[工学]变压器保护2.ppt

6 电力变压器保护 6.1 电力变压器的故障类型和不 正常运行状态及保护配置 6.1.1 电力变压器的故障类型和不正常运行状态 当变压器油箱内部发生故障时，短路电流产生的电弧使变压器油和其它绝缘材料分解，从而产生大量的可燃性气体，人们将这种可燃性气体统称为瓦斯气体。故障程度越严重，产生的瓦斯气体越多，流速越快，气流中还夹杂着细小的、灼热的变压器油。 瓦斯保护是利用变压器油受热分解所产生的热气流和热油流来动作的保护。 6.2 变压器纵差动保护 6.2.1 纵差动保护的基本原理和接线 6.2.1 纵差动保护的基本原理和接线 6.2.1 纵差动保护的基本原理和接线 6.2.1 纵差动保护的基本原理和接线 6.2.2 不平衡电流及解决方法 6.2.2 不平衡电流及解决方法 6.2.2 不平衡电流及解决方法 6.2.2 不平衡电流及解决方法 1.整定原则 1)躲开保护范围外部短路时的最大不平衡电流 6.2.3 纵差动保护整定计算 6.2.4 具有制动特性的差动继电器 流入差动继电器的不平衡电流与变压器外部故障时的穿越电流有关，穿越电流越大，不平衡电流越大。 作用：防止由外部故障引起的变压器绕组过电流，并作为相邻元件（母线或线路）保护的后备，以及在可能的条件下作为变压器内部故障时主保护（瓦斯保护和纵差动保护）的后备。 6.4.1 过电流保护 1) 接线原理 工作原理与线路定时限过电流保护相同。保护动作后，跳开变压器两侧的断路器。 2) 整定计算 按躲开变压器可能出现的最大负荷电流整定： 2) 整定计算 4) 单相变压器励磁涌流的特点 6.3.1 单相变压器的励磁涌流 变压器空载合闸时，涌流是否产生以及涌流的大小与合闸角有关，合闸角α=0和α=π时励磁涌流最大； 波形完全偏离时间轴一侧，并且出现间断。涌流越大，间断角越小。 含有很大成分的非周期分量，间断角越小，非周期分量越大。 含有大量的高次谐波分量，以二次谐波为主。间断角越小，二次谐波越小。 6.3.2 三相变压器的励磁涌流 三相变压器空载合闸时，三相绕组都会产生励磁涌流。 每相差流中的励磁涌流都是两个绕组的励磁涌流之差。 6.3.2 三相变压器的励磁涌流 三相变压器励磁涌流的特点： 1) 三相对称，因此三相励磁涌流不会相同，任何情况下空载投入变压器，至少在两相中要出现不同程度的励磁涌流； 2) 某相励磁涌流可能不再偏离时间轴一侧（如iμ.B.r），变成了对称性涌流，数值比较小，无非周期分量。其他两相仍为非对称性涌流，含有大量非周期分量。 6.3.2 三相变压器的励磁涌流 三相变压器励磁涌流的特点： 3) 三相励磁涌流中有一相或两相中二次谐波含量比较小，但至少有一相比较大； 4) 励磁涌流的波形仍然是间断的，但间断角显著减小，对称性涌流间断角最小。对称性涌流的一个显著特点：涌流的正向最大值与反向最大值之间的相位差120°，称为“波宽”（稳态故障电流波宽为180 °）。 6.3.3 防止励磁涌流引起误动的方法 1. 采用速饱和中间变流器 励磁涌流中含有大量非周期分量，所以可以采用速饱和中间变流器快速饱和，不传变到变流器二次侧，从而防止差动保护误动。 对于Y，d11接线的三相变压器，常有一相是对称性涌流，没有非周期分量，中间变流器不能饱和，只能通过差动继电器的动作电流来躲过，考虑到对称性涌流的幅值比较小，因此整定计算中可取Kμ =1。 缺点：速饱和原理的纵差动保护动作电流大，灵敏度低，且在变压器内部故障时，会因非周期分量的存在而延缓保护动作。已逐渐被淘汰。 2. 二次谐波制动的方法 依据：励磁涌流中含有大量二次谐波分量。 判据：Ir.2 K2 Ir.1 Ir.2和Ir.1分别为差动电流中的二次谐波分量和基波分量的幅值； K2为二次谐波制动比，一般取15%~20%。 需要考虑的问题： 1) 考虑到涌流严重时，二次谐波含量可能较小，而三相涌流中至少有一相二次谐波含量较高，因此采用“三相或门”方案。 2) 变压器内部故障时，测量电流中的暂态分量也可能存在二次谐波，若含量大于K2 ，则差动保护被闭锁，一直等到暂态分量衰减后才能动作；另外，TA饱和也会在二次电流中产生二次谐波。 6.3.3 防止励磁涌流引起误动的方法 2. 二次谐波制动的方法 6.3.3 防止励磁涌流引起误动的方法 增加不带二次谐波制动的差动继电器，构成“差动电流速断保护”。 整定按躲开最大励磁涌流整定： 取Kμ =4~8。 3. 间断角鉴别的方法 依据：励磁涌流的波形中会出现间断角，变压器内部故障时流入差动继电器的是稳态差电流，为正弦波，无间断角。 一般间断角整定值取65°。 考虑到三相变压器中，对称性涌流的间断角有可能较小，增加反映波宽的判据： 波宽140 °时，为涌流，