第八章電力變壓器保護(hù)1

1、第八章第八章 電力變壓器保護(hù)電力變壓器保護(hù)規(guī)范 火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB502292006 看規(guī)范 6.6 防火間距，防火墻 貯油設(shè)施，卵石層 繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程GBT14285-2006 4.3 變壓器保護(hù)配置 （下頁(yè)） 4.3.2 0.4MVA 及以上車間內(nèi)油浸式變壓器和 0.8MVA 及以上油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。 當(dāng)殼內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)殼內(nèi)故障產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于斷開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。 帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器充油調(diào)壓開(kāi)關(guān)，亦應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。 瓦斯保護(hù)應(yīng)采取措施，防止因瓦斯繼電器的引線故障、震動(dòng)等引起瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作。 4.

2、3.3 對(duì)變壓器的內(nèi)部、套管及引出線的短路故障，按其容量及重要性的不同，應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)作為 主保護(hù)，并瞬時(shí)動(dòng)作于斷開(kāi)變壓器的各側(cè)斷路器： 4.3.3.1 電壓在 10kV 及以下、容量在 10MVA 及以下的變壓器，采用電流速斷保護(hù)。 4.3.3.2 電壓在 10kV 以上、容量在 10MVA 及以上的變壓器，采用縱差保護(hù)。對(duì)于電壓為 10kV 的重 要變壓器，當(dāng)電流速斷保護(hù)靈敏度不符合要求時(shí)也可采用縱差保護(hù)。 4.3.3.3 電壓為 220kV 及以上的變壓器裝設(shè)數(shù)字式保護(hù)時(shí)，除非電量保護(hù)外，應(yīng)采用雙重化保護(hù)配置。 當(dāng)斷路器具有兩組跳閘線圈時(shí)，兩套保護(hù)宜分別動(dòng)作于斷路器的一組跳閘線圈。一、電

3、力變壓器的結(jié)構(gòu)一、電力變壓器的結(jié)構(gòu)電力變壓器的主要部件：電力變壓器的主要部件： 鐵芯、繞組、絕緣、油箱、鐵芯、繞組、絕緣、油箱、分接開(kāi)關(guān)、油枕、分接開(kāi)關(guān)、油枕、吸濕器、氣體繼電器等。吸濕器、氣體繼電器等。 電力變壓器的故障類型、不正常運(yùn)行狀態(tài)電力變壓器的故障類型、不正常運(yùn)行狀態(tài) 及配置的保護(hù)及配置的保護(hù)二、電力變壓器的故障和異常二、電力變壓器的故障和異常變壓器的故障：變壓器的故障：油箱內(nèi)故障、油箱外故障。油箱內(nèi)故障、油箱外故障。油箱內(nèi)故障油箱內(nèi)故障：繞組的相間短路、接地短繞組的相間短路、接地短 路、路、 匝間匝間短路短路; 鐵芯的燒損等。鐵芯的燒損等。油箱外故障油箱外故障：套管和引出線上發(fā)生的

4、相間短路和接地短路。套管和引出線上發(fā)生的相間短路和接地短路。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)： 過(guò)電流、中性點(diǎn)過(guò)電壓，過(guò)負(fù)荷以及油面降低。過(guò)電流、中性點(diǎn)過(guò)電壓，過(guò)負(fù)荷以及油面降低。 對(duì)大容量變壓器，還會(huì)發(fā)生變壓器的過(guò)勵(lì)磁故障。對(duì)大容量變壓器，還會(huì)發(fā)生變壓器的過(guò)勵(lì)磁故障。三、電力變壓器保護(hù)的配置原則三、電力變壓器保護(hù)的配置原則1.電力變壓器的主保護(hù)電力變壓器的主保護(hù)氣體保護(hù)、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、電流速斷保護(hù)氣體保護(hù)、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、電流速斷保護(hù)（1）氣體保護(hù)）氣體保護(hù) 反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)的各種故障及異常的一種保護(hù)。反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)的各種故障及異常的一種保護(hù)。 裝設(shè)原則：裝設(shè)原則： 容量在容量

