二、電力變壓器的故障和異常,變壓器的故障：油箱內(nèi)故障油箱外故障。,油箱內(nèi)故障：繞組的相間短路、接地短路、匝間短路;鐵芯的燒損等。,油箱外故障：套管和引出線上發(fā)生的相間短路和接地短路。,變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)：過(guò)電流、中性點(diǎn)過(guò)電壓，過(guò)負(fù)荷、油位降低、溫度過(guò)高、冷卻系統(tǒng)故障、過(guò)勵(lì)磁等。,三、變壓器保護(hù)配置,電力變壓器的主保護(hù),氣體保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)電流速斷保護(hù),（1）氣體保護(hù)反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)的各種故障及異常的一種保護(hù)。,裝設(shè)原則：容量在800kVA及以上的油浸式變壓器和400kVA及以上的車(chē)間內(nèi)油浸式變壓器，應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)。,（2）縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)作用：反應(yīng)變壓器繞組、套管及引出線上的各種短路故障。裝設(shè)原則：根據(jù)變壓器容量的不同裝設(shè)。,電流速斷保護(hù)：用于10000kVA以下，其過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限大于0.5s的變壓器。,縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)：用于:1）容量為10000kVA及以上單獨(dú)運(yùn)行的變壓器；2）容量為6300kVA及以上并列運(yùn)行的變壓器或廠用變壓器及企業(yè)中的重要變壓器；3）容量為2000kVA及以上的變壓器，且其電流速斷保護(hù)的靈敏性不能滿足要求時(shí)。,2.電力變壓器的后備保護(hù),（1）對(duì)于外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流，應(yīng)采用下列保護(hù)1）過(guò)電流保護(hù)；2）復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)；3）負(fù)序電流及單相式低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)；4）阻抗保護(hù)。,（2）對(duì)于變壓器內(nèi)部、外部接地短路1）零序電流保護(hù)；2）零序過(guò)電壓保護(hù)；3）間隙零序電流保護(hù)等。,（3）過(guò)負(fù)荷保護(hù)（4）過(guò)勵(lì)磁保護(hù)(5)開(kāi)關(guān)量保護(hù)（）通風(fēng)保護(hù)（）冷卻系統(tǒng)故障保護(hù),第三節(jié)變壓器差動(dòng)保護(hù),一、變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的基本原理,一、變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的基本原理,1.正常及外部故障時(shí),一、變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的基本原理,2.內(nèi)部故障時(shí),二、變壓器縱差保護(hù)的特殊問(wèn)題,（一）因各側(cè)相位不同產(chǎn)生的不平衡電流及相位補(bǔ)償1常規(guī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)的相位補(bǔ)償1.1因相位不同而產(chǎn)生的不平衡電流1.2相位補(bǔ)償,相位補(bǔ)償,1.3相位補(bǔ)償后，電流互感器變比的選擇,設(shè)變壓器兩側(cè)額定電流分別為,若取,則：變壓器Y側(cè)，電流為,變壓器側(cè)，電流為,5A,1.3相位補(bǔ)償后，電流互感器變比的選擇,采用相位補(bǔ)償后，取：,變壓器三角形側(cè)電流互感器的變比為,變壓器星形側(cè)電流互感器的變比為,或按下列條件選擇TA變比,例：Y側(cè),側(cè),TA接線方式,Y,標(biāo)準(zhǔn)變比,二次電流,不平衡電流,計(jì)算變比,當(dāng)各側(cè)電流互感器都采用星形接線時(shí)，利用軟件對(duì)變壓器星形側(cè)電流進(jìn)行相位和幅值的補(bǔ)償。