电力系统继电保护课件-第八章电力变压器保护

利用变压器短路或异常时电流 增大的特点，通过电流互感器 将大电流变为小电流，使保护 装置动作。
保护装置根据电流的大小和设 定的动作值进行比较，判断是 否需要动作。
过电流保护通常作为变压器的 主保护或后备保护，能够反映 变压器内部故障和外部故障。
过电流保护的接线方式
三相三继电器接线方式
01
适用于三相星形接线的变压器，每相配置一个电流继电器，反
灵敏性
保护装置应对各种故障和异常 运行方式有足够的灵敏性。
速动性
保护装置应尽快地切除短路故障， 以减轻故障设备的损坏程度，提高
系统并列运行的稳定性。
02 电力变压器的故障类型与 保护方式
电力变压器的故障类型
内部故障
包括绕组短路、铁芯故障、油面下降 等。这些故障可能导致变压器严重损 坏，甚至引发火灾。
其正常运行。
B
C
D
运行记录
详细记录保护装置的运行情况和维护过程， 整理成运行记录，为后续故障分析和处理 提供参考。
故障处理
在保护装置发生故障时，及时进行处理， 包括更换故障元件、修复接线等，确保保 护装置尽快恢复正常运行。
保护动作后的处理
记录保护动作信息
在保护动作后，及时记录保护动作 信息，包括动作时间、动作类型、 故障相别等。
过电流保护
零序电流保护
当变压器外部故障导致电流增大时，过电 流保护装置会动作，切断故障电路。
主要用于保护变压器中性点直接接地系统中 的接地短路故障。
保护方式的选择原则
可靠性
保护装置应能正确动作，不拒动 、不误动。
速动性
保护装置应对故障有足够的灵敏 性，能在故障发生时及时动作。
灵敏性
保护装置应能有选择地切除故障 部分，保证非故障部分继续运行 。
电力系统继电保护课件-第八章电 力变压器保护
contents
目录
• 电力变压器保护概述 • 电力变压器的故障类型与保护方式 • 电力变压器的差动保护 • 电力变压器的瓦斯保护 • 电力变压器的过电流保护 • 电力变压器的其他保护 • 电力变压器保护的配置与整定 • 电力变压器保护的调试与运行维护
01 电力变压器保护概述
映各相的过电流情况。
两相三继电器接线方式
02
适用于三相三角形接线的变压器，其中两相配置电流继电器，
另一相通过公共线连接，能够反映各种相间短路故障。
两相两继电器接线方式
03
简化接线，但灵敏度较低，适用于小型变压器或不太重要的场
合。
过电流保护的整定与校验
整定计算
根据变压器的额定电流、短路电流以 及保护装置的动作特性，计算保护装 置的整定值。
保证供电可靠性
当变压器外部发生故障时， 保护装置应有选择性地动 作，尽可能减少停电范围， 保证供电可靠性。
避免设备损坏
保护装置应能够避免或减 少由于外部短路引起的过 电流对变压器的损坏。
电力变压器保护的基本要求
可靠性
保护装置应能正确动作，不拒 动、不误动。
选择性
保护装置应有选择性地切除故 障部分，尽可能减少停电范围 。
零序电流保护
保护原理
利用零序电流互感器检测零序电 流，当零序电流超过整定值时， 保护装置动作，断开变压器各侧
断路器。
适用范围
适用于大接地电流系统中，防止变 压器中性点直接接地运行时发生单 相接地故障。
优缺点
灵敏度高，能反映各种类型的接地 故障；但受系统运行方式影响，且 不能反映两相短路和三相短路故障。
按照调试大纲和厂家说明书，对保护 装置进行逐项调试，包括采样精度、 动作值、动作时间等。
调试记录
详细记录调试过程中的各项数据和结 果，整理成调试报告，为后续运行维 护提供参考。
保护的运行维护
定期校验
按照规程要求，定期对保护装置进行校验， 确保其动作值和动作时间等参数符合要求。
A 定期检查
