì)算導(dǎo)則，動(dòng)作值取300A（一次值）。則Iop=300/200=1.5A（2）動(dòng)作延時(shí)與相鄰750kV線(xiàn)路最末端零序過(guò)流保護(hù)配合，t=3.1+0.3=3.4s變壓器其他保護(hù)1.變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù)整定算例保護(hù)接