電力系統(tǒng)繼電保護教學課件 主變壓器保護

電力系統(tǒng)繼電保護教學課件：主變壓器保護歡迎學習主變壓器保護課程。本課程將深入探討電力系統(tǒng)中主變壓器的保護原理和方法，為確保電網安全穩(wěn)定運行提供重要支持。課程目標理解原理掌握主變壓器保護的基本原理和工作機制。熟悉技術了解各種保護裝置的結構和應用。實踐應用學會設計和調試主變壓器保護系統(tǒng)。分析能力培養(yǎng)故障分析和處理的實際能力。主變壓器的作用和構造作用主變壓器是電力系統(tǒng)中的關鍵設備，負責電壓的轉換和電能的傳輸。它連接發(fā)電廠與輸電網絡，確保電力的高效傳輸。構造主要由鐵心、繞組、絕緣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和套管等部件組成。每個部件都有其特定功能，共同確保變壓器的正常運行。主變壓器的工作特性電壓轉換能夠將高電壓轉換為低電壓，或反之，以適應不同的輸配電需求。高效率現(xiàn)代主變壓器的效率可達99%以上，極大減少了電能損耗。大容量單臺主變壓器的容量可達數(shù)百兆伏安，滿足大規(guī)模電力傳輸需求。主變壓器的故障類型繞組短路包括匝間短路、相間短路等，可能導致變壓器嚴重損壞。絕緣擊穿由于絕緣老化或過電壓引起，會造成變壓器內部放電。鐵心故障如鐵心接地、疊片短路等，會增加變壓器損耗。套管故障套管破裂或放電，可能導致油泄漏或引發(fā)火災。主變壓器差動保護原理電流比較比較變壓器各側的電流大小和相位關系。差值計算計算進出變壓器的電流差值。判斷標準如差值超過設定閾值，則判定為內部故障。動作指令發(fā)出跳閘信號，切斷故障區(qū)域。差動保護繼電器的原理1電流輸入接收變壓器各側的電流信號2比較處理對電流信號進行矢量比較3特性曲線根據(jù)預設特性曲線判斷是否故障4動作輸出發(fā)出保護動作信號差動保護回路的組成電流互感器用于采集變壓器各側的電流信號，并進行隔離和變比轉換。差動保護裝置核心部件，負責電流比較和故障判斷。斷路器執(zhí)行部件，接收保護信號并切斷故障電路。差動保護調定值的確定1基本定值根據(jù)變壓器額定電流和CT變比確定基本定值。2制動特性考慮變壓器勵磁電流和CT誤差，設置合適的制動特性。3二次諧波閉鎖設置二次諧波閉鎖定值，防止勵磁涌流誤動。4靈敏度校驗進行靈敏度計算，確保保護能可靠動作。差動保護的局限性死區(qū)存在變壓器中性點附近的匝間短路可能難以檢測。CT飽和影響嚴重的CT飽和可能導致保護誤動或拒動。勵磁涌流干擾變壓器合閘時的勵磁涌流可能引起保護誤動。高阻抗故障變壓器內部的高阻抗故障可能無法及時檢測。主變壓器的過負荷保護過負荷危害長期過負荷運行會導致變壓器絕緣加速老化，縮短使用壽命。嚴重時可能引發(fā)絕緣擊穿等故障。保護目的防止變壓器長時間過負荷運行，保護變壓器免受熱損壞。在負荷超過額定值時及時報警或切除。過負荷保護的原理電流檢測實時監(jiān)測變壓器的運行電流。時間延遲根據(jù)過負荷程度設置不同的動作時間。溫度監(jiān)測結合溫度信息，綜合判斷過負荷狀態(tài)。熱量積累法的應用熱模型建立建立變壓器熱特性數(shù)學模型。實時計算根據(jù)運行電流計算熱量積累。閾值比較將計算結果與預設閾值比較。保護動作超過閾值時發(fā)出報警或跳閘信號。主變壓器繞組接地保護保護目的檢測變壓器繞組對地絕緣故障，防止故障擴大。適用范圍主要用于星形接線且中性點直接接地的變壓器。檢測原理利用零序電流或零序電壓檢測繞組接地故障。動作特性具有快速動作特性，可迅速切除接地故障。地線保護的原理1零序電流檢測通過零序電流互感器檢測接地電流。2電流比較將檢測到的零序電流與設定值比較。3故障判斷零序電流超過設定值時，判定為接地故障。4保護動作發(fā)出報警或跳閘信號，切除故障。