《kV主變保護》課件

kV主變保護kV主變保護系統(tǒng)是電力系統(tǒng)安全運行的重要組成部分，保障電網(wǎng)的安全性和可靠性。主題背景電力系統(tǒng)核心主變壓器是電力系統(tǒng)的重要組成部分，在電力輸送和分配中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的保障?？煽啃灾陵P(guān)重要主變壓器故障會導(dǎo)致電力供應(yīng)中斷，造成重大經(jīng)濟損失和社會影響，因此對主變壓器安全運行至關(guān)重要。保護系統(tǒng)關(guān)鍵主變壓器保護系統(tǒng)是保證主變壓器安全運行的重要手段，能夠及時發(fā)現(xiàn)并處理故障，避免或減輕事故損失。主變壓器的構(gòu)造和功能主變壓器是一種將高壓交流電轉(zhuǎn)換為低壓交流電的靜止電氣設(shè)備。它由鐵芯、繞組、絕緣油、冷卻系統(tǒng)、保護系統(tǒng)等部分組成。鐵芯是主變壓器中磁通量的主要通路，由疊片式鐵芯構(gòu)成。繞組是主變壓器中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的部分，由多個繞組組成，分別與高壓、低壓電路連接。絕緣油用于填充主變壓器的內(nèi)部空間，具有絕緣、冷卻和防潮的作用。主變壓器的故障類型內(nèi)部故障內(nèi)部故障主要包括繞組短路、繞組接地和鐵心接地故障。這些故障通常發(fā)生在主變壓器內(nèi)部，可能導(dǎo)致變壓器過熱、損壞甚至爆炸。外部故障外部故障主要包括主變壓器油位異常、溫度過高和絕緣老化等。這些故障可能由外部環(huán)境因素導(dǎo)致，如過載、雷擊或老化等。繞組短路故障短路類型包括相間短路和相地短路，發(fā)生時電流劇增，可能導(dǎo)致繞組燒毀，甚至引起爆炸。故障現(xiàn)象短路電流很大，造成保護裝置動作，使主變壓器迅速斷開，避免更大的損失。保護措施采用差動保護，及時切斷故障回路，防止短路電流對設(shè)備造成更大的損壞。繞組接地故障11.故障類型繞組接地故障是主變壓器常見的故障之一，會對變壓器安全運行造成威脅。22.故障原因繞組絕緣老化、潮濕，外力損傷等都會導(dǎo)致繞組絕緣擊穿，造成繞組接地故障。33.故障現(xiàn)象接地電流增大，保護裝置動作，繼電器跳閘等。44.故障處理及時切除故障設(shè)備，查明故障原因，進行維修或更換。鐵心接地故障定義鐵心接地故障是指變壓器鐵心與地之間發(fā)生直接或間接接觸，導(dǎo)致電流泄漏到大地。原因主要原因是鐵心絕緣老化、受潮、機械損傷或外部因素導(dǎo)致鐵心與地之間絕緣失效。影響鐵心接地故障會影響變壓器正常運行，甚至造成變壓器損壞，嚴重威脅電網(wǎng)安全。主變壓器溫度過高過熱原因負載過重、散熱不良、冷卻系統(tǒng)故障等影響絕緣老化、油品劣化、設(shè)備壽命縮短等保護措施溫度傳感器監(jiān)控、過熱報警、自動降負荷等主變壓器油位異常油位下降油位下降可能由變壓器漏油、油量不足、油溫過高或油膨脹導(dǎo)致，需及時檢查并處理。油位升高油位升高可能由于變壓器過載、油溫過高或油量過剩導(dǎo)致，需及時檢查并處理。主變壓器絕緣老化絕緣材料老化絕緣紙、油等材料長期處于高溫、高壓環(huán)境下，會逐漸老化。絕緣性能下降老化會導(dǎo)致絕緣強度降低，更容易發(fā)生短路或接地故障。安全隱患絕緣老化會導(dǎo)致變壓器運行風(fēng)險增加，可能引發(fā)火災(zāi)或爆炸事故。主變壓器保護的目的和要求確保安全運行防止主變壓器發(fā)生故障，保護電力系統(tǒng)安全運行。