当前位置:文档之家› 电力变压器的继电保护

电力变压器的继电保护


一、变压器电流速断保护原理接线图
安装 在电 源侧
二、电流速断保护的整定计算:
1、动作电流
(1)按躲过变压器负荷侧母线短路时流过保护 装置的最大短路电流整定:
Iact K I rel k1.max
➢式中 K rel —取1.3~1.4;
(2)躲过变压器空载投入时的励磁涌流。
Iact (3 ~ 5)ITN
➢对于变压器的纵联差动保护,各侧电流互感 器的变比不相等,因此电流互感器的型号肯 定不同,故:
Kst 1
➢对策: 1)选用具有高饱和倍数差动保护专用的D级TA,并 在流过T的外部短路电流为最大的条件下按TA10% 误差曲线选择其型号;
2)合理选择TA二次连接导线的截面积以减小二次 负载阻抗,并尽量使差动保护各侧差动臂的阻抗相 等,以减小不平衡电流;
二、变压器继电保护的配置 1、瓦斯保护(气体保护):反应变压器油箱内 部短路故障以及油面降低。
➢800KVA及以上的油浸式变压器和400KVA以上 的车间内油浸式变压器,应装设瓦斯保护。
重瓦斯保护:动作于跳开变压器各电源侧断路器。 轻瓦斯保护:动作于发出信号。
2、纵差保护或电流速断保护:反应变压器绕组、 套管及引出线发生的短路故障。
6、其它保护 ➢电压为500KV及以上的变压器,应装设过励磁保 护。
➢对变压器温度和油箱内压力升高,以及冷却系 统故障,应装设相应的保护装置。
第二节 变压器的瓦斯保护
一、瓦斯保护的构成原理:反应变压器油箱内部 故障产生瓦斯气体的特征构成。
➢反应变压器油箱内各种短路故障,特别是绕组 的相间短路和匝间短路,并且是变压器铁芯烧 损的唯一保护方式,是变压器油箱内部各种故 障的主保护。
选择比计算值大并且最接近的实际值最为实选结果。
d:确定变压器各侧TA变比,选择基本侧。
KTA
I N1 5
各TA二次侧电流:
I N2
Kcon I NT KTA
选TA二次电流最大的一侧作为基本侧。
(2)计算变压器各侧外部短路时归算到基本侧的 最大短路电流。
(3)确定BCH-1型差动继电器制动绕组的接入方式: 保证保护区外部短路时制动作用最大,保护区内部 短路时制动作用最小(P138)。
电流互感器等效电路
➢变压器正常运行或保护区外部故障时,归算至TA二次
侧的电流相等: I1 I1
➢则流入差动回路的不平衡电流为:
Iunb I2 I2 (I1 I1) (I1 I2) I2 I1
➢引入电流互感器的同型系数 Kst 两侧电流互感器型号相同时, Kst 0.5 两侧电流互感器型号不同时, Kst 1
二、瓦斯保护的工作原理
1、气体继电器的结构
1—罩;2—顶针;3—气 塞; 4—永久磁铁;5—开口杯; 6—重捶;7—探针;8— 开口销; 9—弹簧;10—挡板; 11—永久磁铁;12—螺杆; 13—干簧触点(重); 14—调节杆;
2、气体继电器的工作原理
a)变压器正常运行时
上下两对触点都断开, 不发出信号
Ir 0 式中:I r -流入差动继电器的电流。
2、变压器纵联差动保护单相原理图
3、期望:变压器正常运行和外部故障时
I r=0
则:两侧电流互感器的变比关系
U1 U1
KT
I1 I1
I
2=
I1 KTA1
I
2=
I1 KTA2
Ir=I2 I2 0
KTA2 KTA1
KT
二、变压器纵联差动保护的稳态不平衡电流及对策
主; (3)波形之间出现间断。
➢对策: (1)采用具有速饱和铁芯的差动继电器; (2)利用二次谐波制动; (3)利用间断角鉴别内部短路电流和励磁涌流
波形的差别来构成差动保护。
不平衡电流的产生原因
减轻和消除方法
1变压器两侧电流相位不同 a.互感器的接法和变比;
b.速饱和变流器;
c.二次谐波制动;
2励磁涌流的影响
(1)躲开变压器空载投入时的励滋涌流:
Iact Krel I NT
(2)躲开电流互感器二次侧断线产生的不平衡电流:
Iact Krel ILmax
(3)躲开外部短路时的最大不平衡电流:
Iact Krel Iunbmax
K rel —可靠系数,取1.3;
取以上结果中的最大值作为 Iact。
➢当无制动作用时,按(3)整定的差动继电器动作 动作电流图解法:
3、气体继电器的安装 ➢安装在油箱与油枕 之间的连接管道上。
➢为什么变压器是斜着的? 为了不妨碍气体的流通,变压器安装时 应使顶盖沿瓦斯继电器的方向与水平面具有 1%~1.5%的升高坡度,通往继电器的连接 管具有2%~4%的升高坡度。
三、瓦斯保护的原理接线图
四、对瓦斯保护的评价: ➢主要优点:
Iunb.max (Ker Kst U fs )Ikw.max
