西南交大继电保护课件——第六章 变压器保护

故障
油箱外：套管、 油箱外：套管、引出线的相间与接地短路 不正常：外部相间短路→过电流；外部接地短路→过电 不正常：外部相间短路→过电流；外部接地短路→ 流、中性点过电压；过负荷；漏油→油面降低 中性点过电压；过负荷；漏油→ 大容量变压器的过励磁故障
变压器保护配置
瓦斯保护：油箱内故障+油面降低→ 瓦斯保护：油箱内故障+油面降低→气体和油流动作 轻瓦斯→信号；重瓦斯→跳闸（双侧） 轻瓦斯→信号；重瓦斯→跳闸（双侧） 纵差动保护或电流速断保护：绕组、 纵差动保护或电流速断保护：绕组、套管和引出线 故障 差动保护：6.3MVA以上并列运行变压器 以上并列运行变压器； 差动保护：6.3MVA以上并列运行变压器；10MVA 以上单独运行变压器；6.3MVA以上发电厂用工作变和 以上单独运行变压器；6.3MVA以上发电厂用工作变和 企业重要变；2MVA以上且电流速断不满足要求 以上且电流速断不满足要求→ 企业重要变；2MVA以上且电流速断不满足要求→跳闸 双侧） （双侧） 电流速断保护：10MVA以下变压器 跳闸（双侧） 以下变压器→跳闸 电流速断保护：10MVA以下变压器 跳闸（双侧）
• 0 Iα − 3 • 3 I β
LeBlanc平衡变压器 LeBlanc平衡变压器
磁 势 平 衡 方 程 电 流 变 换 关 系
• • • W1 I AX + Wma I α −Wta I β = 0 • • W1 I BY + Wtb I β = 0 • • • W1 I CZ −Wmc I α −Wtc I β = 0
• Kz +1 • 1 • Iα + Iβ I ax = − Kz + 2 Kz + 2 • 1 • 1 • Iα + Iβ I by = Kz + 2 Kz + 2 • Kz +1 • 1 • Iα − Iβ I cz = Kz + 2 Kz + 2
磁 势 平 衡 方 程
→变压器主保护！ 变压器主保护！
外部相间短路， 外部相间短路，应采用的保护 过电流保护：降压变， 过电流保护：降压变，整定考虑事故状态 的过电流 复合电压启动的过电流保护： 复合电压启动的过电流保护：升压变和过 电流灵敏度不满足要求的降压变 负序电流及单相式低压启动的过电流保护： 负序电流及单相式低压启动的过电流保护： 大容量升压变和系统联络变 阻抗保护：前面（ ）、（3 阻抗保护：前面（2）、（3）不满足要求 的升压变和系统联络变
1 1 2 1 1 W :Wma :Wta :Wtb :Wmc :Wtc =1: : : : : 1 3K 3K 3K 3K 3K
阻抗匹配平衡变压器
Zab = Kz Zbc = Kz Zca
平 衡 条 件
△W=(
3 -1)W2/2 Zca = Zbc = Z∏
Zab = Kz Z∏
二 次 侧 绕 组 电 流
过负荷保护
0.4MVA以上变压器，并列运行或单独运行但作 以上变压器， 以上变压器 为其他负荷备用电源→装于一相上→信号； 为其他负荷备用电源→装于一相上→信号；无人值班 变电所→跳闸或减负荷 变电所 跳闸或减负荷
过励磁保护
高压侧500kV以上变压器→频率降低或电压升高 高压侧500kV以上变压器→ 500kV以上变压器 励磁电流升高→信号或跳闸 →励磁电流升高 信号或跳闸
• • • I A I AX − I CZ −2 • • • 1 I B = I BY − I AX = 1 3K • • • 1 I C I CZ − I BY
• 0 Iα − 3 • 3 I β
其它接线型式变压器的电流变换关系不再赘述！ 其它接线型式变压器的电流变换关系不再赘述！
阻抗匹配平衡变压器差动保护接线
nACT1 = nACT 3 = ( 3 −1) / 2
nACT 2 = nACT 4 = ( 3 +1) / 2
3 +1 I A − I B 2 • • 3 −1 IB−IC = 1 − K1 2 • • −1 I C − I A
• •
−
3 −1 2 3 +1 2 1
• I α • I β
• I A • 3 +1 − ( 3 −1) I α • 1பைடு நூலகம் −2 I B = −2 • 2 3K1 − ( 3 −1) • 3 +1 I β I C
• • • I A − I C = 1 2 3 − 2 3 I α • 2 3K1 − 2 − 2 • I β IB
nACT1 = nACT 2 = 1/ 3
