变压器继电保护(四讲).docVIP

变压器的继电保护 主讲 苗永增 一、变压器的主要故障和危害 常见的内部故障包括：绕组的相间短路、绕组匝间短路和单相接地短路。变压器内部故障是很危险的，因为短路电流产生的电弧不仅会破坏绕组绝缘，烧坏铁心，还可能使绝缘材料和变压器受热而产生大量气体，引起变压器油箱爆炸。 变压器常见的外部故障包括：绝缘套管及引出线上的故障。这 些故障可能导致引出线的相间短路或一相接地短路。 变压器常见的不正常工作状态有：由于负载短路和过负荷而引起的过电流；油面过度降低和油温升高等。 二、变压器保护 根据变压器的故障种类及不正常运行状态，对中小型变压器装设下列保护。 瓦斯保护：容量为800千伏安以上的变压器和400千伏安及以上的车间內变压器均应装设。通常轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳闸。 温度保护：容量在1000KVA及以上的油侵变压器均应装设。通常变压器上层油温在60－85°C范围内运行，为了防止变压器油劣化过速，上层油温不宜经常超过85oC,但最高不得超过95°C。 电流速断保护：容量在10000KVA以下的单台变压器和容量在6300KVA以下并列运行的变压器，而且过电流保护动作时限大于0.5秒时均应装设，且瞬时动作于跳闸。 过电流保护：应用于6－10KV容量在800KVA及以上的供用电变压器，并根据负荷的实际情况作用于信号、或带时限动作于跳闸。 电流速断保护：采用瞬时电流速断保护作为防止变压器一次绕组及其引綫短路故障的速动保护。 接地保护：一次电压为6－10KV, 二次电压为400/230V的变压器，为防止单相接地，上述保护又不能满足要求时，在变压器二次测的中性线上装设零序电流保护。 三、电流速断保护的计算 变压器电流速断保护计算、要考虑短路发生瞬间三相短路电流 周期分量第一周有效值。实际工作中有时不知道配电母线的短路容量，如果系统容量很大，为了计算方便、一般采用100兆伏安为基准，这对于1600KVA及以下的变压器来说是可以的。 低压侧短路时高压侧的短路电流 式中 In –变压器的额定电流 Uk% -变压器的短路电压 例如：1000KVA－10/0.4KV变压器、短路电压为5％、电流互感器的电流比为75/5，计算当低压侧发生三相金属性短路时，高压侧的短路电流及继电保护整定值。 1、变压器高压侧额定电流 In = 1000 /χ 10 = 58 (安) 2、低压侧直接短路时高压侧的短路电流 I3k.＝ 58 χ 100 / 5＝ 1160（安） 3、继电器动作电流 Ik.act＝I3k/KsenNTA＝1160/2χ15＝38.7（安） 式中： I3k.—高压侧的短路电流； Ksen －灵敏系数； NTA－电流互感器的变比 四、过电流保护的计算 过电流保护有两种情况、一是过负荷引起的过电流；二是考虑低压电动机起动时、变压器在最严重工作情况下的过电流。 继电器动作电流 Ik .act＝Kc krel In /Kre NTA＝1χ1.2χ58/0.85χ15＝5.46（安） Ik.act＝KwiKrelIL.MAX/KreNTA＝1χ1.2χ3χ58/0.85χ15＝16.4（安） 式中： K c － 接线系数 Krel － 可靠系数 In -- 变压器的额定电流 Kre --继电器的返回系数 NTA --电流互感器的变比 IL.max—最大负荷电流、定时限可选3～4倍In、时间取0.5秒～0.7秒；反时限可选2～2.5倍In、时间取5～10秒。 五、接地保护的计算 在变压器二次侧中性线上按装零序电流互感器的整定值计算 1、已知电流比时，继电器的动作电流为： Ik .act＝Krel χ 0.25In/NTA 2、零序电流互感器的电流比不明时，一次保护电流为： Iop.l＝Krel χ 0.25In 式中： Ik.act －继电器动作电流 Krel －可靠系数一般取1.2～1.3 In － 变压器二次侧的额定电流 NTA ――零序电流互感器的电流比 IOP.l －一次保护动作电流 六、变压器保护的经验计算方法 变压器