变压器保护检验与调试指导书概要.doc

变压器保护检验与调试指导书 保护装置介绍 一、 变压器保护概述 变压器是变电站非常重要的设备，应当配置完备的各种保护。220kV及以上的微机型变压器保护往往采用双重化进行配置，构成双主双后的保护，110kV及以下的变压器保护则更多的采用单套进行配置。 变压器保护故障类型 变压器的故障类型按故障位置可分为 a.油箱内的故障：绕组的相间短路及匝间短路； b.油箱外的故障：外部相间短路引起的过电流；中性点直接接地或经小电阻接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压； c.变压器的异常运行方式：过负荷；过励磁；油面降低；变压器油温、绕组温度过高及油箱压力过高和冷却系统故障。 变压器保护类型及配置 针对变压器保护故障类型所述的各种故障均需配置相应的保护。变压器保护的类型按照主保护、后备保护及异常运行保护可分为： a.短路故障的主保护:主要有纵差保护、重瓦斯保护。 b.短路故障的后备保护:主要有复合电压闭锁（方向）过流保护；零序过电流或零序方向过电流保护；负序过电流或负序方向过电流保护；阻抗保护等。 c.异常运行保护：主要有过负荷保护，过激磁保护，压力释放保护、变压器中性点间隙保护，轻瓦斯保护，温度、油位保护及冷却器全停保护等。 现在的微机保护均提供了各种保护软件模块可根据变压器类型进行配置，下面是典型的三圈 220kV变压器保护配置： 保护类别 保护类型 主保护 差动保护、差动速断 高后备 复压（方向）过流、复压过流、零序（方向）过流、零序过流、间隙保护、非全相保护、过负荷、闭锁有载调压、冷却器故障延时跳闸 中后备 复压方向过流、复压过流、零序（方向）过流、零序过流间隙保护 低后备 复压方向过流 公共绕组 中性点零序过流保护 其它 非电量保护 对500kV后备保护根据需要可采用阻抗保护。 自耦变压器主保护可采用零序差动保护。 变压器主保护 1. 整体构成 微机型变压器保护的主保护有各类原理的差动保护和差动速断保护及瓦斯保护。差动保护可对变压器内部的各种绕组相间短路及较严重的匝间短路及套管出线的各种短路能够进行保护；差动速断则主要针对严重的变压器差动范围内的故障，防止差动保护因为TA饱和或波形畸变而拒动；瓦斯保护则只能对变压器油箱内的短路故障进行反应。双重化的变压器保护则有两套差动保护及差动速断。 变压器差动启动元件 变压器的差动保护一般由启动元件和差动元件及涌流识别元件和TA断线闭锁元件构成。启动元件负责起动差动保护，所以灵敏度相当高，一般有差电流突变量启动、差流越限启动。只有在差动保护的启动元件启动后才进入对应的差动保护计算程序。 差电流突变量启动元件的判据为： | iφ(t)-2iφ(t-T )+iφ(t-2T ) |0.5Icd ； 其中：φ为a,b,c 三种相别；Icd 为差动保护动作定值；当任一差电流突变量连续三次大于启动门坎时，保护启动。 差流越限启动元件是为了防止经大电阻故障时相电流突变量启动元件灵敏度不够而设置的辅助启动元件。该元件在差动电流大于差流越限启动门坎并持续5ms 后启动。PST1200差流越限启动门坎为差动动作定值的80%。 差动保护 差动元件是变压器差动保护的最主要的部分。差动保护的基本原理利用电磁功率平衡的原理，即流入变压器和流出变压器的电磁功率基本平衡，使得归算后得二次电流平衡，即Icd=0。 如图1-a所示，该式在变压器正常运行或外部故障时，流入变压器的归算后电流等于流出变压器的归算后电流。此时，纵差保护不应动作。需要注意的是，差动保护公式中的差动电流是归算后（平衡后）的二次电流的相量和，实质是电磁功率平衡，这和发电机及线路的电流差动保护有不同。同时由于变压器的差动回路中包含了励磁支路，各侧电流相位差等原因，使的变压器的差动保护更复杂。 (a)双绕组变压器正常运行时的电流分布 （b）三绕组变压器区内故障时的电流分布 图1 变压器差流计算 差动保护的动作电流均取它的绝对值Icd=|∑I|作为动作电流。 当变压器内部故障时，若忽略负荷电流不计，则短路功率流入变压器，归算后的二次电流的相量和不为0，Icd很大，当Icd满足动作条件其纵差保护动作，切除变压器，如图1-b所示。 由于正常运行时变压器的绕组连接组别使的变压器各侧相位会有偏移，各侧的TA实际变比同理论变比不一致会使变压器差动保护在正常运行时差动电流Icd不等于0，会有一定的输出，我们称之为不平衡电流，所以装置需要对这两种情形进行相位和幅值的平衡，使得在正常情况下不平衡电流尽可能等于0。 在区外故障时，由于两侧TA的暂态特性误差及饱和等使得不平衡电流比正常时明显增大，且它随外部短路电流增大而增大，对这类暂态不平衡电流如不采取措施将可能导致区外故障时误动。解决方