1、變壓器差動及非電量保護變壓器差動及非電量保護 1.1.變壓器故障類型及不正常運行情況變壓器故障類型及不正常運行情況2.2.變壓器保護配置變壓器保護配置3.3.瓦斯保護瓦斯保護 4.4.變壓器差動保護變壓器差動保護5.5.各側平衡系數計算各側平衡系數計算6.6.后備保護后備保護7.7.非電量和開關保護的類型非電量和開關保護的類型電力變壓器故障類型：電力變壓器故障類型：油浸式變壓器油箱的內部故障：油浸式變壓器油箱的內部故障：繞組的相間短路、匝間短路、接地短路及鐵芯的燒損繞組的相間短路、匝間短路、接地短路及鐵芯的燒損變壓器的外部故障：套管和引出線上發生相間短路及接地短路變壓器的外部故障：套管和引出線

2、上發生相間短路及接地短路變壓器的不正常工作狀態有：變壓器的不正常工作狀態有：由于外部短路引起的過電流，過負荷，由于外部短路引起的過電流，過負荷，中性點不接地的變壓器中性點過電壓，中性點不接地的變壓器中性點過電壓，油面的過度降低和溫度升高，油面的過度降低和溫度升高，變壓器的過勵磁等變壓器的過勵磁等10kV級級SCB10型型（IP00)干式變壓器干式變壓器高壓接線高壓接線端子端子低壓接線低壓接線端子端子溫控溫控儀儀冷卻冷卻風機風機低壓低壓繞組繞組高壓高壓繞組繞組環氧環氧樹脂樹脂澆注澆注 鐵鐵心心無載無載分接分接開關開關1.1.變壓器故障類型及不正常運行情況變壓器故障類型及不正常運行情況2.2.變壓

3、器保護配置原則變壓器保護配置原則. .瓦斯保護瓦斯保護. .縱差保護或電流速斷保護縱差保護或電流速斷保護. .外部相間短路和接地短路時的后備保護外部相間短路和接地短路時的后備保護. .過負荷保護過負荷保護. .過勵磁保護過勵磁保護. .其他非電量保護其他非電量保護3.13.1原理原理 3.1.1.3.1.1.適用：適用：800kVA800kVA及以上油浸式變壓器，反映變壓器及以上油浸式變壓器，反映變壓器油箱內部故障的主要保護油箱內部故障的主要保護 3.1.2.3.1.2.原理：故障原理：故障氣體及絕緣物質分解、產生大量氣氣體及絕緣物質分解、產生大量氣體體流向油枕流向油枕 3.1.3.3.1.3

4、.構成：瓦斯繼電器構成：瓦斯繼電器 3.23.2瓦斯繼電器作用及安裝結構瓦斯繼電器作用及安裝結構 3.2.1.3.2.1.作用：反映于氣體的繼電器作用：反映于氣體的繼電器3.變壓器瓦斯保護變壓器瓦斯保護氣體繼電器安裝：油箱與油枕之間氣體繼電器安裝：油箱與油枕之間的連通管道上的連通管道上 3.2.2. 3.2.2.安裝：位于油箱與油枕之間連接管的中部連接管坡安裝：位于油箱與油枕之間連接管的中部連接管坡度（度（2 24%4%）：油箱）：油箱油枕氣流順利通過頂蓋與水平面油枕氣流順利通過頂蓋與水平面坡度（坡度（1 11.5%)1.5%)：防止氣泡聚集在頂蓋處：防止氣泡聚集在頂蓋處 3.2.3.3.2.