定期对保护装置进行检查，包括外 观、接线、电源、指示灯等，确保
护的整定值。
保护整定的注意事项
整定值应合理 考虑系统运行方式
定期校验 遵守相关规程
整定值过大或过小都会影响保护装置的灵敏度和选择性，因此 应根据实际情况进行合理整定。
不同的系统运行方式下，短路电流和负荷电流的大小和分布都 会有所不同，因此在整定时应考虑系统运行方式的影响。
保护装置在长期运行过程中可能会出现误差或故障，因此需要 定期进行校验和维护，保证其正常运行。
在整定过程中应遵守相关规程和标准，确保整定的准确性和可 靠性。
08 电力变压器保护的调试与 运行维护
保护的调试
调试前准备
熟悉保护装置原理、功能和接线，准备 调试仪器和工具，检查电源和接地等。
整组试验
在保护装置调试完成后，进行整组试 验，模拟各种故障情况，检查保护动
作的正确性和可靠性。
保护装置调试
01
02
03
04
电流速断保护整定
根据变压器容量、电压等级和 短路电流大小，确定电流速断
保护的整定值。
过电流保护整定
根据变压器额定电流和过负荷 电流大小，确定过电流保护的
整定值。
差动保护整定
根据变压器两侧电流互感器的 变比和接线方式，确定差动保
护的整定值。
气体保护整定
根据变压器内部故障时产生的 气体种类和数量，确定气体保
变压器两侧电流相位校正
由于变压器两侧电流存在相位差，因 此需要通过相位校正使得两侧电流在 差动保护中能够正确配合。
差动保护的接线方式
常规接线方式
将变压器两侧电流互感器（CT） 的二次侧按同极性端子相连，差
动继电器并联在差流回路上。
相位校正接线方式
对于Y/△接线的变压器，由于两 侧电流存在30°的相位差，因此 需要通过改变接线方式来校正相 位差，常用的有移相法和软件校
正法。
比率制动接线方式
为了提高差动保护的灵敏度和可 靠性，在差动保护中引入比率制 动特性，即通过比较变压器两侧 电流的大小来判断是否发生区内
故障。
差动保护的整定与校验
整定计算
根据变压器的参数和运行方式，计算出差动保护的动作电流、制动电 流等整定值。
灵敏度校验
通过计算最小运行方式下变压器内部故障时差动保护的最小动作电流， 来校验差动保护的灵敏度是否满足要求。
选择性
保护装置应尽快地切除短路故障， 以减轻短路电流对电气设备的损坏 程度，同时提高电力系统并列运行 的稳定性。
03 电力变压器的差动保护
差动保护的基本原理
基于基尔霍夫电流定律
差动电流的形成
差动保护利用基尔霍夫电流定律，即 流入一个节点的电流之和等于流出该 节点的电流之和。
将变压器两侧电流进行相位校正后，再 通过差动继电器形成差动电流，当差动 电流超过整定值时，差动保护动作。
瓦斯保护装置主要由气体继电器、连接管道和电缆等组成。
气体继电器是瓦斯保护的核心元件，安装在变压器油箱与油枕之间的连接管道中。
瓦斯保护的接线方式根据变压器的容量和电压等级不同而有所差异，一般包括轻瓦 斯动作于信号和重瓦斯动作于跳闸两种接线方式。
瓦斯保护的整定与校验
瓦斯保护的整定主要是根据变压器的容 量、电压等级和气体继电器的动作特性
电力变压器的作用与重要性
电压变换
将电压从一种等级变换 为另一种等级，以满足 不同用电设备的需求。
电流变换
隔离作用
电力传输
在电压变换的同时，也 实现了电流的变换。
将电网中的不同部分隔 离开来，防止故障扩散。
在电力系统中承担着传 输电能的重要任务。
电力变压器保护的必要性
01
02
03
防止故障扩大
当变压器内部发生故障时， 保护装置应迅速动作，切 除故障，防止故障扩大。
当变压器内部发生轻微故障时，分解产生的气体沿管道向上运动，使瓦 斯继电器内的油面下降，开口杯所受浮力减小而转动，使干簧触点接通， 发出信号。
