变压器相间短路后备保护

第五节 变压器(发变组)相间短路后备保护

1.概述

变压器(发变组)相间短路后备保护有过流保护、复合电压启动的过流保护、负序过流保护和单元件低压启动过流保护、阻抗保护。 1.1 过流保护

用于降压变压器，动作电流应考虑电动机自启动和变压器可能出现的最大过负荷时不误动。

1.2 复合电压启动(负序电压和线电压)的过流保护

用于升压变压器、系统联络变压器，当降压变压器的过流保护灵敏度不够时也可采用此后备保护。整定原则如下：

(1) 过电流元件动作电流按下式计算。

op I ＝

re

rel

K K gn I 式中 rel K －可靠系数，rel K ＝1.2。 re K －返回系数，re K ＝0.85~0.90。 gn I －发电机额定电流。

(2) 负序电压元件动作电压按避越正常运行时最大负序不平衡电压整定，根据经验取

gn op U U )12.0~06.0(.2=

式中 gn U －发电机额定电压。

(3) 线电压元件动作电压按两条原则整定：

1） 电动机自启动时不应误动； 2） 发电机失磁时不应误动。 对于汽轮发电机，取op U ＝0.6gn U ； 对于水轮发电机，取op U ＝0.7gn U 。

1.3 负序过流保护和单元件低压启动过流保护

对于5000KW 及以上的发电机，不对称短路后备保护采用负序过流保护，对称短路后备保护采用单相低压启动过流保护。

负序过流保护的动作电流的整定原则是：假定值班人员在120s 可能采取措施来消除产生负序电流的根源，而120s 负序电流对转子表层的过热作用以A t I =2

*2表示，对于间接冷却式发电机，A ＝30(汽轮发电机)或40(水轮发电机)，*2I 为以gn I 为基值的负序电流标么值，为简化计，以2I 表示。以120s 不损坏转子表层的负序电流2I 作为负序过流保护的动作电流，即5.0120.2≈=

A I op (汽轮发电机)或6.0.2=op I (水轮发电机)。此外还应考

虑与相邻元件保护装置在灵敏度方面的配合来决定其延时大小。 如灵敏度不满足要求，可改用阻抗保护。 1.4 阻抗保护

当其他后备保护不满足灵敏度要求时，不得不改用阻抗保护作为发－变组相间短路的后备保护。

2.原理及其微机实现 2.1四方

2.1.1 发电机(变压器)复合电压过电流保护(电流可带记忆) 2.1.1.1 保护原理

保护反应发电机或变压器电压、负序电压和电流大小，保护设一段两时限，保护动作于发信或跳闸。 2.1.1.2 逻辑框图

图1 发电机(变压器)复合电压过流保护

2.1.1.3 整定容

（1） 电流定值dz g I . （2） 低电压定值dz l U . （3） 负序电压定值dz U .2 （4） 短路后备I 时限延时元件1t （5）

短路后备II 时限延时元件2t

2.1.1.4 保护的整定计算

以上各项定值参考导则。

2.1.2 发电机(变压器)负序过流以及单相式低压启动过流保护 2.1.2.1 保护原理

当不对称短路故障时，保护反应发电机或变压器负序电流大小；由单相低压过电流保护反应三相对称故障。保护动作于发信或跳闸。 2.1.2.2 逻辑框图

图2 发电机(变压器)负序低压过流保护

2.1.2.3 整定容

短路后备1

短路后备2

短路后备1

短路后备2

（1） 负序电流定值dz I .2 （2） 过电流定值dz g I . （3） 低电压定值dz U （4） 短路后备1延时1t （5）

短路后备2延时2t

2.1.2.4 保护的整定计算

以上各项定值整定参考导则。 2.1.3 发电机(变压器)阻抗保护 2.1.3.1 保护原理

当电流、电压保护不能满足灵敏度要求或根据网络保护间配合的要求，发电机和变压器的相间故障后备保护可采用阻抗保护。阻抗保护反应测量阻抗的大小。

当相电流大于阻抗启动电流定值IZ ，辅助启动和保护判据启动。

相间阻抗保护设置一段偏移特性阻抗圆，阻抗正方向指向线路或变压器可由控制字整定，一段阻抗设t1和t2两时限。阻抗元件可受TV 断线闭锁。

阻抗元件计算的电压和电流采用零度接线，电压选择线电压最小者，如：•

•

-B A U U ；电流取相应的线电流：•

•

-B A I I ，计算阻抗。当作为发电机阻抗保护时，电流取自发电机机端或中性点TA ，电压取自发电机机端TV ；当作为主变压器阻抗保护时，电流取自主变高压侧TA ，电压取自主变高压侧TV 。

各定值在阻抗圆中的意义如下图：

图3 变压器的阻抗圆(方向指向变压器)

2.1.

3.2 逻辑框图

跳母联

跳各侧开关

图4 阻抗保护逻辑图

2.1.

3.3 整定容

（1）启动电流IZ

（2）正向电抗分量XZ1

（3）正向电阻分量RZ1

（4）反向偏移比NZ1

t

（5）阻抗保护I时限时间元件

1

t

（6）阻抗保护II时限时间元件

2

2.1.

3.4 保护的整定计算

作为发电机的后备阻抗保护与主变压器的后备阻抗保护在整定上应考虑与相邻元件后备保护的配合，有关整定的具体细节参考导则。

2.2 南自厂

2.2.1 变压器低压过流保护(可带电流记忆)

2.2.1.1保护原理

保护反应变压器电压电流大小。

电流电压一般取自变压器同一侧TA和TV。但也可取自不同侧，此时应分析保护的动作行为。

2.2.1.2 出口方式

可发信或跳闸。