第六章电力变压器保护

第六章电力变压器的继电保护6.1电力变压器的故障类型和不正常工作状态一、变压器的故障1.油箱内部故障（1）各相绕组之间的相间短路（2）单相绕组的匝间短路（3）单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障2.油箱外部故障（1）引出线的相间短路（2）绝缘套管闪络或破坏、引出线通过外壳发生的单相接地短路二、变压器的不正常运行状态–外部相间短路引起的过电流–外部接地短路引起的过电流和中性点过电压–负荷超过额定容量引起的过负荷–漏油等原因引起的油面降低–大容量变压器的过励磁故障三、变压器应装设的保护–主保护瓦斯保护•防御变压器油箱内各种短路故障和油面降低纵差动保护或电流速断保护•防御变压器绕组、套管及引出线上的故障三、变压器应装设的保护–外部相间短路的后备保护•过电流保护•低电压起动的过电流保护•复合电压起动的过电流保护•负序电流及单相式低电压起动的过电流保护•阻抗保护三、变压器应装设的保护–外部接地短路的后备保护•变压器中性点接地运行–零序电流保护•高、中压侧中性点都直接接地的三绕组变压器–应增设零序方向元件•中性点不接地的变压器–零序过电压保护•中性点经过放电间隙接地的变压器–间隙电流保护和零序电压保护三、变压器应装设的保护–过负荷保护–过励磁保护–变压器的其他非电量保护•油温高保护、冷却器故障保护、压力释放保护等6.2变压器纵差动保护一、变压器纵差动保护的基本原理正常运行或外部故障时，应使21IITA22TA11nInITTA1TA2nnnI-I1I2ITn1TAn2TAn1I****2I21IIJI一、变压器纵差动保护的基本原理按相实现的变压器纵差动保护，其电流互感器变比的选择原则是：两侧电流互感器变比的比值等于变压器的变比。I-I1I2ITn1TAn2TAn1I****2I21IIJI1.变压器励磁涌流产生的不平衡电流正常情况下，变压器励磁电流很小，通常为额定电流的（2~5）%。它使差动回路中的不平衡电流增加很少。在电压突然增加时，例如在空载投入变压器或外部故障切除后电压恢复时，则可能产生很大的励磁电流，这种暂态过程中出现的励磁电流通常称为励磁涌流。其数值最大可达额定电流的4~8倍。。二、变压器差动保护的不平衡电流LI、utumsyLeILYIsym2Lit励磁涌流（%）例1例2例3例4基波100100100100二次谐波36315023三次谐波76.99.410四次谐波96.25.4-五次谐波5---直流66806273励磁涌流的特点：1.有很大成分的非周期分量；2.有大量的高次谐波，尤以二次谐波为主；3.波形经削去负波后出现间断。•防止励磁涌流影响的方法–采用间断角原理的差动保护–利用二次谐波制动–利用波形对称原理的差动保护............2.三相变压器接线产生的不平衡电流1AI1BI1CI1AI1BI1CI2AI2BI2CI2AI2BI2CI1AI1BI1CI1AI301BI1CI2AI2BI2CI2AI2BI2CI30ITn1TAn2TAn............2.三相变压器接线产生的不平衡电流1AI1BI1CI1AI1BI1CI2AI2BI2CI2AI2BI2CI2AI2BI2CI2AI2BI2CI302B2AII2C2BII2A2CIITn1TAn2TAnI-II-II-I............2.三相变压器接线产生的不平衡电流1AI1BI1CI1AI1BI1CI2AI2BI2CI2AI2BI2CI2B2AII2AITn1TAn2TAnT321nnTAnTA2A2AII32AI2BI2CI2AI2BI2CI302B2AII2C2BII2A2CII4.电流互感器变换误差产生的不平衡电流5.变压器带负荷调整分接头产生的不平衡电流3.计算变比与标准变比不同产生的不平衡电流（一）比率制动特性resIropI.min.opIABCgresI.动作判据min..opropIIgresII.res当)(.min..gresresopropIIKIIgresII.res当min.opI--最小动作电流gresI.--拐点电流K--比率制动特性的斜率三、比率制动特性的变压器差动保护1.最小动作电流按躲过变压器在正常运行条件下产生的不平衡电流整定（二）比率制动特性的变压器差动保护的定值整定2.拐点电流Nres.g1.1)I~(0.6I3.制动特性的斜率6.3变压器相间短路的后备保护（一）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（四）负序过电流保护（一）过电流保护1.单相原理接线ItQF1TAQF2KAKTKS跳QF1跳QF2信号KCO起动电流：躲过变压器的最大负荷电流整定（1）对并列运行的变压器（2）对降压变压器（自启动电流）.max.1LTNnIIn.1relopTNreKnIIKn.relMsopTNreKKIIK2.整定计算（二）低电压起动的过电流保护1.单相原理接线tQF1QF2KAKTKS跳QF1跳QF2信号IUU电压回路断线信号接至低压侧TA接至高压侧TAKV1KV2KMKCO（1）起动电流。按大于变压器的额定电流整定（2）动作电压。按小于正常运行时母线上可能出现的最低工作电压，且外部故障切除后，电动机自起动的过程中应能返回。根据运行经验2.整定计算.relopTNreKIIK.0.7opTNUU（三）复合电压起动的过电流保护1.原理接线tQF1QF2KAKTKS跳QF1跳QF2信号IU2U电压回路断线信号KV1KV2KMKCOKAIKAIU2abc接至母线TV负序电压继电器的动作电压，可按躲开正常运行时的最大不平衡电压整定。通常取2.(0.06~0.12)opTNUU2.整定计算三绕组变压器过电流保护的特点对多侧电源的三绕组变压器，应该在三侧都装设独立的过电流保护。DL1DL2DL3IIIIIIIIIGJ*当变压器任意一侧的母线发生短路故障时，过流保护动作。因为三侧都装有过流保护，能使其有选择性地切除故障。而无需将变压器停运。各侧的过流保护可以作为本侧母线，线路的后备保护，主电源侧的过流保护可以作为其他两侧和变压器的后备保护。6.4变压器的接地保护中性点直接接地变压器的零序电流保护变压器零序保护安装在变压器中性点直接接地侧，用来保护绕组内部及引出线上的接地短路的主保护，并可作为相邻母线和线路接地短路的后备保护，因此在变压器中性点接地时，均应投入零序保护。变压器的零序保护在什么情况下投入运行？（一）中性点直接接地变压器的零序电流保护III2t01t03t04t0II11QFQF2QF1TA0跳QF跳QF1、QF2按与相邻元件的零序电流保护Ⅰ段配合bIoprelIopKIKI1.0.021tt0.5相邻元件的零序电流保护Ⅰ段动作电流IopI1.01.零序一段整定原则t1取0.5~1s'33tt0.543tt0.5按与相邻元件的零序电流保护后备段配合bIIIoprelIIopKIKI1.0.0IIIopI1.0相邻元件的零序电流保护后备段动作电流2.零序二段整定原则