变压器异常及事故处理讲稿.ppt
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1、变压器异常及事故处理第一页,讲稿共六十四页哦变压器的故障种类及保护配置变压器的故障种类及保护配置变压器异常及事故处理变压器异常及事故处理主要内容主要内容第二页,讲稿共六十四页哦变压器的常见故障类型变压器的常见故障类型油箱内部故障油箱内部故障油箱外部故障油箱外部故障辅助设备故障辅助设备故障第三页,讲稿共六十四页哦 a、变压器绕组 相间短路;b、变压器绕组 匝间短路;c、变压器绕组 接地短路;d、铁芯故障。(1)油箱内部故障变压器在运行中一经发生绝缘击穿,就会造成绕组的短路或接地故障。第四页,讲稿共六十四页哦短路产生电弧烧坏线圈的绝缘和变压器的铁芯,甚至引短路产生电弧烧坏线圈的绝缘和变压器的铁芯,
2、甚至引起绝缘材料、冷却油强烈汽化,导致油箱爆炸,变压器起绝缘材料、冷却油强烈汽化,导致油箱爆炸,变压器着火。着火。内部故障的危害内部故障的危害第五页,讲稿共六十四页哦a、绝缘套管的相间短路与接地短路;套管故障常见的是炸毁、闪络和漏油。b、引出线上发生的相间短路和接地短路。(2)油箱外部故障第六页,讲稿共六十四页哦变压器承受短路电流冲击,时间过长将引起油温升高变压器承受短路电流冲击,时间过长将引起油温升高,内压加大,造成喷油着火,或者机械损坏。,内压加大,造成喷油着火,或者机械损坏。外部故障的危害外部故障的危害第七页,讲稿共六十四页哦变压器受短路冲击时,如果短路电流小,继电保护正确动作变压器受短
3、路冲击时,如果短路电流小,继电保护正确动作,绕组变形将是轻微的;如果短路电流大,继电保护延时动,绕组变形将是轻微的;如果短路电流大,继电保护延时动作甚至拒动,变形将会很严重,甚至造成绕组损坏。作甚至拒动,变形将会很严重,甚至造成绕组损坏。第八页,讲稿共六十四页哦主要指冷却系统故障。主要指冷却系统故障。a a、冷却器组故障、冷却器组故障 b b、冷却器全停故障、冷却器全停故障(3)辅助设备故障第九页,讲稿共六十四页哦变压器事故处理变压器事故处理 1、不正常工作状态、不正常工作状态 2、变压器的保护配置、变压器的保护配置 3、变压器异常及事故处理、变压器异常及事故处理 4、主变故障案例、主变故障案
4、例 5、运行注意点、运行注意点第十页,讲稿共六十四页哦变压器的不正常工作状态变压器的不正常工作状态(1)由于外部短路或过负荷引起的过电流;(2)油箱漏油造成的油面降低;(3)变压器中性点电压升高;(4)由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁;对于不正常工作状态,变压器保护必须能够反应。发告警信号,或延时跳闸。第十一页,讲稿共六十四页哦电力变压器是电力系统中的重要电气设备。大容量变压器造价十分昂贵,其故障会对供电可靠性和系统的安全稳定运行带来严重的影响。因此应根据变压器容量和重要程度装设性能良好、动作可靠的继电保护装置。在超高压网络中,由于大型变压器价格昂贵以及它在系统中的重要作用,其保护应按双
5、重化配置,以确保变压器安全可靠地供电。第十二页,讲稿共六十四页哦对变压器保护的基本要求对变压器保护的基本要求(1 1)在变压器发生故障时能将其与所有电源断开。)在变压器发生故障时能将其与所有电源断开。(2 2)在母线或其他与变压器相连的元件发生故障而故)在母线或其他与变压器相连的元件发生故障而故障元件本身断路器未能断开的情况下,能使变压器与障元件本身断路器未能断开的情况下,能使变压器与故障部分分开。故障部分分开。(3 3)当变压器过负荷、油面降低、油温过高时,能发)当变压器过负荷、油面降低、油温过高时,能发出报警信号。出报警信号。第十三页,讲稿共六十四页哦变压器保护配置变压器保护配置 防止油箱
