现代供电技术学习教案.pptx

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1、现代现代(xindi)供电技术供电技术第一页，共32页。本节主要本节主要本节主要本节主要(zhyo)(zhyo)内容内容内容内容一、常见故障类型、不正常工作状态及其保护一、常见故障类型、不正常工作状态及其保护一、常见故障类型、不正常工作状态及其保护一、常见故障类型、不正常工作状态及其保护(boh)(boh)方方方方式式式式二、变压器的瓦斯保护二、变压器的瓦斯保护二、变压器的瓦斯保护二、变压器的瓦斯保护(boh)(boh)三、变压器的电流保护三、变压器的电流保护三、变压器的电流保护三、变压器的电流保护(boh)(boh)四、变压器的差动保护四、变压器的差动保护四、变压器的差动保护四、变压器的差动

2、保护(boh)(boh)五、变压器的过负荷保护五、变压器的过负荷保护五、变压器的过负荷保护五、变压器的过负荷保护(boh)(boh)第1页/共32页第二页，共32页。故障故障故障故障(gzhng)(gzhng)类型类型类型类型内部故障：指油箱内的短路内部故障：指油箱内的短路内部故障：指油箱内的短路内部故障：指油箱内的短路(dunl)(dunl)故障故障故障故障 变压器绕组的相间短路变压器绕组的相间短路变压器绕组的相间短路变压器绕组的相间短路(dunl)(dunl)包括包括包括包括 变压器绕组的匝间短路变压器绕组的匝间短路变压器绕组的匝间短路变压器绕组的匝间短路(dunl)(dunl)中性点接地

3、侧的单相接地短路中性点接地侧的单相接地短路中性点接地侧的单相接地短路中性点接地侧的单相接地短路(dunl)(dunl)外部故障：指油箱外引出线的短路外部故障：指油箱外引出线的短路外部故障：指油箱外引出线的短路外部故障：指油箱外引出线的短路(dunl)(dunl)故障故障故障故障 相间短路相间短路相间短路相间短路(dunl)(dunl)单相接地短路单相接地短路单相接地短路单相接地短路(dunl)(dunl)第2页/共32页第三页，共32页。不正常不正常(zhngchng)工作状态工作状态外部短路外部短路(dunl)引起的引起的过电流过电流过电压过电压过负荷过负荷油箱漏油造成油面降低油箱漏油造成油

4、面降低油温过高等油温过高等第3页/共32页第四页，共32页。保护方式保护方式瓦斯保护瓦斯保护（气体保护）（气体保护）纵联差动保护纵联差动保护电流速电流速(li s)断保护断保护定时限过电流保护定时限过电流保护过负荷保护过负荷保护单相接地保护：零序电流保护单相接地保护：零序电流保护过励磁保护过励磁保护主主 保保 护护选其一选其一轻瓦斯：动作轻瓦斯：动作(dngzu)于信号于信号重瓦斯：动作重瓦斯：动作(dngzu)于跳闸于跳闸后备后备(hubi)保保护：护：辅助保护辅助保护第4页/共32页第五页，共32页。二、二、变压器瓦斯变压器瓦斯(w s)保护保护1 1 工作原理工作原理工作原理工作原理 当

5、变压器内部故障时，由于故障点电流和电弧的作用，当变压器内部故障时，由于故障点电流和电弧的作用，当变压器内部故障时，由于故障点电流和电弧的作用，当变压器内部故障时，由于故障点电流和电弧的作用，使得变压器油及其他绝缘材料因局部受热而分解产生使得变压器油及其他绝缘材料因局部受热而分解产生使得变压器油及其他绝缘材料因局部受热而分解产生使得变压器油及其他绝缘材料因局部受热而分解产生气体，因气体比较轻，因而从油箱流向油枕的上部。气体，因气体比较轻，因而从油箱流向油枕的上部。气体，因气体比较轻，因而从油箱流向油枕的上部。气体，因气体比较轻，因而从油箱流向油枕的上部。当故障严重时，油会迅速膨胀并产生大量气体，