,2.微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)的相位補(bǔ)償及電流平衡調(diào)整,2.1相位補(bǔ)償,設(shè)：星形側(cè)三相電流采樣值分別為,則：用作差動(dòng)保護(hù)計(jì)算的三相電流為,電流平衡調(diào)整系數(shù),2.2幅值補(bǔ)償,計(jì)算變壓器各側(cè)的一次額定電流,計(jì)算變壓器各側(cè)TA二次計(jì)算電流,計(jì)算電流平衡調(diào)整系數(shù),2.2幅值補(bǔ)償,設(shè)以高壓側(cè)二次額定電流為基準(zhǔn)，則：,高壓側(cè)平衡系數(shù)為,中壓側(cè)平衡系數(shù)為,低壓側(cè)平衡系數(shù)為,（二）變壓器勵(lì)磁涌流的影響及減小影響的措施,1.勵(lì)磁涌流的影響,變壓器的勵(lì)磁涌流是指在變壓器空載合閘或者外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，可能出現(xiàn)的較大的勵(lì)磁電流。,（二）變壓器勵(lì)磁涌流的影響及減小影響的措施,1.勵(lì)磁涌流的影響,2產(chǎn)生勵(lì)磁涌流的原因,鐵芯中的磁通不能突變鐵芯中出現(xiàn)一個(gè)暫態(tài)磁通鐵芯中的磁通將達(dá)到最大值鐵芯嚴(yán)重飽和，勵(lì)磁電流將劇烈增大,3勵(lì)磁涌流的特點(diǎn),（1）包含有非周期分量（2）幅值大，但衰減快（3）包含有高次諧波分量（4）波形之間有間斷,4減小勵(lì)磁涌流影響的措施,（1）采用具有速飽和鐵芯的差動(dòng)繼電器。（2）采用二次諧波制動(dòng)的差動(dòng)保護(hù)。（3）利用間斷角閉鎖的差動(dòng)保護(hù)。,1計(jì)算變比與標(biāo)準(zhǔn)變比不完全符合如：整定計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮平衡系數(shù)，如：,（三）各側(cè)電流數(shù)值不等引起的不平衡電流,2各側(cè)TA的型號(hào)不同整定計(jì)算時(shí)考慮同型系數(shù)型號(hào)相同型號(hào)不同,（三）各側(cè)電流數(shù)值不等引起的不平衡電流,3變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭設(shè)：變壓器由115KV改在110KV抽頭位置,則:整定計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮因帶負(fù)荷調(diào)壓所引起的相對(duì)誤差,（三）各側(cè)電流數(shù)值不等引起的不平衡電流,三、變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的構(gòu)成及原理,（一）比率制動(dòng)的縱差保護(hù)1.和差式比率制動(dòng)的差動(dòng)保護(hù),1）對(duì)于雙繞組變壓器,正常及外部故障時(shí),內(nèi)部故障時(shí),雙繞組變壓器,?。簞?dòng)作分量制動(dòng)分量差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作條件：,雙繞組變壓器,2）對(duì)于三繞組變壓器,動(dòng)作電流：,制動(dòng)電流：方法1：取變壓器各側(cè)電流中最大的電流。,動(dòng)作電流：方法2：取三個(gè)制動(dòng)電流量中的最大值。制動(dòng)電流：,三繞組變壓器,比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作特性,動(dòng)作判據(jù)為：,（二）勵(lì)磁涌流鑒別的原理,1.二次諧波閉鎖原理采用：三相差動(dòng)電流中二次諧波電流與基波電流的比值，作為勵(lì)磁涌流閉鎖的判據(jù)。,閉鎖判據(jù)為：,整定范圍為0.10.3，通常取0.15,實(shí)用中：,2.間斷角識(shí)別原理,根據(jù)：勵(lì)磁涌流波形有間斷角的特點(diǎn)采用：波形比較技術(shù)將變壓器的勵(lì)磁涌流和故障電流分開(kāi)。判據(jù)如下：,通常?。?（三）差動(dòng)速斷保護(hù),只要任一相差動(dòng)電流大于差動(dòng)速斷的整定值，保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作。