變壓器保護(hù)新版

關(guān)于變壓器保護(hù)新版（1）油箱內(nèi)部故障

a、變壓器繞組相間短路；

b、變壓器繞組匝間短路；

c、變壓器繞組接地短路

變壓器油箱內(nèi)部故障產(chǎn)生較大的短路電流，不僅會(huì)燒壞變壓器繞組和鐵心，而且由于絕緣油汽化，可能引起變壓器爆炸。

一、變壓器故障類型第2頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天（2）油箱外部故障

a、絕緣套管的相間短路與接地短路；

b、引出線上的發(fā)生的相間短路和接地短路；第3頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天變壓器的不正常工作狀態(tài)：（1）由于外部短路引起的過電流；（2）負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間超過額定容量引起的過負(fù)荷；（3）油箱漏油造成的油面降低；（4）由于外加電壓過高或頻率降低引起的過勵(lì)磁；對(duì)于不正常工作狀態(tài)，變壓器保護(hù)也必須能夠反應(yīng)。發(fā)告警信號(hào)，或延時(shí)跳閘。第4頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天

三、變壓器的保護(hù)配置

瓦斯保護(hù)：輕瓦斯（信號(hào)）和重瓦斯（跳閘）針對(duì)：油箱內(nèi)的各種故障及油面降低。優(yōu)點(diǎn)：油箱內(nèi)部所有故障，有較高靈敏性。缺點(diǎn)：動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)；不能反應(yīng)油箱外部的故障?？v差保護(hù)或電流速斷保護(hù)（根據(jù)變壓器容量選擇）反應(yīng)繞組、套管及引出線上的相間短路，在一定程度上反應(yīng)繞組內(nèi)部匝間短路及中性點(diǎn)接地側(cè)的接地短路。特點(diǎn)：瞬時(shí)動(dòng)作切除故障主保護(hù)第5頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.外部相間短路的后備保護(hù)

1）過電流保護(hù)

2）復(fù)合電壓起動(dòng)的過流保護(hù)

3）負(fù)序電流保護(hù)和單相式低壓起動(dòng)的過電流保護(hù)

4）阻抗保護(hù)4.外部接地短路的后備保護(hù)

1）零序電流保護(hù)（若中性點(diǎn)接地）

2）零序過電壓保護(hù)、在中性點(diǎn)裝放電間隙加零序電流保護(hù)5.過負(fù)荷保護(hù)

6.過勵(lì)磁保護(hù)7.其它非電氣量保護(hù)（油箱內(nèi)溫度、壓力升高、冷卻系統(tǒng)故障）延時(shí)跳閘或發(fā)信號(hào)第6頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天第二節(jié)變壓器差動(dòng)保護(hù)

一、變壓器縱差保護(hù)原理必須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比，使正常運(yùn)行及外部故障時(shí)，流過差動(dòng)繼電器的電流為0I-InTA1nTA2nT第7頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天

二、變壓器縱差保護(hù)的不平衡電流引起變壓器縱差保護(hù)不平衡電流的主要因素有：（1）變壓器兩側(cè)繞組接線方式不同；（2）變壓器、電流互感器的計(jì)算變比與實(shí)際變比不同；（3）變壓器帶負(fù)荷調(diào)節(jié)分接頭；（4）電流互感器傳變誤差的影響；（5）變壓器勵(lì)磁電流產(chǎn)生的不平衡電流；（6）變壓器勵(lì)磁涌流第8頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天1．變壓器兩側(cè)繞組接線方式不同產(chǎn)生的不平衡YAI&YBI&YCI&DAI&DBI&DCI&aI&bI&cI&YAI&YBI&YCI&DAI&DBI&aI&bI&cI&第9頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天TA：變壓器Y形側(cè)接成Δ形；變壓器Δ形側(cè)接成Y形。第10頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.TA的計(jì)算變比與實(shí)際變比不同產(chǎn)生的不平衡

變壓器的變比、電流互感器的變比都是根據(jù)產(chǎn)品目錄來選擇的標(biāo)準(zhǔn)變比，很難滿足克服措施：對(duì)不平衡電流進(jìn)行補(bǔ)償數(shù)字式保護(hù)I-InTA1nTA2nT第11頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭產(chǎn)生的不平衡4.兩側(cè)電流互感器傳變誤差產(chǎn)生的不平衡帶負(fù)荷調(diào)壓分接頭變壓器在運(yùn)行中常常需要改變分接頭來調(diào)電壓，這樣就改變了nT，出現(xiàn)不平衡差流?？朔胧?整定時(shí)增大動(dòng)作電流門檻值。變壓器兩側(cè)電流互感器的型號(hào)不同，勵(lì)磁特性差別較大1）穩(wěn)態(tài)不平衡電流I-InTA1nTA2nT第12頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天外部故障時(shí)，短路電流中還含有非周期暫態(tài)分量，非周期分量按一定的時(shí)間常數(shù)衰減，是低頻分量，大部分流經(jīng)勵(lì)磁支路，增加TA的傳變誤差，導(dǎo)致不平衡電流增大?？朔胧?

