第八章电力变压器的继电保护.pptx

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1、第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 变压器的不正常运行状态 变压器不正常运行状态有：变压器不正常运行状态有：变压器不正常运行状态有：变压器不正常运行状态有：1）油箱漏油造成的油面降低；2）由于外部短路引起的过电流；3）变压器油温升高；4）由于负荷超过额定值引起的过负荷使变压器绕组过热加速绕组绝缘老化甚至引起内部故障等。二二第一节 变压器的故障、不正常运行状态和应装设的保护第1页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 二二1.2.纵联差动保护过电流保护过负荷保护温度保护装置3.4.5.6.瓦斯保护 电流速断保护保护装置分类保护装置分类第一节 变压器的

2、故障、不正常运行状态和应装设的保护第2页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 瓦斯保护的原理及组成 第二节第二节 变压器的瓦斯保护变压器的瓦斯保护一一第8页/共56页 油浸式变压器是利用变压器油作为绝缘和冷却介质的，当变压器油箱内部发生故障，由于短路电流所产生的电弧使变压器的绝缘材料和变压器油分解而产生大量气体。这些大量气体形成气流并与油流混合冲向油枕的上部。故障愈严重，产生气体越多，油流速度越快。利用这种气体来实现的保护，称为瓦斯保护。瓦斯保护是反应变压器内部故障最有效、最灵敏的保护装置。瓦斯保护只反应变压器油箱内的故障，不能反应油箱外套管与引出线上的故障，因此，

3、它不能单独作为变压器的主保护，通常它与纵联差动保护或电流速断保护配合共同作为变压器的主保护。第二节 变压器的瓦斯保护第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护第9页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 气体继电器的构造和工作原理 气体继电器安装位置图二二第二节 变压器的瓦斯保护第10页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 瓦斯继电器的构造和工作原理第二节 变压器的瓦斯保护第11页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 瓦斯保护的原理接线图第二节 变压器的瓦斯保护第12页/共56页第八章第八章 电力变压

4、器的继电保护电力变压器的继电保护 瓦斯保护的直流展开图第二节 变压器的瓦斯保护第13页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 变压器电流速断保护原理接线示意图第三节第三节 变压器的电流速断保护变压器的电流速断保护一一第14页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 保护的动作电流可按下列条件之一选择：1、躲过外部（K-1点）短路时流过保护的最大短路电流整定，即2、躲过变压器空载投入时的励磁涌流：选择上述两个的最大值作为整定值。二二第三节 变压器的电流速断保护第15页/共56页 第八章第八章 电力变压器的继电保电力变压器的继电保护护 灵敏度校验：

5、要求在保护安装处（K-2点）发生两相金属性短路进行校验，即电流速断保护具有接线简单、动作迅速等优点，但当系统最大和最小运行方式差别较大时，保护区可能很短，使灵敏度不能满足要求，甚至保护不到变压器电源侧的绕组；同时在受电侧，从套管到断路器之间的一段距离也得不到保护。此时，要考虑装设更灵敏和更可靠的保护，如纵联差动保护。三三第三节 变压器的电流速断保护第16页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 变压器纵联差动保护的基本原理纵联差动保护能正确区分被保护元件的保护区内、外故障，并能瞬时切除保护区内的短路故障。变压器的纵联差动保护用来反映变压器绕组、套管及引出线上的各种短路

6、故障，是变压器的主保护。应用输电线路纵联差动保护原理，可以实现变压器的纵联差动保护，对于变压器纵联差动保护，比较两侧有关电气量更容易实现，所以变压器的纵联差动保护得到了广泛的应用。第四节第四节 变压器的纵联差动保护变压器的纵联差动保护一一第17页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 变压器纵联差动保护通常采用环流法接线。被保护元件两侧（高、低压）的电流互感器二次侧，靠近被保护元件的两端连在一起。然后，将差动继电器并联到两电流互感器上。第四节 变压器的纵联差动保护第18页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 变压器差动保护的特殊问题 1.稳

7、态情况下的不平衡电流 二二（1）变压器正常运行时由励磁电 流引起的不平衡电流（2）由于变压器各侧电流相位不同引起的不平衡电流第四节 变压器的纵联差动保护第19页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 Y，d11接线变压器两侧电流互感器的接线及电流相量图第四节 变压器的纵联差动保护第20页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 （3）由于电流互感器计算变比与选用的标准变比不同而引起的不平衡电流【例8-1】计算315MVA，1102*25llkV，Y，d11型变压器在额定负荷下差动保护中各电压侧保护臂中的电流，计算数据列于表8-1中。第四节 变压

