變壓器保護(hù) 2

1、湖南省電力公司技術(shù)培訓(xùn)部湖南省電力公司技術(shù)培訓(xùn)部2010年3月湖南省電力公司技術(shù)培訓(xùn)部湖南省電力公司技術(shù)培訓(xùn)部2010年3月一、變壓器保護(hù)配置一、變壓器保護(hù)配置變壓器保護(hù)的配置 ：差動(dòng)保護(hù)后備保護(hù)異常運(yùn)行保護(hù)非電量保護(hù)變壓器保護(hù)主要分為：1短路故障的主保護(hù)變壓器短路故障的主保護(hù)，主要有：縱差保護(hù)、重瓦斯保護(hù)、壓力釋放保護(hù)。2短路故障的后備保護(hù)目前，電力變壓器上采用較多的短路故障后備保護(hù)種類(lèi)主要有：復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流保護(hù)；零序過(guò)電流或零序方向過(guò)電流保護(hù)；低阻抗保護(hù)等。3異常運(yùn)行保護(hù)變壓器異常運(yùn)行保護(hù)主要有：過(guò)負(fù)荷保護(hù)、過(guò)激磁保護(hù)、變壓器中性點(diǎn)間隙保護(hù)、非全相、失靈啟動(dòng)4、非電量保護(hù) 重、輕瓦斯、溫

2、度、油位、壓力及冷卻器全停保護(hù)等。二、縱差保護(hù) 縱差保護(hù)是指由變壓器各側(cè)外附CT構(gòu)成的差動(dòng)保護(hù)，該保護(hù)能反映變壓器各側(cè)的各種相間類(lèi)型故障?？v差保護(hù)應(yīng)注意空載合閘時(shí)勵(lì)磁涌流、過(guò)勵(lì)磁、TA飽和、差流過(guò)大等情況下變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作誤動(dòng)作。雙繞組變壓器實(shí)縱差動(dòng)保護(hù)的原理接線(xiàn)圖 縱差差流計(jì)算由于各側(cè)電壓等級(jí)和CT變比的不同，計(jì)算差流時(shí)需要對(duì)各側(cè)電流進(jìn)行折算，本裝置各側(cè)電流均折算至高壓側(cè)。 變壓器各側(cè)電流互感器采用星形接線(xiàn)，二次電流直接接入本裝置。電流互感器各側(cè)的極性都以母線(xiàn)側(cè)為極性端。由于Y側(cè)和側(cè)的線(xiàn)電流的相位不同，計(jì)算縱差差流時(shí)，變壓器各側(cè)CT 二次電流相位由軟件調(diào)整，裝置采用由Y- （或 -Y）計(jì)算

3、縱差差流。 Y/D-11接線(xiàn)縱差差流和制動(dòng)電流計(jì)算1.計(jì)算各側(cè)額定電流2.各側(cè)折算到高壓側(cè)的折算系數(shù)(平衡系數(shù))3.各側(cè)電流折算及Y-變換 4.計(jì)算差流和制動(dòng)電流計(jì)算各側(cè)額定電流 平衡系數(shù)折算及Y-變換 差流和制動(dòng)電流縱差差動(dòng)保護(hù)原理配置1、差動(dòng)速斷保護(hù)2 、穩(wěn)態(tài)量比率差動(dòng)保護(hù)3 、故障分量比率差動(dòng)保護(hù)4、TA斷線(xiàn)閉鎖差動(dòng)速斷邏輯圖縱差速斷保護(hù)當(dāng)任一相差動(dòng)電流大于差動(dòng)速斷整定值時(shí)瞬時(shí)動(dòng)作跳開(kāi)變壓器各側(cè)開(kāi)關(guān)。差動(dòng)速斷保護(hù)不經(jīng)任何閉鎖條件（如TA斷線(xiàn)閉鎖、二次及五次諧波閉鎖等）直接出口。差動(dòng)速斷定值應(yīng)按躲過(guò)變壓器空載合閘勵(lì)磁涌流差流值整定，一般取（68）的額定電流動(dòng)作方程minopdII 1srI