6、内部各种短路故障和油面降低的防止油箱内部各种短路故障和油面降低的瓦斯保护瓦斯保护。防止变压器绕组和引出线防止变压器绕组和引出线多相短路多相短路、大接地电流系统侧绕组、大接地电流系统侧绕组和引出线的和引出线的单相接地短路单相接地短路及绕组及绕组匝间短路匝间短路的(纵联)的(纵联)差动差动保护保护或或电流速断保护电流速断保护。防止变压器外部防止变压器外部相间相间短路并作为瓦斯保护和差动保护(或短路并作为瓦斯保护和差动保护(或电流速断保护)后备的电流速断保护)后备的过流保护过流保护(或复合电压启动的过电(或复合电压启动的过电流保护或负序过流保护)。流保护或负序过流保护)。防止大接地电流系统中变压器外
7、部防止大接地电流系统中变压器外部接地接地短路的短路的零序电流保零序电流保护护。防止变压器对称过负荷的防止变压器对称过负荷的过负荷保护过负荷保护。其它非电气量保护(油箱内温度、压力升高、冷却系统故障其它非电气量保护(油箱内温度、压力升高、冷却系统故障)第十四页,讲稿共六十四页哦变压器的主保护、后备保护、异常运行保护变压器的主保护、后备保护、异常运行保护(1 1)主保护:主保护是为满足系统稳定和设备安全要求)主保护:主保护是为满足系统稳定和设备安全要求,能以,能以最快速度最快速度有选择性有选择性的切除被保护设备和线路故障的切除被保护设备和线路故障的保护。如差动保护、瓦斯保护等。的保护。如差动保护、
8、瓦斯保护等。第十五页,讲稿共六十四页哦变压器的主保护、后备保护、异常运行保护变压器的主保护、后备保护、异常运行保护(2 2)后备保护:主保护或断路器)后备保护:主保护或断路器拒动拒动时,用来切除故障时,用来切除故障的保护。如零序电压、零序电流、复合电压闭锁电流保护的保护。如零序电压、零序电流、复合电压闭锁电流保护等。等。后备保护可分为远后备保护和近后备保护两种。后备保护可分为远后备保护和近后备保护两种。1 1)远后备保护:当主保护或断路器拒动时,由)远后备保护:当主保护或断路器拒动时,由相邻相邻电力电力设备或线路的保护来实现的后备保护;设备或线路的保护来实现的后备保护;第十六页,讲稿共六十四页
9、哦变压器的主保护、后备保护、异常运行保护变压器的主保护、后备保护、异常运行保护2 2)近后备保护:)近后备保护:则用双重化配置方式加强元件本身的保护则用双重化配置方式加强元件本身的保护,使之在区内故障时,使之在区内故障时,减少保护减少保护拒绝动作的可能拒绝动作的可能。当一。当一套保护拒动时,由本电力设备或线路的另一套保护来套保护拒动时,由本电力设备或线路的另一套保护来实现的后备保护。实现的后备保护。同时装设开关失灵保护,以便当开关同时装设开关失灵保护,以便当开关拒绝跳闸时起动它来切开同一变电所母线的高压开关,或拒绝跳闸时起动它来切开同一变电所母线的高压开关,或遥切对侧开关。遥切对侧开关。第十七
10、页,讲稿共六十四页哦变压器的主保护、后备保护、异常运行保护变压器的主保护、后备保护、异常运行保护(3 3)异常运行保护:是反应被保护电力设备或线路异常)异常运行保护:是反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。变压器的异常运行保护主要有轻瓦运行状态的保护。变压器的异常运行保护主要有轻瓦斯保护、温度、油位保护及冷却器全停保护等。斯保护、温度、油位保护及冷却器全停保护等。第十八页,讲稿共六十四页哦 变压器主保护 变压器主保护包括重瓦斯保护、纵差保护或电流速断保护。第十九页,讲稿共六十四页哦瓦斯保护分为轻瓦斯(信号)和重瓦斯(跳闸)适用范围:800kVA及以上的油浸式电力变压器;带负荷调压的油浸式
11、变压器的调压装置。针对:油箱内的各种故障及油面降低。整定:重瓦斯流速一般整定为0.61m/s,强迫油循环的变压器整定为1.11.4m/s,轻瓦斯的动作容积整定范围为200300mL范围内。优点:油箱内部所有故障,灵敏性高。缺点:不能反应油箱外部的故障。本体瓦斯保护有载瓦斯保护 瓦斯保护瓦斯保护第二十页,讲稿共六十四页哦纵差保护纵差保护针对:针对:绕组、套管及引出线上的绕组、套管及引出线上的相间短路相间短路,在一定程度上反应绕组内部,在一定程度上反应绕组内部匝间短路匝间短路及及中性点接地侧的中性点接地侧的接地短路接地短路。保护范围保护范围:变压器变压器各侧差动各侧差动CTCT之间之间。特点:特点
