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1、第六章 电力变压器保护(Power Transformer Protection) 16.1 变压器的故障类型和 不正常工作状态 (Fault Types and Abnormal Working Conditions of Power Transformer)21.变压器的故障 n油箱内部故障n各相绕组之间的相间短路 n单相绕组部分线匝之间的匝间短路 n单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地 故障n油箱外部故障n引出线的相间短路n绝缘套管闪烁或破坏、引出线通过外壳发生 的单相接地短路342.变压器的不正常运行状态 n外部相间短路引起的过电流n外部接地短路引起的过电流和中性点 过电压n负荷超过
2、额定容量引起的过负荷n漏油等原因引起的油面降低n过励磁53.变压器应装设的保护 n瓦斯保护n防御变压器油箱内各种短路故障和油 面降低 n纵差动保护或电流速断保护n防御变压器绕组、套管及引出线上的 故障上述保护动作后，均应跳开变压器各 电源侧的断路器6n外部相间短路的后备保护 n过电流保护n低电压起动的过电流保护n复合电压起动的过电流保护n负序电流及单相式低电压起动的 过电流保护n阻抗保护 2006年华北电力大学 杨明玉7n外部接地短路的后备保护 n变压器中性点接地运行：零序电流保护n自耦变压器和高、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n中性点不接地的变压器：零序过电压保护
3、n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 2006年华北电力大学 杨明玉8n过负荷保护 n过励磁保护n变压器的其他非电量保护 n油温高保护n冷却器故障保护n压力释放保护等 6.2 变压器的纵差动保护 (Longitudinal Differential Protection for Power Transformer)2006年华北电力大学 杨明玉92006年华北电力大学 杨明玉106.2.1 变压器纵差动保护的基本原理(Basic principle of longitudinal differential Protection)11正常运行或外部故障时，应使 .KD20
4、06年华北电力大学 杨明玉12纵差动保护的动作判据为式中2006年华北电力大学 杨明玉136.2.2 变压器差动保护的不平衡电流 及减小不平衡电流的方法(The Unbalanced Current of Differential Protection for Power Transformer and Measures to Eliminate Its Effect)141.变压器励磁涌流产生的不平衡电流变压器的励磁电流F 正常情况下：(0.020.05)INF 外部短路时：更小F 电压突然增加（空载投入变压器或外部故障 切除后电压恢复）时：48 IN 励磁涌流1516励磁涌流（%）例1例2
5、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特点：有很大成分的非周期分量有大量的高次谐波，尤以二次谐波为主波形经削去负波后出现间断影响涌流特征的因素：n合闸时电压的初相角n对于单相变压器而言，当= 0时合闸，涌流最严重。当= 90时合闸，将不产生涌流。n对于三相变压器而言，三相电压的相角互差120，所以无论电压初相角是多少总会产生励磁涌流。 n铁芯中剩磁的大小和方向n变压器铁芯的饱和磁通17防止励磁涌流影响的方法n采用具有速饱和铁芯的差动继电器n采用间断角原理的差动保护n利用二次谐波制
6、动n利用波形对称原理的差动保护182.三相变压器接线产生的不平衡电流192.三相变压器接线产生的不平衡电流20减小方法n数字式保护：计算补偿n电磁式：采用中间变流器进行补偿2006年华北电力大学 杨明玉213. 由计算变比与标准变比不同产生的不平 衡电流很难完全满足！ Iunb或采用中间变流器进行补偿22W2WbWdTS正常运行和外部故障时23计算补偿：用 补偿令244.由电流互感器变换误差产生的不平衡电 流理想特性1TA 2TA255.带负荷调整变压器分接头产生的不平衡电 流或266.2.3 具有制动特性的差动继电器(Differential relay with restraint cha
7、racteristic)271. BCH-1型差动继电器的制动特性(一般取 0.30.4)无制动12328动作判据 2. 微机纵差动保护的比率制动特性定值整定：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 29很小时，取 拐点电流：一般整定在（0.61.1）倍变压器 的额定电流30制动特性的斜率31内部故障时的动作行为 灵敏度大为提高 6.3 变压器相间短路的后备保 护 (Backup Protection for Transformer Phase-to -Phase Faults)32n过电流保护n低电压起动的过电流保护n复合电压起动的过电流保护n负序过电流保护n阻抗保护
8、33346.3.1 过电流保护(Overcurrent protection )35366.3.2 低电压启动的过电流保护(Overcurrent Protection with low start- up voltage)37386.3.3 复合电压启动的过电流保护(Overcurrent Protection with composite start-up voltage)39406.3.4 三绕组变压器相间短路后备保 护的特点(Characteristics of phase-to-phase fault backup protection for three winding trans
9、formers)41IIIIIIQF1QF2QF3k1k21.单侧电源的三绕组变压器动作后只跳开QF3跳开QF2跳开QF1、2、3II42IIIIIIQF1QF2QF3k1k22.多侧电源的三绕组变压器方向指向母线IIIII带方向跳开QF1跳开QF1、2、36.4 变压器接地短路的后备保 护 (Backup Protection for Transformer Earth Faults)43446.4.1 变电所单台变压器的零序电流保护(Zero sequence overcurrent protection for single transformer)45466.4.2 自耦变压器零序电流
10、保护的特点(Features of zero sequence protection for autotransformer)47自耦变压器中性线上零序电流的大小和方向都 是不确定的，不能用于零序电流保护48应在高中压侧 加装方向元件 以保证选择性496.4.3 多台变压器并联运行时的接地后备 保护(Earth fault backup protection for multiple transformers in parallel operation)50511.全绝缘变压器的接地保护522.分级绝缘变压器的接地保护6.5 变压器零序电流差动保护 (Zero Sequence Differential Protection for Power Transformer)535455整定原则：1.躲过外部单相接地故障时的不平衡电流2.躲过励磁涌流情况下和外部相间短路时的 不平衡电流在变压器内部单相接地故障时灵敏度比较高
