电力变压器继电保护知识

一、工作任务任务的布置、要求和说明此学习情境的典型工作任务是电力变压器保护的检验与调试。电力变压器保护调试项目主要有：1.常规调试及试验接线；2.输入系统检验；3.保护装置各逻辑功能包括（差动速断保护、比率制动及谐波制动保护、复压闭锁方向过流保护、零序方向过流保护、间隙零序保护等）的检查。本调试任务学生是分组进行，在规定的时间内独立完成，操作过程符合《电业安全工作规程》要求。对盘后实际接线、二次电缆核实查对，接线正确。操作完成后需整理相关检验结果，编写作业报告。并对工作现场进行清理。学习情境七电力变压器继电保护调试三、工作准备1.相关知识二、课时在规定工事内以经济的方式按照专业要求完成电力变压器的保护检验与调试，工期安排38学时。学习情境七电力变压器继电保护调试2.注意事项学习情境七电力变压器继电保护调试3.危险点分析及安全控制措施学习情境七电力变压器继电保护调试四、工作阶段1.开工学习情境七电力变压器继电保护调试2.布置工器具及材料学习情境七电力变压器继电保护调试3.作业流程及质量要求学习情境七电力变压器继电保护调试学习情境七电力变压器继电保护调试4.竣工学习情境七电力变压器继电保护调试情境七电力变压器继电保护调试五、工作检查六、总体评价学习情境七电力变压器继电保护调试一、电力变压器继电保护知识（一）电力变压器的纵差保护图1变压器纵差动保护单相原理接线图.2.2rIIIIII当变压器内部发生相间短路时，在差动回路中由于电流改变了方向或等于零（无电源侧），这时流过差动继电器的电流为该电流为短路点的短路电流，使差动继电器KD可靠动作，并作用于变压器两侧断路器跳闸。学习情境七电力变压器继电保护调试（二）电力变压器相间短路的后备1.过电流保护过电流保护一般用于容量较小的降压变压器上，其单相原理接线如图2所示。保护装置的动作电流应按躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定。图2变压器过电流保护单相原理接线图学习情境七电力变压器继电保护调试图3低电压起动的过电流保护单相原理接线图2.低电压起动的过电流保护低电压起动的过电流保护单相原理接线如图3所示。保护的起动元件包括电流继电器和低电压继电器。电流继电器的动作电流按躲过变压器的额定电流整定。学习情境七电力变压器继电保护调试3.复合电压起动的过电流保护若低电压起动的过电流保护灵敏度不满足要求，可采用复合电压起动的过电流保护，以提高不对称相间短路故障时保护的灵敏度。复合电压起动的过电流保护的原理接线如图4所示。负序电压继电器KVZ和低电压继电器KV组成复合电压元件，取代低电压起动的过电流保护中的低电压继电器。图4复合电压起动的过电流保护的原理接线图学习情境七电力变压器继电保护调试一、输入系统检验（一）保护开入量回路检查分别投入保护压板或短接端子，按“”或“Q”键进入主菜单，进入“测试功能”－→进入“开入测试”－→输入密码“99”－→用“＋”或“－”键选择保护模件－→进入开关量状态界面查看开关量变位情况。二、电力变压器继电保护调试学习情境七电力变压器继电保护调试（二）保护交流输入回路检查1.零漂值检验将保护装置的所有电流、电压输入端子开路，不加任何电气量。按“”或“Q”键进入主菜单，进入“测试功能”－→进入“交流测试”－→输入密码“99”－→用“＋”或“－”键选择保护模件－→进入交流量实时显示对话框，记录零漂值，要求均在0.01In(或0.05V)以内,且在一段时间(几分钟)内稳定在规定范围内。学习情境七电力变压器继电保护调试2.