6、此时当故障严重时，油会迅速膨胀并产生大量气体，此时当故障严重时，油会迅速膨胀并产生大量气体，此时当故障严重时，油会迅速膨胀并产生大量气体，此时将有大量的气体夹杂着油流冲向油枕的上部。利用变将有大量的气体夹杂着油流冲向油枕的上部。利用变将有大量的气体夹杂着油流冲向油枕的上部。利用变将有大量的气体夹杂着油流冲向油枕的上部。利用变压器内部故障时的这一特点构成的保护装置称为压器内部故障时的这一特点构成的保护装置称为压器内部故障时的这一特点构成的保护装置称为压器内部故障时的这一特点构成的保护装置称为(chn wi)(chn wi)瓦斯保护。瓦斯保护。瓦斯保护。瓦斯保护。第5页/共32页第六页，共32页。

7、瓦斯保护，又称为气体继电保护，是保护油浸式电瓦斯保护，又称为气体继电保护，是保护油浸式电力变压器内部故障的一种基本保护装置。力变压器内部故障的一种基本保护装置。国标规定，国标规定，800KVA及以上的一般变压器和及以上的一般变压器和400KVA及以上的车间及以上的车间(chjin)内油浸式变压器，均应装设瓦斯保内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。护。瓦斯保护只能反映变压器油箱内部的故障，而对变瓦斯保护只能反映变压器油箱内部的故障，而对变压器外部端子上的故障情况则无法反映。压器外部端子上的故障情况则无法反映。第6页/共32页第七页，共32页。2 2 2 2、瓦斯保护、瓦斯保护、瓦斯保护、瓦斯保护(

8、boh)(boh)(boh)(boh)安装安装安装安装 安装：安装：气体气体(qt)继电器装设在变压器的油箱与油枕之继电器装设在变压器的油箱与油枕之间的联通管上。变压器安装时应取间的联通管上。变压器安装时应取1%1.5%的倾斜的倾斜度；联通管对油箱顶盖也有度；联通管对油箱顶盖也有2%4%的倾斜度。的倾斜度。第7页/共32页第八页，共32页。“电力负荷电力负荷”在不同在不同(b tn)的场合可以有不同的场合可以有不同(b tn)的含义，它可以指用电设备或用电单位，的含义，它可以指用电设备或用电单位，也可以指用电设备或用电单位的功率或电流的大也可以指用电设备或用电单位的功率或电流的大小。小。3、瓦

9、斯保护、瓦斯保护(boh)的运行与接线的运行与接线 第8页/共32页第九页，共32页。轻轻瓦瓦斯斯动动作作于于信信号号，重重瓦瓦斯斯动动作作于于跳跳闸闸(跳跳开开变变压压器器两两侧断路器侧断路器)。在在充充油油或或变变压压器器修修理理后后重重新新灌灌油油时时，为为了了防防止止误误动动作作，将将重重瓦瓦斯斯切切换换至至动动作作用用于于信信号号。在在瓦瓦斯斯继继电电器器试试验验时时也也应应切换至信号。切换至信号。注注意意：保保护护的的出出口口中中间间继继电电器器必必须须是是自自保保持持中中间间继继电电器器KM，因因为为重重瓦瓦斯斯是是靠靠油油流流的的冲冲击击而而动动作作的的，油油流流的的速速度度(

10、sd)不不恒恒定定(即即不不稳稳定定)，且且断断路路器器跳跳闸闸有有它它的的固固有有动动作作时时间间，为为了了防防止止短短时时闭闭合合造造成成动动作作不不可可靠靠。出出口口中中间间继继电电器器KM 采用采用“自保持自保持”回路。回路。第9页/共32页第十页，共32页。如果变压器内部发生严重漏油或匝数很少的匝如果变压器内部发生严重漏油或匝数很少的匝如果变压器内部发生严重漏油或匝数很少的匝如果变压器内部发生严重漏油或匝数很少的匝间短路、铁芯局部烧损、线圈断线、绝缘劣间短路、铁芯局部烧损、线圈断线、绝缘劣间短路、铁芯局部烧损、线圈断线、绝缘劣间短路、铁芯局部烧损、线圈断线、绝缘劣化和油面下降等故障时

