变压器后备保护

2、中、低压变电所主变压器的保护配置 （1）主保护配置 1）比率制动式差动保护。中、低压变电所主 变容量不会很大，通常采用二次谐波闭锁原理 的比率制动式差动保护。 2）差动速断保护。 3）本体主保护。本体瓦斯、有载调压重瓦斯。 对于中性点接地的变压器，除上述保护外 应考虑设置接地保护。
• 主变压器后备保护均按侧配置，各侧后备保护之 间、各侧后备保护与主保护之间软件硬件均相互 独立。 • 小电流接地系统变压器后备保护的配置： • 1）三段复合电压闭锁方向过电流保护。Ⅰ段动作 跳本侧分段断路器，Ⅱ段动作跳本侧断路器，Ⅲ 段动作跳三侧断路器。 • 2）三段过负荷保护。Ⅰ段发信，Ⅱ段起动风冷， Ⅲ段闭锁有载调压。 • 3）冷控失电，主变过温告警（或跳闸）。 • 4）电压互感器断线告警或闭锁保护。
IN SN 3U N
计算二次电流：
IN2 K con I N nTA
K bm I N 2h I N 2m
• 中压平衡系数： • 低压平衡系数：
KFra Baidu bibliotekbL
I N 2h I N 2L
差动最小动作电流：一般取变压器 额定电流的0.3~0.5倍。
• 比例制动系数：一般取0.5。 • 2次谐波制动系数：通过对装置的合理调整， 当谐波分量占基波的15%~25%，保护不动 作，达到变压器空载投入时闭锁差动保护 的目的。 • 差流速断：按躲过变压器的励磁涌流、最 严重外部故障时的不平衡电流及电流互感 器饱和等整定。
4、三绕组变压器后备保护的配置原则
信号
跳QF1 跳QF2 跳QF3 信号
跳QF3 信号
跳QF2
5、变压器的过负荷保护
过负荷保护反应变压器对称过负荷引起的过电 流。保护用一个电流继电器接于一相电流，经延 时动作于信号。 过负荷保护的安装侧，应根据保护能反应变 压器各侧绕组可能过负荷情况来选择： (1)对双绕组升压变压器，装于发电机电压侧。
最小制动电流：
• 一般取变压器二次额定电流值。 • 差动电流：
I I I I DA A1 A2 A3
I I I I DB B1 B2 B3
I I I I CD C1 C2 C3
制动电流：
I A max(I A1、I
A2
、I
B2
A3
)
B3
I B max(I B1、I
I C max(I C1、I
、I
)
C2
、I
C3
)
U 2.set (0.06 0.12)U N
3、负序电流和单相式低压过电流保护
对于大容量的发电机变压器组，由于额 定电流大，电流元件往往不能满足远后备灵 敏度的要求，可采用负序电流保护。负序电 流元件和反应对称短路故障的单相式低压过 电流保护组成。 负序电流保护灵敏度较高，且在星、三角 接线的变压器另一侧发生不对称短路故障时， 灵敏度不受影响，接线也较简单。
差流速断保护：
• 原则：1）躲过空投变压器时产生的最大励 磁涌流。 • 2）躲过外部短路时产生的最大不平衡电流。 • 变压器外部短路流过差动速断的不平衡电 流小于变压器励磁涌流，因此差流速断定 值可考虑只躲过变压器励磁涌流。
动作电流：
I q0 4 ~ 10I 2 N
差流越限告警：
• 原理：正常情况下监视各相差流，如果任 一相差流大于越限启动门槛，发出警告信 号。 • 定值计算： • 变压器一次侧电流
（2）后备保护保护配置 1）中性点直接接地运行，配置二段式零序 过电流保护。 2）中性点可能接地或不接地运行，配置一段 两时限零序无流闭锁零序过电压保护。 3）中性点经放电间隙接地运行，配置一段两时 限式间隙零序过电流保护。
对于双圈变压器，后备保护可以只配置一 套，装于降压变的高压侧（或升压变的低压 侧）；三绕组变压器，后备保护可以配置两套： 一套装于高压侧作为变压器的后备保护，另一 套装于中压侧或低压的电源侧，作相邻后备。
中性点有两种运行方式的变压器，需要装设： 零序过电流保护─用于中性点接地运行方式；零序 过电压保护─用于中性点不接地运行方式。
原则：对于分级绝缘变压器应先切除中性点不接 地运行的变压器，后切除中性点接地运行的变压 器；对于全绝缘变压器应先切除中性点接地运行 的变压器，后切除中性点不接地运行的变压器。
信号 跳QF1 跳QF2
△