采样精度检验从端子排电流、电压端子加入5A电流、高中压侧“U0”200V电压、其余57.7V电压，按“”或“Q”键进入主菜单，进入“测试功能”－→进入“交流测试”－→输入密码“99”－→用“＋”或“－”键选择保护模件－→进入交流量实时显示对话框，记录有效值。学习情境七电力变压器继电保护调试二、保护装置各逻辑功能检查（一）差动保护校验1．差动保护起动值校验投入差动保护，在端子排分别对高压侧A、B、C相，中压侧A、B、C相，低压侧A、B、C相加入0.95、1.05倍起动电流，观察保护的动作行为，并记录动作时间，动作时间从保护跳闸出口接点处测取，应在20ms左右，同时用万用表在端子排上测量各侧断路器跳闸出口接点接通正确。学习情境七电力变压器继电保护调试2．差动速断校验差动速断保护的校验与差动起动值校验类似，高压侧试验电流扩大倍，中低压侧扣除平衡系数的补偿。动作时间从保护跳闸出口接点处测取，应在15ms左右。学习情境七电力变压器继电保护调试3．比例制动系数校验在进行制动系数校验时，一定要清楚保护的差流、制动电流的算法和制动特性曲线方程，这样才能合理选择测试点，快速测出制动系数；并且，YN/Y/Δ—11变压器差动保护，在用Y侧和Δ侧同时加入电流进行制动系数校验时，Δ侧一定要在试验相的超前相同时加入电流，以免该相比率差动动作干扰制动系数校验。对于制动电流为某一侧最大电流的制动方式，可先在高压侧固定加入一个电流，使制动电流大于第一拐点值；然后在低压侧超前相加入同向电流，使该相差流为零；最后在低压侧同名相加入反向电流，缓慢减小电流，记录本相差动继电器从不动作到刚好动作的电流值。重复上一步骤，记录差动继电器刚好动作的又一个电流值。算出两组电流数据对应的差动电流、制动电流，根据两组差动电流和制动电流算出制动系数，要求实测制动系数和整定值之间的误差不大于±10％。学习情境七电力变压器继电保护调试IA◎IB◎IC◎IN◎UA◎UB◎UC◎UN◎开入公共◎跳闸开入◎☉IA☉☉IB☉☉IC☉☉IA☉☉IB☉☉IC☉☉出口接点☉微机测试仪主变保护屏试验线屏内接线A相差动制动系数试验接线图屏内接线星型侧电流角型侧电流Kz：实测制动系数。1212IzdIzdIcdIcdKz学习情境七电力变压器继电保护调试4．谐波制动系数校验该项试验检验差动继电器的二次谐波制动情况，只与差流中二次谐波和基波有效值之比有关，所以对变压器任一侧进行试验均可。对变压器任一侧的一相加入50HZ电流I1，电流值在差动启动电流和速断电流之间，同时依次叠加入0.9k2•I1和1.1k2•I1大小的100HZ电流，记录差动继电器的动作行为。差动继电器应在加入0.9k2•I1电流时可靠动作，在加入1.1k2•I1电流时可靠不动作。学习情境七电力变压器继电保护调试（二）高压侧后备保护校验（中低压侧后备保护与高压侧相同）1．复合电压闭锁方向过流保护①相间方向元件校验先根据“方向指向”定值和保护说明书上给出的灵敏角估算出方向元件的两个动作边界；然后根据方向元件接线形式（0°或90°接线）加入相关电流电压，电流电压夹角设置在动作边界角度，电压满足复合电压定值（任一相间电压低于“低电压定值”或负序电压大于“负序电压定值”），电流大于复压方向过流定值；改变电流电压夹角，记录复压方向过流从不动作到刚好动作时角度，作为相间方向元件的动作边界；最后根据动作边界计算方向元件灵敏角。学习情境七电力变压器继电保护调试IA◎IB◎IC◎IN◎UA◎UB◎UC◎UN◎开入公共◎跳闸开入◎TJHWJ☉IA☉☉IB☉☉IC☉☉I0☉☉Ij☉☉UA☉☉UB☉☉UC☉☉UO☉☉出口接点☉微机测试仪主变保护屏试验线屏内接线高压侧复压方向过流保护试验接线图屏内接线学习情境七电力变压器继电保护调试②复合电压元件校验（a）低电压元件。