三、暂态情况下的不平衡电流及对策 1、暂态过程中短路电流非周期分量的影响及对策
➢导致外部故障时TA二次侧不平衡电流的瞬时值 比稳态时大,因此差动保护要躲过外部短路暂态 过程中的不平衡电流。
➢对策:在差动回路中 接入速饱和变流器。
(非周期分量影响系数Knp)
第6章 电力变压器的继电保护
第一节 电力变压器的故障类型及其保护
一、变压器的故障:油箱内故障和油箱外故障。
➢内部故障:绕组的相间短路、匝间短路、接地短路、 铁芯烧毁等。
➢外部故障:套管和引出线上发生的相间短路和接 地短路。
➢不正常运行状态:外部相间短路、接地短路引起 的过电流和零序过电压,过负荷,油面降低,过电 压,过励磁等。
3)采用铁芯气隙小的TA,以减小铁芯剩磁对不平 衡电流的影响。
➢变压器纵联差动保护中,由于各侧TA型号不同 而引起的稳态不平衡电流最大值:
Iunb2.max Ker Kst Ikw.max
Ker—电流互感器10%误差系数,取0.1; Ks—t 电流互感器同型系数,对于变压器纵联差动
保护取1;
I kw.m—ax外部短路时流过变压器的最大短路电流。
➢按以上方法计算,根据产品目录选取与之相邻
且较大的标准变比。由于实选变比与计算变比不
可能完全相同,在差动回路中引起不平衡电流的
最大值为:
Iunb1.max fs Ikw.max
f s —由于所选电流互感器或平衡绕组匝数与计算
值不同而产生的相对误差系数。
➢当该不平衡电流大于额定值的5%时,必须进行 补偿,常用的补偿措施有以下几种:
d.波形鉴别;
e.平衡线圈补偿。
3计算变比与实际变比不同
4两侧电流互感器型号不同
5变压器带负荷调整分接头
四➢、制变动压电器流纵的差作动用保:使护的两整个定边柱原则的铁(芯具饱有和磁,力加制大动 继电的器差的动动保作护安)匝(区外故障时)。
1、BCH-1型差动继电器结构
2、带有制动绕组的变压器差动保护原理接线 ➢制动绕组的接入原则:保护区外短路时制动作 用最大,而保护区内部短路时制动作用最小。
注意TA极性连接
3、TA实选变比与计算变比不等而产生的不平衡电流。
➢变压器星形侧电流互感器的变比:
KTA1
3IT .N (Y ) 5
➢变压器三角形侧电流互感器的变比:
➢变压器变比:
KTA2
IT.N () 5
KT
IT .N () IT .N (Y )
➢两侧电流互感器变比关系:
KTA2 KTA1
3
KT
(A侧有电源,B侧无电源时:制动绕组接在B侧。)
区外:制动最大 区内:无制动
➢继电器的最小动作电流 I act0 :制动绕组中无电流 时,为使差动继电器动作,需要在差动绕组中通 入的最小电流。
➢制动特性曲线:动作电流 I act 与制动电流 Ibrk 的关
系曲线。
差动继电器的制动特性曲线
3、具有磁力制动的差动继电器的整定 a、当无制动作用时,差动继电器的动作电流整定:
➢稳态不平衡电流:在正常运行及保护范围外部稳 态短路情况下流入纵差保护差动回路中的电流。 ➢为了保证动作的选择性,必须保证:
I I actr unbmax
1、变压器正常运行时的励磁电流产生的不平 衡电流(影响可忽略)。
2、由变压器各侧电流相位不同而引起的不平衡电流。 对策:将变压器Y侧的电流互感器 接,将变压器三 角形接线侧的电流互感器Y接。
1)将自耦变流器(或称自耦变压器)UT接于电 流较小的差动臂中变换其电流进行补偿。
2)利用具有速饱和铁芯的差动继电器的平衡绕组 进行磁动势补偿。( Wb 接入二次电流较小的一侧)
4、由各侧电流互感器型号不同而引起的不平衡电流。
➢电流互感器输出的二次电流为
I2 I1 I1
同理: I2 I1 I2
I act I act2
2
a
3
1
I act0
I unbmax
I kwm ax
I kw
具有制动特性的差动继电器的整定图解法
➢区内故障时提高保护灵敏度的作用机理:
仅A侧有电源 A、B侧均有电源 仅B侧有电源
结论:
在变压器差动保护区内部故障时,带制动 特性差动继电器的动作电流在 Iact0 ~Iactc 之间变化。比无制动特性差动继电器的动 作电流 Iact2 小得多,所以制动特性差动保 护的灵敏度比无制动特性差动保护高。
➢综合考虑暂态和稳态的不平衡电流,其最大值为
Iunb.max (Ker Kst Knp U fs )Ikw.max
2、变压器空载合闸的励磁涌流所产生的不平衡 电流及对策。
➢励磁涌流具有以下特点: (1)包含有很大成分的非周期分量,涌流偏向
时间轴的一侧; (2)包含有大量的高次谐波,且以二次谐波为
5、由变压器带负荷调整分接头(改变KT)而引起的
相关主题