保护定值 I set .0 Krel Kb Ilx.set 式中： K rel ——可靠系数，取1.1～1.2；
K b ——零序电流分支系数；
──引出线零序电流保护后备 段的动作电流。
Ilx.set
2、中性点可能接地或不接地变压器的接地保护
△ △ △
变电站部分变压器中性点接地运行时 ： 若因某种原因造成QF3拒绝跳闸，则保护 动作于QF1跳闸。当QF1和QF4 跳闸后，系统 成为中性点不接地系统，而且T2仍带着接地故 障继续运行。T2的中性点对地电压将升高为相 电压，两非接地相的对地电压将升高相间电压。 如果T2为全绝缘变压器，可利用在其中性点不 接地运行时出现的零序电压，实现零序过电压 保护，作用于断开QF2。如果T2是分级绝缘变 压器，则不允许上述情况出现，必须在切除T1 之前，先将T2切除。
过负荷保护动作电流
I set
K rel IN K re
6.6 电力变压器接地保护 电力系统中，接地故障常常是故障的主要 形式，因此，大电流接地系统中的变压器，一 般要求在变压器上装设接地（零序）保护。作 为变压器本身主保护的后备保护和相邻元件接 地短路的后备保护。
1、中性点直接接地变压器的零序保护
(2)对一侧无电源的三绕组升压变压器，装于发 电机电压侧和无电源侧。
(3)对三侧有电源的三绕组升压变压器，三侧均应 装设。 (4)对于双绕组降压变压器，装于高压侧。 (5)仅一侧电源的三绕组降压变压器，若三侧 的容量相等，只装于电源侧；若三侧的容量不 等，则装于电源侧及容量较小侧。 (6)对两侧有电源的三绕组降压变压器，三侧均 应装设。
6.5变压器相间短路后备保护
变压器相间短路的后备保护既是变压器 主保护的后备保护，又是相邻母线或线路的 后备保护。 1、过电流保护 安装地点：电源侧。
动作电流确定：
I set K rel I L.max K re
最大电流确定：（并列变压器）
I L. max m IN m 1
降压变压器：
. max I L. max K ss I L
(2)比率差动保护 1)比率差动 差动动作方程
I d I res
I d I op . min K res I res I res . min
双绕组变压器 差动电流 I d Ih IL
制动电流
I res
I I h L 2
三绕组变压器
I I 差动电流 I d I h m L
I max{ I res h 制动电流
、Im 、 IL }
2）2次谐波制动
I d 2 K2 I d
I d 2 —— 为A、B、C三相差动电流中二次 谐波电流；
I d —— 对应的三相差动电流；
K 2 —— 二次谐波制动系数。
3）波形比较制动
• 采用波形比较的技术将变压器的励磁涌流 和故障电流区分开来。闭锁方式采用分相 闭锁，即任一相波形比较判据满足条件闭 锁本相差动。
（1）分级绝缘变压器
由其他变压器零序保护来 至其他变压器零序保护
信号 跳QF1 跳QF2
△
来自高压侧母线电压互感器
（2）全绝缘变压器
信号 跳QF1 跳QF2
△
信号
6.7 电力变压器微机保护 1、特点 变压器微机保护在硬件上与线路微机保护相 类同，因保护上的特殊要求，软件上较常规高 压设备保护在使用方便、性能稳定、灵敏度和 可靠性等各方面都具有明显突出的特性。微机 保护还解决了变压器空投内部故障，因健全相 涌流制动而拒绝动作的问题，使保护的可靠性 提高了一大步。多CPU微机保护的采用，使得 变压器的后备保护按侧独立配置并与变压器主 保护、人机接口管理相互独立运行，改善了保 护运行和维护条件也提高了保护的可靠性。
保护原理接线
信号
保护灵敏度
K sen
I k .min I set
2、低电压起动的过电流保护 3、复合电压起动的过电流保护
至电压断线信号 信号 跳QF1 跳QF2
接至电压互感器
电流元件 I set 保护 定值 确定
K rel IN K re
低压元件 U op 0.7U N 负序电压元件
3、差动保护的计算分析 （1）差动保护电流互感器接法分析 补偿方法：
j 30 I ay 2 ( I ay1 I by1 ) / 3 I ay1e
j 30 I by 2 ( I by1 I cy1 ) / 3 I by1e
j 30 I cy 2 ( I cy1 I ay1 ) / 3 I cy1e