由于低电压元件和负序过压元件是或的关系，所以校验低电压元件时应让负序过压元件不动作。先加入三相对称正序电压UAB＝UBC＝UCA＝1.05U1zd（U1zd：相间低电压定值），电流大于复压（方向）过流定值，电流电压夹角落在相间方向元件动作区，此时，复压方向过流、复压过流保护均不动作。任降一相间电压为0.95U1zd，其他量保持不变，此时复压方向过流、复压过流保护均动作。（b）负序过压元件。采用单相降压法进行负序过压元件校验，如果单相降压后，相间电压低到U1zd以下，低电压元件就要干扰试验，此时应将U1zd定值适当改小，让其不动作。加入三相正序电压UB＝UC＝57.7V，UA＝57.7－3×0.9U2zd（U2zd：负序相电压定值），UA超前UB120°,UB超前UC120°，电流大于复压（方向）过流定值，电流电压夹角落在相间方向元件动作区，此时，复压方向过流、复压过流保护均不动作。降A相电压至57.7－3×1.1U2zd，其他量保持不变，此时复压方向过流、复压过流保护均动作。学习情境七电力变压器继电保护调试（三）零序、间隙保护1．零序方向元件校验与相间方向元件校验方法一样，先根据“方向指向”定值和保护说明书上的灵敏角估算出方向元件的两个动作边界；然后根据方向元件判别条件加入相关电流电压，电流电压夹角设置在动作边界角度，电流大于零序方向过流定值；改变电流电压夹角，记录零序方向过流从不动作到刚好动作时角度，作为零序方向元件的动作边界；最后根据动作边界计算方向元件灵敏角。学习情境七电力变压器继电保护调试2．零序（方向）过流保护校验本项试验主要检查保护电流定值、时间定值及跳闸出口逻辑，用整组试验来校验。同时加入相电流和外接I0通道电流，故障相电压并接入外接3U0通道，电流电压夹角落入零序方向元件的动作区，引入跳闸出口接点测取保护动作时间。学习情境七电力变压器继电保护调试IA◎IB◎IC◎IN◎UA◎UB◎UC◎UN◎开入公共◎跳闸开入◎TJHWJ☉IA☉☉IB☉☉IC☉☉I0☉☉Ij☉☉UA☉☉UB☉☉UC☉☉UO☉☉出口接点☉微机测试仪主变保护屏试验线屏内接线高压侧零序方向过流保护试验接线图屏内接线学习情境七电力变压器继电保护调试3．间隙过流、过压保护校验与零序过流保护一样，用整组动作来校验，只是间隙过流、过压保护都不带方向，要简单些。IA◎IB◎IC◎IN◎UA◎UB◎UC◎UN◎开入公共◎跳闸开入◎TJHWJ☉IA☉☉IB☉☉IC☉☉I0☉☉Ij☉☉UA☉☉UB☉☉UC☉☉UO☉☉出口接点☉微机测试仪主变保护屏试验线屏内接线高压侧间隙保护试验接线图屏内接线学习情境七电力变压器继电保护调试4．零序电压电流闭锁校验①零序无压闭锁零序过流保护。检查外接开口电压对零序过流保护的闭锁情况，接线如零序方向过流保护接线，加入电流大于零序方向过流定值，电流电压夹角要落入零序方向元件的动作区，加入1.05U0zd（U0zd：零序无压闭锁定值）时零序方向过流、零序过流保护动作；加入0.95U0zd（U0zd：零序无压闭锁定值）时零序方向过流、零序过流不动作。②零序有流闭锁间隙过压保护。接线如间隙保护试验接线，不同的是，将测试仪IA移到主变保护A相或外接I0电流通道（查阅说明书确定闭锁电流是取的自产3I0还是外接3I0），加入电压大于间隙过压定值，加入1.05I0zd（I0zd：零序有流闭锁定值）时间隙过压保护不动作；加入0.95I0zd（I0zd：零序有流闭锁定值）时间隙过压保护动作。学习情境七电力变压器继电保护调试