選用具有較好暫態(tài)傳變特性的TA；

增大動(dòng)作電流門檻值；2）暫態(tài)不平衡電流第13頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天

當(dāng)變壓器空載合閘或外部故障切除后電壓恢復(fù)過程中，由于變壓器鐵心中的磁通急劇增大，使變壓器鐵心瞬時(shí)飽和，出現(xiàn)數(shù)值很大的勵(lì)磁涌流。勵(lì)磁涌流可達(dá)變壓器額定電流的6～8倍，如不采取措施變壓器縱差保護(hù)將會(huì)誤動(dòng)。5.變壓器勵(lì)磁涌流的影響××涌流產(chǎn)生原因:

鐵芯中的磁通不能突變

第14頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天

穩(wěn)態(tài)時(shí)，磁通滯后電壓90°；當(dāng)U=0時(shí)投入變壓器，鐵心出現(xiàn)磁通–Φm

，鐵心中磁通不能突變，必須產(chǎn)生+Φm

的非周期分量，以抵消–Φm

，使得Φ=0，考慮到剩磁Φsy的影響，半個(gè)周波后，鐵心中的磁通達(dá)到最大值，嚴(yán)重飽和，對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁涌流此時(shí)也達(dá)到最大。第15頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天單相變壓器勵(lì)磁涌流的特征：1、數(shù)值較大，可達(dá)額定電流的6～8倍，偏于時(shí)間軸一側(cè)；2、含有較大的直流分量；3、勵(lì)磁涌流中含有大量的諧波分量；3、勵(lì)磁涌流的波形中有間斷。第16頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天三相變壓器勵(lì)磁涌流：

克服勵(lì)磁涌流對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)影響一般采用勵(lì)磁涌流閉鎖措施。1）二次諧波制動(dòng)原理；2）間斷角制動(dòng)原理；3）波形對(duì)稱原理；第17頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、比率制動(dòng)式縱差保護(hù)縱差動(dòng)保護(hù)的主要問題是克服區(qū)外短路故障時(shí)差動(dòng)回路的不平衡電流，以及變壓器空載投入時(shí)勵(lì)磁涌流的影響，同時(shí)還要保證內(nèi)部短路故障時(shí)差動(dòng)保護(hù)的靈敏性和快速性。流入差動(dòng)繼電器的不平衡電流與變壓器外部故障時(shí)的穿越電流有關(guān)，穿越電流越大，不平衡電流越大。比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)，利用反應(yīng)變壓器穿越電流大小的制動(dòng)電流，使保護(hù)動(dòng)作電流隨制動(dòng)電流而變化，當(dāng)外部短路穿越電流增大，制動(dòng)電流隨之增加，增強(qiáng)了外部故障時(shí)的制動(dòng)作用，有效地防止了不平衡電流引起的誤動(dòng)，同時(shí)提高了內(nèi)部故障時(shí)的靈敏度。第18頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天目前廣泛應(yīng)用的數(shù)字式變壓器縱差動(dòng)保護(hù)，普遍使用兩折線或三折線比率制動(dòng)特性。動(dòng)作判據(jù)：

第19頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、差動(dòng)電流速斷保護(hù)在變壓器嚴(yán)重內(nèi)部故障時(shí)，短路電流水平較高，使得電流互感器飽和，其二次電流中高次諧波分量增大，可能影響到比率差動(dòng)保護(hù)的快速動(dòng)作，因此，變壓器縱差動(dòng)保護(hù)應(yīng)配置差動(dòng)電流速斷保護(hù)，作為輔助保護(hù)加快內(nèi)部嚴(yán)重故障時(shí)保護(hù)的動(dòng)作速度，其實(shí)質(zhì)是反應(yīng)差動(dòng)電流的電流瞬時(shí)速斷保護(hù)。第20頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天五、零序電流差動(dòng)保護(hù)變壓器零序電流差動(dòng)保護(hù)由變壓器中性點(diǎn)側(cè)零序電流互感器和變壓器星形側(cè)電流互感器的零序回路構(gòu)成