4、I 11minkIIIIsropd21srsIII22112minkIIkIIIIsrssopd2srII 縱差穩(wěn)態(tài)量比率差動(dòng)穩(wěn)態(tài)比率差動(dòng)保護(hù)采用經(jīng)傅氏變換后得到的電流進(jìn)行差流計(jì)算，用來(lái)區(qū)分差流是由于內(nèi)部故障還是外部故障引起。 比率制動(dòng)曲線(xiàn)最小動(dòng)作電流 Iopmin應(yīng)按躲過(guò)變壓器最大負(fù)載時(shí)的最大不平衡電流整定 。在工程實(shí)用整定計(jì)算中可選取 Iopmin=（0.20.5）Ie 拐點(diǎn)電流的選?。↖s1，Is2） Is1：一折段制動(dòng)電流倍數(shù)，為最小制動(dòng)電流，為保證遠(yuǎn)處外部短路（故障電流較?。r(shí)，縱差保護(hù)不誤動(dòng)，一般取小于變壓器高壓側(cè)額定電流的二次值即 Is11Ie 取0.8 二折段制動(dòng)電流倍數(shù)，應(yīng)小

5、于由于直流分量和剩磁引起TA飽和的電流值。為使變壓器繞組內(nèi)部故障獲得較高的靈敏度，希望當(dāng)制動(dòng)電流小于3倍變壓器額定電流時(shí)，制動(dòng)量不要增加太快，因此取2.53倍的變壓器額定電流。制動(dòng)曲線(xiàn)的斜率差動(dòng)保護(hù)的制動(dòng)電流應(yīng)大于外部短路時(shí)流過(guò)差動(dòng)回路的不平衡電流。一般取 7 . 0, 5 . 021KK影響穩(wěn)態(tài)比率差動(dòng)保護(hù)的其他判據(jù)TA 斷線(xiàn)判據(jù)(可選擇)勵(lì)磁涌流判據(jù)輕微過(guò)激磁判據(jù)TA飽和判據(jù) 縱差穩(wěn)態(tài)量比率差動(dòng)邏輯圖TA斷線(xiàn)判據(jù)如果選擇了TA斷線(xiàn)閉鎖穩(wěn)態(tài)量比率差動(dòng) 當(dāng)發(fā)生TA斷線(xiàn)時(shí)，如差動(dòng)電流大于基準(zhǔn)側(cè)額定電流的1.2倍，開(kāi)放差動(dòng)保護(hù)，否則閉鎖比率差動(dòng)。CT斷線(xiàn)閉鎖差動(dòng)可由控制字投退。TA斷線(xiàn)判據(jù)每側(cè)具體

6、判據(jù)，必須同時(shí)滿(mǎn)足以下條件：1.三相最小電流0.15倍本側(cè)額定電流。3.異常相相電壓無(wú)突降、3U040V、最小相電流0.6倍最大相電流、該相差流IL.set)或(IbIL.set)或(IcIL.set)。其中為Ia、Ib、Ic三相電流，IL.set為過(guò)流定值。過(guò)流元件邏輯復(fù)合電壓元件復(fù)合電壓指相間低電壓或負(fù)序電壓。變壓器各側(cè)的復(fù)壓過(guò)流保護(hù)均經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖。使用幾側(cè)復(fù)壓的“或”邏輯作為開(kāi)放條件。其動(dòng)作判據(jù)為 (UL3U2.set)。 其中：UL=Min Uab、Ubc、Uca 為低電壓，ULL.set低電壓定值。 3U2為負(fù)序電壓，3U2.set為負(fù)序電壓定值。 功率方向元件 方向元件采用正序電

7、壓，帶有記憶性，近處三相短路時(shí)方向元件無(wú)死區(qū)。電流電壓回路采用90度接線(xiàn)。 以電流為參考相位，固定在0度角，改變電壓的角度，當(dāng)方向指向指向變壓器時(shí)，最大靈敏角45。當(dāng)方向指向指向母線(xiàn)（系統(tǒng)）時(shí)，靈敏角135 動(dòng)作判據(jù)其動(dòng)作判據(jù)為：IaUbc，IbUca，IcUab三個(gè)夾角（電流落后電壓時(shí)為正），其中任一夾角滿(mǎn)足j90I0L.set。其中為Ia、Ib、Ic三相電流，I0L.set為零序過(guò)流定值。方向元件各段零序過(guò)流保護(hù)保護(hù)均可經(jīng)方向控制控制字來(lái)決定保護(hù)是否經(jīng)方向閉鎖，如方向控制設(shè)為“退出”，則此段保護(hù)為零序過(guò)流保護(hù)不帶方向。保護(hù)零序電流采用各側(cè)自產(chǎn)零序電流，零序電壓使用各側(cè)自產(chǎn)零序電壓。自產(chǎn)零序