動(dòng)作判據(jù)為：,為變壓器差動(dòng)電流，為差動(dòng)電流速斷保護(hù)定值。,（四）電流互感器斷線監(jiān)視,當(dāng)任一相差動(dòng)電流大于0.1In（TA二次額定電流）時(shí)，啟動(dòng)TA斷線判別程序。判據(jù)：本側(cè)三相電流中一相無(wú)電流，而本側(cè)其它兩相和另一側(cè)各相電流與啟動(dòng)前電流相等，判為是TA斷線。,5差動(dòng)保護(hù)程序框圖,小結(jié)：,一、變壓器縱差保護(hù)的特殊問(wèn)題1.因各側(cè)相位不同產(chǎn)生的不平衡電流及相位補(bǔ)償；2.變壓器勵(lì)磁涌流的影響及減小影響的措施；3.各側(cè)電流數(shù)值不等引起的不平衡電流二、微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)1.比率制動(dòng)的縱差保護(hù)2.勵(lì)磁涌流鑒別的原理3.差動(dòng)速斷保護(hù)4.電流互感器斷線監(jiān)視,第四節(jié)變壓器的電流速斷保護(hù),一、變壓器電流速斷保護(hù)的裝設(shè)原則二、變壓器電流速斷保護(hù)的整定原則,一、變壓器電流速斷保護(hù)的裝設(shè)原則,10000KVA以下的小容量變壓器，當(dāng)過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限大于0.5秒且靈敏度滿足要求時(shí)，在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。,接線：電源側(cè)為直接接地系統(tǒng)時(shí)，保護(hù)采用完全星形接線；電源側(cè)如為非直接接地系統(tǒng)，采用兩相不完全星形接線,二、變壓器電流速斷保護(hù)的整定原則,1.動(dòng)作電流的整定值以下兩個(gè)條件計(jì)算，選擇其中較大者。,（1）躲過(guò)變壓器負(fù)荷側(cè)母線上k1點(diǎn)短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)的最大短路電流計(jì)算。即：,（2）躲過(guò)變壓器空載投入時(shí)的勵(lì)磁涌流，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一般取動(dòng)作電流大于35倍的變壓器額定電流。即:,2.靈敏度校驗(yàn),取保護(hù)安裝處(2點(diǎn))兩相短路時(shí)的最小短路電流校驗(yàn)。,第五節(jié)變壓器相間短路的后備保護(hù),本節(jié)主要內(nèi)容:,一、過(guò)電流保護(hù)二、低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)三、微機(jī)型復(fù)合電壓起動(dòng)的方向過(guò)電流保護(hù)四、微機(jī)型變壓器阻抗保護(hù)五、變壓器相間短路后備保護(hù)的配置原則,變壓器相間短路的后備保護(hù),變壓器相間短路的后備保護(hù)是用來(lái)反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過(guò)電流，同時(shí)也作為差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備保護(hù)。,常用的后備保護(hù)主要有：,過(guò)電流保護(hù)低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的方向過(guò)電流保護(hù)負(fù)序過(guò)電流保護(hù)及阻抗保護(hù),一、過(guò)電流保護(hù),1.起動(dòng)電流的整定電流元件的起動(dòng)電流按躲過(guò)變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流整定,為1.21.3,為0.85,二、低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù),采用低電壓起動(dòng)可以提高電流元件的靈敏度低電壓起動(dòng)的構(gòu)成:電流元件、低電壓元件、時(shí)間元件。