降低故障風(fēng)險通過及時發(fā)現(xiàn)并處理故障，避免因故障造成停電或設(shè)備損壞。提高供電可靠性保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行，提升電力供應(yīng)的可靠性和安全性。主變壓器保護系統(tǒng)的組成1保護繼電器保護繼電器是主變壓器保護系統(tǒng)的核心，它負責感知故障信號并發(fā)出動作指令。2測量元件測量元件負責監(jiān)測主變壓器的運行參數(shù)，例如電流、電壓、溫度等。3執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)保護繼電器的指令，執(zhí)行斷開主變壓器或其他操作。差動保護11.原理差動保護是利用變壓器兩側(cè)電流的差值來判斷內(nèi)部故障。當變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，兩側(cè)電流的差值會增大，從而觸發(fā)保護裝置。22.特點差動保護具有靈敏度高、動作速度快、誤動率低等特點，是變壓器保護中最常用的保護方式。33.應(yīng)用差動保護廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，用來保護變壓器、發(fā)電機、電動機等重要設(shè)備。差動保護的原理1電流平衡主變壓器兩側(cè)電流相等2差動繼電器檢測電流差值3故障判定電流差值超過設(shè)定值4保護動作切斷主變壓器電源差動保護系統(tǒng)通過測量主變壓器兩側(cè)的電流，并比較其差值來判斷是否存在故障。當電流差值超過設(shè)定值時，說明主變壓器內(nèi)部可能發(fā)生了故障，差動繼電器將動作，切斷主變壓器的電源，從而保護主變壓器免受損壞。差動保護的特點靈敏度高差動保護對變壓器內(nèi)部故障反應(yīng)迅速，能夠及時切斷故障電流，防止故障擴大?？煽啃詮姴顒颖Ｗo的結(jié)構(gòu)簡單，誤動作率低，能夠有效地防止因外部因素造成誤動作。差動保護的應(yīng)用變壓器保護差動保護廣泛應(yīng)用于變壓器保護，以檢測繞組內(nèi)部短路故障。線路保護差動保護還可以用于保護線路，防止線路短路或接地故障。母線保護母線是電力系統(tǒng)的重要組成部分，差動保護可以防止母線短路故障。過電流保護主要功能當主變壓器發(fā)生短路故障時，短路電流會急劇增加，過電流保護裝置會及時切斷故障電路，防止設(shè)備損壞。保護原理過電流保護裝置通常由電流互感器和繼電器組成，當電流超過設(shè)定值時，繼電器動作，發(fā)出跳閘信號。保護類型過電流保護可分為瞬時過電流保護、定時過電流保護和反時限過電流保護等多種類型。過電流保護的原理電流傳感器電流傳感器用于檢測主變壓器繞組中的電流。電流比較器電流比較器將傳感器檢測到的電流值與預(yù)設(shè)的電流值進行比較。保護繼電器如果電流值超過預(yù)設(shè)值，保護繼電器會發(fā)出信號。斷路器保護繼電器的信號會觸發(fā)斷路器，切斷主變壓器的電源。過電流保護的特點靈敏度高過電流保護靈敏度高，能夠快速識別故障電流并迅速采取保護措施，防止故障擴大。動作可靠過電流保護動作可靠，不會誤動作，確保電網(wǎng)運行安全。設(shè)置靈活過電流保護的整定值可以根據(jù)不同的運行條件進行調(diào)整，以滿足不同的保護要求。成本低廉過電流保護成本低廉，易于實施和維護。過電流保護的應(yīng)用11.繞組短路過電流保護可以快速識別繞組短路故障，防止故障電流過大而損壞變壓器。22.過載運行當變壓器負載超過額定值時，過電流保護可以限制過載運行時間，避免過熱而造成損壞。33.