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1、第六章第六章 电力变压器保护电力变压器保护12主主主主 要要要要 内内内内 容容容容6.1 6.1 变压器的故障类型和不正常工作状态变压器的故障类型和不正常工作状态6.2 6.2 变压器的纵差动保护变压器的纵差动保护变压器的纵差动保护变压器的纵差动保护6.3 6.3 变压器相间短路的后备保护变压器相间短路的后备保护变压器相间短路的后备保护变压器相间短路的后备保护6.4 6.4 变压器接地短路的后备保护变压器接地短路的后备保护变压器接地短路的后备保护变压器接地短路的后备保护6.5 6.5 变压器零序电流差动保护变压器零序电流差动保护变压器零序电流差动保护变压器零序电流差动保护36.1 变压器的故
2、障类型和不正常工作状态41.变压器的故障 l油箱内部故障各相绕组之间的相间短路； 单相绕组部分线匝之间的匝间短路； 单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障。l油箱外部故障引出线的相间短路；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。52.变压器的不正常运行状态 l外部相间短路引起的过电流；l外部接地短路引起的过电流和中性点过电压；l负荷超过额定容量引起的过负荷；l漏油等原因引起的油面降低。l过励磁。63.变压器应装设的保护 l瓦斯保护：防御变压器油箱内各种短路故障和油面降低。 l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。 上述保护动作后，均应跳开变压器各电源
3、侧的断路器。7l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 8l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 9l过负荷保护 l过励磁保护l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 106.2 变压器的纵差动保护11正常运行或外部故障时，应使 .KD一、变压器纵差动保护的基本原理12纵差动保护的动作判据为式中一、
4、变压器纵差动保护的基本原理13二、变压器差动保护的不平衡电流及减小不平衡电流的方法1. 变压器励磁涌流所产生的不平衡电流变压器励磁涌流所产生的不平衡电流; ; 2. 三相变压器接线产生的不平衡电流三相变压器接线产生的不平衡电流; ;3. 由计算变比与标准变比不同产生的不平衡电由计算变比与标准变比不同产生的不平衡电流流; ;4. 由电流互感器变比误差产生的不平衡电流由电流互感器变比误差产生的不平衡电流; ; 5. 带负荷调整变压器分接头位置改变产生的不带负荷调整变压器分接头位置改变产生的不平衡电流平衡电流。141.变压器励磁涌流产生的不平衡电流变压器的励磁电流l正常情况下：(0.020.05)I
5、Nl外部短路时：更小l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 励磁涌流二、变压器差动保护的不平衡电流及减小不平衡电流的方法15设在 时合闸，加在变压器上的电压为：根据：则空载合闸时铁心中的磁通为：设合闸时电压的初相角合闸后半个周期（0.01秒），铁心中磁通达到最大，为：1617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特点：l有很大成分的非周期分量；l有大量的高次谐波，尤以二次谐波为主；l波形经削去负波后出现间断。18影响涌流特征的因素：l合闸
6、时电压的初相角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。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。 l铁芯中剩磁的大小和方向l变压器铁芯的饱和磁通19防止励磁涌流影响的方法l采用具有速饱和铁芯的差动继电器l采用间断角原理的差动保护l利用二次谐波制动l利用波形对称原理的差动保护202.三相变压器接线产生的不平衡电流212. 三相变压器接线产生的不平衡电流223.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或减小方法l 数字式保护：计算补偿l 电磁式：采用中间变流器进行补偿23W2WbWdTS正
7、常运行和外部故障时采用中间变流器进行补偿24计算补偿：用 补偿令254.由电流互感器变换误差产生的不平衡电流理想特性1TA2TA265.带负荷调整变压器分接头产生的不平衡电流或271. 动作电流的整定三、具有制动特性的差动继电器一般取1.3282. BCH-1型差动继电器的制动特性(一般取0.30.4) )无制动123三、具有制动特性的差动继电器29动作判据 3. 微机纵差动保护的比率制动特性30定值整定：l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 。很小时，取 31l拐点电流：一般整定在（0.61.1）倍变压器的额定电流l制动特性的斜率32内部故障时的动作行为 灵敏度大
8、为提高 336.3 变压器相间短路的后备保护34l过电流保护l低电压起动的过电流保护l复合电压起动的过电流保护l负序过电流保护l阻抗保护35一、过电流保护36二、低电压启动的过电流保护37三、复合电压启动的过电流保护38IIIIIIQF1QF2QF3k1k21.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、3II四、三绕组变压器相间短路后备保护的特点39IIIIIIQF1QF2QF3k1k22.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、3四、三绕组变压器相间短路后备保护的特点406.4 变压器接地短路的后备保护41一、变电所单台变压器的零序
9、电流保护QF1QF2QFIIIIIt10t20t30t401H11H2跳QF跳QF1、QF242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。二、自耦变压器零序电流保护的特点43应在高中压侧加装方向元件以保证选择性44三、多台变压器并联运行时的接地后备保护k1k2451.全绝缘变压器的接地保护462.分级绝缘变压器的接地保护476.5 变压器零序电流差动保护4849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。501.了解变压器可能产生的故障类型和异常运行状态，以及变压器应有的保护方式；2.掌握纵差动保护的基本工作原理及其特点；3.掌握变压器差动保护中产生不平衡电流的原因及减小措施；4.了解变压器差动保护的比率制动特性；5.了解电流、电压保护在变压器中的应用。本章学习重点51