5、3.瓦斯繼電器的結構：瓦斯繼電器的結構：開口杯擋板式開口杯擋板式 結構：上部結構：上部開口杯開口杯 下部下部金屬擋板金屬擋板 上附磁鐵（可繞軸轉動）上附磁鐵（可繞軸轉動） 干簧接點（兩對）干簧接點（兩對） a a正常運行：正常運行： 開口杯上浮開口杯上浮擋板下降（重力作用）擋板下降（重力作用）磁鐵遠離干簧接點，不磁鐵遠離干簧接點，不動作動作 b b輕微故障：輕微故障： 氣體上升氣體上升漏油層漏油層 油面下降油面下降開口杯下轉開口杯下轉干簧接點動作，干簧接點動作，發信號發信號輕瓦斯輕瓦斯 c c嚴重故障：嚴重故障： 油流、氣流油流、氣流沖擊擋板沖擊擋板干簧接點動作干簧接點動作DLDL跳閘，且發信

6、號跳閘，且發信號重瓦斯重瓦斯 特點：抗震性能好特點：抗震性能好 輕瓦斯按氣體容積整定，輕瓦斯按氣體容積整定，250300cm250300cm3 3。重瓦斯按油流速度整定，重瓦斯按油流速度整定，0.81.00.81.0米米/ /秒秒以下情況重瓦斯由跳閘位置切換到信號位置以下情況重瓦斯由跳閘位置切換到信號位置; ;1. 1.氣體繼電器試驗氣體繼電器試驗2. 2.變壓器注入油變壓器注入油3 .3 .變壓器大修后投入運行變壓器大修后投入運行瓦斯繼電器外部端子接線圖瓦斯繼電器外部端子接線圖瓦斯繼電器內部接線圖瓦斯繼電器內部接線圖3.33.3特點：只反應油箱內部故障，變壓器引出線及變壓器特點：只反應油箱內

7、部故障，變壓器引出線及變壓器與斷路器之間聯線發生故障，不動作。與斷路器之間聯線發生故障，不動作。KG3.43.4瓦斯繼電器的校驗方法瓦斯繼電器的校驗方法3.4.1 3.4.1 瓦斯繼電器的使用瓦斯繼電器校驗儀進行調瓦斯繼電器的使用瓦斯繼電器校驗儀進行調試，具體檢驗內容見（調試報告）試，具體檢驗內容見（調試報告）3.4.23.4.2主變保護校驗時進行瓦斯繼電器接點驗證，主變保護校驗時進行瓦斯繼電器接點驗證，使用短接線（本體重瓦斯按壓活塞）根據瓦斯繼使用短接線（本體重瓦斯按壓活塞）根據瓦斯繼電器外部接線端子短接相應接點，本體非電量保電器外部接線端子短接相應接點，本體非電量保護裝置動作出口，本體及有

8、載重瓦斯保護動作出護裝置動作出口，本體及有載重瓦斯保護動作出口跳閘，本體及有載輕瓦斯保護動作出口發信。口跳閘，本體及有載輕瓦斯保護動作出口發信。4.4.變壓器差動保護變壓器差動保護4.14.1變壓器縱差動保護變壓器縱差動保護（1 1）單相雙繞組）單相雙繞組變壓器縱差動保護基本原理變壓器縱差動保護基本原理流入差動繼電器的電流流入差動繼電器的電流縱差動保護判據縱差動保護判據在正常及外部短路時在正常及外部短路時若使流入差動繼電器的電流若使流入差動繼電器的電流則則變壓器縱差動保護兩側電流互感器變比選擇的條件變壓器縱差動保護兩側電流互感器變比選擇的條件021T IInset21IIIITA22TA112

9、1nInIIIITA22TA11nInI0ITTA1TA2nnn電流的正方向規定：由母線變壓器電流的正方向規定：由母線變壓器電流互感器的正方向規定：一次電流從同名端電流互感器的正方向規定：一次電流從同名端流入，二次電流從同名端流出流入，二次電流從同名端流出T12TA1TA2nIInn（2 2）三相雙繞組）三相雙繞組變壓器縱差動保護基本原理和接線方式變壓器縱差動保護基本原理和接線方式（,d11,d11接線）接線）變壓器變壓器d d側電流側電流超前超前側側3030若將變壓器一、二次側電流直接引入差動繼電器，若將變壓器一、二次側電流直接引入差動繼電器，差動繼電器中產生很大的差動電流差動繼電器中產生很