8、電流TA正極性在母線(xiàn)側(cè)，定值中的指向均以此極性為基準(zhǔn)。 方向判別當(dāng)方向指向指向變壓器時(shí)，最大靈敏角90。 其動(dòng)作判據(jù)為：3U03I0的夾角（電流落后電壓時(shí)為正），其中任一夾角滿(mǎn)足1800。當(dāng)方向指向指向母線(xiàn)（系統(tǒng)）時(shí)，靈敏角90。 TV斷線(xiàn)對(duì)零序方向元件的影響 零序方向元件采用的是自產(chǎn)零序電壓，當(dāng)TV斷線(xiàn)時(shí)，默認(rèn)為零序方向元件滿(mǎn)足條件。 中性點(diǎn)間隙保護(hù)間隙保護(hù)的作用是保護(hù)中性點(diǎn)不接地變壓器中性點(diǎn)絕緣安全的。在變壓器中性點(diǎn)對(duì)地之間安裝一個(gè)擊穿間隙。在變壓器不接地運(yùn)行時(shí)，若因某種原因變壓器中性點(diǎn)對(duì)地電位升高到不允許值時(shí)，間隙擊穿，產(chǎn)生間隙電流。另外，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障造成全系統(tǒng)失去接地點(diǎn)時(shí)，故障時(shí)母線(xiàn)

9、TV的開(kāi)口三角形繞組兩端將產(chǎn)生很大的電壓。原理圖 間隙保護(hù)定值1動(dòng)作電流：100A2動(dòng)作電壓：150180V3動(dòng)作延時(shí) 為避免雷電進(jìn)波導(dǎo)致間隙擊穿，引起線(xiàn)路零序保護(hù)跳閘，造成變壓器失壓，間隙保護(hù)應(yīng)具有動(dòng)作延時(shí)，一般其值為35秒 變壓器零序保護(hù)在不接地運(yùn)行時(shí)要退出。線(xiàn)路負(fù)荷側(cè)線(xiàn)路零序保護(hù)要退出。低壓側(cè)限時(shí)速斷保護(hù)反措要求：保護(hù)10kV母線(xiàn)故障，一般0.3或0.5S跳閘電流元件，定值按10kV母線(xiàn)故障可靠動(dòng)作整定過(guò)激磁過(guò)激磁保護(hù)裝設(shè)在不帶分接頭調(diào)壓的那一側(cè)，反應(yīng)大型變壓器因?yàn)殡妷荷呋蝾l率低，而使變壓器工作在磁密飽和段，使變壓器勵(lì)磁電流增大，變壓器發(fā)熱嚴(yán)重而損壞。 公式過(guò)激磁程度可以用過(guò)激磁倍數(shù)來(lái)

10、表示：NB/ Bn=(U/f)/(Un/fn)式中：N 過(guò)激磁倍數(shù)； B，Bn 變壓器鐵芯磁通密度的實(shí)際值和額定值； U，Un 加在變壓器繞組的實(shí)際電壓和額定電壓； f，fn 實(shí)際頻率和額定頻率。動(dòng)作特征南自SGT-756變壓器保護(hù)裝置設(shè)定時(shí)限告警和反時(shí)限跳閘，反時(shí)限動(dòng)作特性為七段式折線(xiàn)易于過(guò)激磁動(dòng)作特性曲線(xiàn)擬合。過(guò)激磁基準(zhǔn)電壓采用高壓側(cè)額定相電壓（銘牌電壓），反時(shí)限特性分成7段，范圍為1.11.4，級(jí)差為0.05。.斷路器失靈保護(hù) 斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)開(kāi)入后，跳變壓器各側(cè)斷路器。失靈啟動(dòng)元件由相電流、零序電流、負(fù)序電流組成。變壓器保護(hù)動(dòng)作送接點(diǎn)到失靈保護(hù)解除復(fù)壓閉鎖。四、非電量保護(hù)瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)壓力釋放保護(hù)壓力釋放保護(hù)溫度及油位保護(hù)溫度及油位保護(hù)冷卻器全停保護(hù)冷卻器全停保護(hù)瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)作用原理是：變壓器內(nèi)部故障時(shí)，在故障點(diǎn)產(chǎn)生往往伴隨有電弧的短路電流，造成油箱內(nèi)局部過(guò)熱并使變壓器油分解、產(chǎn)生氣體（瓦斯），進(jìn)而造成噴油、沖動(dòng)瓦斯繼電器，瓦斯保護(hù)動(dòng)作。 瓦斯保護(hù)分為輕瓦斯保護(hù)及重瓦斯保護(hù)兩種。 壓力保護(hù)壓力保護(hù)作用原理與重瓦斯保護(hù)基本相同，但它是反應(yīng)變壓器油的壓力的。 當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)，溫度升高，油膨脹壓力增高，彈簧動(dòng)作帶動(dòng)繼電器動(dòng)接點(diǎn)，使接點(diǎn)閉合，切