第四节 比率制动的变压器保护原理 在微机保护中介绍！ 在微机保护中介绍！ 第五节 变压器的电压和电流保护 一、变压器的过电流保护 起动电流按躲开变压器可能出现的最大负荷电流 整定。 整定。 并列运行变压器： 并列运行变压器：按突然切除一台时所出现的过 负荷
3 +1 • • I A − I B 2 • • 3 −1 IB−IC = 1 − K1 2 • • −1 I C − I A
−
3 −1 2 3 +1 2 1
• I α • I β
其它保护
温度升高 油箱内压力升高 冷却系统故障
→信号或跳闸
变压器后备保护！ 变压器后备保护！
第二节 变压器的纵差动保护 一、基本原理 / // I1 I1 / // 流过差动继电器的电流 I J = I2 − I2 = n − n l1 l2
正常和外部故障时： 正常和外部故障时：
IJ = I − I
• • I A + I ax / K1 = 0 • • • • I B + (I α + I β ) / K2 + I by / K1 = 0 • • I c + I cx / K1 = 0
电 流 变 换 关 系
Kz + 1 • Kz + 2 I A • 1 1 3 −1 + ) − ( I B = 2 • K1 Kz + 2 I C 1 − Kz + 2
变压器铁心严重饱和→励磁涌流（ 8Ie)！ 变压器铁心严重饱和→励磁涌流（6-8Ie)！
大小、衰减时间）与下列因素有关： 励磁涌流（大小、衰减时间）与下列因素有关：
外加电压相位 剩磁大小、 剩磁大小、方向 电源容量大小 回路阻抗 变压器容量 铁心性质
励磁涌流特点： 励磁涌流特点：
含有很大成分的 非周期分量,偏于 非周期分量 偏于 时间轴的一侧 含有大量的二次 谐波,而以二次谐 谐波 而以二次谐 波为主 波形之间出现间断
KK n Idz = • Ie.B Kh n −1
降压变压器： 降压变压器：按低压侧电动机自起动的最大电流
Kh 时限选择、灵敏度校验同前。 时限选择、灵敏度校验同前。
过电流保护灵敏度不满足要求时 采取如下措施： 过电流保护灵敏度不满足要求时，采取如下措施： 灵敏度不满足要求 二、低电压起动的过电流保护 电流元件： 电流元件：
I bp. max = (KTX •10% + ∆U + ∆f za )I d. max / nl
三、常规差动保护的整定计算 ①纵差动保护启动电流 按最大负荷电流整定：避免LH二次回路 按最大负荷电流整定：避免 二次回路 断线引起误动
Idz•J = KK • I f .max /nl
(KK = 1.3)
KK Idz = • Ie.B Kh
Idz =
KK Kzq
• Ie.B
低压元件： 低压元件： Udz = 0.7Ue.B
灵敏度
Udz Klm = Ud max
三、复合电压起动的过电流保护
KK • Ie.B 电流元件： 电流元件： Idz = Kh
低压元件： 低压元件： U U 2•dz = 0.06 ~ 0.12 e.B 优点: 优点: 不对称短路,灵敏度高 不对称短路, 经过变压器后面发生不对称短路时, 经过变压器后面发生不对称短路时,电压元件的 工作情况与变压器接线方式无关 三相短路时,出现瞬间负序电压， 三相短路时,出现瞬间负序电压，也能动作
1 3 −1 −( + ) Kz + 2 2 Kz + 1 Kz + 2 1 − Kz + 2
• I α • I β
在 Kz = 3 +1 时
• I A 3 +1 • 1 I B = −2 • 2 3K1 − ( 3 −1) I C • − ( 3 −1) I α −2 • 3 +1 I β
磁 势 平 衡 方 程
• • • I A + I B + I C = 0 • 3 • W1 I A + W2 I α = 0 2 • 1 • 1 • 2 W1 I B − 2 W1 I C + W2 I β = 0
电 流 变 换 关 系
• I A −2 • 1 I B = 1 3K • 1 I C
为了防止差动保护在励磁涌流时误动， 为了防止差动保护在励磁涌流时误动， 可以充分利用励磁涌流的上述特点！ 可以充分利用励磁涌流的上述特点！
变压器两侧电流相位不同
在互感器接成三角形一侧 中，电流增大了 3 倍
nl 2 nl1 /
= nB 3
计算变比与实际变比不同 两侧电流互感器型号不同 变压器带负荷调整分接头 最大不平衡电流： 最大不平衡电流：