电力系统继电保护——电力变压器保护与发电机保护.ppt

电力系统继电保护 电气工程及其自动化专业课程 武汉理工大学自动化学院 唐金锐 tangjinrui@whut.edu.cn 一、电力变压器的故障类型和不正常状态 二、变压器纵差动保护 三、变压器的励磁涌流及鉴别方法 四、变压器相间短路的后备保护 电力变压器保护 五、变压器接地短路的后备保护 六、变压器零序电流差动保护 七、变压器保护配置原则 一、故障类型和不正常状态 变压器是电力系统不可缺少的重要电气设备： （1）它的故障将对供电可靠性和系统安全运行带来严重的影响 （2）大容量的电力变压器十分贵重 变压器的故障分位油箱外和油箱内两种故障： （1）油箱外的故障：套管和引出线上发生相间短路以及接地短路 （2）油箱内的故障：绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的烧损等 变压器的不正常运行状态主要有： （1）变压器外部短路引起的过电流、负荷长时间超过额定容量引起的过负荷，风扇故障或漏油等原因引起冷却能力的下降等； （2）中性点不接地运行的星形接线变压器，中性点过电压 （3）过电压或低频率等异常运行工况下变压器过励磁 二、变压器纵差动保护 1. 两边电流互感器的变比不同 2. Yd11的接线方式，改变纵差动保护的接线方式消除这个电流 1. 计算变比与实际变比不一致 2. 变压器带负荷调节分接头 3. 电流互感器传变误差产生的不平衡电流 1). 不平衡电流实际上是两个电流互感器励磁电流之差 2). 铁芯是否饱和以及饱和的程度，除了与电流互感器的磁化曲线和一次电流有关外，还与二次负载有关 3). 非周期分量的存在将大大增加电流互感器的饱和程度-电流互感器的暂态误差 4). 差动保护是瞬时动作的，必须考虑非周期分量引起的暂态不平衡电流 二、变压器纵差动保护 1. 计算变比与实际变比不一致 2. 变压器带负荷调节分接头 3. 电流互感器传变误差产生的不平衡电流 4. 变压器励磁电流产生的不平衡电流 当变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时，变压器电压从零或很小的数值突然上升到运行电压。这个电压上升的暂态过程中，变压器可能会严重饱和，产生很大的暂态励磁电流，这个暂态励磁电流称为励磁涌流。 二、变压器纵差动保护 三、变压器的励磁涌流及鉴别方法 励磁涌流的特点： 励磁涌流中含很大的非周期分量 包含大量高次谐波 波形之间出现明显间断 防止励磁涌流对差动保护影响的措施： 采用速饱和中间变流器 二次谐波制动 间断角鉴别 四、变压器相间短路的后备保护 变压器的相间短路后备保护：过电流保护、低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护、负序过电流保护、阻抗保护。 低电压启动的过电流保护：过电流保护按躲过可能出现的最大负荷电流整定，启动电流比较大，对于升压变压器或容量较大的降压变压器，灵敏度往往不能满足要求。电流元件和电压元件同时动作后，启动时间继电器，经过预定的延时后动作于跳闸。采用低电压继电器后，电流继电器的整定值就可以不再考虑并联运行变压器切除或电动机自启动时可能出现的最大负荷，而是按大于变压器的额定电流整定。 四、变压器相间短路的后备保护 复合电压启动的过电流保护：低电压启动过电流保护的一个发展，3个低电压继电器改为一个负序过电压继电器和一个线电压低电压继电器。 五、变压器接地短路的后备保护 电力系统中，接地故障是最常见的故障形式。接于中性点直接接地系统的变压器，一般要求在变压器上装设接地保护，作为变压器主保护和相邻元件接地保护的后备保护。 发生接地故障时，变压器中性点将出现零序电流，母线将出现零序电压，变压器的接地后备保护通常都是反应这些电气量构成的。 六、变压器零序电流差动保护 纵差动保护采用的电流是相电流，因此变压器发生内部单相接地故障时灵敏度比较低。若这种差动保护在单相接地故障时灵敏度不足，可以增设零序电流差动保护。 七、变压器保护配置原则 七、变压器保护配置原则 除反应电气量特征的保护原理外，对于变压器内部的某些轻微故障，灵敏性可能不能满足要求，因此变压器通常还装设反应油箱内部油、气、温度等特征的非电气量保护。 1. 瓦斯保护 电力变压器通常是利用变压器油作为绝缘和冷却介质。当变压器油箱内故障时，在故障电流和故障点电弧的作用下，变压器油和其他绝缘材料会因受热而分解，产生大量气体。气体排出的多少以及排出速度，与变压器故障的严重程度有关。利用这种气体来实现保护的装置，称为瓦斯保护。 瓦斯保护能够保护变压器油箱内的各种轻微故障（例如绕组轻微的匝间短路、铁心烧损等），但像变压器绝缘子闪络等油箱外面的故障，瓦斯保护不能反应。 七、变压器保护配置原则 2. 纵差动保护或电流速断保护 对于容量为6300kVA及以上的变压器，以及发电厂厂用变压器和并列运行的变压器，10000kVA及以上的发电厂厂用备用变压器和单独运行的变压器，应装设纵