主变保护介绍.ppt

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变压器保护介绍,变压器保护介绍,变压器保护配置变压器保护原理变压器保护调试（中级）变压器差动保护动作后的处理（高级）,变压器保护配置,一、变压器的故障类型与特征1.变压器的故障内部故障：

主要包括绕组的相间短路、匝间短路、接地短路等。

外部故障：

主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路故障。

2.变压器的异常运行方式电力变压器不正常的运行状态主要有外部相间短路、接地短路引起的相间过电流和零序过电流，负荷超过其额定容量引起的过负荷、油箱漏油引起的油面降低，以及过电压、过励磁、箱内油位异常、油温过高和冷却器全停等。

二、变压器保护的配置1.变压器的主保护纵差保护（零差保护及分侧差动保护）重瓦斯保护压力释放保护2.变压器的后备保护复压闭锁过流保护零序过流或零序方向过流保护负序过流或负序方向过流保护复压闭锁功率方向保护阻抗保护,3.异常运行保护过负荷保护过激磁保护变压器中性点间隙保护轻瓦斯保护温度油位保护冷却器全停保护,变压器保护典型配置图,变压器保护原理,变压器纵差保护其他差动保护变压器后备保护变压器过励磁保护变压器非电量保护,变压器纵差保护,一、变压器纵差保护原理假设变压器的电能传递为线性的，则近似的由基尔霍夫第一定律：

其物理意义为：

变压器正常运行或外部故障时，若忽略励磁电流损耗及其他损耗，则流入变压器的电流等于流出变压器的电流。

此时，纵差保护不应动作。

当变压器内部故障时，若忽略负荷电流不计，则只有流进变压器的电流而没有流出变压器的电流，其纵差保护动作，切除变压器。

二、实现变压器纵差保护的技术难点1.变压器两侧电流的大小及相位不同2.稳态不平衡电流大励磁电流有载调压TA的变比误差3.暂态不平衡电流大TA的暂态特性不同空投时的励磁涌流过励磁大电流系统侧接地故障时变压器的零序电流,三、变压器纵差保护的实现1.差动保护两侧电流的移相改变差动TA接线方式接入辅助TA计算软件对某侧电流移相微机保护装置中，广泛采用的是通过计算软件对变压器纵差保护某侧电流进行移相的方式。

2.过滤零序电流进入差动元件3.引入差动元件各侧之间的平衡系数4.利用涌流特征量制动躲过空投时励磁涌流5.合理整定动作门槛躲过不平衡电流影响,四、微机型变压器纵差保护1.构成及逻辑框图大型变压器的纵差保护，由分相差动硬件、涌流闭锁元件、差动速断元件、过激磁闭锁元件及TA断线信号元件等构成。

涌流闭锁方式可采用分相闭锁或“或门”闭锁方式。

“或门”闭锁式变压器纵差保护逻辑图,“分相”闭锁式变压器纵差保护逻辑图,2.差动元件的动作原理国内目前采用较多的为二段折线式差动元件，动作特性曲线如图。

动作方程为：

Id差电流Io差动元件的启动电流S折线的斜率，即比率制动系数Ir制动电流Iro拐点电流,3.涌流闭锁元件微机保护装置是采用二次谐波制动或波形间断角原理或波形对称原理来区分故障电流与励磁涌流。

