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变压器保护第3讲


第六章 电力变压器保护

第六章 电力变压器保护

6.4变压器后备保护
变压器后备保护的作用 ? ? ? 防止外部故障引起的变压器过电流 作为相邻元件(母线和线路)的后备保护 作为变压器内部故障的时差动保护等主保护的后备

6.4变压器后备保护
6.4.1 相间短路的后备保护 过电流保护 低电压

启动过电流保护 复合电压启动过电流保护

6.4变压器后备保护
6.4.1 相间短路的后备保护 (一)过电流保护 整定原则:躲开变压器可能出现的最大负荷电流 K rel I set ? I Load .max K re

K rel K re

可靠系数取1.2-1.3 返回系数取0.85-0.95

6.4变压器后备保护
6.4.1 相间短路的后备保护 (一)过电流保护 最大负荷电流 I Load . max 的确定考虑以下因素 ? 对并列运行的变压器,应考虑切除一台变压器后,其 他变压器由于负荷转移出现的过负荷
I Load .max ? n In n ?1

? 对降压变压器,还应考虑电动机自启动时的最大电流

? .max I Load .max ? K ss I Load
动作时间和灵敏度的校验同线路过电流保护

6.4变压器后备保护
6.4.1 相间短路的后备保护 (二)低电压启动过电流保护 按躲过最大负荷电流原则整定的过电流保护启动电流较 大,灵敏度低。为提高其灵敏度,可以采用低电压启动 的过电流保护。
QF1
I I
?1
H1

TA QF2 TV

I

&
Y1

t

0

跳QF1、QF2

U? U? U?
?1
H2

6.4变压器后备保护
6.4.1 相间短路的后备保护 (二)低电压启动过电流保护 过电流元件整定:只需躲过正常负荷电流即可 K rel I set ? IN K re
低电压元件整定: 1. 按躲过正常运行时可能出现的最低工作电压整定 2. 按躲过电动机自启动时的电压整定 一般工程上采用

U set ? 0.7U N

6.4变压器后备保护
6.4.1 相间短路的后备保护 (二)低电压启动过电流保护 电流元件灵敏度校验同线路过电流保护
电压元件灵敏度校验按下式计算
K sen ? U set ? 1.25 U k .min

其中:U k .min 灵敏度校验点发生三相金属性短路时, 保护安装处感受到的最大残压。

动作时间的整定同输电线路过电流保护

6.4变压器后备保护
6.4.1 相间短路的后备保护 (二)复合电压启动过电流保护 为提高不对称故障时,过电流保护灵敏度,系统中通常 采用复合电压启动过电流保护
QF1
I I
?1
H1

TA QF2 TV

I

&
Y1

t

0

跳QF1、QF2

U 滤 过器
2

U 2?
U?

?1
H2

6.4变压器后备保护
6.4.1 相间短路的后备保护 (二)复合电压启动过电流保护 负序电压整定:按躲过最大不平衡电压输出整定

U2?set ? (0.06 ~ 0.12)U N

6.4变压器后备保护
6.4.2 三绕组变压器相间短路后备保护的特点 从选择性原则出发,三绕组变压器的相间后备保护在作 为相邻元件的后备时,应该有选择性地只跳开近故障点 一侧的断路器,保证另外两侧继续运行,尽可能的缩小 故障影响范围;而作为变压器内部故障的后备时,应该 跳开三侧断路器,使变压器退出运行。
I

t? I

QF1

K2

QF2
II

QF3
t? II

III
K1

t? III

6.4变压器后备保护
6.4.2 三绕组变压器相间短路后备保护的特点 (一)单侧电源的三绕组变压器 装设两套过电流保护。 ? 一套装在电源侧,另一套装在负荷侧(如图中的III侧) ? 负荷侧的保护只作为母线III保护的后备,动作后只跳开 断路器QF3 ? 电源侧的过电流保护作为变压器主保护和母线II保护的后 备。设两个时间元件。
I

t? I

QF1

K2

QF2
II

QF3
t? II

III
K1

t? III

6.4变压器后备保护
6.4.2 三绕组变压器相间短路后备保护的特点 (二)多侧电源的三绕组变压器 三侧分别装设过电流保护。主电源侧的过电流保护兼作为变 压器主保护的后备,其它各侧过电流保护仅作为本侧母 线保护的后备。
1. 负荷侧或弱电源侧,装设一段过电流保护,与 相应母线保护配合。动作时间快的一侧再加装 方向元件,方向指向本侧母线 2. 主电源侧装设两段过电流保护,第一段与本侧 母线保护配合,方向指向本侧母线,跳本侧开 关;第二段不加方向元件,动作时间与另两侧 后备配合,跳三侧开关
I

t? I

QF1

K2

QF2
II

QF3
t? II

III
K1

t? III

6.4变压器后备保护
6.4.3 变压器接地故障的后备保护 (一)单台变压器的零序电流保护 中性点直接接地运行的变压器,通常采用两段式零序电流保护
? 零序电流I段与相邻元件零序电流I段相配合作为变压器保护 的后备; ? 零序电流II段与相邻元件零序电流后备段相配合,作为相邻 元件接地故障的后备。
QF QF
I 0?1
t1 0

