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1、继电保护课件变压器保护第一页，共六十一页。（优选）继电保护课件变压器保护第二页，共六十一页。第三页，共六十一页。第一节第一节 变压器常见故障、不正常运行状态及保护配置变压器常见故障、不正常运行状态及保护配置 一、变压器常见故障、不正常运行状态变压器常见故障、不正常运行状态 内部故障：绕组相间短路、匝间短路、单相接地短路。内部故障：绕组相间短路、匝间短路、单相接地短路。外外部部故故障障：绝绝缘缘套套管管及及引引出出线线各各种种相相间间短短路路、单单相相接地短路。接地短路。 变变压压器器不不正正常常运运行行状状态态：过过负负荷荷、油油箱箱漏漏油油造造成成的的油油面面降降低低、表表面面油油温温过过高
2、高、外外部部短短路路引引起起的的过过电电流流、电电压压降降低低或或频率升高引起的变压器过励磁。频率升高引起的变压器过励磁。第四页，共六十一页。保护配置保护配置反应变压器油箱内部的各种故障及油面降低（瓦斯保护）反应变压器油箱内部的各种故障及油面降低（瓦斯保护）变压器引出线、套管及绕组的相间短路（纵差动保护或电变压器引出线、套管及绕组的相间短路（纵差动保护或电流速断保护流速断保护 ）外部相间短路引起的变压器过电流外部相间短路引起的变压器过电流 （过电流保护）（过电流保护）变压器高压绕组接地（接地保护）变压器高压绕组接地（接地保护）过负荷（过负荷保护）过负荷（过负荷保护）过励磁（过励磁保护）过励磁（
3、过励磁保护）第五页，共六十一页。第二节第二节 主变压器瓦斯保护主变压器瓦斯保护基本原理：它是反应油箱内部所产生的气体或油基本原理：它是反应油箱内部所产生的气体或油流而动作。流而动作。作用：反应变压器油箱内的各种故障以及油面降作用：反应变压器油箱内的各种故障以及油面降低低测量元件：瓦斯继电器测量元件：瓦斯继电器出口方式：跳开变压器各侧断路器；对于发变组出口方式：跳开变压器各侧断路器；对于发变组接线，保护动作于全停、启动快切。接线，保护动作于全停、启动快切。第六页，共六十一页。瓦斯继电器安装示意图第七页，共六十一页。一、瓦斯继电器结构及工作情况一、瓦斯继电器结构及工作情况正常运行：开口杯向上倾斜，
4、干簧接正常运行：开口杯向上倾斜，干簧接点打开点打开内部轻微故障：气体聚集在上部，使开口内部轻微故障：气体聚集在上部，使开口杯向下转动，轻瓦斯干簧接点闭合，发出杯向下转动，轻瓦斯干簧接点闭合，发出信号（气体容积定值：信号（气体容积定值：250-300250-300立方厘米）立方厘米）内部严重故障：产生大量气体，推动档板内部严重故障：产生大量气体，推动档板运动，重瓦斯的干簧接点闭合，起动出口运动，重瓦斯的干簧接点闭合，起动出口继电器，断开变压器两侧断路器（定值：继电器，断开变压器两侧断路器（定值：油流速度油流速度1.11.1米米/ /秒秒) )漏油使油面降低：上开口杯转动，轻瓦漏油使油面降低：上开
5、口杯转动，轻瓦斯动作也发出信号斯动作也发出信号。第八页，共六十一页。 二、原理接线二、原理接线 第九页，共六十一页。1QF1QF跳闸跳闸2QF2QF跳闸跳闸瓦斯保护直流回路展开图瓦斯保护直流回路展开图第十页，共六十一页。第三节变压器纵差动保护第三节变压器纵差动保护一、基本原理及实现时的特点一、基本原理及实现时的特点 二、采用二、采用 BCHBCH型差动继电器构成的型差动继电器构成的 差动保护差动保护三、二次谐波制动的变压器差动保护三、二次谐波制动的变压器差动保护 第十一页，共六十一页。一、基本原理一、基本原理第十二页，共六十一页。二、变压器纵差保护特殊问题二、变压器纵差保护特殊问题引起不平衡电
