變壓器保護(hù)和自動(dòng)裝置配置、投切原則及整定方法

變壓器保護(hù)和自動(dòng)裝置配置、投切原則及整定方法變壓器故障類型和不正常運(yùn)行狀態(tài)及其保護(hù)方式變壓器保護(hù)裝置的配置原則1!變壓器保護(hù)與自動(dòng)裝置投切原則變壓器保護(hù)的整定方法套管和引出線上發(fā)生的相間短路和接地短路變壓器故障類型和不正常運(yùn)行狀態(tài)及其保護(hù)方式1_變壓器故障類型及其保護(hù)方式繞組的相間短路、匝間h短路、接地故障以及鐵芯燒毀等瓦斯保護(hù)：重瓦斯和輕瓦斯縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)油箱勿變壓器故障類型和不正常運(yùn)行狀態(tài)及其保護(hù)方式2_變壓器不正常運(yùn)行狀態(tài)及其保護(hù)方式-外部相間短路引起的過(guò)電流外部相間短路的后備保護(hù)■過(guò)電流保護(hù)■低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)■復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)■負(fù)序電流及單相式低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)?阻抗保護(hù)變壓器故障類型和不正常運(yùn)行狀態(tài)及其保護(hù)方式2_變壓器不正常運(yùn)行狀態(tài)及其保護(hù)方式-外部接地短路引起的過(guò)電流和中性點(diǎn)過(guò)電壓外部接地短路的后備保護(hù)■變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行：零序電流保護(hù)自耦變壓器和高、中壓側(cè)中性點(diǎn)都直接接地的三繞組變壓器：應(yīng)增設(shè)零序方向元件■中性點(diǎn)不接地的變壓器：零序過(guò)電壓保護(hù)■中性點(diǎn)經(jīng)過(guò)放電間隙接地的變壓器：間隙電流保護(hù)和零序電壓保護(hù)變壓器故障類型和不正常運(yùn)行狀態(tài)及其保護(hù)方式2_變壓器不正常運(yùn)行狀態(tài)及其保護(hù)方式-負(fù)荷超過(guò)額定容量引起的過(guò)負(fù)荷■過(guò)負(fù)荷保護(hù)：通常只裝在一相，延時(shí)動(dòng)作于發(fā)信號(hào)-漏油等原因引起的油面降低—?瓦斯保護(hù)過(guò)勵(lì)磁_(tái)_過(guò)勵(lì)磁保護(hù)-變壓器溫度和油箱內(nèi)壓力升高，以及冷卻系統(tǒng)故障油溫高保護(hù)、冷卻器故障保護(hù)、壓力釋放保護(hù)變壓器保護(hù)裝置的配置原則一、氣體保護(hù)的配置原則800KVA及以上的油浸式變壓器和400KVA以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)用來(lái)反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部的短路故障以及油面降低，其中重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳開變壓器各電源側(cè)斷路器，輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)。變壓器保護(hù)裝置的配置原則二、縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù)6300KVA及以上并列運(yùn)行的變壓器，10000KVA及以上單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，發(fā)電廠廠用或工業(yè)企業(yè)中自用6300KVA及以上重要的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)。其他電力變壓器，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)，其過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)大于0.5S。對(duì)于2000KVA以上的變壓器，當(dāng)電流速斷保護(hù)靈敏度不能滿足要求時(shí)，也應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)。