11、，往往其他保护均不化和油面下降等故障时，往往其他保护均不化和油面下降等故障时，往往其他保护均不化和油面下降等故障时，往往其他保护均不能动作，而瓦斯保护却能够能动作，而瓦斯保护却能够能动作，而瓦斯保护却能够能动作，而瓦斯保护却能够(nnggu)(nnggu)动作。动作。动作。动作。因此，瓦斯保护是变压器内部故障最有效的因此，瓦斯保护是变压器内部故障最有效的因此，瓦斯保护是变压器内部故障最有效的因此，瓦斯保护是变压器内部故障最有效的一种主保护；一种主保护；一种主保护；一种主保护；瓦斯保护能反应油箱内各种故障，且动作迅速、瓦斯保护能反应油箱内各种故障，且动作迅速、瓦斯保护能反应油箱内各种故障，且动作

12、迅速、瓦斯保护能反应油箱内各种故障，且动作迅速、灵敏性高、接线简单；灵敏性高、接线简单；灵敏性高、接线简单；灵敏性高、接线简单；不能反应油箱外的引出线和套管上的故障。故不能反应油箱外的引出线和套管上的故障。故不能反应油箱外的引出线和套管上的故障。故不能反应油箱外的引出线和套管上的故障。故不能作为变压器唯一的主保护，须与纵差保不能作为变压器唯一的主保护，须与纵差保不能作为变压器唯一的主保护，须与纵差保不能作为变压器唯一的主保护，须与纵差保护配合共同作为变压器的主保护。护配合共同作为变压器的主保护。护配合共同作为变压器的主保护。护配合共同作为变压器的主保护。第10页/共32页第十一页，共32页。三

13、三 变压器电流速变压器电流速(li s)断保护断保护瓦斯保护不能保瓦斯保护不能保瓦斯保护不能保瓦斯保护不能保护变压器外部故护变压器外部故护变压器外部故护变压器外部故障，故对于较小障，故对于较小障，故对于较小障，故对于较小容量变压器，可容量变压器，可容量变压器，可容量变压器，可在变压器电源侧在变压器电源侧在变压器电源侧在变压器电源侧加装电流速加装电流速加装电流速加装电流速(li(li s)s)断保护，作断保护，作断保护，作断保护，作为变压器电源侧为变压器电源侧为变压器电源侧为变压器电源侧主保护。并用过主保护。并用过主保护。并用过主保护。并用过流保护作为变压流保护作为变压流保护作为变压流保护作为变

14、压器内部故障的后器内部故障的后器内部故障的后器内部故障的后备保护备保护备保护备保护第11页/共32页第十二页，共32页。车间变车间变车间变车间变6 610/0.4kV10/0.4kV，容量，容量，容量，容量(rngling)1000kVA(rngling)1000kVA左右，主保护采用电流速断保左右，主保护采用电流速断保左右，主保护采用电流速断保左右，主保护采用电流速断保护和瓦斯保护护和瓦斯保护护和瓦斯保护护和瓦斯保护1 1。动作电流整定。动作电流整定。动作电流整定。动作电流整定 保护装置动作电流：躲过变压器二次侧母保护装置动作电流：躲过变压器二次侧母保护装置动作电流：躲过变压器二次侧母保护装

15、置动作电流：躲过变压器二次侧母线上最大三相短路电流线上最大三相短路电流线上最大三相短路电流线上最大三相短路电流可靠系数，一般(ybn)DL取1.21.3，GL取1.41.5。为躲过励磁涌流，需电流速电流速电流速电流速(li s)(li s)(li s)(li s)断保护断保护断保护断保护第12页/共32页第十三页，共32页。2。灵敏度校验。灵敏度校验 一次侧最小两一次侧最小两相短路电流相短路电流(dinli)值值 如不满足要求，则改用差如不满足要求，则改用差动保护。动保护。3。接线。接线 同线路同线路段保护段保护4。评价。评价 优点：简单，动作迅速；优点：简单，动作迅速；缺点：有死区，不能保护

