06-电力变压器保护-PPT精选文档
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《变压器的保护》PPT课件
元件发生的故障或不正常运行状态，并动作于断
路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
继电保护装置的基本任务
(1) 自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中 切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证其它无故 障部分迅速恢复正常运行。
• 即内部故障时发出跳闸命令。 (2) 反应电气元件的不正常运行状态，根据运行维护的 具体条件（例如有无经常值班人员）和设备的承受能 力， 发出警报信号、减负荷或延时跳闸。 即不正常工作时发出告警信号。
反应由于对称性过负荷引起的过电流 6、过励磁保护：
用于大容量的变压器，反应变压器过励磁，且动作于信 号或跳开变压器。（频率下降引起的）
四、变压器的主保护
主保护:反映元件严重故障，快速动作于跳闸的保护 后备保护：主保护不动作时备用的保护，由相邻设备的保 护来完成。
1、瓦斯保护：
（1）原理：当油箱内发生故障时，由于故障点电弧的作 用，变压器油及其它绝缘材料分解，产生气体，利用这种 气体实现的保护称为瓦斯保护。
。。
1IL1H
I3
形成环流比较接线
CJ
a：LH变比的选择：
分别按变压器两侧额定电流选择：
2IL2H
。。
I4
Ij
n1lh= Ie。A/5
n2lh= Ie。B/5
即使变压器正常运行时：IJ= I3-I4=0
b：工作原理：
正常运行或外部故障时：IJ= I3-I4≐Ibp（有Ibp存在） 内部故障时：IJ= I3-I4≠0 CJ起动，保护动作，跳闸。
过负荷；外部短路引起的过电流；中性点过电压；油 面降低；过励磁等。
三、保护方式
1、瓦斯保护：用来反应油箱内部各种短路及油面降低 分类：轻瓦斯保护作用于信号；重瓦斯保护作用于跳开变
路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
继电保护装置的基本任务
(1) 自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中 切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证其它无故 障部分迅速恢复正常运行。
• 即内部故障时发出跳闸命令。 (2) 反应电气元件的不正常运行状态，根据运行维护的 具体条件（例如有无经常值班人员）和设备的承受能 力， 发出警报信号、减负荷或延时跳闸。 即不正常工作时发出告警信号。
反应由于对称性过负荷引起的过电流 6、过励磁保护：
用于大容量的变压器，反应变压器过励磁，且动作于信 号或跳开变压器。（频率下降引起的）
四、变压器的主保护
主保护:反映元件严重故障，快速动作于跳闸的保护 后备保护：主保护不动作时备用的保护，由相邻设备的保 护来完成。
1、瓦斯保护：
（1）原理：当油箱内发生故障时，由于故障点电弧的作 用，变压器油及其它绝缘材料分解，产生气体，利用这种 气体实现的保护称为瓦斯保护。
。。
1IL1H
I3
形成环流比较接线
CJ
a：LH变比的选择：
分别按变压器两侧额定电流选择：
2IL2H
。。
I4
Ij
n1lh= Ie。A/5
n2lh= Ie。B/5
即使变压器正常运行时：IJ= I3-I4=0
b：工作原理：
正常运行或外部故障时：IJ= I3-I4≐Ibp（有Ibp存在） 内部故障时：IJ= I3-I4≠0 CJ起动，保护动作，跳闸。
过负荷；外部短路引起的过电流；中性点过电压；油 面降低；过励磁等。
三、保护方式
1、瓦斯保护：用来反应油箱内部各种短路及油面降低 分类：轻瓦斯保护作用于信号；重瓦斯保护作用于跳开变
第六章电力变压器保护
• 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
.
nTA1
.
I
A
2
.
.
.
I
B2
. IC2
I
A1
I
B1
I
C1
nT
I
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.
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.
