继电保护变压器保护课件.ppt

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1、继电保护课件变压器保护第1页，此课件共63页哦 本章主要内容本章主要内容8.1 变压器常见故障、不正常运行及保护方变压器常见故障、不正常运行及保护方式式8.2 瓦斯保护瓦斯保护8.3 变压器纵差动保护变压器纵差动保护8.4 电流速断保护电流速断保护 8.5 变压器后备保护和过负荷保护变压器后备保护和过负荷保护 8.6 变压器的接地保护变压器的接地保护 第2页，此课件共63页哦第3页，此课件共63页哦第一节第一节 变压器常见故障、不正常运行状态及保护配变压器常见故障、不正常运行状态及保护配置置 一、变压器常见故障、不正常运行状态变压器常见故障、不正常运行状态 内部故障内部故障：绕组相间短路、匝间

2、短路、单相接地短路。：绕组相间短路、匝间短路、单相接地短路。外外部部故故障障：绝绝缘缘套套管管及及引引出出线线各各种种相相间间短短路路、单单相相接接地短路。地短路。变变压压器器不不正正常常运运行行状状态态：过过负负荷荷、油油箱箱漏漏油油造造成成的的油油面面降降低低、表表面面油油温温过过高高、外外部部短短路路引引起起的的过过电电流流、电电压降低或频率升高引起的变压器过励磁。压降低或频率升高引起的变压器过励磁。第4页，此课件共63页哦保护配置保护配置反应变压器油箱内部的各种故障及油面降低（瓦斯保护）反应变压器油箱内部的各种故障及油面降低（瓦斯保护）变压器引出线、套管及绕组的相间短路（纵差动保护或变

3、压器引出线、套管及绕组的相间短路（纵差动保护或电流速断保护电流速断保护）外部相间短路引起的变压器过电流外部相间短路引起的变压器过电流（过电流保护）（过电流保护）变压器高压绕组接地（接地保护）变压器高压绕组接地（接地保护）过负荷（过负荷保护）过负荷（过负荷保护）过励磁（过励磁保护）过励磁（过励磁保护）第5页，此课件共63页哦第二节第二节 主变压器瓦斯保护主变压器瓦斯保护基本原理基本原理：它是反应油箱内部所产生的气体：它是反应油箱内部所产生的气体或油流而动作。或油流而动作。作用作用：反应变压器油箱内的各种故障以及油面降：反应变压器油箱内的各种故障以及油面降低低测量元件测量元件：瓦斯继电器瓦斯继电器

4、出口方式出口方式：跳开变压器各侧断路器；对于发变：跳开变压器各侧断路器；对于发变组接线，保护动作于全停、启动快切。组接线，保护动作于全停、启动快切。第6页，此课件共63页哦瓦斯继电器安装示意图第7页，此课件共63页哦一、瓦斯继电器结构及工作情况一、瓦斯继电器结构及工作情况正常运行：正常运行：开口杯向上倾斜，干簧接点打开口杯向上倾斜，干簧接点打开开内部轻微故障：内部轻微故障：气体聚集在上部，使开口杯气体聚集在上部，使开口杯向下转动，轻瓦斯干簧接点闭合，发出信号向下转动，轻瓦斯干簧接点闭合，发出信号（气体容积定值：（气体容积定值：250-300250-300立方厘米）立方厘米）内部严重故障：内部严

5、重故障：产生大量气体，推动档产生大量气体，推动档板运动，重瓦斯的干簧接点闭合，起板运动，重瓦斯的干簧接点闭合，起动出口继电器，断开变压器两侧断路动出口继电器，断开变压器两侧断路器（定值：油流速度器（定值：油流速度1.11.1米米/秒秒)漏油使油面降低：漏油使油面降低：上开口杯转动，轻瓦上开口杯转动，轻瓦斯动作也发出信号斯动作也发出信号。第8页，此课件共63页哦二、原理接线二、原理接线第9页，此课件共63页哦1QF1QF跳闸跳闸2QF2QF跳闸跳闸瓦斯保护直流回路展开图瓦斯保护直流回路展开图第10页，此课件共63页哦第三节变压器纵差动保护第三节变压器纵差动保护一、基本原理及实现时的特点一、基本原

6、理及实现时的特点 二、采用二、采用 BCH型差动继电器构成的型差动继电器构成的差动保护差动保护三、二次谐波制动的变压器差动保护三、二次谐波制动的变压器差动保护第11页，此课件共63页哦一、基本原理一、基本原理第12页，此课件共63页哦二、变压器纵差保护特殊问题二、变压器纵差保护特殊问题引起不平衡电引起不平衡电流增大的因素流增大的因素变压器高、低压两侧电流的大小和相位不同变压器高、低压两侧电流的大小和相位不同变压器空载投入的励磁涌流变压器空载投入的励磁涌流带负荷调压的变压器运行中改变分接头带负荷调压的变压器运行中改变分接头电流互感器计算变比与标准变比不同电流互感器计算变比与标准变比不同两侧电流互