6、引起不平衡电流增大的因素流增大的因素变压器高、低压两侧电流的大小和相位不同变压器高、低压两侧电流的大小和相位不同变压器空载投入的励磁涌流变压器空载投入的励磁涌流带负荷调压的变压器运行中改变分接头带负荷调压的变压器运行中改变分接头电流互感器计算变比与标准变比不同电流互感器计算变比与标准变比不同两侧电流互感器型号不同两侧电流互感器型号不同第十三页，共六十一页。 第十四页，共六十一页。 1 1、数值补偿和相位补偿、数值补偿和相位补偿 变压器星形侧电流互感器按角形接变压器星形侧电流互感器按角形接线。互感器变比为：线。互感器变比为： 变压器角形侧电流互感器按星形接线。变压器角形侧电流互感器按星形接线。互
7、感器变比为：互感器变比为： 第十五页，共六十一页。 2 2、变压器励磁涌流的影响、变压器励磁涌流的影响 正常运行时，励磁电流仅为变正常运行时，励磁电流仅为变压器额定电流的压器额定电流的3 35 5，所以对，所以对保护无影响。而当变压器空载投保护无影响。而当变压器空载投入或外部短路故障切除电压恢复入或外部短路故障切除电压恢复时，励磁电流可达额定电流的时，励磁电流可达额定电流的6 68 8倍，这称为励磁涌流倍，这称为励磁涌流。 第十六页，共六十一页。 励磁涌流的特点及采取的措施励磁涌流的特点及采取的措施1 1）含有大量的非周期分量，使励磁涌流）含有大量的非周期分量，使励磁涌流波形偏于时间轴的一侧；
8、波形偏于时间轴的一侧；2 2）励磁涌流中含有大量的二次谐波电）励磁涌流中含有大量的二次谐波电流分量；流分量；3 3）励磁涌流相邻波形之间存在）励磁涌流相邻波形之间存在“间断间断角角”。 第十七页，共六十一页。 （1 1）采用具有速饱和变流器的）采用具有速饱和变流器的BCHBCH型差动继电器构成变压器纵型差动继电器构成变压器纵差动保护。差动保护。 （2 2）采用二次谐波制动原理）采用二次谐波制动原理构成变压器纵差动保护。构成变压器纵差动保护。 （3 3）采用鉴别波形间断角原理）采用鉴别波形间断角原理构成变压器纵差动保护。构成变压器纵差动保护。 第十八页，共六十一页。三、采用三、采用 BCHBCH
9、型差动继电器构成的差动保护型差动继电器构成的差动保护 1 1、速饱和变流器工作原理、速饱和变流器工作原理 2 2、BCHBCH2 2型差动继电器的工作原理型差动继电器的工作原理 3 3、原理接线图、原理接线图 第十九页，共六十一页。 非周期分量电流的存在，破坏了其中的非周期分量电流的存在，破坏了其中的周期分量电流的传变。周期分量电流的传变。 第二十页，共六十一页。第二十一页，共六十一页。 第二十二页，共六十一页。 BCHBCH2 2型继电器，是在速饱型继电器，是在速饱和变流器的基础上，再加上短和变流器的基础上，再加上短路线圈，以改善躲过非周期分路线圈，以改善躲过非周期分量的性能。量的性能。 保
10、持短路线圈保持短路线圈 继电器的动作安匝不变。继电器的动作安匝不变。第二十三页，共六十一页。动作电流的整定原则动作电流的整定原则躲电流互感器二次回路断线躲电流互感器二次回路断线躲变压器空载投入的励磁涌流躲变压器空载投入的励磁涌流躲保护区外短路时流过保护的最大不平衡电流躲保护区外短路时流过保护的最大不平衡电流第二十四页，共六十一页。四、二次谐波制动的变压器差动保护四、二次谐波制动的变压器差动保护1 1、原理接线图、原理接线图 2 2、组成部分及作用、组成部分及作用第二十五页，共六十一页。 第二十六页，共六十一页。电压形成回路及动作判据电压形成回路及动作判据第二十七页，共六十一页。 1 1、比率制
11、动部分是用于防止外部短路时，由、比率制动部分是用于防止外部短路时，由于不平衡电流影响而造成误动作。于不平衡电流影响而造成误动作。2 2、二次谐波制动部分的作用，是防止变压器、二次谐波制动部分的作用，是防止变压器空载投入时出现励磁涌流而造成保护误动作。空载投入时出现励磁涌流而造成保护误动作。3 3、差动电流速断部分作用，防止变压器内、差动电流速断部分作用，防止变压器内部发生严重故障时，差动继电器拒动和加快部发生严重故障时，差动继电器拒动和加快切除故障。切除故障。 第二十八页，共六十一页。工作情况工作情况正常运行及区外短路：正常运行及区外短路：U U1 1小，小， U U4 4大，所以保护不动大，