16、变缺点：有死区，不能保护变压器二次侧出口处短路，必压器二次侧出口处短路，必须与过电流须与过电流(dinli)保护配保护配合使用。合使用。第13页/共32页第十四页，共32页。1、保护原理、保护原理(yunl)变压器纵差保护主要是用来反应变变压器纵差保护主要是用来反应变压器绕组、引出线及套管上的各压器绕组、引出线及套管上的各种短路故障，是变压器的主保护。种短路故障，是变压器的主保护。四、变压器的纵差保护四、变压器的纵差保护(boh)变压器纵联差动保护变压器纵联差动保护(boh)是反应变压器原是反应变压器原副边两侧电流差值的一副边两侧电流差值的一种快速动作的保护种快速动作的保护(boh)装置。装置

17、。保护保护(boh)区在变区在变压器一、二次侧所装电压器一、二次侧所装电流互感器之间。流互感器之间。第14页/共32页第十五页，共32页。（2）在差动保护的保护区内）在差动保护的保护区内d点短路时，对于单端供点短路时，对于单端供电电(n din)的变压器来说的变压器来说 =0，所以，所以 =，继电器动作，控制两侧，继电器动作，控制两侧QF跳闸。对于双跳闸。对于双端供电端供电(n din)的变压器来说的变压器来说 =+，继，继电器也动作。电器也动作。（1）在正常运行）在正常运行(ynxng)和外部短路时和外部短路时:=-=0（或或差差流流值值极极小小），继继电电器器不不动动作。作。第15页/共3

18、2页第十六页，共32页。正常运行正常运行正常运行正常运行(ynxng)(ynxng)或外部故障时，差动继电器或外部故障时，差动继电器或外部故障时，差动继电器或外部故障时，差动继电器中的电流等于两侧电流互感器的二次电流之差，中的电流等于两侧电流互感器的二次电流之差，中的电流等于两侧电流互感器的二次电流之差，中的电流等于两侧电流互感器的二次电流之差，欲使这种情况下流过继电器的电流基本为零，欲使这种情况下流过继电器的电流基本为零，欲使这种情况下流过继电器的电流基本为零，欲使这种情况下流过继电器的电流基本为零，则应恰当选择两侧电流互感器的变比。则应恰当选择两侧电流互感器的变比。则应恰当选择两侧电流互感

19、器的变比。则应恰当选择两侧电流互感器的变比。2 2、不平衡、不平衡(pnghng)(pnghng)电流电流第16页/共32页第十七页，共32页。但是，在实际运行过程中，不论正常运行还是外部故障，差动继电器内都有某些电流流入，称之为不平衡电流。下面分析不平衡电流产生原因及克服方法：1)电流互感器的影响 电流互感器变比的计算值与标准值不同 变压器各侧电流互感器型号(xngho)和特性不同 时，其饱和特性也不同第17页/共32页第十八页，共32页。（2）由于）由于(yuy)变压器一、二次侧结线不同变压器一、二次侧结线不同引起的不平衡电流引起的不平衡电流 Yd-11接线的变压器原副边电流相位相差接线的

20、变压器原副边电流相位相差30，所以产，所以产生不平衡电流，因此必须生不平衡电流，因此必须(bx)补偿回来。补偿回来。补偿方法为：补偿方法为：变压器电流互感器备注Y两种三角形接法必须相同Y第18页/共32页第十九页，共32页。第19页/共32页第二十页，共32页。（3）由于变压器励磁涌流引起的不平衡电流。）由于变压器励磁涌流引起的不平衡电流。变变压压器器的的励励磁磁电电流流是是只只在在电电源源侧侧流流过过，对对纵纵差差保保护护回回路路来来说说，励励磁磁电电流流的的存存在在就就相相当当于于变变压压器器内内部部故故障障时时的的短短路路电电流流。因因此此，它它必必然然给给纵纵差差保保护护的的正正确确工