8、器的纵联差动保护第21页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 表81所示算例中，=4.764.13=0.63A，占额定负荷的13，当该不平衡电流大于5时，应采取补偿措施。常用补偿措施有：(1)采用自耦变流器(或称自耦变压器)UT(通常置于电流较小的保护臂中)来变换保护臂中的电流，(2)利用带中间速饱和变流器SUA差动继电器的平衡绕组进行磁势补偿，如图所示。通常将Wb置于电流较小的保护臂中，即差动绕组Nd中不平衡电流在UA铁芯中产生的磁势被平衡绕组中电流所产生的磁势所补偿。如果能完全补偿，则SUA二次绕组N2中不产生不平衡电流。由于自耦变流器UT、中间速饱和变流器SU

9、A绕组匝数不能平滑调节，所以选用的整定匝数与计算匝数不可能完全一致。因此，差动回路中仍残留一部分不平衡电流，在整定保护动作值时要考虑躲过这部分不平衡电流。第四节 变压器的纵联差动保护第22页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 （4）由变压器调压引起的不平衡电流（5）由于各侧电流互感器误差不同引起的不平衡电流1)选用高饱和倍数差动保护专用的D级电流互感器，并在外部短路最大短路电流下按10误差曲线校验互感器二次负荷。2)合理选用互感器二次连接导线截面使二次负荷减小，并尽量使各侧差动保护臂阻抗相近，以减小不平衡电流。为减小二次负荷，可以选用二次侧额定电流为1A的电流互感

10、器，因它的允许负荷比二次侧额定电流为5A的电流互感器大25倍。3)采用铁芯具有小气隙的电流互感器，可以减少铁芯剩磁的影响，并且使磁路特性决定于气隙大小，以减小非线性误差，从而改善互感器的工作条件，使两侧互感器特性趋于一致，减小不平衡电流。4)引入同型系数的概念，第四节 变压器的纵联差动保护第23页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 2.暂态过程中的不平衡电流第四节 变压器的纵联差动保护第24页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 3.变压器励磁涌流的变化曲线第四节 变压器的纵联差动保护第25页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护

11、电力变压器的继电保护 励磁涌流的特点：(1)包含有很大成分的非周期分量，约占基波的60，涌流偏向时间轴的一侧。涌流衰减的快慢与变压器容量有关，一般励磁涌流衰减到变压器额定电流的2550所需时间，对中、小型变压器约为051s；对大型变压器约为23s。励磁涌流完全衰减，大型变压器要经几十秒时间。(2)包含有大量的高次谐波，以二次谐波为主，约占基波30-40以上。(3)波形之间出现间断角。第四节 变压器的纵联差动保护第26页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 防止励磁涌流影响的措施：(1)采用具有速饱和铁芯的BCH型差动继电器。速饱和变流器的工作原理是应用励磁涌流中非周

12、期分量电流来破坏周期分量电流的传变。当然，内部短路故障时必然带来纵差动保护动作的延时。(2)利用二次谐波制动而躲开励磁涌流。(3)按比较波形间断角来鉴别内部故障和励磁涌流的差动保护。由于速饱和变流器躲过非周期分量性能不够理想，目前，中、小型变压器广泛采用加强型速饱和变流器(BCH2型)构成的变压器差动保护。BCH2型(DCD2，DCD2M型)差动继电器，是在速饱和变流器基础上，再加上短路绕组，以改善躲过非周期分量的性能。第四节 变压器的纵联差动保护第27页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 BCH-2型差动继电器结构原理图第四节 变压器的纵联差动保护第28页/共5

13、6页由式（8-10）可以推出一下结论：1）当短路线圈开路，相当于没有短路线圈时，ik=0，此时它就是一个普通的速饱和变流器。2）当短路线圈接入后，发生内部故障时，i1为正弦交流电流，只要保持Nk=2Nk，那么C柱中的磁通大小相等方向相反，去磁和助磁做作用相互抵消，相当于短路线圈不起作用。只要保持Nk /Nk=2,则不论他们的匝数是多少，都不影响继电器的动作安匝。3）当外部发生短路故障或变压器空载投入时，流入差动线圈中的电流含有较大的非周期分量，使铁心迅速饱和，它与速饱和变流器的作用一样。第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护第四节 变压器的纵联差动保护第29页/共56页第八章第

