电力变压器的继电保护简介电力变压器的继电保护简介变压器常见故障变压器常见故障l箱体内故障：l绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁心烧损；l箱体外故障：l套管及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路；变压器不正常运行状态变压器不正常运行状态l1、外部因素引起的过电流、过电压、过负荷、过励磁等；l2、非电气故障：油位下降、油温高、箱体内压力升高和冷却系统故障。变压器常见保护配置变压器常见保护配置l1、纵联差动保护或电流速断保护l2、瓦斯保护l3、过流保护(复压、方向、负序电流)l4、零序过流、过压保护l5、零序差动保护与分侧差动保护l6、过负荷、过励磁保护(五次谐波制动)l7、其他保护(压力释放、油温高、风冷全停等)纵差保护的基本原理纵差保护的基本原理影响纵联差动保护主要因素影响纵联差动保护主要因素l1、变压器两侧电流大小与相位不同；l2、稳态不平衡电流大l 1)变压器的励磁电流；l 2)变压器有载调压；l 3) TA变比误差；l3、暂态不平衡电流大l 1)各侧TA的型号、变比、负载不同l 2)励磁涌流l 3)变压器过励磁l 4)大电流系统侧接地故障时变压器的零序电流差动保护两侧电流的移相差动保护两侧电流的移相l1、改变差动TA接线方式；(常规保护使用)l2、接入辅助TA的移相方式；(基本不用)l3、用软件对电流移相方式；(微机保护使用)，(IA-IB)/3电流平衡系数的计算电流平衡系数的计算l变压器各侧TA变比不同，需要调整平衡：l1、一次额定电流的计算：Ie=Se/3Ue；l2、二次额定电流的计算：I2e=(Ie/Kn)l3、以一侧为基准值In计算平衡系数：l Kb=In/I2e励磁涌流波形励磁涌流波形励磁涌流的特点励磁涌流的特点l1、含有很大的二次谐波分量；l2、波形是间断的，且间断角一般大于120度；l3、由于波形间断，在一个周期内正半波与负半波不对称；l4、偏于时间轴一侧，即含有大量直流分量；l5、在同一时刻三相涌流之和近似等于0。励磁涌流实验数据举例励磁涌流实验数据举例 条件条件谐波分量占基波分量的百分数（谐波分量占基波分量的百分数（%）直流分量基波二次谐波三次谐波四次谐波五次谐波励磁涌流励磁涌流第一个周期第二个周期第八个周期585858100100100626365252830457233内部短路故障内部短路故障电流电流电流互感器饱和电流互感器不饱和 38010010049324 9724实测励磁涌流波形实测励磁涌流波形空投变压器（实际500kV自耦变压器）防止励磁涌流影响的措施防止励磁涌流影响的措施l利用涌流的各种特征量作为制动量：l1、二次谐波制动；(K=0.15、0.2、0.25)l2、波形间断角识别法；l 间断角d65、 波宽角w140l3、鉴别短路电流和励磁涌流波形的波形对称识别法。l利用电抗互感器变换各侧电流，波形对称的为内部故障，波形间断的为涌流。防止零序电流影响的措施防止零序电流影响的措施l1、各相电流分别消除零序电流。l2、两相电流差消除零序电流。比率制动式差动保护原理比率制动式差动保护原理l1、比率制动特性曲线有三种；l2、比率制动特性曲线的三要素：起动电流Iop、拐点Ircs、比率系数S；l3、比率制动特性三要素大小的确定。比率制动特性整定比率制动特性整定l起动电流：l拐点电流：各厂家考虑不同，0.51.2Iel比率系数：比率制动式差动保护原理比率制动式差动保护原理l一、和差式比率制动差动保护原理l Id=|IhIL|l Ir= |IhIL|l二、主绕组变压器比率制动差动保护原理l Id=|IhImIL|l Ir=max |Ih|,|Im|,|IL| l三、工频变化量比率制动差动保护原理l Id= | Ih IL|l Ir= | Ih IL|比率制动式差动保护原理比率制动式差动保护原理l四、零序比率差动保护原理（单相式超高压自耦变单相接地故障为主）l Id0=|Ih0Im0Iw0|l Ir0=max |Ih0|,|Im0|,|Iw0| l五、分侧比率差动保护原理l Id=|IhImIcw|l Ir=max |Ih|,|Im|,|Icw| NARI POWER SYSTERM RELAYING INC. 南瑞继南瑞继保保工频变化量比率差动动作特性工频变化量比率差动动作特性差速保护差速保护l差速原理：区内严重故障时，TA饱和在差动电流中产生大量高次谐波分量，制动差动保护，使差动保护动作延误，为达到快速切除故障的目的，设置差速保护。