变压器继电保护

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,变压器继电保护,变压器是电力系统重要的主设备之一。在发电厂通过升压变压器将发电机电压升高，而由输电线路将发电机发出的电能送至电力系统中；在变电站通过降压变压器再将电能送至配电网络，然后分配给各用户。在发电厂或变电站，通过变压器将两个不同电压等级的系统联起来，该变压器称作联络变压器。,一变压器的基本结构及接线组别,电力变压器主要由铁芯及绕在铁芯上的两个或三个绝缘绕组构成。为增强各绕组之间的绝缘及铁芯、绕组散热的需要，将铁芯及绕组置于装有变压器油的油箱中。然后，通过绝缘套管将变压器各绕组引到变压器壳体之外。,图,4.34 YN,d11,接线变压器绕组,接线方式及两侧电流向量图,图,4.35 YN,d1,接线变压器绕组,接线方式及两侧电流向量图,二,.,变压器的故障及不正常运行方式,1,变压器的故障,若以故障点的位置对故障分类，有油箱内的故障和油箱外的故障。,(1),油箱内的故障,变压器油箱内的故障，主要有各侧的相间短路，大电流系统侧的单相接地短路及同相部分绕组之间的匝间短路。,(2),油箱外的故障,变压器油箱外的故障，系指变压器绕组引出端绝缘套管及引出线上的故障。主要有相间短路,(,两相短路及三相短路,),故障，大电流侧的接地故障、低压侧的接地故障。,2,变压器的异常运行方式,大型超高压变压器的不正常运行方式主要有；由于系统故障或其他原因引起的过负荷，由于系统电压的升高或频率的降低引起的过激磁，不接地运行变压器中性点电位升高，变压器油箱油位异常，变压器温度过高及冷却器全停等。,三变压器保护的配置,变压器短路故障时，将产生很大的短路电流，使变压器严重过热，甚至烧坏变压器绕组或铁芯。特别是变压器油箱内的短路故障，伴随电弧的短路电流可能引起变压器着火。另外短路电流产生电动力，可能造成变压器本体变形而损坏。,变压器的异常运行也会危及变压器的安全，如果不能及时发现及处理，会造成变压器故障及损坏变压器。,四,.,变压器的非电量保护,1.,瓦斯保护的基本动作原理,图,4.36,瓦斯继电器的安装,示意图,图,4.37 FJ3-80,型气体继电器的结构图,1,下开口杯；,2,上开口杯；,3,干簧触点；,4,平衡锤；,5,放气阀；,6,探针；,7,支架；,8,挡板；,9,进油挡板；,10,永久磁铁,图,4.38 QJ1-80,型气体继电器结构图,罩；,2,顶针；,3,气塞；,4,磁铁；,5,开口杯；,6,重锤；,7,探针；,8,开口销,9,弹簧；,10,挡板；,11,磁铁；,12,螺杆,13,干簧触点；,14,调节杆；,15,干簧触点,16,套管；,17,排气口,2.,非电量保护原理接线图,图,4.39,非电量保护原理接线图,五,.,变压器差动保护,变压器差动保护的不平衡电流及消除方法,1,）,.,由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡流,2,）,.YN,、,D,接线变压器,YN,侧外部接地故障而产生的不平衡电流,3,）,.,由电流互感器计算变比与实际标准变比不同而产生的不平衡电流,4,）,.,由两侧电流互感器误差及型号不同而产生的不平衡电流,5,）,.,由变压器带负荷调节分接头而产生的不平衡流,6,）,.,由变压器励磁涌流而产生的不平和电流,1,、差动保护中的不平衡电流,六,.,变压器电压闭锁方向过流保护,七,.,变压器过负荷保护,过负荷保护的安装侧，应根据保护能反映变压器各侧绕组可能过负荷情况来选择：,(1),对双绕组升压变压器，装于发电机电压侧。