12、:瞬时动作切除故障瞬时动作切除故障适用范围:适用范围:对容量较大的变压器,如并列运行的对容量较大的变压器,如并列运行的6300kVA6300kVA及以上、及以上、单独运行的单独运行的10000kVA10000kVA及以上的变压器,要设置差动保护装置。及以上的变压器,要设置差动保护装置。第二十一页,讲稿共六十四页哦电流速断保护电流速断保护针对:针对:绕组、套管及引出线上的绕组、套管及引出线上的相间短路相间短路,在一定程度上反应绕组内,在一定程度上反应绕组内部部匝间短路匝间短路及及中性点接地侧的中性点接地侧的接地短路接地短路。保护范围保护范围:电流速断保护装设在变压器的电源侧,由瞬动的电流继电器电
13、流速断保护装设在变压器的电源侧,由瞬动的电流继电器构成。构成。特点:特点:瞬时动作切除故障瞬时动作切除故障适用范围:适用范围:对于对于2000200010000kVA10000kVA及以下较小容量的变压器,如灵及以下较小容量的变压器,如灵敏系数满足要求时,采用电流速断保护。敏系数满足要求时,采用电流速断保护。第二十二页,讲稿共六十四页哦 瓦斯保护能反应变压器油箱内的任何故障,如铁芯过热烧伤、油面降低,但差动保护对此无反应。另外,在变压器绕组发生少数匝间短路时,虽然短路匝内短路电流很大,会造成局部绕组严重过热,产生强烈的油流,但表现在相电流上却 不是很大,差动保护没有反应,而瓦斯保护对此能灵敏的
14、反应。因此差动保护不能代替瓦斯保护。差动保护可以代替瓦斯保护吗?第二十三页,讲稿共六十四页哦 后备保护的作用:防止外部故障引起的变压器绕组过电流,并作为相邻元件(母线或线路)保护的后备,以及在可能条件下作为变压器内部故障时主保护的后备。变压器后备保护 变压器后备保护主要包括相间短路后备保护、接地短路后备保护、阻抗保护。第二十四页,讲稿共六十四页哦相间短路的后备保护相间后备保护用以防止变压器差动保护范围外相间短路引起变压器绕组的过电流,并作为变压器本身差动保护、瓦斯保护的后备和相邻元件保护的后备。当变压器所连接母线未装设专用母线保护时也作为母线的保护。第二十五页,讲稿共六十四页哦相间后备保护可选
15、用过电流保护、复合电压启动的过电流保护以及负序过电流保护等 1.过电流保护动作电流按躲过变压器可能出现的最大负荷电流整定:max.LarrelopInKKI需要分别考虑躲过并列运行的变压器切除一台时产生的过负荷电流,躲过电动机负荷的自起动电流等,动作时限和灵敏度需要与相邻元件的过电流保护相配合。第二十六页,讲稿共六十四页哦2.复合电压启动的过电流保护动作电流按按躲过变压器额定电流整定:NarrelopInKKI复合电压指负序电压和低电压。负序过电压继电器作为不对称故障的电压保护,而低电压继电器作为三相短路的电压保护。负序电压过电压继电器的动作电压按躲过正常运行时出现的最大不平衡电压整定:TvN
16、opnUU)12.006.0(2.第二十七页,讲稿共六十四页哦3.负序过电流保护负序电流保护灵敏度较高,但整定计算相对复杂,由于负序电流不反应三相对称短路,所以必须加装一套低电压启动的过电流保护来反应三相对称短路。第二十八页,讲稿共六十四页哦对110kV及以上中性点直接接地电网中的变压器,对外部接地短路引起的过电流,应装设零序保护,作为变压器主保护的后备和相邻元件接地故障的后备。接地短路的后备保护变压器中性点是否接地运行与变压器中性点的绝缘水平有关。220KV及以上大型变压器,高压绕组一般采用分级绝缘,中性点绝缘有两种:500KV变压器中性点绝缘水平38KV,必须直接接地运行;220KV变压器
17、中性点绝缘水平110KV,可以直接接地也可以在系统中不失去接地点情况下不接地运行。变压器中性点不同的运行方式,接地保护的配置也不尽相同。变压器零序保护的方式与变压器中性点运行方式有关。第二十九页,讲稿共六十四页哦1.中性点直接接地变压器的零序电流保护 由两段式零序过电流保护构成,通常以较短时限动作于缩小故障范围,以较长时限动作于断开变压器各侧断路器。第三十页,讲稿共六十四页哦2.中性点可能接地或不接地变压器的零序电流、电压保护 对于有多台变压器并列运行的情况,通常只有部分变压器中性点接地运行,而另一部分变压器中性点不接地。当相邻母线或线路发生接地故障,故障元件保护拒动时,则中性点接地变压器的零