5、在800kVA800kVA及以上的油浸式變壓器和及以上的油浸式變壓器和400kVA400kVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)。及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)。 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)：縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)：用于: 1 1）容量為）容量為10000kVA10000kVA及以上單獨(dú)運(yùn)行的變壓器；及以上單獨(dú)運(yùn)行的變壓器； 2 2）容量為）容量為6300kVA6300kVA及以上并列運(yùn)行的變壓器或及以上并列運(yùn)行的變壓器或廠用變壓器及企業(yè)中的重要變壓器；廠用變壓器及企業(yè)中的重要變壓器； 3 3）容量為）容量為2000kVA2000kVA及以上的變壓器，且其電流及以上的變壓器，且其電流速斷保護(hù)的靈敏

6、性不能滿足要求時(shí)。速斷保護(hù)的靈敏性不能滿足要求時(shí)。 2. 電力變壓器的后備保護(hù)電力變壓器的后備保護(hù)（1）對(duì)于外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流，應(yīng)采）對(duì)于外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流，應(yīng)采用下列保護(hù)用下列保護(hù)1）過(guò)電流保護(hù)；）過(guò)電流保護(hù)；2）復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)；）復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)；3）負(fù)序電流及單相式低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)；）負(fù)序電流及單相式低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)；4）阻抗保護(hù)。）阻抗保護(hù)。（2）對(duì)于外部接地短路引起的變壓器過(guò)電流保護(hù)）對(duì)于外部接地短路引起的變壓器過(guò)電流保護(hù) 1 1）零序電流保護(hù)；）零序電流保護(hù)； 2 2）零序方向保護(hù)；）零序方向保護(hù)； 3 3）專用的保護(hù)裝置。例如

7、零序過(guò)電壓保護(hù)，中性點(diǎn)裝放）專用的保護(hù)裝置。例如零序過(guò)電壓保護(hù)，中性點(diǎn)裝放電間隙及零序電流保護(hù)等。電間隙及零序電流保護(hù)等。（3 3）過(guò)負(fù)荷保護(hù)）過(guò)負(fù)荷保護(hù)（4 4）過(guò)勵(lì)磁保護(hù)）過(guò)勵(lì)磁保護(hù) (5) (5) 其他保護(hù)其他保護(hù)第二節(jié)第二節(jié) 變壓器的瓦斯保護(hù)變壓器的瓦斯保護(hù)一、瓦斯保護(hù)的作用及原理一、瓦斯保護(hù)的作用及原理1.變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，故障處產(chǎn)生的高溫會(huì)引起附近的變變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，故障處產(chǎn)生的高溫會(huì)引起附近的變壓器油膨脹，甚至沸騰，油內(nèi)溶解的空氣被逐出，形成空壓器油膨脹，甚至沸騰，油內(nèi)溶解的空氣被逐出，形成空氣泡上升。氣泡上升。 2.當(dāng)故障嚴(yán)重時(shí)，變壓器油會(huì)迅速膨脹并產(chǎn)生大量的氣體，當(dāng)故障

8、嚴(yán)重時(shí)，變壓器油會(huì)迅速膨脹并產(chǎn)生大量的氣體，此時(shí)將有劇烈的氣體夾雜著油流沖向油枕的上部。此時(shí)將有劇烈的氣體夾雜著油流沖向油枕的上部。 根據(jù)油箱內(nèi)部故障時(shí)的這一特點(diǎn)，構(gòu)成氣體保護(hù)。根據(jù)油箱內(nèi)部故障時(shí)的這一特點(diǎn)，構(gòu)成氣體保護(hù)。3.瓦斯保護(hù)分為瓦斯保護(hù)分為: 重瓦斯重瓦斯 輕瓦斯輕瓦斯 當(dāng)變壓器油箱內(nèi)輕微故障或嚴(yán)重漏油時(shí)，輕瓦斯保護(hù)動(dòng)當(dāng)變壓器油箱內(nèi)輕微故障或嚴(yán)重漏油時(shí)，輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作，作，延時(shí)作用于信號(hào)延時(shí)作用于信號(hào)； 當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，重瓦斯保護(hù)動(dòng)作重瓦斯保護(hù)動(dòng)作，瞬時(shí)，瞬時(shí)動(dòng)作跳開(kāi)變壓器的各側(cè)斷路器。動(dòng)作跳開(kāi)變壓器的各側(cè)斷路器。二、瓦斯繼電器的構(gòu)造二、瓦斯繼

