變壓器保護(hù)課件.ppt

變壓器保護(hù) 一 電力變壓器的故障類型和不正常工作狀態(tài) 一 變壓器的故障類型變壓器的故障可以分為油箱外和油箱內(nèi)兩種類型 1 油箱外的故障 主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路以及接地短路 2 油箱內(nèi)的故障 包括繞組的相間短路 接地短路 匝間短路以及鐵芯的燒損等 實(shí)踐表明 變壓器套管和引出線上的相間短路 接地短路 繞組的匝間短路是比較常見(jiàn)的故障形式 而變壓器油箱內(nèi)發(fā)生相間短路的情況比較少 二 變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有 1 變壓器外部短路引起的過(guò)電流 2 負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)額定容量引起的過(guò)負(fù)荷 3 風(fēng)扇故障或漏油等原因引起冷卻能力的下降等 4 對(duì)于中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的星形接線變壓器 外部接地短路時(shí)有可能造成變壓器中性點(diǎn)過(guò)電壓 威脅變壓器的絕緣 5 大容量變壓器在過(guò)電壓或低頻率等異常運(yùn)行工況下會(huì)使變壓器過(guò)勵(lì)磁 變壓器處于不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí) 引起鐵芯 繞組和其他金屬構(gòu)件的過(guò)熱 繼電保護(hù)應(yīng)根據(jù)其嚴(yán)重程度 發(fā)出告警信號(hào) 使運(yùn)行人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的措施 以確保變壓器的安全 二 變壓器保護(hù)配置 一 變壓器保護(hù)分類變壓器油箱內(nèi)故障時(shí) 除了變壓器各側(cè)電流 電壓變化外 油箱內(nèi)的油 氣 溫度等非電量也會(huì)發(fā)生變化 因此 變壓器保護(hù)分為電量保護(hù)和非電量保護(hù) 二 差動(dòng)保護(hù) 三 變壓器的本體保護(hù)1 重瓦斯2 有載重瓦斯3 輕瓦斯4 有載輕瓦斯5 油溫高6 冷卻器故障7 風(fēng)冷消失8 壓力釋放9 油位異常 四 后備保護(hù)1 復(fù)合電壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)2 復(fù)合電壓閉鎖方向過(guò)電流保護(hù)3 零序方向過(guò)電流保護(hù)4 間隙零序保護(hù)5 零序過(guò)電壓保護(hù)6 非全相保護(hù)7 過(guò)負(fù)荷保護(hù)8 風(fēng)冷啟動(dòng) 差動(dòng)保護(hù)變壓器差動(dòng)保護(hù)通過(guò)比較各側(cè)電流的大小和相位而構(gòu)成的保護(hù) ICD I1 I2 0 單線原理圖 兩側(cè)電流互感器TA1 TA2之間的區(qū)域?yàn)椴顒?dòng)保護(hù)的范圍 保護(hù)動(dòng)作斷開(kāi)兩側(cè)斷路器QF1 QF2 影響變壓器差動(dòng)保護(hù)因素及處理的措施 1 激磁涌流引起的差動(dòng)回路不平衡電流當(dāng)變壓器空載合閘或外部故障切除后電壓恢復(fù)過(guò)程中 由于變壓器鐵芯中磁通量的突變 使鐵芯瞬間飽和 這時(shí)出現(xiàn)很大的勵(lì)磁電流 達(dá)5 10的額定電流 這個(gè)電流叫激磁涌流 常用的措施 A 延時(shí)動(dòng)作 增大動(dòng)作值 B 利用二次諧波制動(dòng) 2 變壓器兩側(cè)接線組別不同引起的差動(dòng)回路不平衡電流 電力系統(tǒng)中常用的Y d11接線組別的變壓器 三角形側(cè)的線電流比星形側(cè)的同一相電流超前30 若兩側(cè)電流互感器接成星形 即便二次電流數(shù)值相等 在差動(dòng)回路中也會(huì)出現(xiàn)不平衡電流 措施 相位補(bǔ)償法 3 兩側(cè)電流互感器變比不等引起的不平衡電流措施 電流補(bǔ)償法 4 兩側(cè)電流互感器型號(hào)不同引起的不平衡電流措施 電流補(bǔ)償法 保護(hù)整定計(jì)算予以考慮 即適當(dāng)增大保護(hù)動(dòng)作電流 