縱差保護(hù)用于反應(yīng)電力變壓器繞組、套管及引出線發(fā)生的短路故障，其保護(hù)動(dòng)作于跳開變壓器各電源側(cè)斷路器并發(fā)相應(yīng)信號(hào)。變壓器保護(hù)裝置的配置原則過(guò)流保護(hù)宜用于降壓變壓器。復(fù)合電壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù)或低壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)，宜用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變和過(guò)電流保護(hù)不符合靈敏性要求的降壓變壓器。三、相間短路的后備保護(hù)相間短路的后備保護(hù)用于反應(yīng)外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流，同時(shí)作為瓦斯保護(hù)和縱差保護(hù)（或電流速斷保護(hù)）的后備保護(hù)。一般采用過(guò)流保護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù)或負(fù)序電流單相低電壓保護(hù)等。保護(hù)動(dòng)作時(shí)限按電流保護(hù)的階梯形原則來(lái)整定，延時(shí)動(dòng)作于跳開變壓器各電源側(cè)斷路器，并發(fā)相應(yīng)信號(hào)。變壓器保護(hù)裝置的配置原則四、接地短路的零序保護(hù)對(duì)于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中的變壓器，應(yīng)裝設(shè)零序保護(hù)，零序保護(hù)用于反應(yīng)變壓器高壓側(cè)（或中壓側(cè)），以及外部元件的接地短路。變壓器保護(hù)裝置的配置原則五、過(guò)負(fù)荷保護(hù)對(duì)于400KVA以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。對(duì)三繞組變壓器，保護(hù)裝置應(yīng)能反映各側(cè)過(guò)負(fù)荷的情況過(guò)負(fù)荷保護(hù)通常只裝在一相，其動(dòng)作時(shí)限較長(zhǎng)，延時(shí)動(dòng)作于發(fā)信號(hào)。變壓器保護(hù)裝置的配置原則六、其他保護(hù):高壓側(cè)電壓為500KV及以上的變壓器，對(duì)頻率降低和電壓升高而引起的變壓器勵(lì)磁電流升高，應(yīng)裝設(shè)變壓器過(guò)勵(lì)磁保護(hù)。對(duì)變壓器溫度和油箱內(nèi)壓力升高，以及冷卻系統(tǒng)故障，按變壓器現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)■■■的保護(hù)裝置。變壓器保護(hù)與自動(dòng)裝置的投切原則1_氣體保護(hù)的投切原則變壓器運(yùn)行時(shí)，氣體保護(hù)裝置應(yīng)接信號(hào)和跳閘有載調(diào)壓分接開關(guān)的氣體保護(hù)應(yīng)接跳閘用一臺(tái)斷嗤舉控制兩臺(tái)變壓器時(shí)，轉(zhuǎn)為備用的變壓器應(yīng)將重瓦斯改瘺請(qǐng)?zhí)栕儔浩髟谶\(yùn)行中濾油、補(bǔ)_、換潛油泵或更換凈油器的吸附劑時(shí)，應(yīng)將其重瓦斯改1信號(hào)當(dāng)油儐計(jì)的油面異常升高或呼吸系統(tǒng)有異常現(xiàn)象，需要打開放氣或放油閥門時(shí)，應(yīng)將重瓦斯改接信號(hào)對(duì)自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，氣體保護(hù)的投切按《變壓器運(yùn)行規(guī)程》執(zhí)行變壓器保護(hù)與自動(dòng)裝置的投切原則2.差動(dòng)保護(hù)的投切原則新變壓器在新投入充電時(shí)，差動(dòng)保護(hù)應(yīng)投入跳閘位置。在充電無(wú)異常后，應(yīng)將差動(dòng)保護(hù)撤出，做六角圖檢測(cè)，相位、極性無(wú)異常后，方可投入跳閘。差動(dòng)二次回路有工作時(shí)，應(yīng)將差動(dòng)保護(hù)撤出運(yùn)行。如確屬差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)，應(yīng)將主變跳閘，可將差動(dòng)保護(hù)退出，先行試送主變，并對(duì)差動(dòng)保護(hù)回路進(jìn)行檢查、處理。