12、所以保护不动保护区内短路：保护区内短路：U U1 1大、大、 U U4 4小、小、 U U2 2也较小，所以保护动作；若区内严也较小，所以保护动作；若区内严重故障，满足差动速断动作条件时，则差动速断保护重故障，满足差动速断动作条件时，则差动速断保护动作。动作。变压器空载投入：变压器空载投入：U U2 2较大，较大， U U1 1和和U U4 4相等，所以保护不会误动作。相等，所以保护不会误动作。第二十九页，共六十一页。Ioper（ Inub ）Ibrk （ Ik ）Ioper.0Ibrk.0Ik.maxInub.max动作区第三十页，共六十一页。动作值整定原则动作值整定原则第三十一页，共六十一
13、页。电电流流速速断断保保护护单单相相原原理理接接线线 第四节第四节 电流速断保护电流速断保护第三十二页，共六十一页。整定原则：整定原则： 1 1）躲过外部）躲过外部K2K2短路时流过保护的最短路时流过保护的最 大短大短路电流。路电流。 2 2）躲过变压器空载投入时的励磁涌流。）躲过变压器空载投入时的励磁涌流。 灵敏度校验灵敏度校验: : 在保护安装处在保护安装处K1K1点发生两相金属性短路进点发生两相金属性短路进行校验行校验 第三十三页，共六十一页。电流速断保护的特点电流速断保护的特点1 1、应用范围：容量较小的变压器，且其过电流保护动作时、应用范围：容量较小的变压器，且其过电流保护动作时间大
14、于间大于0.50.5秒。秒。2 2、作用：与瓦斯保护共同作为变压器相间短路主保护。、作用：与瓦斯保护共同作为变压器相间短路主保护。3 3、保护区：一般只能延伸到低压绕组的一部分。、保护区：一般只能延伸到低压绕组的一部分。第三十四页，共六十一页。第五节第五节 变压器相间短路的后备保护及过负荷变压器相间短路的后备保护及过负荷保护保护作用：作为变压器相间短路的近后备保护作用：作为变压器相间短路的近后备保护 ，一般情，一般情况下，还作为下一相邻元件的远后备保护况下，还作为下一相邻元件的远后备保护出口方式：保护延时动作于跳闸。出口方式：保护延时动作于跳闸。第三十五页，共六十一页。 一、变压器的过电流保护
15、；一、变压器的过电流保护；二、低电压起动的过电流保护；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三、复合电压起动的过电流保护 ；四、负序电流和单相低电压起动的四、负序电流和单相低电压起动的 过电流保护。过电流保护。第三十六页，共六十一页。各电流保护原理示意框图各电流保护原理示意框图 第三十七页，共六十一页。第三十八页，共六十一页。一、变压器过电流保护一、变压器过电流保护应用范围：容量较小变压器应用范围：容量较小变压器接线：与线路过电流保护类似接线：与线路过电流保护类似问题：应用在大容量变压器上时，该保护灵敏度很难满问题：应用在大容量变压器上时，该保护灵敏度很难满足要求足要求第三十
16、九页，共六十一页。过电流保护原理接线过电流保护原理接线第四十页，共六十一页。 电流继电器动作电流整定原则电流继电器动作电流整定原则 躲过变压器可能出现的最大躲过变压器可能出现的最大负荷电流。负荷电流。 （N N台变压器并列运行）台变压器并列运行）（降压变压器）（降压变压器） 第四十一页，共六十一页。二、低电压启动的过电流保护二、低电压启动的过电流保护测量元件：电流继电器和低电压继电器测量元件：电流继电器和低电压继电器特点：灵敏度高于一般的过电流保护。特点：灵敏度高于一般的过电流保护。出口逻辑关系：两个测量元件都动作，保护才动作跳闸出口逻辑关系：两个测量元件都动作，保护才动作跳闸第四十二页，共六十一页。跳1QF跳2QFTV二次断线第四十三页，共六十一页。动作值的整定原则动作值的整定原则电流继电器：电流继电器：躲变压器正常运行时的额定电流。躲变压器正常运行时的额定电流。第四十四页，共六十一页。低电压继电器整定原则：低电压继电器整定原则：正常运行情况下母线上可能出现最正常运行情况下母线上可能出现最低工作电压时，该继电器不动作低工作电压时，该继电器不动作 。 第四十五页，共六十一页。3 3、灵