21、作带来影响。工作带来影响。在在变变压压器器空空载载投投入入和和外外部部故故障障切切除除后后电电压压恢恢复复时时，则则可可能能有有很很大大的的励励磁磁电电流流(即即励励磁磁涌涌流流)。产产生生励励磁磁涌涌流流的的原原因因主主要要是是变变压压器器铁铁芯芯的的严严重重饱饱和和使使励励磁磁阻阻抗抗大大幅度降低。幅度降低。励磁涌流有如下特点：励磁涌流有如下特点：含含有有很很大大成成分分的的非非周周期期分分量量(fn ling)，其其波波形形偏向时间轴的一侧。偏向时间轴的一侧。含有大量高次谐波，而且以二次谐波为主。含有大量高次谐波，而且以二次谐波为主。波形之间出现间断角。波形之间出现间断角。第20页/共3

22、2页第二十一页，共32页。减小励磁涌流影响的方法如下：减小励磁涌流影响的方法如下：采用具有速饱和铁心的差动继电器。采用具有速饱和铁心的差动继电器。利用利用BCH-2型差动继电器来实现型差动继电器来实现(shxin)。采用比较波形间断角来鉴别内部故障和励磁采用比较波形间断角来鉴别内部故障和励磁涌流的差动保护。涌流的差动保护。利用二次谐波制动而躲开励磁涌流。利用二次谐波制动而躲开励磁涌流。微机保护装置可实现微机保护装置可实现(shxin)第21页/共32页第二十二页，共32页。（4）由于变压器分接头改变引起的不平衡）由于变压器分接头改变引起的不平衡(pnghng)电流电流 变变压压器器在在运运行行

23、时时，往往往往采采用用改改变变分分接接头头位位置置(即即改改变变高高压压线线圈圈的的匝匝数数)进进行行调调压压。因因为为分分接接头头的的改改变变，就就是是(jish)变变压压器器变变比比的的改改变变，电电流流互互感感器器二二次次侧侧电电流流因因而而改改变变，引引起起新新的的不不平平衡衡电电流。流。通过提高保护动作电流躲过。通过提高保护动作电流躲过。结结论论：变变压压器器差差动动保保护护中中的的不不平平衡衡电电流流要要完完全全消消除除是是不不可可能能的的，但但采采取取措措施施，减减小小其其影影响响，用以提高差动保护灵敏度是可能的。用以提高差动保护灵敏度是可能的。第22页/共32页第二十三页，共3

24、2页。它是由一个DL110.2型电流继电器和一个带短路线圈(xinqun)的速饱和变流器组成。3、BCH-2差差动继电动继电器的器的结结构构(jigu)原理原理 B柱面积柱面积(min j)是是A、C柱面积柱面积(min j)的两倍。的两倍。第23页/共32页第二十四页，共32页。速饱和变流器铁心的中间柱速饱和变流器铁心的中间柱B上绕有差动线圈上绕有差动线圈Wd和两个平衡线圈和两个平衡线圈Wb、Wb；右边柱；右边柱C上绕有二次线圈上绕有二次线圈W2，与电流继电器相连；还有两个短路线圈，分别绕在中间柱，与电流继电器相连；还有两个短路线圈，分别绕在中间柱B和左侧柱和左侧柱A上，匝数比为上，匝数比为

25、2 1，缠绕时使它们产生的磁通对左边柱来说是同方向的。，缠绕时使它们产生的磁通对左边柱来说是同方向的。速饱和变流器的作用是躲过励磁涌流，流过差动电流的差动线圈是其主线圈。速饱和变流器的作用是躲过励磁涌流，流过差动电流的差动线圈是其主线圈。平衡线圈用来抑制由两侧电流互感器变比的计算值与标准值不同引起起的不平衡电流平衡线圈用来抑制由两侧电流互感器变比的计算值与标准值不同引起起的不平衡电流。但因平衡线圈只能取整数但因平衡线圈只能取整数(zhngsh)匝，不能完全消除。匝，不能完全消除。短路线圈的作用则是进一步改善速饱和变流器躲过非周期分量的性能。短路线圈的作用则是进一步改善速饱和变流器躲过非周期分量