7、感器型号不同两侧电流互感器型号不同第13页，此课件共63页哦 第14页，此课件共63页哦1 1、数值补偿和相位补偿、数值补偿和相位补偿 变压器星形侧电流互感器按角形接变压器星形侧电流互感器按角形接线。互感器变比为：线。互感器变比为：变压器角形侧电流互感器按星形变压器角形侧电流互感器按星形接线。互感器变比为：接线。互感器变比为：第15页，此课件共63页哦2 2、变压器励磁涌流的影响、变压器励磁涌流的影响 正常运行时，励磁电流仅为变正常运行时，励磁电流仅为变压器额定电流的压器额定电流的35，所以对，所以对保护无影响。而当变压器空载投入保护无影响。而当变压器空载投入或外部短路故障切除电压恢复时，或外

8、部短路故障切除电压恢复时，励磁电流可达额定电流的励磁电流可达额定电流的68倍，倍，这称为励磁涌流这称为励磁涌流。第16页，此课件共63页哦 励磁涌流的特点及采取的措施励磁涌流的特点及采取的措施1）含有大量的非周期分量，使励磁涌）含有大量的非周期分量，使励磁涌流波形偏于时间轴的一侧；流波形偏于时间轴的一侧；2）励磁涌流中含有大量的二次谐波电）励磁涌流中含有大量的二次谐波电流分量；流分量；3）励磁涌流相邻波形之间存在）励磁涌流相邻波形之间存在“间断间断角角”。第17页，此课件共63页哦（1）采用具有速饱和变流器的）采用具有速饱和变流器的BCH型差动继电器构成变压器纵型差动继电器构成变压器纵差动保护

9、。差动保护。（2）采用二次谐波制动原理）采用二次谐波制动原理构成变压器纵差动保护。构成变压器纵差动保护。（3）采用鉴别波形间断角原）采用鉴别波形间断角原理构成变压器纵差动保护。理构成变压器纵差动保护。第18页，此课件共63页哦三、采用三、采用 BCH型差动继电器构成的差动保护型差动继电器构成的差动保护 1 1、速饱和变流器工作原理、速饱和变流器工作原理2 2、BCH2型差动继电器的工作原理型差动继电器的工作原理 3 3、原理接线图、原理接线图 第19页，此课件共63页哦非周期分量电流的存在，破坏了其中的非周期分量电流的存在，破坏了其中的周期分量电流的传变。周期分量电流的传变。第20页，此课件共

10、63页哦第21页，此课件共63页哦第22页，此课件共63页哦 BCH2型继电器，是在速饱型继电器，是在速饱和变流器的基础上，再加上短和变流器的基础上，再加上短路线圈，以改善躲过非周期分路线圈，以改善躲过非周期分量的性能。量的性能。保持短路线圈保持短路线圈继电器的动作安匝不变。继电器的动作安匝不变。第23页，此课件共63页哦动作电流的整定原则动作电流的整定原则躲电流互感器二次回路断线躲电流互感器二次回路断线躲变压器空载投入的励磁涌流躲变压器空载投入的励磁涌流躲保护区外短路时流过保护的最大不平衡电流躲保护区外短路时流过保护的最大不平衡电流第24页，此课件共63页哦四、二次谐波制动的变压器差动保护四

11、、二次谐波制动的变压器差动保护1 1、原理接线图、原理接线图 2 2、组成部分及作用、组成部分及作用第25页，此课件共63页哦第26页，此课件共63页哦电压形成回路及动作判据电压形成回路及动作判据第27页，此课件共63页哦1、比率制动部分是用于防止外部短路时，、比率制动部分是用于防止外部短路时，由于不平衡电流影响而造成误动作。由于不平衡电流影响而造成误动作。2、二次谐波制动部分的作用，是防止变压、二次谐波制动部分的作用，是防止变压器空载投入时出现励磁涌流而造成保护误动器空载投入时出现励磁涌流而造成保护误动作。作。3、差动电流速断部分作用，防止变压器内部发、差动电流速断部分作用，防止变压器内部发

12、生严重故障时，差动继电器拒动和加快切除故生严重故障时，差动继电器拒动和加快切除故障。障。第28页，此课件共63页哦工作情况工作情况正常运行及区外短路：正常运行及区外短路：U1小，小，U4大，所以保护不动大，所以保护不动保护区内短路：保护区内短路：U1大、大、U4小、小、U2也较小，所以保护动作；若区内也较小，所以保护动作；若区内严重故障，满足差动速断动作条件时，则差动速断严重故障，满足差动速断动作条件时，则差动速断保护动作。保护动作。变压器空载投入：变压器空载投入：U2较大，较大，U1和和U4相等，所以保护不会误动作。相等，所以保护不会误动作。第29页，此课件共63页哦Ioper（Inub）I