10、大的差動電流變壓器兩側電流互感器的接線方式：變壓器兩側電流互感器的接線方式：變壓器側，電流互感器接成三角形變壓器側，電流互感器接成三角形變壓器變壓器d d側，電流互感器接成形側，電流互感器接成形電流互感器變比選擇的條件電流互感器變比選擇的條件3TTA1TA2nnn321IIIId區外故障時：區外故障時：如如圖示在低壓母線上發圖示在低壓母線上發生故障。高、中壓側生故障。高、中壓側短路電流由母線流向短路電流由母線流向變壓器，為正值。低變壓器，為正值。低壓側電流由變壓器流壓側電流由變壓器流向母線，為負值。把向母線，為負值。把變壓器看成電路上的變壓器看成電路上的一個節點，由節點電一個節點，由節點電流定

11、理，流入的電流流定理，流入的電流等于流出的電流，即等于流出的電流，即相量和為相量和為0 0，所以差，所以差動電流動電流 差動保護不動作。差動保護不動作。0321IIIId（3 3）變壓器縱聯差動保護的校驗方法變壓器縱聯差動保護的校驗方法 計算計算兩側差動：兩側差動： IcddIcdd =| =|I I1+1+I I2|2|； IrddIrdd = =maxmax(| (|I I1|,|1|,|I I2|)2|)； 三側差動：三側差動： IcddIcdd =| =|I I1+1+I I2+2+I I3|3|； IrddIrdd = =maxmax(| (|I I1|,|1|,|I I2|,|2|

12、,|I I3|)3|)； 四側差動：四側差動： IcddIcdd =| =|I I1+1+I I2+2+I I3+3+I I4|4|； IrddIrdd = =maxmax(| (|I I1|,|1|,|I I2|,|2|,|I I3|,|3|,|I I4|)4|)首先規定首先規定TATA的正極性端在的正極性端在母線側，電流參考方向由母線側，電流參考方向由母線流向變壓器為正方向。母線流向變壓器為正方向。I1I2I3比率制動曲線比率制動曲線IdIcdqdKbl10.5Ie3IeIrcdqddIIerII5 .0)5 . 0(erblcdqddIIKIIereIII35 . 0ereblcdqdd

13、IIIKII35 . 2erII3動作方程如下：動作方程如下：如圖示，在如圖示，在Y Y高壓側和高壓側和低壓側做差動試驗。低壓側做差動試驗。高壓側電流是高壓側電流是A A進進N N出，低壓側是出，低壓側是a a進進c c出。出。高壓側電流：代入折算公式：高壓側電流：代入折算公式：I IA A1010；I IB B0 0；I IC C0 0；折算后：折算后：I IA A 1 1 0 0；I IB B 0 0 ；I IC C 1 1 180 180 ；低壓側電流：低壓側電流：I Ia a1 1 180180；I Ib b0 0；I Ic c 1 1 0 0 ；)()()(ACCCBBBAAIIII

14、IIIIIdxbdIKI2 當任一相差動電流大于差動速斷整定值時瞬時當任一相差動電流大于差動速斷整定值時瞬時動作于出口繼電器。動作于出口繼電器。 cdsddII 裝置通過變壓器容量，變壓器各側額定電壓和各側裝置通過變壓器容量，變壓器各側額定電壓和各側CTCT變比及接線方式的整定，裝置自動進行各側平衡系數的變比及接線方式的整定，裝置自動進行各側平衡系數的計算，通過軟件進行計算，通過軟件進行Y Y 轉換及平衡系數調整。平衡系轉換及平衡系數調整。平衡系數的內部算法如下：以數的內部算法如下：以Kmode=1Kmode=1為例為例 對于變壓器對于變壓器Y Y接線側接線側 對于變壓器對于變壓器 接線側接線

15、側 若報若報“平衡系數錯平衡系數錯”，這說明平衡系數太大，最好改變，這說明平衡系數太大，最好改變CTCT變比以滿足要求。這樣更能保證差動保護的性能。變比以滿足要求。這樣更能保證差動保護的性能。 SCTUKnph1111SCTUKnph21223折算方法：變壓器各側額定電流都折算為5A，然后再進行差動計算。Y側折算：側折算：ASCUCUSKIKIINTNTNNphNphN5533311111111111ASCUCUSKIKIINTNTNNphNphN5353212212222226.16.1后備保護的主要功能后備保護的主要功能1 1）復合電壓閉鎖過流保護；）復合電壓閉鎖過流保護；2 2）接地零序