26、的性能。第24页/共32页第二十五页，共32页。五、过电流五、过电流(dinli)(dinli)保护保护 过电流保护既可作本级变压过电流保护既可作本级变压器的近后备保护，又可作下级器的近后备保护，又可作下级线路线路(xinl)的远后备保护。的远后备保护。1。动作电流整定。动作电流整定动作电流：躲过最大负荷电流动作电流：躲过最大负荷电流（考虑负荷中电动机自启动时（考虑负荷中电动机自启动时的最大电流）。的最大电流）。2。动作时限整定：时限阶梯。动作时限整定：时限阶梯(jit)原则原则第25页/共32页第二十六页，共32页。3。灵敏度校验。灵敏度校验要求：（要求：（1）作为本级变压器）作为本级变压器

27、的近后备保护时：的近后备保护时：KS 1.5 （2）作为相邻元件的）作为相邻元件的远后备保护时：远后备保护时：KS 1.2式中：式中：保护范保护范围围(fnwi)末端最小两相短末端最小两相短 路电流值。路电流值。如不满足要求，则改用低电如不满足要求，则改用低电压启动的过电流保护或复合电压启动的过电流保护或复合电压启动的过电流保护。压启动的过电流保护。第26页/共32页第二十七页，共32页。4。接线。接线 同线路同线路(xinl)段保护段保护第27页/共32页第二十八页，共32页。低电压启动的过电流低电压启动的过电流(dinli)(dinli)保护保护保护的启动元件保护的启动元件(yunjin)

28、(yunjin)包括电流继电器和低电压包括电流继电器和低电压继电器。继电器。第28页/共32页第二十九页，共32页。动作电流：按躲过变压器的额定电流整定，即动作电流：按躲过变压器的额定电流整定，即动作电流：按躲过变压器的额定电流整定，即动作电流：按躲过变压器的额定电流整定，即其动作电流比过电流保护的启动电流小，从而提高了保护的灵敏性。其动作电流比过电流保护的启动电流小，从而提高了保护的灵敏性。其动作电流比过电流保护的启动电流小，从而提高了保护的灵敏性。其动作电流比过电流保护的启动电流小，从而提高了保护的灵敏性。低电压继电器动作电压：可按躲过正常运行时最低工作电压整定低电压继电器动作电压：可按躲

29、过正常运行时最低工作电压整定低电压继电器动作电压：可按躲过正常运行时最低工作电压整定低电压继电器动作电压：可按躲过正常运行时最低工作电压整定灵敏度校验不作要求灵敏度校验不作要求灵敏度校验不作要求灵敏度校验不作要求如大型变压器仍不满足要求，可采用负序电流保护反应如大型变压器仍不满足要求，可采用负序电流保护反应如大型变压器仍不满足要求，可采用负序电流保护反应如大型变压器仍不满足要求，可采用负序电流保护反应(fnyng)(fnyng)不对称短路。不对称短路。不对称短路。不对称短路。第29页/共32页第三十页，共32页。六、变压器的过负荷六、变压器的过负荷六、变压器的过负荷六、变压器的过负荷(fh)(

30、fh)保护保护保护保护 过过负负荷荷一一般般情情况况下下都都是是对对称称的的，因因此此只只装装一一相相，延时动作于预告信号。延时动作于预告信号。注意：注意：对双绕组降压变，装于高压侧。对双绕组降压变，装于高压侧。对对一一侧侧电电源源的的三三绕绕组组变变压压器器，如如三三侧侧容容量量相相同同(xin tn)，只只装装电电源源侧侧；如如容容量量不不同同，则则装装电源侧和容量较小侧。电源侧和容量较小侧。对双绕组升压变，装于低压侧。对双绕组升压变，装于低压侧。第30页/共32页第三十一页，共32页。1。动作。动作(dngzu)电流整电流整定定 可靠系数(xsh)，取1.05，返回系数(xsh)，取0.85。2。动作时限整定：。动作时限整定：比后备保护大比后备保护大t以上以上(yshng)，一般取，一般取510 s。第31页/共32页第三十二页，共32页。