13、brk（Ik）Ioper.0Ibrk.0Ik.maxInub.max动作区第30页，此课件共63页哦动作值整定原则动作值整定原则第31页，此课件共63页哦电电流流速速断断保保护护单单相相原原理理接接线线第四节第四节 电流速断保护电流速断保护第32页，此课件共63页哦整定原则：整定原则：1）躲过外部）躲过外部K2短路时流过保护的最短路时流过保护的最大短大短路电流。路电流。2）躲过变压器空载投入时的励磁涌流。）躲过变压器空载投入时的励磁涌流。灵敏度校验灵敏度校验:在保护安装处在保护安装处K1点发生两相金属性短点发生两相金属性短路进行校验路进行校验第33页，此课件共63页哦电流速断保护的特点电流速断

14、保护的特点1 1、应用范围应用范围：容量较小的变压器，且其过电流保护动作时间：容量较小的变压器，且其过电流保护动作时间大于大于0.50.5秒。秒。2 2、作用作用：与瓦斯保护共同作为变压器相间短路主保护。：与瓦斯保护共同作为变压器相间短路主保护。3 3、保护区：保护区：一般只能延伸到低压绕组的一部分。一般只能延伸到低压绕组的一部分。第34页，此课件共63页哦第五节第五节 变压器相间短路的后备保护及过负荷变压器相间短路的后备保护及过负荷保护保护作用：作用：作为变压器相间短路的近后备保护作为变压器相间短路的近后备保护，一般情况下，一般情况下，还作为下一相邻元件的远后备保护还作为下一相邻元件的远后备

15、保护出口方式出口方式：保护延时动作于跳闸。：保护延时动作于跳闸。第35页，此课件共63页哦一、变压器的过电流保护；一、变压器的过电流保护；二、低电压起动的过电流保护；二、低电压起动的过电流保护；三、复合电压起动的过电流保护三、复合电压起动的过电流保护；四、负序电流和单相低电压起动的四、负序电流和单相低电压起动的过电流保护。过电流保护。第36页，此课件共63页哦各电流保护原理示意框图各电流保护原理示意框图 第37页，此课件共63页哦第38页，此课件共63页哦一、变压器过电流保护一、变压器过电流保护应用范围应用范围：容量较小变压器：容量较小变压器接线：接线：与线路过电流保护类似与线路过电流保护类似

16、问题问题：应用在大容量变压器上时，该保护灵敏度很难满足要：应用在大容量变压器上时，该保护灵敏度很难满足要求求第39页，此课件共63页哦过电流保护原理接线过电流保护原理接线第40页，此课件共63页哦 电流继电器动作电流整定原则电流继电器动作电流整定原则躲过变压器可能出现的最大躲过变压器可能出现的最大负荷电流。负荷电流。（N台变压器并列运行）台变压器并列运行）（降压变压器）（降压变压器）第41页，此课件共63页哦二、低电压启动的过电流保护二、低电压启动的过电流保护测量元件测量元件：电流继电器和低电压继电器：电流继电器和低电压继电器特点特点：灵敏度高于一般的过电流保护。：灵敏度高于一般的过电流保护。

17、出口逻辑关系出口逻辑关系：两个测量元件都动作，保护才动作跳闸：两个测量元件都动作，保护才动作跳闸第42页，此课件共63页哦跳1QF跳2QFTV二次断线第43页，此课件共63页哦动作值的整定原则动作值的整定原则电流继电器：电流继电器：躲变压器正常运行时的额定电流。躲变压器正常运行时的额定电流。第44页，此课件共63页哦低电压继电器整定原则：低电压继电器整定原则：正常运行情况下母线上可能出现最正常运行情况下母线上可能出现最低工作电压时，该继电器不动作低工作电压时，该继电器不动作。第45页，此课件共63页哦3、灵敏度校验：、灵敏度校验：按后备保护范围末端发生短路故障进按后备保护范围末端发生短路故障进

18、行校验。行校验。第46页，此课件共63页哦三、复合电压启动的过电流保护三、复合电压启动的过电流保护对称短路的测量元件对称短路的测量元件：低电压继电器和过电流继电器：低电压继电器和过电流继电器不对称短路的测量元件不对称短路的测量元件：负序电压继电器和过电流继电器：负序电压继电器和过电流继电器特点：特点：不对称短路时，电压元件灵敏度高于低电压启动不对称短路时，电压元件灵敏度高于低电压启动的过电流保护的过电流保护第47页，此课件共63页哦1、原理接线：、原理接线：第48页，此课件共63页哦跳1QF跳2QFTV二次断线第49页，此课件共63页哦负序电压继电器整定原则：负序电压继电器整定原则：躲过正常运