?1
H1

跳QF 跳QF1、QF2

t2 0

?1
H2

QF

3I?0

I 0?2

t3 0

t4 0

6.4变压器后备保护
6.4.3 变压器接地故障的后备保护 (一)单台变压器的零序电流保护 中性点直接接地运行的变压器,通常采用两段式零序电流保护
? 零序电流I段与相邻元件零序电流I段相配合作为变压器保护 的后备; ? 零序电流II段与相邻元件零序电流后备段相配合,作为相邻 元件接地故障的后备。
QF QF
I 0?1
t1 0

?1
H1

跳QF 跳QF1、QF2

t2 0

?1
H2

QF

3I?0

I 0?2

t3 0

t4 0

6.4变压器后备保护
6.4.3 变压器接地故障的后备保护 (一)单台变压器的零序电流保护
QF QF
I 0?1
t1 0

?1
H1

跳QF 跳QF1、QF2

t2 0

?1
H2

QF

3I?0

I 0?2

t3 0

t4 0

6.4变压器后备保护
6.4.3 变压器接地故障的后备保护 (一)单台变压器的零序电流保护 整定方法
零序Ⅰ段
K rel
I I I set ? Krel Kbr Ilx ?set

可靠系数,取1.2; 零序电流分支系数; 相邻元件零序电流I段的动作电流

K br
I Ilx ?set

零序电流I段的短时限取 t1 ? 0.5 ~ 1s ;长延时 t1 ? ?t

6.4变压器后备保护
6.4.3 变压器接地故障的后备保护 (一)单台变压器的零序电流保护 整定方法
零序Ⅱ段
K rel
I II I set ? Krel Kbr Ilx ?set

可靠系数,取1.2; 零序电流分支系数; 相邻元件零序电流后备段的动作电流

K br
II Ilx ?set

零序电流Ⅱ段的短时限取 t2 ? t xl.hb ? ?t ;长延时 t2 ? ?t

6.4变压器后备保护
6.4.3 变压器接地故障的后备保护 (一)单台变压器的零序电流保护 整定方法
灵敏度校验: ? 零序电流I段的灵敏系数按变压器母线处故障校验; ? II段按相邻元件末端故障校验。校验方法与线路零序电流保 护相同。 ? 校验方法同线路零序电流保护

6.4变压器后备保护
6.4.3 变压器接地故障的后备保护 (二)多台变压器并联运行的零序电流保护
多台变压器并联运行的中性点接线方式
K1

K2

QF
B?2
B?3

B ?1

6.4变压器后备保护
6.4.3 变压器接地故障的后备保护 (二)多台变压器并联运行的零序电流保护 保护配置: 全绝缘变压器的保护配置
1. 接地运行变压器:零序电流保护 2. 非接地运行变压器:零序电压保护
QF QF1
U 0?
t
0

?1
H1

跳QF1、QF2

? 3I 0

I0

跳QF

QF2

6.4变压器后备保护
6.4.3 变压器接地故障的后备保护 (二)多台变压器并联运行的零序电流保护 保护配置: 分级绝缘变压器的保护配置
1. 接地运行变压器:零序电流保护 2. 非接地运行变压器:间隙零序电流保护(中性点装设放电 间隙,该保护反映放电间隙中的电流动作)

6.4变压器后备保护
6.4.3 变压器接地故障的后备保护 (三)自耦变压器零序电流保护特点
? 普通三绕组变压器,两侧的零序电流通常接于各侧接地中性 线的零序电流互感器上。 ? 自耦变压器高、中压两侧由于具有共同的接地中性点,两侧 的零序电流保护不能接于中性线上,而应分别接于本侧三相 电流互感器的零序电流滤过器上。

6.5变压器保护的配置原则
一般变压器应配置如下保护
主保护: 1. 瓦斯保护 2. 纵差动保护或电流速断保护

后备保护: 1. 接地故障和相间故障后备保护 2. 过负荷保护 3. 过励磁保护 4. 其他非电量保护(反映油温、油压、和冷却系统故障的保护)

6.5变压器保护的配置原则
典型的变压器保护配置图
220kV
QF1
9

TV1 TA1
4
7

2
10

3
5

1 TA01' TA01

12

110kV

QF2 TA2
8

TV2

TA3
6

11

1:瓦斯保护 2:第一纵差动保护(二次谐波制动 原理) 3:第二纵差动保护(间断角鉴别原 理) 4、5、6:高、中、低压侧的复合 电压启动的过电流保护; 7:高压侧的零序电流电压保护 8:中压侧的零序电流保护; 9、10、11:高、中、低压侧的过 负荷保护; 12:其它非电量保护。

QF3

TV3
35kV

6.5变压器保护的配置原则
瓦斯保护简介
变压器发生轻微故障时,油箱内 产生的气体较少且速度慢,由于 油枕处在油箱的上方,气体沿管 道上升,使瓦斯继电器内的油面 下降,当下降到动作门槛时,轻 瓦斯动作,发出警告信号。 发生严重故障时,故障点周围的 温度剧增而迅速产生大量的气体, 变压器内部压力升高,迫使变压 器油从油箱经过管道向油枕方向 冲去,继电器感受到的油速达到 动作门槛时,重瓦斯动作,


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