对于二次谐波制动，引入二次谐波制动比来衡量二次谐波电流的制动能力。

二次谐波制动比：

4.差动速断元件差动速断元件即纵差保护的高定值差动元件。

它直接反映为差流的有效值。

其他差动保护,一、分侧差动保护1.分侧差动的构成及特点分侧差动保护是将变压器的各侧绕组分别作为被保护对象，在各侧绕组的两侧设置TA而实现的差动保护。

2.分侧差动元件的动作原理分侧差动元件的动作特性与纵差元件相似，仅整定值不同。

二、零差保护1.零差保护的构成及特点零差保护是三绕组自耦变压器大电流系统侧内部接地故障的主保护。

2.分侧差动元件的动作原理工程中采用一段折线式差动元件，其动作方程为：

变压器后备保护,一、复合电压闭锁过电流保护复合电压闭锁过电流保护由复合电压元件、过电流元件及时间元件构成，作为被保护设备及相邻设备相间短路故障的后备保护。

动作方程为：

式中：

UacTV二次a、c相间电压IacTA二次a、c相间电流U2负序电压Io过电流元件动作电流Uo低电压元件动作电压U2o负序电压元件动作电压,二、零序过流及零序方向过流保护零序过电流保护为反映变压器接地故障的后备保护。

其动作方程为：

零序段零序段零序段式中：

P0零序功率元件的测量功率3I0零序功率元件的测量电流Io1、Io2、Io3分别为零序、段动作电流,三、负序过电流及负序方向过电流保护负序过电流保护作为变压器相间短路的后备保护。

负序过电流保护可带一段延时，也可带两段延时。

负序过电流保护的动作方程为：

负序方向过电流保护的动作方程为：

式中：

I2负序电流P2负序功率I2o负序过流元件的动作电流,四、低阻抗保护低阻抗保护是变压器相间故障后备保护的一种。

通常，其由三个相间方向阻抗元件构成。

阻抗元件的动作特性为阻抗复平面上的一个偏移阻抗圆，其动作方程为：

式中：

Zab相间阻抗元件Zo相电流元件的动作电流I2负序电流（二次值）I2o负序电流元件的动作电流,五、复合电压功率方向过流保护复合电压功率方向过流保护作为变压器相间短路故障的后备保护，由功率方向元件、过电流元件及复合电压元件构成。

其动作方程为：

式中：

Ucaa、c相间电压Uo低电压元件的动作电压U2负序电压（二次值）U2o负序电压元件的动作电压Io电流元件的动作电流,变压器过励磁保护,一、过励磁保护的原理变压器运行时，铁芯中的磁密与电源电压成正比，与电源的频率成反比。

即电源电压的升高或频率的降低，均会造成铁芯中磁密增大，进而产生过激磁。

二、动作方程及逻辑为有效保护变压器，其过励磁保护应由定时限和反时限两部分构成。

定时限保护动作于报警；反时限动作后切除变压器。

其动作方程为：

式中：

n测量过励磁倍数nol过励磁元件动作倍数低定值noh过励磁元件动作倍数高定值,变压器非电量保护,一、瓦斯保护瓦斯保护是变压器油箱内绕组短路故障及异常的主要保护。

变压器内部故障时，在故障点产生有电弧的短路电流，造成油箱内部局部过热并使变压器油分解、产生气体，进而造成喷油、冲动气体继电器，引起瓦斯保护动作。

瓦斯保护分为重瓦斯和轻瓦斯，前者作用于跳闸，后者作用于告警。

二、压力释放保护压力释放保护也是变压器油箱内部故障的主保护。

变压器内部故障时，温度升高，油膨胀压力增高，造成压力继电器动作。

三、温度及油位保护变压器温度升高时，温度保护动作发报警信号。

运行时，变压器因漏油或其他原因使油位降低使油位保护动作，发报警信号。

四、冷却器全停保护变压器在运行中若冷却系统全停，变压器温度将升高，冷却器全停保护动作后应立即发报警信号，并经长延时切除变压器。

变压器保护调试,开入量检查交流采样比率制动特性调试励磁涌流谐波制动检验复压过流保护电流元件检验零序方向过流保护电流元件检验需注意的问题,开入量检查,根据电气原理图（开关量输入）用断/合各保护投退压板、按按钮或短接对应接点等方法，通过输入测试检查开关量是否正确。

交流采样,从保护屏端子上依次加入额定的A相、B相、C相电压、电流，进入保护状态菜单中的“采样值显示”子菜单，对照液晶显示值与加入值，检查其值是否相等，一般的，电压、电流误差小于2。