地線保護電路的實現(xiàn)零序電流互感器安裝在變壓器中性點接地線上，用于檢測零序電流。微機保護裝置接收零序電流信號，進行故障判斷和保護邏輯處理。執(zhí)行機構接收保護裝置信號，執(zhí)行跳閘或報警操作。主變壓器氣體繼電保護1氣體檢測檢測變壓器油中的氣體產生2故障類型識別根據(jù)氣體特性判斷故障類型3報警與跳閘根據(jù)故障嚴重程度進行報警或跳閘4故障定位協(xié)助定位變壓器內部故障位置氣體保護的檢測原理氣泡檢測檢測油中氣泡的產生和積累。油位變化監(jiān)測油箱內油位的急劇下降。壓力監(jiān)測檢測油箱內壓力的異常變化。氣體保護裝置的組成浮子系統(tǒng)用于檢測氣體積累和油位變化。包括上下兩個浮子，分別對應報警和跳閘動作。繼電器觸點與浮子系統(tǒng)連接，當浮子下降時閉合觸點。通常設有報警觸點和跳閘觸點。取樣閥用于采集氣體樣本進行分析，幫助判斷故障類型和嚴重程度。主變壓器溫度保護目的防止變壓器因過熱造成絕緣損壞和壽命縮短。監(jiān)測對象變壓器油溫、繞組溫度和鐵心溫度。保護方式設置多級溫度告警和跳閘保護。輔助功能控制冷卻系統(tǒng)啟停，優(yōu)化變壓器運行。溫度保護的測量方式直接測量使用溫度傳感器直接測量油溫。間接測量通過電流和油溫間接計算繞組溫度。紅外測溫利用紅外熱像儀進行外部溫度監(jiān)測。溫度保護裝置的應用1一級告警油溫達到85℃，啟動強冷系統(tǒng)。2二級告警油溫達到95℃，發(fā)出警告信號。3三級告警油溫達到105℃，準備切負荷。4跳閘動作油溫超過115℃，執(zhí)行跳閘保護。主變壓器保護系統(tǒng)的配合差動保護主保護，快速切除內部故障。過負荷保護防止長期過載，延時動作。氣體保護檢測內部放電和過熱故障。溫度保護監(jiān)控運行溫度，多級動作。保護系統(tǒng)的配合原則1選擇性原則確保只切除故障部分，保證其他部分正常運行。2可靠性原則采用多重保護，互為備用，提高系統(tǒng)可靠性。3靈敏性原則保護裝置能夠檢測并切除最小故障。4速動性原則盡可能快速切除故障，減少故障影響。案例分析一：差動保護誤動故障現(xiàn)象某500kV變電站主變壓器差動保護頻繁誤動。檢查發(fā)現(xiàn)，誤動多發(fā)生在大負荷突變時。原因分析經調查，是由于CT飽和導致的電流失真。大負荷時，CT二次電流波形失真，造成差動電流增大。解決方案1.調整差動保護的制動特性曲線。2.更換更高精度的CT。3.增加二次諧波閉鎖功能。案例分析二：氣體繼電器誤報故障現(xiàn)象某220kV變電站主變壓器氣體繼電器頻繁報警，但檢查油中氣體含量正常。原因分析調查發(fā)現(xiàn)，變壓器油位計顯示異常。原來是油箱密封不良，導致空氣進入油箱。解決方案1.檢查并修復油箱密封。2.進行真空濾油處理。3.校準氣體繼電器靈敏度。案例分析三：溫度保護失效1故障現(xiàn)象某110kV變電站主變壓器溫度持續(xù)升高，但溫度保護裝置未動作。2原因調查檢查發(fā)現(xiàn)溫度傳感器失效，導致測量值異常偏低。3根本原因溫度傳感器長期浸泡在變壓器油中，絕緣性能下降導致短路。4解決措施更換溫度傳感器，增加定期檢測和校準程序。本課程小結全面認識系統(tǒng)介紹了主變壓器各類保護的原理和應用。實踐指導通過案例分析，提供了實際問題的解決思路。技術進展展示了主變壓器保護技術的最新發(fā)展趨勢。安全意識強調了主變壓器保護對電力系統(tǒng)安全的重要性。學習思考題原理理解解釋主變壓器差動保護的工作原理，并分析其可能存在的局限性。參數(shù)設置如何確定主變壓器過負荷保護的動作特性曲線？考慮哪些因素？故障分析分析一個主變壓器內部故障案例，說明各種保護裝置的配合動作過程。新技術應用探討智能電網背景