9、電器的構(gòu)造1.氣體繼電器的安裝位置氣體繼電器的安裝位置 安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接管道上。安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接管道上。安裝要求：安裝要求： 變壓器安裝時(shí)，應(yīng)使頂蓋與水平面之間夾角應(yīng)有變壓器安裝時(shí)，應(yīng)使頂蓋與水平面之間夾角應(yīng)有1 11 15 5的坡度，連接管有的坡度，連接管有2 24 4的升高坡的升高坡度。度。 氣體繼電器的安裝氣體繼電器的安裝QJ-15,50,80QJ-15,50,80（直徑）型氣體（直徑）型氣體繼電器繼電器2.氣體繼電器的結(jié)構(gòu)氣體繼電器的結(jié)構(gòu) QJ4-50CQJ4-50C型氣體繼型氣體繼電器電器開(kāi)口杯擋板式氣體繼電器結(jié)構(gòu)圖開(kāi)口杯擋板式氣體繼電器結(jié)構(gòu)圖 瓦瓦斯

10、斯繼繼電電器器結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)上上開(kāi)開(kāi)口口杯杯下下?lián)鯎醢灏宕糯盆F鐵及及干干簧簧接接點(diǎn)點(diǎn)氣氣孔孔及及接接線線柱柱探探針針3.氣體繼電器的工作原理氣體繼電器的工作原理（1 1）輕瓦斯保護(hù)）輕瓦斯保護(hù) 變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，變壓器油變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，變壓器油分解產(chǎn)生的氣體匯集在氣體繼電器上部，迫使分解產(chǎn)生的氣體匯集在氣體繼電器上部，迫使繼電器內(nèi)的油面下降，開(kāi)口杯露出油面，因其繼電器內(nèi)的油面下降，開(kāi)口杯露出油面，因其受到的浮力減小失去平衡而下沉，帶動(dòng)永久磁受到的浮力減小失去平衡而下沉，帶動(dòng)永久磁鐵下降，當(dāng)永久磁鐵靠近干簧觸點(diǎn)時(shí)，干簧觸鐵下降，當(dāng)永久磁鐵靠近干簧觸點(diǎn)時(shí)，干簧觸點(diǎn)接通，發(fā)出輕瓦斯動(dòng)作信

11、號(hào)。點(diǎn)接通，發(fā)出輕瓦斯動(dòng)作信號(hào)。（2 2）重瓦斯保護(hù)）重瓦斯保護(hù) 變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，油箱內(nèi)產(chǎn)生大故障時(shí)，油箱內(nèi)產(chǎn)生大量氣體，強(qiáng)大的氣流伴量氣體，強(qiáng)大的氣流伴隨著油流沖擊擋板，當(dāng)隨著油流沖擊擋板，當(dāng)油流的速度達(dá)到整定值油流的速度達(dá)到整定值時(shí)，擋板克服彈簧的反時(shí)，擋板克服彈簧的反作用力向前移動(dòng)，帶動(dòng)作用力向前移動(dòng)，帶動(dòng)永久磁鐵靠近干簧觸點(diǎn)，永久磁鐵靠近干簧觸點(diǎn)，使干簧觸點(diǎn)閉合，發(fā)出使干簧觸點(diǎn)閉合，發(fā)出重瓦斯跳閘脈沖，斷開(kāi)重瓦斯跳閘脈沖，斷開(kāi)變壓器各側(cè)的斷路器。變壓器各側(cè)的斷路器。 4.氣體繼電器的整定與調(diào)試氣體繼電器的整定與調(diào)試（1）輕瓦斯保護(hù)整定與調(diào)試）輕瓦斯保護(hù)整定與

12、調(diào)試 動(dòng)作值：動(dòng)作值：采用氣體容積大小表示；采用氣體容積大小表示； 整定范圍通常為：整定范圍通常為： 250cm3300cm3。調(diào)整方法：通過(guò)移動(dòng)重錘調(diào)整方法：通過(guò)移動(dòng)重錘6的位置，調(diào)整動(dòng)作值。的位置，調(diào)整動(dòng)作值。（2）重瓦斯保護(hù)的整定與調(diào)試）重瓦斯保護(hù)的整定與調(diào)試動(dòng)作值：動(dòng)作值：采用油流速度大小表示；采用油流速度大小表示； 整定范圍通常為：整定范圍通常為： 0.61.5ms。調(diào)試方法：調(diào)試方法： 通過(guò)調(diào)整調(diào)節(jié)螺桿，改變彈簧的松通過(guò)調(diào)整調(diào)節(jié)螺桿，改變彈簧的松緊程度，調(diào)整重瓦斯的動(dòng)作值，其動(dòng)作值。緊程度，調(diào)整重瓦斯的動(dòng)作值，其動(dòng)作值。 6.重瓦斯的試驗(yàn)：重瓦斯的試驗(yàn)： 氣體繼電器安裝完畢，從排氣

