变压器保护.ppt

2.特殊问题及对策归纳：
对策
（1）接线方式不同 —— 二次修正
（2）TA变比不同 —— 二次修正
（3）调压分接头
—— 定值考虑
（4）变压器励磁涌流 —— 识别、闭锁
（仍然研究）
微机保护识别涌流的能力提高了很多
微机保护 易于实现
(三)差动、瓦斯保护特点分析
（1）瓦斯保护的主要优点是结构简单，灵 敏性高，能反应变压器油箱内的各种故障。 特别是能反应轻微匝间短路。它也是油箱 漏油或绕组、铁芯烧损的唯一保护。
号
护
5、过负荷保护
6、过励磁保护
7、其它非电气量保护（油箱内温度、压力升高，冷却系统故障）
1——瓦斯保护 2——第一纵差保护（二次谐波制动
原理） 3——第二纵差保护（间断角鉴别原
理） 4、5、6——高、中、低压侧的复合
电压启动的过电流保护 7——高压侧的零序电流电压保护 8——中压侧的零序电流保护 9、10、11——高、中、低压侧的过
保护不应百度文库作。
当变压器内部故障时，若忽略负荷电流不 计，则只有流进变压器的电流而没有流出变
双绕组变压器正常运行时的电流分布 三绕组变压器内部故障时的电流分布
1.变压器纵差保护的不平衡电流（影响因素）
引起变压器纵差保护不平衡电流的主要因素有： （1）变压器两侧绕组接线方式不同； （2）电流互感器的计算变比与实际变比不同； （3）变压器带负荷调节分接头； （4）变压器励磁涌流；
正常运行时投入，PT失压时，不停用（负荷超过50%时， 申请停用），应立即处理PT失压
正常运行时投入，PT失压时，停用110KV侧零序方向过 流Ⅰ段保护压板
序号
9 10 11 12 13 14 15 16 17
18 19
压板名称 110KV侧零序方向过流Ⅱ段
压板投停情况
正常运行时投入，PT失压时，停用110KV侧零序方向 过流Ⅱ段保护压板
高压侧、中压侧相间后备设有复合电压闭锁（低电压和 负序电压并联构成）过电流保护和方向过电流保护，复合 电压闭锁方向过电流设一段三级时限，第一级时限动作跳 开本侧母联断路器，第二级时限动作跳开本侧断路器，第 三级时限动作跳开各侧断路器；复合电压闭锁过电流设一 段三级时限，第一级时限动作跳开本侧母联断路器，第二 级时限动作跳开本侧断路器，第三级时限动作跳开各侧断 路器。
（4）差动保护与瓦斯保护在保护范围上有 一定互补性，不能相互代替，一起作为变压
思考练习题
1、什么是瓦斯保护？作用是什么？重瓦斯保护和轻瓦 斯保护有何不同？ 2、差动保护和瓦斯保护能否互相取代，为什么？
四、变压器后备保护基本原理
(一)相间后备保护的基本原理
•作用：作为变压器相间短路的近后备保护 ，一般情况下， 还作为下一相邻元件的远后备保护 •出口方式：保护延时动作于跳闸。
积聚气体数量 250mL— 3油5流0m冲L向油枕的 速度 1.0— 1.2m/s
发信号 跳闸
有载调压瓦斯只是保护的对象和安装 位置不同，原理与本体瓦斯一致。
磁铁
瓦斯继电器外形图干簧接点
2.瓦斯保护的定值整定
• 轻瓦斯定值一般为：250mL—350mL（积 聚气体数量 ），若轻瓦斯不满足要求，可以 调节开口杯背后的重锤改变开口杯的平衡来 满足需求。
（2）差动保护能反应油箱外（变压器套管 和引出线的）故障，抗外部振动干扰能力 强。
（3）瓦斯保护能反应变压器油箱内的任何 故障，包括铁芯过热烧伤，油面降低，但差 动保护对此无反应。又如变压器绕组产生少 数线匝的匝间短路，虽然短路匝内短路电流 很大会造成局部绕组严重过热产生强烈的油 流向油枕方向冲击，但表现在相电流上却并 不大，因此差动保护没有反应，瓦斯保护对 此却能很灵敏地加以反应。
（WBZ-500H） 差动保护、过负荷告警。非电量保 护：本体轻瓦斯保护、本体重瓦斯
保护、冷却器全停保护、压力释放
保护、油温高报警保护、绕组温度
高报警保护、油位异常保护。
思考练习题
1、电力变压器可能发生的故障和不正常运行状态 有 哪些？
2、电力变压器应该装设哪些保护？
二、变压器保护的保护范围
（一）差动保护范围
保护范围：三侧开关CT（包括CT）至主变部分。可以反应保 护范围内的接地、相间、匝间故障。 动作特性：瞬时跳三侧开关 (0 S动作)