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C2
I
A1
– 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
谢谢大家！
（二）比率制动特性的变压器差动保护的定 值整定
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
2. 拐点电流 Ires.g (0.6 ~ 1.1)IN
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
u、 2m sy
sy m
t
I Le
u
I LY
IL
iL
t
励磁涌流（%） 例1 例2 例3 例4
变压器保护 ppt课件
13
解决的办法是：
2. 模拟式差动保护的接线方式
TA二次侧修正相位， A
B
C
设法满足差动保护 IA
的条件。 变压器 TA二次
IA
IB
Y侧
d接
*
IA IB Id .A Id .B Id .Cd侧Y接源自修正相位差异 正常运行及外 *
Ibd2
部短路时 , 满足：
Id.A IA IB Ia 0
Ia
I1
nT
W1
W2
的应用方式。
相当于磁动势平衡： W1 I1 W2 I2 0
I2
8
高、低压为 侧n ： T 的 I1I电 20流关系
将TA二次电流代入，得：
n T n T 1 I 1 A n T 2 I 2 A 0 I1
I1
改写nT为 n nT T1 2 A AI： 1 I2 0 从理论上说，这是一个可应
器
微
程类似，在装置内部，得到各电
机
流测量值之后，直接由程序完成
差
3个差动元件的计算：
*
动 保
IAIB Ia KIAIB Ia
护
IB IC Ib KIB IC Ib IC IAIc KIC IAIc
Ia
a
Ia
b
c
当,各 然相动作 动 量 ,如 值 I 也 A： I B 得 I a 大 Iop 于
nTA1
nT
W1
用于任意TA变比的公式。
W2
KD
Id
I1 I2
当nT
nTA 1 nTA2
1时， TA二次
回路就会满足：
nTA2 I2
I2
I 1 I 2 0
KD称为差动电流元件
解决的办法是：
2. 模拟式差动保护的接线方式
TA二次侧修正相位， A
B
C
设法满足差动保护 IA
的条件。 变压器 TA二次
IA
IB
Y侧
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*
IA IB Id .A Id .B Id .Cd侧Y接源自修正相位差异 正常运行及外 *
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部短路时 , 满足：
Id.A IA IB Ia 0
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W1
W2
的应用方式。
相当于磁动势平衡： W1 I1 W2 I2 0
I2
8
高、低压为 侧n ： T 的 I1I电 20流关系
将TA二次电流代入，得：
n T n T 1 I 1 A n T 2 I 2 A 0 I1
I1
改写nT为 n nT T1 2 A AI： 1 I2 0 从理论上说，这是一个可应
器
微
程类似，在装置内部，得到各电
机
流测量值之后，直接由程序完成
差
3个差动元件的计算：
*
动 保
IAIB Ia KIAIB Ia
护
IB IC Ib KIB IC Ib IC IAIc KIC IAIc
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当,各 然相动作 动 量 ,如 值 I 也 A： I B 得 I a 大 Iop 于
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用于任意TA变比的公式。
W2
KD
Id
I1 I2
当nT
nTA 1 nTA2
1时， TA二次
回路就会满足：
nTA2 I2
I2
I 1 I 2 0
KD称为差动电流元件
电力变压器的保护PPT课件
电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁 通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变，因此 将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁 Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到 2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。此时变压器铁芯 将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流 的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成 励磁涌流。
1、瓦斯保护基本原理：
❖
在变压器油箱内部发生故障(包括轻微的匝间短路 和绝缘破坏引起的经电弧电阻的接地短路)时，由于 故障点电流和电弧的作用，将使变压器油及其他绝 缘材料因局部受热而分解产生气体，因气体比较轻， 它们将从油箱流向油枕的上部。当严重故障时，油 会迅速膨胀并产生大量的气体，此时将有剧烈的气 体夹杂着油流冲向油枕的上部。利用油箱内部故障 的上述特点，可以构成反应于上述气体而动作的保 护装置。
变压器接线组别的影响
常用的Y, d11接线组别的变压器， 它们 两侧电流之间存在着30的相位差。
相位补偿方法：1）通过电流互感器二次接
线进行相位补偿。
IAY
ICY
IBY
Iar
IaY
IcY
Ibr
IbY
IAd
Icr
Iad
ICd
IBd
Icd
Ibd
相位补偿后， 数值增大了 3倍。
解决办法：通过选择电流互感器变比 解决。
理
III
III 2
接
线
图
～G
1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法
❖ （1）励磁涌流： 在空载投入变压器或外部故障切除后恢复
供电等情况下在空载投入变压器或外部故障 切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流 的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电 流通常称为励磁涌流。
1、瓦斯保护基本原理：
❖
在变压器油箱内部发生故障(包括轻微的匝间短路 和绝缘破坏引起的经电弧电阻的接地短路)时，由于 故障点电流和电弧的作用，将使变压器油及其他绝 缘材料因局部受热而分解产生气体，因气体比较轻， 它们将从油箱流向油枕的上部。当严重故障时，油 会迅速膨胀并产生大量的气体，此时将有剧烈的气 体夹杂着油流冲向油枕的上部。利用油箱内部故障 的上述特点，可以构成反应于上述气体而动作的保 护装置。
变压器接线组别的影响
常用的Y, d11接线组别的变压器， 它们 两侧电流之间存在着30的相位差。
相位补偿方法：1）通过电流互感器二次接
线进行相位补偿。
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相位补偿后， 数值增大了 3倍。
解决办法：通过选择电流互感器变比 解决。
理
III
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接
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图
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1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法
❖ （1）励磁涌流： 在空载投入变压器或外部故障切除后恢复
供电等情况下在空载投入变压器或外部故障 切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流 的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电 流通常称为励磁涌流。
电力变压器保护PPT课件
为 0.85
.
