变压器保护培训(2014.2)

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三、瓦斯保护的原理接线图
变压器瓦斯保护的接线图 注意：由于重瓦斯保
护是靠油流的冲击而 动作的，而油流速度 的不稳定可能造成触 点的抖动，为使断路 器能可靠跳闸，出口 中间继电器KM必须 有自保持回路。
瓦斯保护原理接线图
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外部故障： 套管和引出线上 发生的相间短路（d1） 接地短路(d2)
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2．变压器的保护装置
主保护 瓦斯保护 轻瓦斯——动作于信号
重瓦斯——动作于跳闸
差动保护或电流速断保护 过电流保护 复合电压起动的过电流保护 低电压起动的过电流保护 负序过电流保护 单相接地保护 过负荷保护 过励磁保护 温度保护
目前在我国电力系统中推广应用的是开口杯挡板式瓦斯继电器内部结构。
中国北车集团永济电机厂安全技术Biblioteka 训中心1、气体继电器的结构
1—盖；2—容器；3—上油杯；
4— 永久磁铁； 5— 上动触点；
6— 上 静 触 点 ； 7— 下 油 杯 ； 8— 永久磁铁； 9— 下动触点；
10— 下 静 触 点 ； 11— 支 架 ；
引起误动作时，可退出瓦斯保护，投入其他保护，试送变压
器，并密切监视；
⑥ 在瓦斯保护的动作原因未查清前，不得合闸送电。
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当外部检查未发现变压器有异常时，应查明瓦斯继电器中的
气体的性质：如积聚在瓦斯继电器内的气体不可燃，而且是无
色无味的，说明是空气进入继电器内，此时变压器可继续运行。 如气体是可燃的，则说明变压器内部有故障，应根据瓦斯继 电器内积聚的气体性质来鉴定变压器内部故障的性质。如气体 的颜色为黄色不易燃的，为木质绝缘损坏，应停电检修；气体 的颜色为灰色和黑色易燃的，有焦油味，闪点降低，则说明油 因过热分解或油内曾发生过闪烙故障，必要时停电检修；气体
结论 正常运行：上、下触点均断开。 油箱内部发生轻微故障：上触点闭 合，发出信号——轻瓦斯动作。 油箱内部发生严重故障：下触点闭 合，发出跳闸脉冲——重瓦斯动作。 变压器漏油使油面降低：首先是上 触点闭合发出报警信号，然后下触点 闭合发出跳闸脉冲。
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轻瓦斯动作于信号 轻瓦斯动作后应检查变压器油样，
判别故障类型、程度
通常气体容积的整定范围为250～300CM3 重瓦斯动作于跳闸，同时发出信号 一般油流流速整定范围为0.6～1.5m/s
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3、气体继电器安装位置 安装在油箱与油枕 之间的连接管道上。 为什么变压器是斜着的？
瓦斯 继电器
油枕
为了是油箱内的气体都能顺利的通过瓦斯继电器而流 向油枕，变压器安装时应使顶盖沿瓦斯继电器的方向与水 平面具有1％～1.5％的升高坡度，通往继电器的连接管具 有2％～4％的升高坡度（朝油枕方向向上倾斜）。
的颜色为浅灰色带强烈臭味且可燃的，是纸质绝缘损坏，应立
即停电检修。
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第三节 电力变压器的差动保护
一、差动保护概念
差动保护：变压器的差动保护是变压器的主保护， 是反映变压器两侧电流差额而动作的保护装置，是 按循环电流原理装设的。 差动保护的作用 ：主要用于保护双绕组或三绕 组变压器绕组内部故障及其引出线上发生的各种 相间短路、接地故障，同时也可以用来保护变压 器单相匝间短路故障。瞬时作用于跳闸。 差动保护的范围是构成变压器差动保护的电流互感 器之间的电气设备以及连接这些设备的导线。简单 地讲，就是输入的两端TA 之间的设备。
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差动保护分类：横差保护、纵差保护。 横差保护防御的是匝间故障（绕组的匝间短路 或分支开焊等），纵差保护防御的是接地故障、 相间故障（接地或不接地的相间短路）。
变压器油箱内部故障（比如油面降低、线圈匝 间故障等）由瓦斯保护来实现。变压器油箱外 面套管和引出线的故障则由变压器差动保护来 实现，因此变压器差动保护均为纵联差动保护。
TA1
KD
TA2
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从理论上讲，正常情况下或外部故障时，流入变压器的电 流和流出的电流(折算后的电流)相等，差回路中的电流为 零。当变压器正常运行或区外故障(流过穿越性电流)时， 各侧电流互感器的副边电流流入保护装置，通过程序的运 行，各侧电流存在的相位差由软件自动进行校正，自动计 算出各侧电流IH-(IM- IL)接近为零(IH 为高压侧电流， IM 为中压侧电流，IL 为低压侧电流)，或变压器一、二次 侧的不平衡电流，不平衡电流小于继电器动作电流，则保 护不动作。 当变压器内部发生相间或匝间短路故障时，两侧(或三侧) 向故障点提供短路电流，在差动回路中由于IM 或IL 改变 了方向或等于零，流入差动继电器的电流IH-(IM- IL)不再 接近于零;当差动电流大于差动保护装置的整定值时，保 护动作，将被保护变压器的各侧断路器跳开，使故障变压 器断开电源。