19、行时负序电压滤过器躲过正常运行时负序电压滤过器出现的最大不平衡电压。出现的最大不平衡电压。第50页，此课件共63页哦四、负序电流和单相式低电压启动的过电四、负序电流和单相式低电压启动的过电流保护流保护对称短路的测量元件对称短路的测量元件：单相低电压继电器和过电流继电器：单相低电压继电器和过电流继电器不对称短路的测量元件不对称短路的测量元件：负序电流继电器：负序电流继电器特点：特点：不对称短路时，电流元件灵敏度高于低电压启动的不对称短路时，电流元件灵敏度高于低电压启动的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第51页，此课件共63页哦第52页，此课件共63页哦负序电流继电器动作电流整

20、定原则负序电流继电器动作电流整定原则躲过变压器正常运行时负序电流滤过躲过变压器正常运行时负序电流滤过器输出的最大不平衡电流器输出的最大不平衡电流。第53页，此课件共63页哦五、变压器的过负荷保护五、变压器的过负荷保护测量元件测量元件：电流继电器：电流继电器出口方式出口方式：发出过负荷信号：发出过负荷信号第54页，此课件共63页哦变压器过负荷电流大多数情况下三变压器过负荷电流大多数情况下三相是对称的，因此只装设对称过负荷保相是对称的，因此只装设对称过负荷保护。即只用一个电流继电器接于任一相护。即只用一个电流继电器接于任一相电流之中，动作时经延时作用于信号。电流之中，动作时经延时作用于信号。过负荷

21、保护的动作电流应躲过变压器过负荷保护的动作电流应躲过变压器额定电流。额定电流。过负荷保护的动作时限，应比过电过负荷保护的动作时限，应比过电流保护的最大时限增加一个时限阶差流保护的最大时限增加一个时限阶差t。第55页，此课件共63页哦第六节第六节 变压器的接地保护变压器的接地保护中性点可能接地或不接地的分级绝缘变压器的接地保护中性点可能接地或不接地的分级绝缘变压器的接地保护零零序序电电流流保保护护：当当变变压压器器中中性性点点接接地地时时作作为为接接地地保保护，以短时限跳母联，长时限跳变压器两侧断路器护，以短时限跳母联，长时限跳变压器两侧断路器间间隙隙零零序序过过流流保保护护：当当变变压压器器中

22、中性性点点不不接接地地时时作作为为接接地保护地保护零零序序过过电电压压保保护护：做做间间隙隙零零序序过过流流保保护护的的辅辅助助保保护护，当变压器中性点不接地时作为接地保护。当变压器中性点不接地时作为接地保护。第56页，此课件共63页哦一、原理框图：一、原理框图：第57页，此课件共63页哦二、整定计算：二、整定计算：零序电流保护的动作电流与相邻元件零序电流保护的动作电流与相邻元件零序后备保护动作电流配合整定。零序后备保护动作电流配合整定。动作时限与相邻元件零序电流动作时限与相邻元件零序电流后备保护的时限配合整定。后备保护的时限配合整定。第58页，此课件共63页哦零序电压元件零序电压元件3U0的

23、动作电压，应低的动作电压，应低于变压器中性点工频耐受电压。于变压器中性点工频耐受电压。动作电压还应躲过电网存在接地中性动作电压还应躲过电网存在接地中性点情况下单相接地短路时的最大零序电点情况下单相接地短路时的最大零序电压。压。第59页，此课件共63页哦零序电流元件零序电流元件3I0的动作电流根的动作电流根据间隙击穿电流的经验数据整定，据间隙击穿电流的经验数据整定，一般一次值为一般一次值为100A。时间元件。时间元件T的的延时，一般取延时，一般取0.5s。第60页，此课件共63页哦K点短路保护配合工作情况点短路保护配合工作情况第61页，此课件共63页哦第七节第七节 三绕组变压器过电流保护特点三绕组变压器过电流保护特点第62页，此课件共63页哦结论1 1、单侧电源的三绕组变压器，过流保护宜装于电源侧及、单侧电源的三绕组变压器，过流保护宜装于电源侧及主负荷侧。主负荷侧。2 2、多侧电源的三绕组变压器，过流保护装于各侧并且在保护、多侧电源的三绕组变压器，过流保护装于各侧并且在保护动作时间最小侧加装一套方向过电流保护。动作时间最小侧加装一套方向过电流保护。第63页，此课件共63页哦