角度误差在2内。

零漂检查精度检查（相位、幅值）,比率制动特性调试,在进行制动系数校验时，一定要清楚保护的差流、制动电流的算法和制动特性曲线方程，这样才能合理选择测试点，快速计算实测制动系数；并且，YN/Y/11变压器差动保护，在用Y侧和侧同时加入电流进行制动系数校验时，侧一定要在试验相的超前相同时加入电流，以免该相差动动作干扰制动系数校验。

先在高压侧固定加入一个电流，使制动电流大于第一拐点值；然后在低压侧超前相加入同相电流，使该相差流为零；最后在低压侧同名相加入反相电流，缓慢减小电流，记录本相差动继电器从不动作到刚好动作的电流值。

重复上一步骤，记录差动继电器刚好动作的又一个电流值。

算出两组电流数据对应的Icd、Izd，根据两组Icd和Izd算出试验出的制动系数Kz，要求与整定制动系数偏差不大于10。

比率制动特性调试,励磁涌流谐波制动检验,以二次谐波制动为例，从电流回路加入基波电流分量，使差动保护可靠动作（此电流不可过小，因小值时基波电流本身误差会偏大）。

再叠加二次谐波电流分量，从大于定值减小到使差动保护动作。

最好单侧单相叠加，因多相叠加时不同相中的二次谐波会相互影响，不易确定差流中的二次谐波含量。

复压过流保护电流元件检验,本项试验主要检查保护电流定值及动作时间。

加入的电压一定要满足复合电压定值，加入的电流电压夹角一定要落入相间方向元件的动作区。

复压方向过流保护复压元件检验,由于低电压元件和负序过压元件是取或的关系，所以校验低电压元件时要设法让负序过压元件不动作。

先加入三相对称正序电压UABUBCUCA1.05U1zd（U1zd：

相间低电压定值），电流大于复压（方向）过流定值，电流电压夹角落在相间方向元件动作区，此时，复压方向过流、复压过流保护均不动作。

任降一相间电压为0.95U1zd，其他量保持不变，此时复压方向过流、复压过流保护均动作。

复压方向过流保护方向元件检验,由于微机保护无法单独察看向元件的动作情况，所以方向元件动作行为靠整组试验来判断。

先根据“方向指向”定值和保护说明书上的灵敏角估算出方向元件的两个动作边界；然后根据方向元件接线形式（0或90接线）加入相关电流电压，电流电压夹角设置在动作边界角度，电压满足复合电压定值（任一相间电压低于“低电压定值”或负序电压大于“负序电压定值”），电流大于复压方向过流定值；改变电流电压夹角，记录复压方向过流从不动作到刚好动作时角度，作为相间方向元件的动作边界；最后根据动作边界计算方向元件灵敏角。

复压方向过流保护检验,零序方向过流保护电流元件检验,本项试验主要检查保护电流定值及动作时间。

加入电流大于零序方向过流定值，电流电压夹角要落入零序方向元件的动作区，表格中的电压、电流、相位代表故障相的电压、电流、相位。

需注意的问题,相关压板未投入，压板投错。

电流端子接错，电流误碰，电流回路开路。

电压端子接错，N线未接入，电压回路短路。

差动试验：

补偿接线错误，动作接点未正确接入，动作特性设置错误，平衡系数设置错误。

复压方向过流保护：

压板错误，电压或电流元件及方向元件不满足要求，接点选择错误，故障参数设置不合理。

零序方向保护：

压板错误，零序电流未正确接入，零序电压未正确接入，自产3U0设置错误，接点选择错误，故障参数设置不合理。

方向元件测试：

复压元件设置错误，正反方向混淆，接点开入选择错误，参数设置错误。

变压器差动保护动作后的处理,变压器差动保护范围变压器差动保护动作原因分析变压器差动保护动作后处理程序及分析检查处理,变压器差动保护的保护范围，是变压器各侧的电流互感器之间的一次连接部分，主要为以下故障：