,(2),对一侧无电源的三绕组升压变压器，装于发电机电压侧和无电源侧。,(3),对三侧有电源的三绕组升压变压器，三侧均应装设。,(4),对于双绕组降压变压器，装于高压侧。,(5),仅一侧电源的三绕组降压变压器，若三侧绕组的容量相等，只装于电源侧；若三侧绕组的容量不等，则装于电源侧及绕组容量较小侧。,(6),对两侧有电源的三绕组降压变压器，三侧均应装设。,八,.,变压器零序电流保护,中性点接地的要求,：,只有一台变压器的升压变电所，变压器采用中性点直接接地的运行方式。,有若干台变压器并列运行的变电所，则采用一部分变压器中性点接地运行的方式。,对于,220KV,及以上的大型变压器，,高压绕组一般采用分级绝缘,：,绝缘水平低的中性点必须直接接地运行；,绝缘水平高的中性点,可直接接地，也可在系统中不失去接地点的情况下不接地运行。,一、中性点直接接地变压器的零序电流保护,1,、零序电流保护的配置,零序,段：作为变压器及母线的接地故障后备保护，其动作电流和延时应与相邻元件单相接地保护,段相配合,零序,段：作为引出线接地故障的后备保护，其动作电流和延时应与附近元件接地后备段配合。,通常,t,3,应比相邻元件零序保护后备段大一个延时,t,，以,t,4,=t,3,+t,延时动作于断开变压器,QF,。,2,、零序电流保护的整定计算,零序,I,段动作电流与相邻元件零序电流,I,段相配合,配合系数，取,1.1,1.2,零序电流,段的动作时限为,零序电流,段的起动电流按与相邻元件零序后备保护动作电流配合整定，即,零序电流,段的动作时限为,二、中性点可能接地或不接地运行时变压器的零序电流电压保护,1,、全绝缘变压器,动作结果,：在系统发生接地故障时，允许后断开中性点不接地运行的变压器。,零序电压元件的动作电压,：应按躲过在部分接地的电网中发生接地短路时保护安装处可能出现的最大零序电压整定。,一般取,t5=0.3,0.5s,。,2,、分级绝缘变压器,放电间隙的设置目的：,是当发生冲击电压和工频过电压时，用它们来保护变压器中性点的绝缘。,零序电流电压保护,：任务是及时切除变压器，防止间隙长时间放电，并作为放电间隙拒动的后备。,反应间隙放电电流的零序电流保护和一套零序电压保护,：作为变压器中性点不接地运行时的保护。其中零序电压保护作为间隙放电电流保护的后备。,动作情况,：首先切除中性点接地的变压器，然后根据故障实际情况再切除中性点不接地变压器。,延时,0.3,0.5S,零序电压元件的起动电压,，应低于变压器中性点工频耐受电压（,1.8,为暂态系数），即,取,0.9,起动电压还应躲过电网存在中性点的情况下单相接地短路时的最大零序电压，即,在工程上,放电间隙零序电流保护的起动电流：,根据间隙击穿电流的经验数据整定，一般一次值为,100A,。,注意：,放电间隙的击穿电压受众多因素的影响，可能动作特性不甚稳定，如果放电间隙拒动，变压器完全靠零序过电压保护，后者有,0.5S,左右延时，因此变压器中性点可能在,0.5S,期间承受内部过电压，对于间歇性弧光接地故障，此内部过电压值可达相电压的,3,3.5,倍，有可能损坏变压器绝缘。,若变压器中性点只装避雷器，不装设放电间隙时，对于冲击过电压，用避雷器可保护变压器中性,点绝缘。但是，当单相接地且电网失去中性点接地时，在弧光接地或断路器非同期跳合闸等原因引起工频过电压作用下，避雷器放电后将不能灭弧以至自身难保，因而不能保证变压器中性点绝缘。此时，变压器零序保护的任务是设法防止电网失去接地的中性点，即当发生接地短路后，必须先切除中性点不接地运行的变压器，后切除中性点接地运行的变压器。,