變壓器保護(hù)與自動(dòng)裝置的投切原則3.過(guò)流保護(hù)的投切原則對(duì)三線圈變壓器，當(dāng)一側(cè)斷路器撤運(yùn)時(shí)，應(yīng)將該側(cè)過(guò)電流保護(hù)跳分段斷路器壓板打開o斷路器加入運(yùn)行時(shí)，將該保護(hù)壓板投入。變壓器保護(hù)的整定方法氣體保護(hù)電流速斷保護(hù)差動(dòng)保護(hù)過(guò)流保護(hù)過(guò)負(fù)荷保護(hù)氣體保護(hù)的整定1.“輕瓦斯”保護(hù)“輕瓦斯”保護(hù)的動(dòng)作值采用氣體容積表示。通常氣體容積的整定范圍為250?300cm3。對(duì)于容量在10MVA以上變壓器多采用250cm3。2.“重瓦斯”保護(hù)“重瓦斯”保護(hù)的動(dòng)作值采用油流流速表示。一般整定范圍在0.6?1,5m/s，該流速指的是導(dǎo)油管中油流的速度。電流速斷保護(hù)的整定對(duì)于容量較小的變壓器，當(dāng)其過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限大于0_5s時(shí)，可在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。保護(hù)動(dòng)作電流的整定：1、躲開變壓器負(fù)荷側(cè)母線上短路時(shí)流過(guò)保護(hù)的最大短路電流，艮口：lset=Kre|lKmax2、躲過(guò)變壓器空載投入時(shí)的勵(lì)磁涌流，即：lset=（3?5>lN取上述兩條件較大值為整定值。要求在保護(hù)安裝處K2點(diǎn)發(fā)生兩相金屬性短路進(jìn)行校驗(yàn):sen=|（2）Kmin（要求Ksen>2）變壓器差動(dòng)保護(hù)的整定變壓器縱差保護(hù)的基本原理WTA1'|tKD由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不相等再加上變壓器各側(cè)電流的相位往往不相同。因此，為了保證縱差動(dòng)保護(hù)的正確工作，須適當(dāng)選擇各側(cè)電流互感器的變比，及各側(cè)電流相位的補(bǔ)償使得正常運(yùn)行和區(qū)外短路故障吋，兩側(cè)二次電流相等。變壓器差動(dòng)保護(hù)的整定影響差動(dòng)保護(hù)的主要因素：■外部短路時(shí)產(chǎn)生的不平衡電流■空載投入時(shí)的勵(lì)磁涌流變壓器兩側(cè)（或三側(cè)）電流相位不同（Y,d11接線中，電流相位差30Q）電流互感器的變比不能完全一致，在差動(dòng)回路中出現(xiàn)不平衡電流電流互感器的誤差而產(chǎn)生的不平衡電流有載調(diào)壓裝置在運(yùn)行中進(jìn)行分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流影響變壓器差動(dòng)保護(hù)的因素空載投入時(shí)的勵(lì)磁涌流產(chǎn)生不平衡電流變壓器的勵(lì)磁電流斤.正常情況下：(0.02M).05)/n矛外部短路時(shí)：更小電壓突然增加(空載投入變壓器或外部故障切除后電壓恢復(fù))時(shí)：4?8—?jiǎng)?lì)磁涌流影響變壓器差動(dòng)保護(hù)的因素空載投入時(shí)的勵(lì)磁涌流產(chǎn)生不平衡電流a牛<t>變壓器空載投入時(shí)的電壓和磁通波形_影響變壓器差動(dòng)保護(hù)的因素空載投入時(shí)的勵(lì)磁涌流產(chǎn)生不平衡電流0⑻(b)中.相變壓器勵(lì)磁電流的閣解法(a＞變器鐵心的磁化曲線(b＞勵(lì)磁涌流影響變壓器差動(dòng)保護(hù)的因素空載投入時(shí)的勵(lì)磁涌流產(chǎn)生不平衡電流勵(lì)磁涌流的特點(diǎn)：①勵(lì)磁電流數(shù)值很大，并含有明顯的非周期分量，使勵(lì)磁電流波形明顯偏于時(shí)間軸的一側(cè)。②勵(lì)磁涌流中含有明顯的高次諧波，其中勵(lì)磁涌流以2次諧波為主。③勵(lì)磁涌流的波形出現(xiàn)間斷角?？朔?lì)磁涌流對(duì)變壓器縱差保護(hù)影響的措施:①采用帶有速飽和變流器的差動(dòng)繼電器構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)；②利用二次諧波制動(dòng)原理構(gòu)成的差動(dòng)保護(hù)；③利用間斷角原理構(gòu)成的變壓器差動(dòng)保護(hù)；④采用模糊識(shí)別閉鎖原理構(gòu)成的變壓器差動(dòng)保護(hù)。影響變壓器差動(dòng)保護(hù)的因素變壓器兩側(cè)(或三側(cè))電流相位不同ABCN00ooo⑻