利用开关侧CT
利用套管CT
（二）瓦斯保护范围
瓦斯保护的保护范围是变压器油箱内部的各种故障。
(三)后备保护范围
1、相间后备保护。相间后备保护可分为高压侧、中压侧 和低压侧相间后备保护功能，其保护范围为变压器内部短 路故障和相应侧外部相间短路（延伸相邻母线和线路，保 护的定值和动作时间要与相邻元件的保护配合）。
正常运行时投入，PT失压时，不停用（负荷超过50%时 申请停用），应立即处理PT失压
正常运行时投入，PT失压时，停用220KV侧零序方向过 流Ⅱ段保护压板
正常运行时投入，PT失压时，不停用
变压器220KV侧中性点不接地时，投入间隙保护，当一 台主变运行时，停用间隙保护
正常运行时投入，PT失压时，停用110KV侧复压方向过 流Ⅰ段保护压板
对于不正常工作状态，变压器保护也必须能够反应。发告 警信号，或延时跳闸。
（三）变压器的保护配置
1、配置要求
对于220kV及以上电压等级、不同接线方式的变 压器，应配置双套主保护、双套后备保护、非电量 保护，并保证两套主保护完全独立，即交流电压电 流回路、直流电源回路、出口跳闸回路完全独立。
2、变压器保护配置
变压器油箱内部故障产生较大 的短路电流，不仅会烧坏变压器 绕组和铁心，而且由于绝缘油汽 化，可能引起变压器爆炸。
2、油箱外部故障
（1）绝缘套管的相间短路与接地短路； （2）引出线上的发生的相间短路和接地短路；
TA2
线路 、
变压器保护
均应当跳闸
TA2
TA2
油箱内部
（二）变压器的不正常工作状态
（1）由于外部短路引起的过电流； （2）负荷长时间超过额定容量引起的过负荷； （3）油箱漏油造成的油面降低； （4）由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁；
变压器PST 1200型保护压板投停情况：
序号 压板名称
压板投停情况
1
差动保护（功能压板）
2
220KV侧复压过流
3
220KV侧零序方向过流Ⅱ段
4
220KV侧零序电流
5
220KV间隙保护
6
110KV侧复压方向过流Ⅰ段
7
110KV侧复压过流
8
110KV侧零序方向过流Ⅰ段
正常投入，当差动保护测方向、CT回路开路时，差动二 次回路异常时，停用差动保护压板
110KV侧零序过流
正常运行时投入
10KVⅠ段复压过流
正常运行时投入
10KVⅠ段速段过流
正常运行时投入
10KVⅡ段复压过流
正常运行时投入
10KVⅡ段速段过流
差动、间隙及后备跳201开关 Ⅰ 差动、间隙及后备跳201开关 Ⅱ
正常运行时投入 正常运行时投入 正常运行时投入
差动、间隙及后备跳101开关、正常运行时投入 跳014开关 重瓦斯保护：（功能压板） 变压器送电及正常运行时投入压板
思考练习题
指出变压器主保护和后备保护的保护范围。
三、变压器保护基本原理
（一）瓦斯保护
变压器油箱内部故障产生电弧，使绝缘物和变压器油分 解产生大量气体，根据油箱内部所产生的气体数量和油流 速度而动作的保护。
瓦斯保护的原理接线图
1.瓦斯继电器的构成及动作原理
浮子（开口杯） 接线柱
轻瓦斯
挡板
重瓦斯
阻尼弹簧
负荷保护 12——其他非电量保护
（四）变电站主变保护配置示例
1、220kV兴隆站示例
本站主变保护装置 PST-1200系列保护。
主变压器保护装置是以差动保护、后备保 护和瓦斯保护为基本配置的成套变压器保 护装置。保护装置有两种不同的差动保护， 设有完全相同的CPU插件，分别完成差动 保护功能，高压侧、中压侧、低压侧后备 保护功能，各种保护功能均有软件实现， 瓦斯保护有独立机箱。
2、接地后备保护。接地后备保护也分为高压侧、中压 侧和低压侧接地后备保护功能，其保护范围为变压器相应 侧外部（相邻母线或线路）接地短路和内部短路故障。一 般220kV和110kV侧装设零序电压闭锁零序过电流和零序 电压闭锁零序方向过电流保护，可作为相应侧母线及引出 线接地故障的后备保护，它的方向可指向本侧母线，保护 设有两级时限，以较短的时限跳母联或分段断路器缩小故 障范围，以较长的时限跳变压器本侧断路器。在中性点非 直接接地系统，应装设单相接地保护，动作于信号或跳闸。