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二、差动保护原理
差动保护是利用基尔霍夫电流
定律中“在任意时刻，对电路中 的任一节点，流经该节点的电流 代数和恒为零”的原理工作的。 差动保护把被保护的变压器看成 是一个接点，在变压器的各侧均 装设电流互感器，把变压器各侧 电流互感器副边按差接线法接线， 即各侧电流互感器的同极性端都 朝向母线侧，将同极性端子相连， 并联接入差动继电器。在继电器 线圈中流过的电流是各侧电流互 感器的副边电流之差，也就是说 差动继电器是接在差动回路的。
变压器故障 及不正常工作状态
变压器故障
不正常工作状态
过负荷、温升过 高以及油面下降 超过了允许程度 过励磁、过电流 等。
内部故障
线圈的相间短 路、匝间或层 间短路、单相 接地短路以及 烧坏铁心等。
外部故障
套管及引出线 上的短路和接 地。
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内部故障：
绕组的相间短路（d1） 匝间短路(d2) 接地短路(d3)
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（5）过负荷保护
400KVA以上的变压器，当数台并列运行或 单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应装 设过负荷保护。过负荷保护通常只装在一相， 延时动作于发信号。
（6）其他保护
高压侧电压为500KV及以上的变压器，因频率降低 和电压升高而引起的变压器励磁电流升高，应装设 变压器过励磁保护。对变压器温度和油箱内压力升 高，以及冷却系统故障，应装设相应的保护装置。
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差动保护或电流速断保护：反应电力变 压器绕组、套管及引出线发生的短路故障。
（3）相间短路的后备保护
作用：反应外部相间短路引起的变压器 过电流，同时作为瓦斯保护和差动保护 的后备保护，其动作时限按阶梯形原则 来整定。
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（4）接地短路的零序保护 作用：零序保护用于反应变压器高压侧 （或中压侧），以及外部元件的接地短 路。 变压器中性点直接接地运行，应装设零 序电流保护；变压器中性点可能接地或 不接地运行时，应装设零序电流、电压 保护。
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四、对瓦斯保护的评价：
主要优点： 动作迅速、灵敏度高、安装接线简单、能反应 油箱内部发生的各种故障。 主要缺点： 不能反应油箱以外的套管及引出线等部位上发生 的故障。 因此瓦斯保护可作为变压器的主保护之一，与 差动保护相互配合、相互补充，实现快速而灵敏地 切除变压器油箱内、外及引出线上发生的各种故障。
注 意
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如果变压器油箱漏油，使得瓦
斯继电器内的油也慢慢流尽，
先是继电器的上油杯下降，发 出信号，接着继电器的下油杯 下降，使断路器跳闸。 注 意
d)变压器油箱漏油 先：上触点接通，发出 报警信号； 后：下触点接通，使断 路器跳闸，同时发出跳 闸信号。
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变压器横差保护--用于两台并联运行的变压器 （各项技术参数相同）。差动继电器安装于各台 变压器（一般安装于高压侧），根据功率输出相 等的原则，监测两台变压器的运行状况。
变压器纵差保护—— 差动继电器安装于变压器 的高、低压侧（或组合继电器的线分别接高、低 压侧的保护CT回路），根据输入、输出功率相等 原理（要修正空载损失），监测变压器运行状况。 一旦两侧被监测数据异常达到整定值，即保护装 置即动作开关，将变压器从系统切除。
注 意
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当变压器内部发生严重故障 时，产生的大量气体或强烈
的油流将冲击挡板14，使下
开口杯 7 立刻向下转动，使 下触点接通跳闸回路，这称 之为“重瓦斯动作”。
c)变压器油箱内部发生严重 故障下触点接通跳闸回路， 使断路器跳闸，同时发出跳 闸脉冲信号，切断变压器电 源，这称之为“重瓦斯动作”
中国北车集团永济电机厂安全技术培训中心 二、构成和工作原理
1、气体继电器的结构
1—罩；2—顶针；3—气塞；
4—永久磁铁；5—开口杯； 6—重捶；7—探针；8—开口销； 9—弹簧；10—挡板； 11—永久磁铁；12—螺杆； 13—干簧触点（重）； 14—调节杆；
15—干簧触点（轻）；
16—套管；17—排气口
注 意
a)变压器正常运行时， 上下两对触点都断开， 不发出信号
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当变压器内部发生轻微故障时，产
生的气体聚集在继电器的上部，迫 使继电器内油面下降，上浮子的开 口杯3逐渐露出油面，浮力逐渐减小， 上油杯因其中盛有残余的油而使其 力矩大于另一端平衡锤的力矩而降 落，这时上接点闭合而接通信号回 路，这称之为“轻瓦斯动作”。 b)变压器油箱内部发 生轻微故障，上触点 接通信号回路，发出 音响和灯光信号，这 称之为“轻瓦斯动作”