計(jì)算時(shí)引入電流互感器同型系數(shù) 同型系數(shù)取0 5 不同型系數(shù)取1 5 變壓器調(diào)壓分接頭引起的不平衡電流電流補(bǔ)償法 增大保護(hù)動(dòng)作電流 差動(dòng)保護(hù)的簡(jiǎn)單原理對(duì)于變壓器差動(dòng)保護(hù)來(lái)說(shuō) 保護(hù)裝置規(guī)定變壓器各側(cè)電流的方向都以指向變壓器為正方向 減極性 流入等于流出時(shí)不動(dòng)作差動(dòng)范圍內(nèi)流入與流出不相等動(dòng)作 常用的Y d11接線的變壓器 由于三角形側(cè)的線電壓與星形側(cè)相應(yīng)相的線電壓在相位上相差30 故其相應(yīng)相的電流相位關(guān)系也相差30 即三角形側(cè)的電流比星形側(cè)的同一相電流在相位上超前30 為消除電流大小和相位差異方法一 采用相位補(bǔ)償法Y側(cè)CT按 接入 側(cè)CT按Y接入方法二 通過(guò)軟件補(bǔ)償通過(guò)軟件對(duì)所有一次繞組為Y型接線的二次電流進(jìn)行相位和幅值補(bǔ)償 差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍差動(dòng)用電流互感器內(nèi)的設(shè)備故障 對(duì)于輕微的匝間短路不能反應(yīng)差動(dòng)動(dòng)作后的檢查 差動(dòng)保護(hù)的分類差動(dòng)保護(hù)差流速斷差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間小于30ms 差流速斷電流保護(hù)小于20ms 用于快速切除差動(dòng)范圍內(nèi)的大電流故障 零序差動(dòng) 僅用于自耦變壓器 提高靈敏度 分側(cè)差動(dòng)保護(hù) 常用于自耦變壓器高 中壓側(cè)及公共繞組 這種保護(hù)無(wú)須考慮繞組的勵(lì)磁涌流 過(guò)激磁等影響 對(duì)于相間和單相短路靈敏度高 但對(duì)匝間短路保護(hù)無(wú)作用 在下列情況下應(yīng)將差動(dòng)保護(hù)停用差動(dòng)保護(hù)二次回路及電流互感器回路有變動(dòng)或進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)繼電保護(hù)人員測(cè)定差動(dòng)回路電流相量及差壓差動(dòng)保護(hù)互感器一相斷線或回路開(kāi)路差動(dòng)回路出現(xiàn)明顯的異常現(xiàn)象誤動(dòng)跳閘 變壓器的本體瓦斯保護(hù) 一 重瓦斯保護(hù)變壓器油箱內(nèi)部短路時(shí) 短路點(diǎn)的電弧使變壓器油以及繞組絕緣物分解 產(chǎn)生氣體 從油箱向油枕流動(dòng) 形成高速油流通過(guò)裝于油箱與油枕間導(dǎo)油管上的瓦斯繼電器 使繼電器動(dòng)作 作用于跳開(kāi)變壓器稱為重瓦斯保護(hù) 二 輕瓦斯保護(hù)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障 產(chǎn)生氣體量少 氣體緩慢通向瓦斯繼電器 在其上方積聚使瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)稱為輕瓦斯保護(hù) 若變壓器油箱漏油 使得油面下降到一定程度也可以使瓦斯繼電器動(dòng)作 動(dòng)作于信號(hào) 1 氣體繼電器2 油枕3 變壓器頂蓋4 連接管道 1 罩6 重錘12 螺絲桿2 頂針7 探針13 干簧接點(diǎn)3 氣塞8 開(kāi)口銷14 調(diào)節(jié)桿4 永久磁鐵9 彈簧15 干簧接點(diǎn)5 開(kāi)口杯10 擋板16 套管17 排氣孔 瓦斯保護(hù)的簡(jiǎn)單原理輕瓦斯 少量氣體聚集在瓦斯繼電器頂部 迫使油面下降帶動(dòng)開(kāi)口杯接點(diǎn)閉合 發(fā)出信號(hào)重瓦斯 大量氣體伴隨油流沖擊瓦斯繼電器擋板 帶動(dòng)擋板接點(diǎn) 串聯(lián)接點(diǎn) 閉合 發(fā)出跳閘令瓦斯保護(hù)的范圍油箱內(nèi)部的相間短路故障繞組匝間 層間短期故障繞組與鐵芯與外殼間的短路故障鐵芯故障油面下降或漏油分接頭接觸不良等故障 在下列情況應(yīng)將重瓦斯改接為信號(hào)進(jìn)行注油和濾油時(shí)進(jìn)行呼吸器暢通工作或更換硅膠時(shí)除采油樣和氣體繼電器上部放氣閥放氣時(shí)外 