l按空载合闸最大励磁涌流整定。变压器后备保护变压器后备保护l一、复压闭锁方向过流保护l二、过负荷保护l三、变压器接地保护l 1、中性点直接接地保护方式l 2、中性点不接地保护方式l 3、中性点经放电间隙接地的保护方式l四、变压器过励磁保护l五、变压器阻抗保护l六、高压侧开关失灵保护复压方向过流保护复压方向过流保护l1、动作元件：电流元件l2、闭锁元件：复压元件、功率方向元件l2、复压闭锁方向过流逻辑框图l3、动作条件：功能投入、闭锁条件开放、l 动作元件动作、出口压板投入过负荷过负荷l1、作用：发告警信号、起动风冷、闭锁调压l2、耦合变各侧容量分配l 1：1：（1-1/N12）l N12=U1/U2主变接地保护主变接地保护l一、中性点直接接地保护l动作元件：零序电流l闭锁元件：零序电压、零序功率方向元件l二、中性点不接地保护l动作元件：零序电压l闭锁元件：零序电流l三、中性点经放电间隙接地保护l动作元件：零序电压、间隙零序电流过励磁保护过励磁保护l1、原因：B=KU/fl B-磁场强度；K-常数；f-频率l2、反时限过励磁保护(ABB公司提出）l t(s)=0.8+0.18Kt / (M-1)2l M-保护启动倍数，M=n/nset；Kt-时间 倍率；n=U fe / Ue f过励磁倍数变压器阻抗保护变压器阻抗保护l动作元件：相间阻抗l闭锁条件：零序电流启动、TV断线l由于变压器阻抗较大，因此变压器阻抗保护定值也较大，因而在PT断线等电压异常时，阻抗保护容易误动。经电流起动、加设电压回路断线闭锁可以有效提高可靠性，防止误动，但阻抗保护灵敏性亦随之下降。 主变失灵保护主变失灵保护l主变微机保护应为失灵保护提供两副出口接点，一副失灵启动解除电压闭锁，另一副启动失灵。l电量保护动作接点+电流判据=失灵 l非电量不启动失灵，由于非电量的延时返回或不能返回可能会造成失灵保护误动作，不得使用不能快速返回的电气量保护和非电量保护作为断路器失灵保护的起动量 。 非电量保护非电量保护l1、瓦斯保护l2、温度保护l3、压力释放l4、油压速动l5、油位异常l6、风冷全停故障非电量保护介绍非电量保护介绍1、瓦斯保护原理2、要求：出口继电器具有自保持电流线圈（5起事故分析之一谈到）电气量的保护出口与非电量保护出口分开。做好防水措施。应进行单台及多台油泵启停试验 。3、注意：加油、换油或检修后，要疏气，要退出重瓦斯投信号。在线滤油设备在线检修或试验时应退出重瓦斯保护，投信号。非电量保护介绍非电量保护介绍l2、绕组温度测量原理冷控失电保护逻辑冷控失电保护逻辑l根据根据DL/T 572-95DL/T 572-95电力变压器运行规程电力变压器运行规程：强油循环风冷和强油循环水冷变压器，当冷却强油循环风冷和强油循环水冷变压器，当冷却系统故障切除全部冷却器时，允许带额定负载系统故障切除全部冷却器时，允许带额定负载运行运行20min20min。如。如20min20min后顶层油温尚未达到后顶层油温尚未达到7575，则允许上升到，则允许上升到7575，但在这种状态下运行的，但在这种状态下运行的最长时间不得超过最长时间不得超过1 1小时。小时。l沙波变沙波变2 2主变冷却器全停跳闸事故主变冷却器全停跳闸事故 风冷全停经油温高跳闸回路规范非电量保护运行通知的学习规范非电量保护运行通知的学习常见问题与注意事项常见问题与注意事项l一、CT的选择与试验l二、负荷测试结果的分析方法l三、反措要求l四、PT断线对保护影响l五、CT断线对保护影响与处理方法l六、案例分析(套管TA与非电量绝缘检查、差动回路串入交流、穿越性故障、非电量误动、定值项问题(玉洞变、坛洛变、五一变）TA注意事项注意事项l1、极性统一：以母线为正；l2、精度合适；l3、组别分布合理（保护交叉）；l4、差动组一点接地；疑问（装置分侧开入，之间有无联系，无联系是否可以分别接地）l5、二次电流回路检查（组别、相别）；l6、套管CT安装后，进行绝缘检查、二次回路检查；l7、电流回路端子的紧固。（工艺、检查方法）负荷测试方法负荷测试方法l带负荷测试教案l五起事故中第五起事故反应的问题l说明书对极性描述与个人理解上的差异l极性端指向母线、极性端在母线等案例分析案例分析l非电量保护设备以及套管CT在拆装后要立刻进行绝缘检查。l区外故障时，瓦斯误动。l说明书理解不透或说明书不详引起的问题。（玉洞、坛洛、五一）