(b)變壓器Y,d11聯(lián)結(jié)相景圖(a)繞組接線閣(b)相策閣/C2①采用適當(dāng)?shù)慕泳€減小變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生的不平衡電流采用相位補(bǔ)償M'lKDa?坨(a)原珂接線闡減小變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生的不平衡電流采用相位補(bǔ)償itftft(b)電流互感器(c)差動(dòng)回路電流相鏡減小變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生的不平衡電流采用相位補(bǔ)償②數(shù)值補(bǔ)償變壓器星形側(cè)電流互感器變比v八輝廠E變壓器三角形側(cè)電流互感器變比③軟件校正微機(jī)保護(hù)中采用軟件進(jìn)行相位校正影響變壓器差動(dòng)保護(hù)的因素電流互感器計(jì)算變比與實(shí)際變比不同由于變比的標(biāo)準(zhǔn)化使得其實(shí)際變比與計(jì)算變比不一致，從而產(chǎn)生不平衡電流?！緦?shí)例分析1】變壓器型號(hào)為SFL1-8000/35,變比為38.5土2*2.5%/6.3kV、Y,d1l聯(lián)接。表8-2計(jì)算變壓器額定運(yùn)行時(shí)差動(dòng)保護(hù)臂中的不平衡電流電壓側(cè)（KV）38.5(40.4)6.3額定電流（A）120(114.3)733電流互感器接線方式AY電流互感器計(jì)算變比73x120/5=207.8/5733/5電流互感器的實(shí)際變比300/5=601000/5=200差動(dòng)臂的電流207.8/60=3.46(3.3)733/200=3.67不平衡電流3.67-3.46(3?3)=0.21(0.37)電流互感器計(jì)算變比與實(shí)際變比不同①采用自耦變流器。減小電流互感器由于計(jì)算變比與標(biāo)準(zhǔn)變比不同而引起的不平衡電流采用數(shù)值補(bǔ)償。不平衡電流的補(bǔ)償電流互感器計(jì)算變比與實(shí)際變比不同減小電流互感器由于計(jì)算變比與標(biāo)準(zhǔn)變比不同而引起的不平衡電流采用數(shù)值補(bǔ)償。②利用BCH型差動(dòng)繼電器中的平衡線圈。1—什(b)用差動(dòng)繼電器中平衡線圈電流互感器計(jì)算變比與實(shí)際變比不同減小電流互感器由于計(jì)算變比與標(biāo)準(zhǔn)變比不同而引起的不平衡電流采用數(shù)值補(bǔ)償。③在變壓器微機(jī)保護(hù)的軟件中采用補(bǔ)償系數(shù)使差動(dòng)回路的不平衡電流為最小。影響變壓器差動(dòng)保護(hù)的因素變壓器各側(cè)電流互感器型號(hào)不同由于變壓器各側(cè)電壓等級(jí)和額定電流不同，所以變壓器各側(cè)的電流互感器型號(hào)不同，它們的飽和特性、勵(lì)磁電流（歸算至同一側(cè)）也就不同，從而在差動(dòng)回路中產(chǎn)生較大的不平衡電流。在差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算中加以考慮。影響變壓器差動(dòng)保護(hù)的因素有載調(diào)壓裝置在運(yùn)行中進(jìn)行分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流調(diào)整分接頭實(shí)際上就是改變變壓器的變比，其結(jié)果破壞了電流互感器二次電流的平衡關(guān)系，產(chǎn)生了新的不平衡電流。解決辦法提高保護(hù)動(dòng)作電流，即在整定計(jì)算時(shí)，引入調(diào)壓系數(shù)。=AC//k.max變壓器比率制動(dòng)縱差保護(hù)原理及整定計(jì)算res動(dòng)作判據(jù)set.r當(dāng)，ressct.r~^sct.min乏U反(HS)當(dāng)fAeS.g變壓器比率制動(dòng)縱差保護(hù)原理及整定計(jì)算定值整定:＞最小動(dòng)作電流：按躲過(guò)變壓器在正常運(yùn)行條件下產(chǎn)生的不平衡電流整定set.min很小時(shí)，取sct.min