当变压器内部发生严重故障时，油箱内产生大量的气体，使变压器内部 压力突增，压力油从油箱向油枕冲击，形成很大的油流冲向油枕，使重 瓦斯动作，断开变压器各侧电源。
瓦斯保护的装置与接线
分析故障原因
根据保护动作信息和故障录波数据， 分析故障原因，确定故障性质和故 障点位置。
填写故障报告
在处理故障后，填写故障报告，详 细记录故障处理过程和结果，为后 续类似故障的处理提供参考。
处理故障
根据故障原因，采取相应的处理措 施，包括隔离故障点、修复故障设 备等，确保电力系统尽快恢复正常 运行。
来进行的。
整定时需要考虑变压器的正常运行状态、 校验时需要对气体继电器进行动作试验，
轻微故障状态和严重故障状态，以确保 检查其动作是否可靠、灵敏，并检查接
保护的灵敏性和可靠性。
线是否正确、牢固。同时还需要对保护
回路进行整体联动试验，以确保保护能
够正确动作。
05 电力变压器的过电流保护
过电流保护的基本原理
外部故障
主要是变压器套管和引出线上发生的 相间短路和接地短路。这类故障会影 响变压器的正常运行，但相对内部故 障而言，其严重程度较低。
电力变压器的保护方式
瓦斯保护
差动保护
利用变压器油受热分解产生的气体来动作 的保护装置，主要用于保护变压器的内部 故障。
利用比较变压器两侧电流的大小和相位来 动作的保护装置，主要用于保护变压器绕 组、引出线以及套管上的各种短路故障。
灵敏度校验
校验保护装置在最小运行方式下，对 变压器内部和外部故障的反应能力， 确保保护装置能够正确动作。
动作时间校验
校验保护装置的动作时间是否符合要 求，避免越级跳闸或保护拒动的情况 发生。
可靠性校验
综合考虑保护装置的接线方式、整定 值以及动作特性等因素，确保保护装 置的可靠性。
06 电力变压器的其他保护
适用范围
适用于因频率降低或电压 升高导致变压器过励磁的 情况，防止铁芯过热而损 坏。
优缺点
能反映变压器的过励磁状 态，但整定值受系统运行 方式和变压器参数影响， 需要定期校验和调整。
07 电力变压器保护的配置与 整定
保护配置的原则
灵敏性原则
保护装置应能在变压器内部 故障或外部故障时，快速、 准确地动作，以减小故障对 变压器和电力系统的影响。
过负荷保护
保护原理
根据变压器的负荷电流和过负荷整定值，当负荷电流超过整定值 时，经过一定延时后动作于信号或跳闸。
适用范围
适用于容量较大的变压器，防止变压器长时间过负荷运行而损坏。
优缺点
能反映变压器的过负荷状态，但动作时间较长，不能作为变压器 的主保护。
过励磁保护
保护原理
根据变压器的电压和频率 比值，当该比值超过整定 值时，保护装置动作，断 开变压器各侧断路器。
选择性原则
在电力系统发生故障时，保 护装置应有选择性地切除故 障部分，保证非故障部分继 续运行，缩小停电范围。
可靠性原则
速动性原则
保护装置应能长期稳定运行， 不易误动或拒动，以保证电 力系统的安全、可靠供电。
在保证选择性的前提下，保 护装置应尽可能快地切除故 障，以提高电力系统的稳定 性。
保护整定的方法
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可靠性校验
在变压器外部故障或区外故障时，差动保护应可靠不动作，因此需要 校验差动保护在这些情况下的动作行为。
二次回路检查
对差动保护的二次回路进行检查，包括电流互感器的极性、变比、二 次回路的绝缘等，确保二次回路的正确性和可靠性。
04 电力变压器的瓦斯保护
瓦斯保护的基本原理
瓦斯保护是利用变压器油受热分解所产生的气体及压力动作于瓦斯继电 器上，以保护变压器内部故障的保护。