13、口打進(jìn)空氣，檢氣體繼電器安裝完畢，從排氣口打進(jìn)空氣，檢查輕瓦斯動(dòng)作的可靠性；通過(guò)探針檢查重瓦斯動(dòng)查輕瓦斯動(dòng)作的可靠性；通過(guò)探針檢查重瓦斯動(dòng)作的可靠性。作的可靠性。探探針針試試驗(yàn)驗(yàn)輕、重瓦斯探針輕、重瓦斯探針 三三. 瓦斯保護(hù)的接線瓦斯保護(hù)的接線變壓器瓦斯保護(hù)動(dòng)作的主要原因變壓器瓦斯保護(hù)動(dòng)作的主要原因 1、因?yàn)V油、加油或冷卻系統(tǒng)不嚴(yán)密以至空氣進(jìn)入變壓器。 2、因溫度下降或漏油致使油面低于氣體繼電器輕瓦斯浮筒以下。 3、變壓器故障產(chǎn)生少量氣體。 4、變壓器發(fā)生穿越性短路故障。在穿越性故障電流作用下，油隙間的油流速度加快，當(dāng)油隙 內(nèi)和繞組外側(cè)產(chǎn)生的壓力差變化大時(shí)，氣體繼電器就可能誤動(dòng)作。穿越性故障電

14、流使繞組動(dòng)作 發(fā)熱，當(dāng)故障電流倍數(shù)很大時(shí)，繞組溫度上升很快，使油的體積膨脹，造成氣體繼電器誤動(dòng)作。 5、氣體繼電器或二次回路故障。變壓器瓦斯保護(hù)動(dòng)作后的處理變壓器瓦斯保護(hù)動(dòng)作后的處理 變壓器瓦斯保護(hù)裝置動(dòng)作后，應(yīng)馬上對(duì)其進(jìn)行認(rèn)真檢查、仔細(xì)分析、正確判斷，立即采取處理措施。 1、瓦斯保護(hù)信號(hào)動(dòng)作時(shí)，立即對(duì)變壓器進(jìn)行檢查，查明動(dòng)作原因，是否因積聚空氣、油面降低、二次回路故障或上變壓器內(nèi)部邦聯(lián)造成的。 如氣體繼電器內(nèi)有氣體，則應(yīng)記錄氣體量，觀察氣體的顏色及試驗(yàn)上否可燃，并取氣樣及油樣做色譜分析，可根據(jù)的關(guān)規(guī)程和導(dǎo)則判斷變壓器的故障性質(zhì)。色譜分析是指對(duì)對(duì)收集到的氣體用色譜儀對(duì)其所含的氫氣、氧氣、一氧化

15、碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等氣體進(jìn)行定性和定量分析，根據(jù)所含組分名稱和含量準(zhǔn)確判斷邦聯(lián)性質(zhì)，發(fā)展趨勢(shì)、和嚴(yán)重程度。 若氣體繼電器內(nèi)的氣體無(wú)色、無(wú)臭且不可燃，色譜分析判斷為空氣，則變壓器可繼續(xù)運(yùn)行，并及時(shí)消除進(jìn)氣缺陷。若氣體繼電器內(nèi)的氣體可燃且油中溶解氣體色譜分析結(jié)果異常，則應(yīng)綜合判斷確定變壓器是否停運(yùn)。 2、瓦斯繼電器動(dòng)作跳閘時(shí)，在查明原因消除故障前不得將變壓器投入運(yùn)行。為查明原因應(yīng)重點(diǎn)考慮以下因素，作出綜合判斷。 (1)是否呼吸不暢或排氣未盡； (2)保護(hù)及直流等二次回路是否正常； (3)變壓器外觀有無(wú)明顯反映故障性質(zhì)的異常現(xiàn)象； (4)氣體繼電器中積聚的氣體是否可燃； (5)氣體繼電器中的氣體和油中溶解的氣體的色譜分析結(jié)果； (6)必要的電氣試驗(yàn)結(jié)果； (7)變