（）变压器引出线及内部绕组线圈的相间短路；（）变压器绕组严重的层间短路故障；（）大电流接地系统中，线圈及引出线的接地故障；（）变压器故障。

注：

变压器瓦斯保护对变压器内部不严重的匝间短路反应不够灵敏,变压器差动保护范围,一次设备原因1、变压器内部故障2、变压器套管至CT间引出线故障3、电流互感器故障,二次设备原因1、差动电流互感器二次开路或短路2、差动回路两点接地短路3、直流两点接地4、保护装置误动5、二次接线错误或定值整定错误,变压器差动保护动作原因分析,变压器差动保护动作后处理程序及分析,设备检查及分析判断,设备运行方式调整,故障点隔离,故障处理,设备检查,记录保护动作情况、打印故障录波报告检查变压器套管有无损伤、有无闪络放电痕迹变压器本体有无因内部故障引起的其它异常现象差动保护范围内所有一次设备瓷质部分是否完好，有无闪络放电痕迹变压器及各侧刀闸、避雷器、瓷瓶有无接地短路现象，有无异物落在设备上差动电流互感器本身有无异常，瓷质部分是否完整，有无闪络放电痕迹，回路有无断线接地差动保护范围外有无短路故障（其它设备有无保护动作）差动保护二次回路有无接地、短路等现象，跳闸时是否有人在差动二次回路上工作,动作现象及原因分析（一次）,差动保护动作跳闸的同时,如果同时有瓦斯保护动作,即使只报轻瓦斯信号,变压器内部故障的可能性极大差动保护动作跳闸前如变压器套管、引线、CT有异常声响及其它故障现象，则说明一次故障可能性极大差动保护动作跳闸的同时，如果变压器后备保护也启动，则说明差动保护范围内一次设备故障的可能性极大,动作现象及原因分析（二次）,差动保护动作后，如其它保护未启动，而当时差动保护回路及二次回路上有人工作，则可能属于人为因素误动先发生直流一点接地后，如差动保护再动作而其它保护未启动，则说明直流两点接地短接了差动继电器接点跳闸的可能性较大如差动保护动作前巡视CT时有异常声响或差动二次回路上有打火现象则说明差动CT二次开路的可能性较大如差动保护动作后，经一、二次检查无异常，也无工作人员工作，则保护装置误动的可能性较大如差动保护动作后，如有线路保护动作掉牌，经差动回路一、二次检查无异常则保护定值整定不当或二次接线错误的可能性较大（一般出现这种情况的可能性较小）,设备运行方式调整,检查站用变是否切换正常调整或转移变压器负荷调整变压器中性点运行方式,故障点隔离与处理,一次设备.经检查，如是变压器本体或套管故障，可将变压器申请转检修，经检修试验合格后方可投入运行。

.未发现明显异常现象，但同时有瓦斯保护动作，即使只是报出轻瓦斯信号，属于变压器内部故障的可能性极大，应将变压器转检修，经试验合格后方可投入运行。

.如是差动保护范围内引线故障，可将故障处理，测试变压器绝缘无问题后，根据调度命令试送一次，试送成功后重点监视运行。

.如是差动故障，如有旁路开关，可用旁路开关带出，将转检修后处理,故障点隔离与处理,二次设备.如差动保护动作后，一、二次设备无异常，其它保护无掉牌，若二次回路上有人工作，应立刻令其停止工作，拉开变压器各侧刀闸，测试变压器绝缘正常后试送一次，如跳闸则说明是人为误动，应及时查明原因恢复供电。

.若二次无人工作，则应检查二次回路有无断线或短路、接地、开路，在检查变压器无异常后可根据调度命令退出差动保护试送电一次，待二次检查无问题后恢复差动保护运行，解除变压器差动保护，应保证瓦斯及其它保护在投入条件下变压器方能运行。

.如是直流多点接地造成差动保护动作后跳闸，则应将直流接地点消除后方可将变压器投入运行。

谢谢大家,