，優(yōu)點(diǎn)：不受勵(lì)磁涌流、電壓分接頭調(diào)整的影響。對(duì)YNd11接線變壓器，構(gòu)成縱差保護(hù)時(shí)，YN側(cè)TA接成角型，D側(cè)接成星型，YN側(cè)二次電流兩兩相減，消除零序電流，可以防止外部接地短路時(shí)，縱差保護(hù)的誤動(dòng)，但對(duì)內(nèi)部單相接地短路靈敏度不足甚至拒動(dòng)

。第21頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天后備保護(hù)的作用：防止外部故障引起的變壓器繞組過電流，并作為相鄰元件（母線或線路）保護(hù)的后備，以及在可能條件下作為變壓器內(nèi)部故障時(shí)主保護(hù)的后備。一.相間短路的后備保護(hù)第三節(jié)變壓器后備保護(hù)

主要包括相間短路后備保護(hù)、接地短路后備保護(hù)

相間后備保護(hù)用以防止變壓器外部短路引起變壓器繞組的過電流及作為變壓器本身差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備，當(dāng)變壓器所連接母線未裝設(shè)專用母線保護(hù)時(shí)也作為母線的保護(hù)。

第22頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天一.相間短路的后備保護(hù)相間后備保護(hù)可選用過電流保護(hù)、復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)以及負(fù)序過電流保護(hù)等

1.過電流保護(hù)動(dòng)作電流按躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流整定：需要分別考慮躲過并列運(yùn)行的變壓器切除一臺(tái)時(shí)產(chǎn)生的過負(fù)荷電流，躲過電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的自起動(dòng)電流等，動(dòng)作時(shí)限和靈敏度需要與相鄰元件的過電流保護(hù)相配合。第23頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)動(dòng)作電流按按躲過變壓器額定電流整定：負(fù)序過電壓繼電器作為不對(duì)稱故障的電壓保護(hù)，而低電壓繼電器作為三相短路的電壓保護(hù)。負(fù)序電壓過電壓繼電器的動(dòng)作電壓按躲過正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的最大不平衡電壓整定：第24頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.負(fù)序過電流保護(hù)負(fù)序電流保護(hù)靈敏度較高，但整定計(jì)算相對(duì)復(fù)雜，由于負(fù)序電流不反應(yīng)三相對(duì)稱短路，所以必須加裝一套低電壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)來反應(yīng)三相對(duì)稱短路。第25頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天對(duì)110kV及以上中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)（大接地電流系統(tǒng)）中的變壓器，對(duì)外部接地短路引起的過電流，應(yīng)裝設(shè)零序保護(hù)，作為變壓器主保護(hù)的后備和相鄰元件接地故障的后備。二.接地短路的后備保護(hù)變壓器中性點(diǎn)是否接地運(yùn)行與變壓器中性點(diǎn)的絕緣水平有關(guān)。220KV及以上大型變壓器，高壓繞組一般采用分級(jí)絕緣，中性點(diǎn)絕緣有兩種：500KV變壓器中性點(diǎn)絕緣水平38KV，必須直接接地運(yùn)行；220KV變壓器中性點(diǎn)絕緣水平110KV，可以直接接地也可以在系統(tǒng)中不失去接地點(diǎn)情況下不接地運(yùn)行。變壓器中性點(diǎn)不同的運(yùn)行方式，接地保護(hù)的配置也不盡相同。變壓器零序保護(hù)的方式與變壓器中性點(diǎn)運(yùn)行方式有關(guān)。第26頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.中性點(diǎn)直接接地變壓器的零序電流保護(hù)

由兩段式零序過電流保護(hù)構(gòu)成，通常以較短時(shí)限動(dòng)作于縮小故障范圍，以較長(zhǎng)時(shí)限動(dòng)作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。第27頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.中性點(diǎn)可能接地或不接地變壓器的零序電流、電壓保護(hù)

對(duì)于有多臺(tái)變壓器并列運(yùn)行的情況，通常只有部分變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，而另一部分變壓器中性點(diǎn)不接地。當(dāng)相鄰母線或線路發(fā)生接地故障，故障元件保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，則中性點(diǎn)接地變壓器的零序電流保護(hù)動(dòng)作，將中性點(diǎn)接地變壓器切除，此時(shí)中性點(diǎn)不接地變壓器可能產(chǎn)生過電壓。第28頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天1）全絕