5
Ilmax 计算时应作以下考虑：
1） 对于并列运行的变压器，应考虑一台变压器突然切除时，
所出现的过负荷。
按下式计算：
Ilmax＝
n
n
1
It.n
2）对于降压变压器应考虑低压侧电动机自启动的影响。
Ilmax＝Kss It.n
Kss 为自起动系数，： 6～10KV侧取1.5 ~ 2.5，
.
17
2．阻抗元件 阻抗元件采用0°接线方式 动作的正方向:可以指向变压器，也
可以指向母线，由保护的控制字控制。 断线检测元件
当该元件检测到TV二次回路断线时， 将阻抗保护闭锁，并且发出告警信息。
.
18
五、变压器相间短路后备保护的配置原则
G
I
·
1QF
起动元件
跳三侧
断路器
t1
出口
t2
II 2QF
k2
U u ,v ,w
来自高
U u ,v ,w
来自低
k1
压 侧 TV
压 侧 TV
图 8－ 13 变 压 器 低 电 压 启 动
过电流保护单相原理接线图
.
9
1） 电流元件的起动值 Iop 按躲开变压器额定电流整定。
即： Iop
Krel Kre
It.n
灵1.2。
复合电压:负序电压加全电压
负序电压----反映不对称短路 全电压----反映对称短路
.
12
微机型复合电压起动的方向过电流保护
对侧
U u ,v ,w
相间功率方向
整定
本侧
U u ,v ,w
负序过电压 ≥1
低电压
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• 变压器处于不正常运行状态时，继电器应根据其严 重程度，发出警告信号，使运行人员及时发现并采 取相应的措施，以确保变压器的安全。
变压器故障类型
• 变压器油箱内部发生故障时，除了变压器各侧电流、 电压变化外，油箱内的油、气、温度等非电量也会发 生变化。 • 因此，变压器的保护也就分为电量保护和非电量保护 两种。非电量保护装设在变压器内部。 • 线路保护中采用的许多保护如过电流保护、纵差保护 等在变压器的电量保护中都有应用，但在配置上有区 别。
6 电力变压器保护
• • • • • • • 6.1变压器的故障类型和不正常工作状态 6.2变压器纵差动保护 6.3变压器的励磁涌流及其鉴别方法 6.4变压器相间短路的后备保护 6.5变压器接地短路的后备保护 6.6变压器零序电流差动保护 6.7变压器保护配置原则
6.1变压器故障类型和不正常工作状态
6.2.1变压器纵差动保护的基本原理
• 正常运行或外部故障时，差动继电器中的电流等于两侧电流 互感器的二次电流之差，欲使这种情况下流过继电器的电流 基本为零，则应恰当选择两侧电流互感器的变比。
• 若上述条件满足，则当正常运行或外部故障时，流入差动继 电器的电流为
• 当变压器内部故障时，流入差动继电器的电流远大于0，继电 器动作.