1. 瓦斯保护
轻瓦斯（信号）和重瓦斯（跳闸）
主
针对油箱内的各种故障及油面降低。
保
优点：结构简单，能全面反映变压器油箱内部的各种故
护 障。
缺点：不能反应油箱外部的故障。
2. 纵差保护或电流速断保护
2.纵差保护或电流速断保护 （根据变压器容量选择）
主要反应绕组、套管及引 出线上的相间短路，并在一 定程度上反应绕组内部匝间 短路及中性点接地侧的接地 短路。
（二）纵差保护
变压器纵差保护是按照循环电流原理构成
的,即将变压器各侧电流互感器的二次电流进
行相量相加，正常运行和区外故障时，若忽

略励磁电流损耗及其他损耗，则流入I 变压器
的电流等于流出变压器的电流（若假设变压

I
d
器的电能传递为线性，则可近似地用I 基I尔d 霍 夫第一定律表示，即 =0），此时纵联差动
主保护包括：差动保护、分差保护、瓦斯 保护。
后备保护包括：过激磁保护、相间阻抗保 护、复合电压闭锁过流保护、零序电流保
主变各保护屏保护配置表（一）
保护屏及保 保护功能配置 护型号
包括差动保护及后备保护装置单元。
高压侧：差动保护、高压侧相间阻抗
保护、高压侧接地阻抗保护、高压侧
A屏
复压过流保护、高压侧零序过流保护、 高压侧零序方向Ⅰ段保护、高压侧零
一、变压器的故障、不正常工作状态和保护配置 二、变压器保护范围 三、变压器主保护 四、变压器后备保护 五、变压器保护运行注意事项 六、变压器保护的异常处理
一、变压器的故障、不正常工 作状态和保护配置
(一)变压器的故障
1、油箱内部故障
（1）变压器绕组 相间短路 ；
（2）变压器绕组 匝间短路 ；
（3）变压器绕组 接地短路
低压侧相间后备保护设有复合电压闭锁过电流保护 （或过电流保护），该保护设一段三级时限，第一级时限 动作跳开本侧分段断路器，第二级时限动作跳开本侧断路 器，第三级时限动作跳开各侧断路器
高压、中压、低压三侧的复合电压均取三侧电压并联， 并可通过压板（控制字）投入或退出其中任何一侧复合电 压。高（中）压侧复合电压闭锁方向过电流保护中，方向 元件电压引自本侧。
（WBZ-500H） 序方向Ⅱ段保护、过激磁保护、中性
点零序过流保护。中压侧：差动保护、
中压侧相间阻抗保护、中压侧接地阻
抗保护、中压侧零序过流保护、中压
主变各保护屏保护配置表（二）
保护屏及保 保护功能配置 护型号
包括差动保护及后备保护装置单元。
高压侧：差动保护、高压侧相间阻抗
保护、高压侧接地阻抗保护、高压侧
瓦斯保护跳201开关Ⅰ、跳 201开关Ⅱ、跳101开关、跳 014开关
正常运行时投入。当变压器加油、更换硅胶等，按 规定瓦斯需投信号时，停用瓦斯保护跳闸压板
2、500kV泰山站示例
#2、#3号主变保护采用南京自动化设备总 厂生产的WBZ—500H微机型变压器保护 装置。整套装置由三个独立单元组成：主 保护单元、后备保护单元、非电量保护单 元。
特点：瞬时动作切除故障
I-I
应用 基尔霍夫 电流定律
3、外部相间短路的后备保护
延 1）过电流保护 时 2）复合电压起动的过流保护
跳 3）负序电流保护和单相式低压起动的过电流保护
闸 4）阻抗保护
或 4、外部接地短路的后备保护
发 1）零序电流保护（若中性点接地）
信 2）零序过电压保护、在中性点装放电间隙加零序电流保
复压过流保护、高压侧零序过流保护、
B屏
高压侧零序方向Ⅰ段保护、高压侧零
（WBZ-500H） 序方向Ⅱ段保护、过激磁保护、中性
点零序过流保护。中压侧：差动保护、
中压侧相间阻抗保护、中压侧接地阻
主变各保护屏保护配置表（三）
保护屏及保 保护功能配置 护型号
包括分差保护、非电量保护。分差
C屏
保护：三侧差动保护、TA断线闭锁
• 重瓦斯定值一般为：1.0—1.2m/s（油速 • 3生整 节.瓦，定指当斯气）针变保体护弹压，的继簧器若工电改内重作器变部原瓦K档发理斯G板生的不的轻上满强微触足度故点要来障（求满时K，G足，可1需有）以求轻闭通。瓦合过斯，调产
作用于预告信号；当发生严重故障时，重瓦斯 冲击气体继电器挡板使其下触点（KG2）闭合，