外部故障在外部線路發(fā)生短路故障時，過電流保護可以快速切斷變壓器的電源，防止故障電流進入變壓器。44.接地故障過電流保護可以快速識別接地故障，并切斷故障線路，防止人身觸電事故發(fā)生。溫度保護溫度傳感器溫度傳感器安裝在變壓器油箱內(nèi)，監(jiān)控油溫變化。溫度控制系統(tǒng)溫度控制系統(tǒng)接收傳感器信號，根據(jù)設(shè)定值控制冷卻風(fēng)機。過熱保護當油溫超過設(shè)定值時，系統(tǒng)會發(fā)出警報，并自動切斷變壓器運行。溫度保護的原理1溫度探頭安裝在主變壓器油箱和繞組上2溫度檢測實時監(jiān)測主變壓器運行溫度3溫度信號溫度超過設(shè)定值時發(fā)出警報4保護動作觸發(fā)保護裝置，切斷主變壓器電源溫度保護系統(tǒng)通過實時監(jiān)測主變壓器內(nèi)部溫度，確保設(shè)備在安全溫度范圍內(nèi)運行。溫度保護的特點靈敏度高溫度保護能快速識別主變壓器溫度異常，及時發(fā)出警報，防止過熱損壞?？煽啃詮姕囟葌鞲衅骺煽啃愿?，能夠準確反映主變壓器實際溫度變化，確保保護可靠性。應(yīng)用廣泛溫度保護適用于各種類型的電力變壓器，能夠有效防止因過熱導(dǎo)致的故障。溫度保護的應(yīng)用11.繞組過熱保護防止變壓器繞組因過載或短路電流過大而過熱，避免絕緣損壞。22.油溫過高保護當變壓器油溫過高時，會加速油的氧化和老化，甚至可能引發(fā)火災(zāi)，因此需要設(shè)置油溫過高保護。33.鐵心過熱保護鐵心過熱會導(dǎo)致鐵心性能下降，甚至可能發(fā)生磁飽和，影響變壓器正常運行。44.冷卻系統(tǒng)故障保護當變壓器冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，會影響變壓器散熱，導(dǎo)致溫度升高，因此需要設(shè)置冷卻系統(tǒng)故障保護。泄漏保護原理泄漏保護是一種重要的變壓器保護方式，它通過監(jiān)測變壓器繞組對地之間的絕緣電阻變化來判斷是否發(fā)生泄漏故障。工作機制當變壓器繞組對地絕緣電阻下降到一定值時，泄漏保護裝置會發(fā)出警報信號，并根據(jù)故障的嚴重程度采取相應(yīng)的措施，例如切斷電源或啟動冷卻系統(tǒng)。泄漏保護的原理1電流檢測泄漏保護系統(tǒng)通過安裝在主變壓器繞組上的電流互感器來檢測繞組電流的變化，并根據(jù)電流的變化情況判斷是否有電流泄漏。2閾值判斷當電流互感器檢測到的電流變化超過預(yù)設(shè)閾值時，泄漏保護系統(tǒng)會判斷為發(fā)生電流泄漏，并發(fā)出報警信號。3斷路器動作泄漏保護系統(tǒng)會根據(jù)報警信號控制斷路器動作，斷開主變壓器的電源，防止電流泄漏造成的設(shè)備損壞。泄漏保護的特點高靈敏度泄漏保護對微弱的電流變化非常敏感，能及時檢測到絕緣故障?？焖賱幼餍孤┍Ｗo動作迅速，可以快速切斷故障電路，防止故障擴大?？煽啃愿咝孤┍Ｗo裝置一般具有很高的可靠性，可以保證在故障發(fā)生時及時動作。保護范圍廣泄漏保護可以保護變壓器本體以及變壓器周圍的設(shè)備。泄漏保護的應(yīng)用11.繞組接地故障泄漏保護可以有效地檢測到繞組接地故障，并及時發(fā)出報警信號。22.鐵心接地故障泄漏保護能夠快速識別并隔離鐵心接地故障，防止故障進一步擴大。33.絕緣缺陷泄漏保護可以監(jiān)測主變壓器絕緣狀況，發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷并及時進行維護。44.油位異常泄漏保護可以監(jiān)測變壓器油位，防止油位過低或過高導(dǎo)致故障。主變壓器保護系統(tǒng)的監(jiān)測和測試定期檢