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1、1,第六章 电力变压器保护,2 of 51,3 of 51,主 要 内 容,6.1 变压器的故障类型和不正常工作状态6.2 变压器的纵差动保护6.3 变压器相间短路的后备保护6.4 变压器接地短路的后备保护6.5 变压器零序电流差动保护,4,6.1 变压器的故障类型和不正常工作状态,5 of 51,1.变压器的故障 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。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。,6 of 51,2.变压器的不正常运行状态 外部相间短路引起的过电流；外部接地短
2、路引起的过电流和中性点过电压；负荷超过额定容量引起的过负荷；漏油等原因引起的油面降低。过励磁。,7 of 51,3.变压器应装设的保护 瓦斯保护：防御变压器油箱内各种短路故障和油面降低。 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侧的断路器。,8 of 51,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,9 of 51,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
3、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,10 of 51,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,11,6.2 变压器的纵差动保护,12 of 51,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,13 of 51,纵差动保护的动作判据为,式中,一、变压器纵差动保护的基本原理,14 of 51,二、变压器差动保护的不平衡电流及减小不平衡电流的方法,变压器励磁涌流所产生的不平衡电流; 三相变压器接线产生的不平衡电流; 由计算变比与标准变比不同产生的不平衡电流; 由电流
4、互感器变比误差产生的不平衡电流; 带负荷调整变压器分接头位置改变产生的不平衡电流。,15 of 51,变压器励磁涌流产生的不平衡电流,变压器的励磁电流正常情况下：(0.020.05)IN外部短路时：更小电压突然增加（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,16 of 51,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：,17 of 51,18 of 51,特点：有很大成分的非周期分量；有大量的高次谐波，尤以二次
5、谐波为主；波形经削去负波后出现间断。,19 of 51,影响涌流特征的因素：合闸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。 铁芯中剩磁的大小和方向变压器铁芯的饱和磁通,20 of 51,防止励磁涌流影响的方法采用具有速饱和铁芯的差动继电器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,21 of 51,三相变压器接线产生的不平衡电流,22 of 51,2. 三相变压器接线产生的不平衡电流,23 of 51,由计算变比与标准变比不同产生的
6、不平衡电流,很难完全满足！ Iunb,或,减小方法 数字式保护：计算补偿 电磁式：采用中间变流器进行补偿,24 of 51,正常运行和外部故障时,采用中间变流器进行补偿,25 of 51,计算补偿：用 补偿,令,26 of 51,由电流互感器变换误差产生的不平衡电流,理想特性,1TA,2TA,27 of 51,带负荷调整变压器分接头产生的不平衡电流,或,28 of 51,1. 动作电流的整定,三、具有制动特性的差动继电器,一般取1.3,29 of 51,2. BCH-1型差动继电器的制动特性,(一般取0.30.4),无制动,1,2,3,三、具有制动特性的差动继电器,30 of 51,动作判据,
7、3. 微机纵差动保护的比率制动特性,31 of 51,定值整定：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,32 of 51,拐点电流：一般整定在（0.61.1）倍变压器的额定电流,制动特性的斜率,33 of 51,内部故障时的动作行为,灵敏度大为提高,34,6.3 变压器相间短路的后备保护,35 of 51,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过电流保护阻抗保护,36 of 51,一、过电流保护,37 of 51,二、低电压启动的过电流保护,38 of 51,三、复合电压启动的过电流保护,39 of 51,I,II,III,QF1,
8、QF2,QF3,k1,k2,1.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、3,I,I,四、三绕组变压器相间短路后备保护的特点,40 of 51,I,II,III,QF1,QF2,QF3,k1,k2,2.多侧电源的三绕组变压器,方向指向母线II,I,I,I,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,41,6.4 变压器接地短路的后备保护,42 of 51,一、变电所单台变压器的零序电流保护,43 of 51,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,44 of 5
9、1,应在高中压侧加装方向元件以保证选择性,45 of 51,三、多台变压器并联运行时的接地后备保护,k1,k2,46 of 51,1.全绝缘变压器的接地保护,47 of 51,2.分级绝缘变压器的接地保护,48,6.5 变压器零序电流差动保护,49 of 51,50 of 51,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。,51 of 51,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；掌握纵差动保护的基本工作原理及其特点；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；了解变压器差动保护的比率制动特性；了解电流、电压保护在变压器中的应用。,本章学习重点,