18、序电流保护动作,将中性点接地变压器切除,此时中性点不接地变压器可能产生过电压。第三十一页,讲稿共六十四页哦保护运行规定保护运行规定变压器投入运行前各种保护应按规定投入运行。变压器投入运行前各种保护应按规定投入运行。运行中的变压器差动保护与重瓦斯保护不允许同时退出。运行中的变压器差动保护与重瓦斯保护不允许同时退出。其中之一退出时,允许变压器短时运行。其中之一退出时,允许变压器短时运行。变压器差动保护的运行变压器差动保护的运行(1 1)未进行向量检查的差动保护,在对主变充电时应投入)未进行向量检查的差动保护,在对主变充电时应投入跳闸。跳闸。(2 2)若变压器配有两套及以上差动保护,必要时只允许退)
19、若变压器配有两套及以上差动保护,必要时只允许退出一套。出一套。第三十二页,讲稿共六十四页哦(3 3)遇下列情况之一时,差动保护应退出:)遇下列情况之一时,差动保护应退出:1)1)发现差动回路差电压或差电流不合格时;发现差动回路差电压或差电流不合格时;2)2)装置发异常信号或装置故障时;装置发异常信号或装置故障时;3)3)差动保护任何一侧差动保护任何一侧CTCT回路有工作时;回路有工作时;4)CT 4)CT断线时;断线时;5)5)变压器进行倒闸操作变压器进行倒闸操作,可能引起差动保护出现差可能引起差动保护出现差流时。流时。6)6)其它影响保护装置安全运行的情况发生时。其它影响保护装置安全运行的情
20、况发生时。第三十三页,讲稿共六十四页哦.变压器瓦斯保护的运行变压器瓦斯保护的运行 重瓦斯保护正常投跳闸,遇下列情况重瓦斯保护正常投跳闸,遇下列情况之一之一时改投信号:时改投信号:1 1)进行注油和滤油时。)进行注油和滤油时。2 2)在变压器油循环回路上进行操作或更换设备,有可能在变压器油循环回路上进行操作或更换设备,有可能造成保护误动时。造成保护误动时。3 3)进行呼吸器畅通工作或更换硅胶时。)进行呼吸器畅通工作或更换硅胶时。4 4)除采油样和气体继电器上部放气阀放气外,在其他)除采油样和气体继电器上部放气阀放气外,在其他所有地方打开放气、放油和进油阀门时。所有地方打开放气、放油和进油阀门时。
21、第三十四页,讲稿共六十四页哦 5 5)开、闭气体继电器连接管上的阀门时。)开、闭气体继电器连接管上的阀门时。6 6)在气体保护及其二次回路上工作时。)在气体保护及其二次回路上工作时。7 7)对于充氮变压器,当油枕抽真空或补充氮气时。)对于充氮变压器,当油枕抽真空或补充氮气时。8 8)其它影响保护装置安全运行的情况发生时。其它影响保护装置安全运行的情况发生时。变压器注油、滤油、充氮(抽真空)、更换硅胶变压器注油、滤油、充氮(抽真空)、更换硅胶及处理呼吸器时,在上述工作完毕后,及处理呼吸器时,在上述工作完毕后,经经1h1h试运行试运行后后,方可将重瓦斯保护投入跳闸。,方可将重瓦斯保护投入跳闸。第三
22、十五页,讲稿共六十四页哦.变压器后备保护的运行变压器后备保护的运行(1 1)变压器中性点接地运行时,应投入其零序过流保变压器中性点接地运行时,应投入其零序过流保护并可靠退出其间隙零序过流保护;中性点不接地运护并可靠退出其间隙零序过流保护;中性点不接地运行时,应投入其间隙零序过流保护及零序过电压保护行时,应投入其间隙零序过流保护及零序过电压保护,退出其零序过流保护。当未装间隙零序过流保护的,退出其零序过流保护。当未装间隙零序过流保护的变压器不接地运行时,其零序过电压保护不得退出。变压器不接地运行时,其零序过电压保护不得退出。当该保护因故必须停用时,可先将该当该保护因故必须停用时,可先将该变压器变
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