变压器保护原理与配置方法
69页1、,变压器保护原理与配置,目 录,一、变压器保护配置及故障类型 二、变压器保护的主要相关元件 三、220kV-500kV变压器保护原理 四、变压器保护硬件 五、变压器保护的定值配置,1.1变压器的故障形式,引出线间相间短路,外部故障,变压器故障,内部故障,引出线单相接地短路,绕组相间短路,绕组与铁芯间的短路,绕组断线故障,绕组引线与外壳单相接地,绕组匝间短路,1.2 220kV变压器保护的基本分类,变压器保护,电量保护,非电量保护,瓦斯保护、压力释放、非全相保护,主保护,后备保护,复压闭锁过流保护,阻抗保护,零序和间隙保护,过负荷保护,差动保护,电流互感器和电压互感器是一次元件 电流互感器和电压互感器是采集电网电流电压的主要一次设备之一 电流互感器和电压互感器是提供保护装置正确选择判断电网故障的设备 电流互感器和电压互感器的容量要满足保护装置要求,2.1 电流互感器(TA)和电压互感器(TV),1.6 220kV变压器电流互感器(TA)极性,高压侧;一次以母线侧为正 二次以极性点为正一致正起 中压侧;一次以变压器侧为正 二次以极性点为正一致正起 低压侧;一次以变压器侧为正 二次以极性点为
2、正一致正起,1、CT内阻测量 2、CT接地点要求 3、CT变比测试 4、CT开路的危害 5、CT中线的检查及意义 6、CT绝缘测试 7、向量检测 CT 10%误差计算,2.2 电流互感器验收概述及相关注意事 项,CT伏安特性测试,2.3 220kV变压器电压互感器(TV)极性,高压侧;二次以极性点为正 一次一致正起 中压侧;二次以极性点为正 一次一致正起 低压侧;二次以极性点为正 一次一致正起,2.4 高压断路器及隔离开关,断路器、隔离开关是电网一次系统变换运行方式的主要元件 断路器是继电保护切除电网故障的最终执行元件,3.1 220 kV电压等级以上变压器保护,配置双重化的主、后备保护一体变压器电气量保护和一套非电量保护。 主保护 配置差动保护;主变瓦斯保护;主变压力释放 可配置零序分量、负序分量或变化量等反映轻微故障的故障分量差动保护。,3.2三相交流电 交流电是保护装置识别故障的基本元素,3.3变压器的接线组别 Y-Y- 12-11,3.4变压器绕组与TA幅值相位校正,差动保护二次侧TA组别和相量 -Y 5,a1 b1 c1 c1 a b1 * * * b c *a * b *c
3、 a1,缺点:第一次投运的变压器,若某相差动TA的极性接错,分析及处理相对较麻烦。另外,实现差动元件的闭锁也比较困难。,差动保护TA相位校正,改变差动TA接线方式进行相位补偿,3.5差动保护基本原理 基于基尔霍夫电流定律的差动电流(不是电气连接,电磁耦 合,励磁电流),比率差动保护基本原理,RCS-978GC差动保护比率制动系数计算和试验实例,首先计算差动保护平衡系数 计算变压器各侧一次额定电流 高压侧525kV 中压侧230kV Sn高=750MVA n高= 3000/1 n中=2500/1,I高=0.275 I中= 0.753 K平衡系数=I高/I中=0.365 高压 中压 平衡点1 0.5Ie 0.13750* 0.3767180* 动作点1 0.5Ie Ia1 0.13750* Ib1 0.8760180* 平衡点2 6Ie 1.64900* 4.5180180* 动作点2 6Ie Ia2 1.64900* Ib2 2.5680180*,K=(Id2-Id1)/(Ir2-Ir1) Id1=|Ia1-KPIb1|=|0.1375-0.8750.3651|=0.1822 A Ir1
4、 =1/2|Ia1-KPIb1|=0.22862 A Id2 =|Ia2-KPIb2|=|1.649-2.5680.365|=0.7116 A Ir2 =1/2|Ia2-KPIb2|=1.293 A K=(0.7116-0.1822)/(1.293-0.229)=0.498,3.2 后备保护的定义,a主保护是满足系统稳定和设备安全要求,能以最快速度有选择地切除 被保护设备和线路故障的保护。 b后备保护是主保护或断路器拒动时,用以切除故障的保护。后备保护,a高压侧后备保护 复压闭锁过流(方向)保护。保护为二段式,第一段带方向,方向可整定,设两个时限;第二段不带方向,延时跳开变压器各侧断路器。 零序过流(方向)保护。保护为二段式,第一段带方向,方向可整定,设两个时限。第二段不带方向,延时跳开变压器各侧断路器。 间隙电流保护,间隙电流和零序电压二者构成“或门”延时跳开变压器各侧断路器。 零序电压保护,延时跳开变压器各侧断路器。 变压器高压侧断路器失灵保护动作后跳变压器各侧断路器功能。变压器高压侧断路器失灵保护动作接点开入后,应经灵敏的、不需整定的电流元件并带50 ms延时后跳变压器各侧断路器
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