在其它所有地方打開(kāi)放氣 放油和進(jìn)氣閥門時(shí)開(kāi) 閉氣體繼電器連接管上的閥門時(shí)在氣體保護(hù)及二次回路上進(jìn)行工作時(shí) 過(guò)流保護(hù) 一 過(guò)流保護(hù)的簡(jiǎn)單原理利用故障時(shí)產(chǎn)生電流大于動(dòng)作電流 二 過(guò)流保護(hù)的保護(hù)范圍高后備作為變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)及中 低壓側(cè)的后備中 低壓側(cè)后備為各側(cè)的后備 過(guò)電流保護(hù)為了反映外部短路引起的變壓器過(guò)電流和作為變壓器主保護(hù)的后備保護(hù) 變壓器需裝設(shè)過(guò)流保護(hù) 根據(jù)變壓器容量的不同和系統(tǒng)短路電流水平的不同可采用的保護(hù)方式有 過(guò)電流保護(hù) 低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù) 復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù) 負(fù)序過(guò)電流保護(hù) 復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù) 普通過(guò)電流保護(hù)是按躲過(guò)變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流整定的 因此保護(hù)靈敏度不夠 復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流按躲過(guò)變壓器額定電流整定的 電流元件 Idz Kkk Kf IeIe 額定電流Kkk 可靠系數(shù)Kf 返回系數(shù) 電壓元件 低電壓元件動(dòng)作值應(yīng)小于正常情況下母線上可能出現(xiàn)的最低電壓Udz 0 5 0 6 Ue負(fù)序電壓元件動(dòng)作值按躲過(guò)正常情況下不平衡電壓來(lái)整定Udz 0 06Ue負(fù)序電流保護(hù) 負(fù)序電流和單相電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù) 按躲過(guò)變壓器在最大負(fù)荷電流下并伴隨系統(tǒng)頻率降低時(shí)負(fù)序電流濾過(guò)器輸出的最大不平衡電流一般取 Idz 0 1 0 2 Ie 三 加裝復(fù)合電壓的目的是為了提高保護(hù)的靈敏度對(duì)方向 高壓復(fù)流保護(hù)在中壓TV斷線后 則認(rèn)為是反方向 此時(shí)故障 保護(hù)將不啟動(dòng) 中壓復(fù)流保護(hù)也如此 所以在電壓互感器二次檢修或電壓消失時(shí) 我們要心中有數(shù) 對(duì)復(fù)合電壓 現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)整定 復(fù)壓取三側(cè) 當(dāng)某側(cè)TV斷線后 則退出本則保護(hù)斷線的復(fù)壓元件 復(fù)壓閉鎖 方向 過(guò)流保護(hù)和復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流保護(hù)仍然可以通過(guò)其它側(cè)的復(fù)壓來(lái)啟動(dòng) 一側(cè)TV斷線不會(huì)影響保護(hù) 但各側(cè)都發(fā)生TV斷線 保護(hù)將不起作用 復(fù)合電壓原理圖不對(duì)稱短路時(shí)主要依靠負(fù)序電壓?jiǎn)?dòng) 斷開(kāi)低電壓回路 由低電壓開(kāi)放保護(hù)對(duì)稱短路時(shí) 主要是帶接地線送電 靠低電壓開(kāi)放保護(hù) 零序過(guò)流與間隙零序 現(xiàn)在間隙保護(hù)很完善 所以不采用零序聯(lián)跳 兩臺(tái)主變的間隙保護(hù) 零序保護(hù)可以同時(shí)投入運(yùn)行 保護(hù)可以自動(dòng)選擇投退 中性點(diǎn)接地主變接地保護(hù)起作用 間隙保護(hù)不起作用 不接地主變間隙保護(hù)起作用 接地保護(hù)不起作用 風(fēng)冷跳閘保護(hù) 風(fēng)冷跳閘保護(hù)要在投產(chǎn)驗(yàn)收