变压器的不正常工作状态及处理措施
• • • • • • 负荷长时间超过额定容量引起的过负荷； 外部短路引起的过电流； 外部接地短路引起的中性点过电压； 油箱漏油引起的油面降低或冷却系统 故障引起的温度升高； 大容量变压器在过电压或低频等异常运行工况下导 致变压器过励磁，引起铁芯和其他金属构件过热。
• 二类是供电子检测和控制用的小 电流的电流互感器。
优质微型精密电流互感器20A/20mA或20A/10mA测量专用0.1级
• 采用自耦变压器予以补偿 • 利用差动继电器的平衡线圈予以补偿
6.2.2变压器纵差保护的不平衡电流
• 变压器的纵差保护同样需要躲过差动回路的不平衡 电流，下面讨论不平衡电流产生的原因。 • 1. 稳态情况下的不平衡电流 1) 变压器正常运行时由励磁电流引起的不平衡电 流变压器正常运行时，励磁电流为额定电流的 3%～5%。当外部短路时，由于变压器电压降低， 此时的励磁电流更小，因此，在整定计算中可以不 考虑。 2) 变压器各侧电流互感器型号不同 由于变压器各侧电压等级和额定电流不同，所以变 压器各侧的电流互感器型号不同，它们的饱和特性、 励磁电流(归算至同一侧)也就不同，从而在差动回 路中产生较大的不平衡电流。
变压器纵差保护的接线方式
• 实际电力系统都是三相变压器，并且通常采用 Y,d11的接线方式，这样的接线方式造成了变压器 一、二次电流的不对应，以A相为例，正常运行时， 三角形侧超前星形侧30度。 • 若仍用上述针对单相变压器的差动继电器接线方式， 将一、二次电流直接引入差动保护，则在继电器中 产生很大的差动电流。 • 可以通过改变纵差保护的接线方式消除这个电流， 就是将引入差动继电器的Y侧电流也采用两相电流 差，这样就消除了两侧电流不对应。
变压器纵差保护的接线方式
• 由于Y侧采用了两 相电流差，该侧 流入差动继电器 的电流增加了倍， 3 为此，该侧电流 互感器的变比也 要相应的增大 倍 3
变压器纵差保护的接线方式
• 为了消除电流差，变压器两侧电流互感器 采用不同的接线方式，三角侧采用Y，d12 的接线方式，将各相电流直接接入差动继 电器内；Y侧采用Y，d11的接线方式，将 两相电流差接入差动继电器。 • 模拟式差动保护都是采用上图所示的接线 方式；对于数字式保护，一般将Y侧的三项 电流直接接入保护装置，由计算机软件实 现电流移向功能，以简化接线。
• 变压器是电力系统不可缺少的重要电气设备。它的故 障将对供电可靠性和系统安全运行带来严重的影响， 应根据变压器容量等级和重要程度，装设性能良好、 动作可靠的继电保护装置。 • 变压器故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障。 • 油箱内部故障主要包括: • 变压器油箱内绕组的相间短路、接地短路、匝间短路 以及铁芯的烧损等。 • 变压器油箱内部故障是很危险的，因为故障点的电弧 不仅会损坏绕组绝缘与铁芯，而且会使绝缘物质和变 压器油箱中的油剧烈汽化，由此可能引起油箱的爆炸。 • 油箱外部最常见的故障主要是变压器绕组引出线和套 管上发生的相间短路和接地短路等
• 变压器温度每升高6°，其使用寿命减少一半。
6.2变压器纵差动保护
• 变压器纵差保护的基本原理 电流纵差保护不但能够正确区分区内外故障，而且 不需要与其他元件的保护配合，可以无延时地切除 区内各种故障，具有独特的优点，因而被广泛地用 作变压器的主保护。
由于变压器高压侧和低压侧 的额定电流不同，因此，为 了保证纵差保护的正确工作， 就须适当选择两侧电流互感 器的变比，使得正常运行和 外部故障时，两个电流相等。
变压器纵差保护的不平衡电流பைடு நூலகம்
• 3) 电流互感器计算变比与实际变比不同 为满足正常运行或外部短路时，流入继电器差回路 的电流为零，则应使高、低压侧电流互感器变比的 比值应等于变压器的变比。但实际上由于电流互感 器在制造上的标准化，往往选出的是与计算变比相 接近且较大的标准变比的电流互感器。这样，由于 变比的标准化使得其实际变比与计算变比不一致， 从而产生不平衡电流。 4) 变压器带负荷调节分接头 改变分接头就是改变变压器的变比。纵差保护只能 按照某一变比整定。在调压抽头改变时，一般不可 能对纵差保护的电流回路重新操作，因此会出现不 平衡电流。不平衡电流的大小与调压范围有关。
6.2.2变压器纵差保护的不平衡电流
• 当互感器的计算变比与实际变比不同时，会造成不平衡电流。
电流互感器的分类和规格
• 一类是在电力系统中供检测仪表 和控制回路使用的电流互感器， 其二次侧都是5安培。
常用的电力系统中的电流互感器变比有：
10000/5、5000/5、3000/5、2000/5、1500/5、1000/5、 800/5、750/5、600/5、500/5、 400/5、350/5、 300/5、250/5、200/5、150/5、100/5、75/5、50/5、 30/5、20/5等规格的