16、保護；）接地零序保護；3 3）不接地零序保護（一段定值二段時限的零序無流閉鎖）不接地零序保護（一段定值二段時限的零序無流閉鎖 過壓保護、一段定值二段時限的間隙零序過流保護）；過壓保護、一段定值二段時限的間隙零序過流保護）；4 4）過負荷發信號；）過負荷發信號；5 5啟動主變風冷；啟動主變風冷；6.26.2復合電壓閉鎖過流保護復合電壓閉鎖過流保護 1）保護原理）保護原理電流元件、低電壓元件和負序過電壓元件電流元件、低電壓元件和負序過電壓元件區外故障：過電流保護區外故障：過電流保護遠后備遠后備區內故障：近后備區內故障：近后備2）復合電壓閉鎖保護原理圖）復合電壓閉鎖保護原理圖過流保護方向元件指向系過

17、流保護方向元件指向系統時，此時做為系統故障統時，此時做為系統故障的后備保護，保護范圍是的后備保護，保護范圍是本側母線故障及母線出口本側母線故障及母線出口處故障。處故障。方向元件指向變壓器時，方向元件指向變壓器時，保護范圍是：變壓器故障、保護范圍是：變壓器故障、對側母線故障及母線出口對側母線故障及母線出口處故障。處故障。 TATA的正極性端指向母線的正極性端指向母線復壓功率方向指向系統（母線）復壓功率方向指向系統（母線）, ,保護動作區保護動作區2252254545，最大靈敏角，最大靈敏角為為135135；復壓功率方向指向變壓器；保護動作區復壓功率方向指向變壓器；保護動作區4545-135-13

18、5，最大靈敏角為，最大靈敏角為- -4545；（2）校驗方法）校驗方法根據邏輯圖使用測試設備給保護裝置加入相應的模擬量，檢查裝置動作根據邏輯圖使用測試設備給保護裝置加入相應的模擬量，檢查裝置動作是否滿足邏輯判據，詳見作業指導書。是否滿足邏輯判據，詳見作業指導書。 Ua Ia -45 Ubc Uc Ub 6.26.2接地零序保護接地零序保護 （1 1）原理及邏輯）原理及邏輯 對于對于110KV110KV及以上電壓等級的變壓器需要設置接地保及以上電壓等級的變壓器需要設置接地保護。針對三種接地方式設有相應保護功能：護。針對三種接地方式設有相應保護功能：a) a) 中性點直接接地運行；中性點直接接地運

19、行；b) b) 中性點不接地運行；中性點不接地運行；c) c) 經間隙接地運行經間隙接地運行當變壓器中性不接地運行當變壓器中性不接地運行時，如圖示，當發生單相接時，如圖示，當發生單相接地故障，中性點地故障，中性點N N電位升高到電位升高到相電位，如果不設放電間隙，相電位，如果不設放電間隙，容易把中性點絕緣擊穿。容易把中性點絕緣擊穿。此時設放電間隙，防止過此時設放電間隙，防止過電壓，同時間隙擊穿后有間電壓，同時間隙擊穿后有間隙零序電流，間隙過流保護隙零序電流，間隙過流保護動作。動作。0I0I1t1t2t2t0000跳跳 、QFQF1QF1QF2QF2QF0I跳跳 、QFQF1QF1QF2QF2QF1t00U同上圖12t002t（2 2）校驗方法）校驗方法中性點過流元件，動作判據為：中性點過流元件，動作判據為： IzxdIzxd Iz Iz ；其中：其中：IzxdIzxd為中性點電流，取自本側中性點為中性點電流，取自本側中性點TATA； Iz Iz為中性點過流的電流定為中性點過流的電流定將試驗線插入中性點將試驗線插入中性點TATA電流保護繞組，任意加入一相電電流保護繞組，任意加入一相電流值大于定值，則保護動作，詳見作業指導書。流值大于定值，則保護動作，詳見作業指導書。6.36.3過負荷、啟動風冷、過載閉鎖有載調壓過負荷、啟動風冷