,三、微機(jī)型復(fù)合電壓起動(dòng)的方向過(guò)電流保護(hù),復(fù)合電壓:負(fù)序電壓加全電壓負(fù)序電壓-反映不對(duì)稱(chēng)短路全電壓-反映對(duì)稱(chēng)短路,微機(jī)型復(fù)合電壓起動(dòng)的方向過(guò)電流保護(hù),對(duì)側(cè),本側(cè),本側(cè),跳閘,整定,四、微機(jī)型變壓器阻抗保護(hù),變壓器阻抗保護(hù)通常作為330KV及以上大型變壓器相間短路的后備保護(hù)組成:起動(dòng)元件相間阻抗測(cè)量元件時(shí)間元件電壓回路斷線閉鎖元件等,2阻抗元件阻抗元件采用0接線方式動(dòng)作的正方向:可以指向變壓器，也可以指向母線，由保護(hù)的控制字控制。3.TV斷線檢測(cè)元件當(dāng)該元件檢測(cè)到TV二次回路斷線時(shí)，將阻抗保護(hù)閉鎖，并且發(fā)出告警信息。,五、變壓器相間短路后備保護(hù)的配置原則,3)對(duì)于多側(cè)電源的三繞組變壓器應(yīng)在各側(cè)都配置后備保護(hù):各側(cè)保護(hù)均動(dòng)作于跳開(kāi)本側(cè)斷路器。對(duì)于動(dòng)作時(shí)限最小的保護(hù):應(yīng)裝設(shè)方向元件.同時(shí)，在加裝方向保護(hù)的一側(cè)，加裝一套不帶方向的后備保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作后，跳開(kāi)三側(cè)斷路器。,第六節(jié)變壓器的接地保護(hù),作用：用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中的電力變壓器反映變壓器高壓繞組、引出線上的接地短路，是變壓器主保護(hù)和相鄰母線、線路接地故障的后備保護(hù)。,一、電力變壓器中性點(diǎn)接地方式選擇的原則,1）在多電源系統(tǒng)中，每個(gè)發(fā)電廠至少有一臺(tái)變壓器的中性點(diǎn)接地。2）當(dāng)發(fā)電廠或低壓側(cè)有電源的變電所中變壓器多于一臺(tái)時(shí)，應(yīng)將部分變壓器的中性點(diǎn)接地。,保護(hù)原理：,采用兩段式零序電流保護(hù)。每段保護(hù)動(dòng)作后，都以較小的時(shí)限t1跳開(kāi)母聯(lián)（或分段）斷路器，以減小故障范圍；以較長(zhǎng)時(shí)限t2跳開(kāi)高壓側(cè)（或全跳）斷路器。,二、中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行變壓器的接地保護(hù),三、中性點(diǎn)可能接地也可能不接地運(yùn)行變壓器的接地保護(hù),分為：1全絕緣變壓器的接地保護(hù)2分級(jí)絕緣且中性點(diǎn)不裝設(shè)放電間隙的變壓器3分級(jí)絕緣且中性點(diǎn)裝設(shè)放電間隙變壓器的接地保護(hù),1全絕緣變壓器的接地保護(hù),對(duì)于中性點(diǎn)可能接地也可能不接地運(yùn)行的全絕緣變壓器：,要求：保護(hù)動(dòng)作后應(yīng)先切除中性點(diǎn)接地運(yùn)行的變壓器，后切除中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的變壓器。動(dòng)作電壓整定：一般二次值取180伏。動(dòng)作時(shí)限：躲過(guò)暫態(tài)過(guò)電壓的時(shí)限，無(wú)需與其它保護(hù)配合，通常小于0.3s。,2分級(jí)絕緣且中性點(diǎn)不裝設(shè)放電間隙的變壓器,（1）動(dòng)作要求：先切除中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的變壓器，后切除中性點(diǎn)接地運(yùn)行的變壓器。（2）保護(hù)配置：兩段式零序過(guò)電流保護(hù)和零序電流閉鎖的零序電壓保護(hù)。零序過(guò)電流保護(hù)用于中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行方式；零序電流閉鎖的零序過(guò)電壓保護(hù)用于中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式。,3分級(jí)絕緣且中性點(diǎn)裝設(shè)放電間隙變壓器的接地保護(hù),保護(hù)配置:(1)兩段式零序過(guò)電流保護(hù);(2)放電間隙零序過(guò)電流;(3)零序過(guò)電壓保護(hù)。,第七節(jié)變壓器的其它保護(hù),一、過(guò)負(fù)荷:反映變壓器過(guò)負(fù)荷,動(dòng)作于信號(hào)裝設(shè)原則:(1)雙繞組