=(0.2-0.5)/n變壓器比率制動(dòng)縱差保護(hù)原理及整定計(jì)算r拐點(diǎn)電流：一般整定在（0.6?1.1）倍變壓器的額定電流/resg=（06-l.l）/Nr制動(dòng)特性的斜率變壓器比率制動(dòng)縱差保護(hù)原理及整定計(jì)算內(nèi)部故障時(shí)的動(dòng)作行為變壓器過(guò)流保護(hù)的整定計(jì)算1.不帶低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)原理接線圖變壓器過(guò)流保護(hù)的整定計(jì)算1）保護(hù)的起動(dòng)電流按躲過(guò)變壓器的最大負(fù)荷電流整定_Krel

y.max2）變壓器的最大負(fù)荷電流的確定a.對(duì)并聯(lián)運(yùn)行的變壓器，應(yīng)考慮切除一臺(tái)變壓器后的負(fù)荷電流。當(dāng)各臺(tái)變壓器的容量相同時(shí)，可按下式計(jì)算:n3）保護(hù)的靈敏系數(shù)按下式校驗(yàn)：Kb.對(duì)降壓變壓器，應(yīng)考慮負(fù)荷中電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)的最大電流。^Lmax~^Ms^N.T要求：作為近后備保護(hù)，取變壓器低壓側(cè)母線為校驗(yàn)點(diǎn)，要求Ksen=1,5?2.0;作為遠(yuǎn)后備保護(hù)，取相鄰線路末端為校驗(yàn)點(diǎn)，要求Ksen>1.2。變壓器過(guò)流保2.低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)的原理接線圖QF2JTKM至倍號(hào)ii?”+-^StQF2QF1KOM?J—KS至電樂(lè)回路斷線信號(hào)t-jplIabcu<u<>豸uA>uE5/-Ivx低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)原理接線圖變壓器過(guò)流保護(hù)的整定計(jì)算(2)低電壓元件的起動(dòng)電壓應(yīng)小于正常運(yùn)行時(shí)最低工作電壓，同時(shí)，外部故障切除后，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的過(guò)程中，它必須返回。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，通常用Q.7UNr低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)的整定計(jì)算(1)電流元件的起動(dòng)電流按躲過(guò)變壓器的額定電流整定T—Krel

ti⑽一KreiNT(3)靈敏系數(shù)校驗(yàn)電流元件的靈敏系數(shù)校驗(yàn)：與過(guò)電流的校驗(yàn)相同電壓元件的靈敏系數(shù)按下式校驗(yàn)：u，變壓器過(guò)合壓動(dòng)過(guò)流護(hù)3.復(fù)電啟的電保%變壓器過(guò)流保護(hù)的整定計(jì)算3.復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流整定同低壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流相同。負(fù)序電壓繼電器的起動(dòng)電壓整定負(fù)序電壓繼電器的起動(dòng)電壓按躲開正常運(yùn)行情況下負(fù)序電壓濾過(guò)器輸出的最大不平衡電壓整定。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，取U2.aet=(0.06?0.12)UN.T低壓繼電器的起動(dòng)電壓：Udz=(0.5?0.6)UN.T變壓器過(guò)流保護(hù)的整定計(jì)算復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)(1)由于負(fù)序電壓繼電器的整定值較小，因此對(duì)于不對(duì)稱短路，其靈敏系數(shù)較高。(2)對(duì)于對(duì)稱短路，電壓元件的靈敏性可提高1.15?1.2倍。(3)由于保護(hù)反應(yīng)負(fù)序電壓，因此對(duì)于變壓器后的不對(duì)稱短路，與變壓器的接線方式無(wú)關(guān)。三繞組變壓器過(guò)流保護(hù)的特點(diǎn)當(dāng)外部短路時(shí)，過(guò)電流保護(hù)應(yīng)保證有選擇性的只斷開直接供給短路點(diǎn)故障電流那一側(cè)