14、八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护BCH-2型差动继电器整定计算原则(1)躲过变压器的励磁电流的影响（2）躲过外部短路时的最大不平衡电流（3）躲开电流互感器二次回路断线时变压器的最大负荷电流 灵敏度校验 第四节 变压器的纵联差动保护第30页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 【例8-2】某工厂总降压变电所由无限大系统供电，其中变压器的参数为SFL1-10000/60型，60/10.5kV,Y,d11接线，Uk%=9。已知10.5kV母线上最大运行方式下的三相短路电流为Ikmax=3850A,最小运行方式下的三相短路电流为Ikmin=3200A，归算到6

15、0kV侧分别为691A和560A，10kV侧最大负荷电流为Ilmax=450A，归算到60kV侧为78.75A,拟采用BCH2型差动继电器构成变压器差动保护，试进行整定计算。第四节 变压器的纵联差动保护第31页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 BCH-1型差动继电器结构原理图第四节 变压器的纵联差动保护第32页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 BCH-1型差动继电器制动特性曲线第四节 变压器的纵联差动保护第33页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 第四节 变压器的纵联差动保护第34页/共56页第八章第

16、八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 LCD15型差动继电器构成的变压器纵差动保护第四节 变压器的纵联差动保护第35页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 整流型比率制动式差动继电器 第四节 变压器的纵联差动保护第36页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 制动特性曲线第四节 变压器的纵联差动保护第37页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 为反应变压器外部相间短路故障引起的过电流，以及作为变压器本身纵差动保护和瓦斯保护的后备，变压器必须装设过电流保护。它既是变压器主保护的后备保护，又是相邻母线或线路

17、的后备保护。根据变压器容量和对保护灵敏度的要求，实现后备保护的方式有：过电流保护、低电压起动的过电流保护、复合电压起动的过电流保护和负序过电流保护等。第五节第五节 变压器相间短路的后备变压器相间短路的后备保护和过负荷保护保护和过负荷保护第38页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 各过电流保护原理示意框图(a)过电流保护 (b)低电压起动的过电流保护 (c)复合电压起动的过电流保护 (d)负序电流和单相式低压启动的过电流 第五节 变压器相间短路的后备保护和过负荷保护第39页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 变压器过电流保护的单相原理接

18、线图 第五节 变压器相间短路的后备保护和过负荷保护第40页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 低电压起动的过电流保护接线图 第五节 变压器相间短路的后备保护和过负荷保护第41页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 复合电压起动的过电流保护原理接线图 第五节 变压器相间短路的后备保护和过负荷保护第42页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 阻容式单相负序电压滤过器原理接线 第五节 变压器相间短路的后备保护和过负荷保护第43页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 阻容式单相负序电压滤过

19、器相量关系（a）加入正序电压（b）加入负序电压第五节 变压器相间短路的后备保护和过负荷保护第44页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 复合电压起动的过电流保护展开图 第五节 变压器相间短路的后备保护和过负荷保护第45页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 负序电流和单相低电压起动的过电流保护（原理接线图）第五节 变压器相间短路的后备保护和过负荷保护第46页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 负序电流和单相低电压起动的过电流保护（直流展开图）第五节 变压器相间短路的后备保护和过负荷保护第47页/共56页第八章

20、第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 单侧电源三绕组变压器过电流保护配置图第五节 变压器相间短路的后备保护和过负荷保护第48页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 变压器的过负荷保护原理接线图 第五节 变压器相间短路的后备保护和过负荷保护第49页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 一、压力式温度继电器的结构第六节第六节 电力变压器的温度保护电力变压器的温度保护第50页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 第七节第七节 电力变压器保护电力变压器保护接线全图举例接线全图举例第51页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 第七节 电力变压器保护接线全图举例第52页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 微机变压器保护硬件结构图 第七节 电力变压器保护接线全图举例第53页/共56页第八章第八章 电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护 微机变压器保护程序框图 第七节 电力变压器保护接线全图举例第54页/共56页第八章完第八章第八章 电力变压器的继电保电力变压器的继电保护护第55页/共56页感谢您的观看！第56页/共56页