-变压器相间短路的后备保护.ppt

6.4 6.4 变压器相间短路的后备保护变压器相间短路的后备保护过电流保护过电流保护低电压启动的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复合电压启动的过电流保护三绕组变压器的后备保护三绕组变压器的后备保护.变压器通常采用变压器通常采用纵差动保护纵差动保护和和瓦斯保护瓦斯保护作为主保护，作为主保护，除了主保护外，变压器还应装设相间短路和接地短路的除了主保护外，变压器还应装设相间短路和接地短路的后后备保护备保护。后备保护的作用是：后备保护的作用是：（1）防止外部短路引起的变压器绕组过流；）防止外部短路引起的变压器绕组过流；（2）作为）作为相邻元件（母线或线路）保护拒动相邻元件（母线或线路）保护拒动时的时的后备后备保护保护，以及在可能的条件下作为变压器内部故障时主保护，以及在可能的条件下作为变压器内部故障时主保护的后备。的后备。通常后备保护有通常后备保护有过电流保护过电流保护、低电压启动的过电流保低电压启动的过电流保护护、复合电压启动的过电流保护复合电压启动的过电流保护以及以及负序过电流保护负序过电流保护等。等。.6.4.1 过电流保护过电流保护 QF1QF2TA 保护装置的单相原理接线如图所示，其原理与线路保护装置的单相原理接线如图所示，其原理与线路定时限过电流保护相同。定时限过电流保护相同。跳闸跳闸注意：跳闸是跳开变压注意：跳闸是跳开变压器两侧的断路器。器两侧的断路器。.变压器可能出现的最大负荷电流变压器可能出现的最大负荷电流过电流保护的启动电流整定过电流保护的启动电流整定整定原则：整定原则：保护的启动电流按照躲过变压器可能出现的最大负保护的启动电流按照躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定。荷电流来整定。可靠系数，取可靠系数，取1.21.3；返回系数，取返回系数，取0.850.95；.6.4.1 过电流保护 的计算方法：的计算方法：（1 1）对并联运行的变压器，考虑切除一台容量最大的变）对并联运行的变压器，考虑切除一台容量最大的变压器时，在其它变压器中出现的过负荷。当并联运行的变压压器时，在其它变压器中出现的过负荷。当并联运行的变压器容量相同时，计算式为：器容量相同时，计算式为：n并列运行变压器的可能最少台数；并列运行变压器的可能最少台数；IN每台变压器的额定电流。每台变压器的额定电流。.LD1000A3000A1000A1000An=3LD1500A3000A1500An=2设每台变压器的额定电流：设每台变压器的额定电流：切除一台变压器后，引起的切除一台变压器后，引起的过负荷电流为：过负荷电流为：且每台变压器都工作在额定且每台变压器都工作在额定状态下。状态下。.6.4.1 过电流保护（2 2）对降压变压器而言，应考虑电机自启动时的最大电流，）对降压变压器而言，应考虑电机自启动时的最大电流，计算式为：计算式为：正常工作时的最大负荷电流（一般为额定电流）。正常工作时的最大负荷电流（一般为额定电流）。综合负荷的自启动系数，对于综合负荷的自启动系数，对于110kV的降压变电所，的降压变电所，低压低压610kV侧取侧取1.52.5，中压，中压35kV侧取侧取1.52。保护的动作时限和灵敏系数的校验，与线路保护定保护的动作时限和灵敏系数的校验，与线路保护定时限过电流保护相同，这里不在赘述。时限过电流保护相同，这里不在赘述。.6.4.2 低电压启动的过电流保护低电压启动的过电流保护 过电流保护如果按照躲过最大负荷电流的方法整定，启过电流保护如果按照躲过最大负荷电流的方法整定，启动电流较大，灵敏度往往不能满足要求。为此可采用低电压动电流较大，灵敏度往往不能满足要求。为此可采用低电压启动的过电流保护。启动的过电流保护。低电压启动的过电流保护要求低电压启动的过电流保护要求电压元件电压元件和和电流元件电流元件同时同时启动后，才能启动时间继电器，经过预定的时间后跳闸。启动后，才能启动时间继电器，经过预定的时间后跳闸。.QF1QF2&t跳闸H1H2Y1TATV低电压启动的过电流保护接线如下图所示：低电压启动的过电流保护接线如下图所示：整定值如整定值如何确定？何确定？.6.4.2 低电压启动的过电流保护低电压启动的过电流保护 采用低电压继电器后，电流继电器的整定值就可以不再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。负荷，而是按大于变压器的额定电流整定。比较比较（1 1）电流元件整定值）电流元件整定值动作门槛降低，电流元件灵敏度增加动作门槛降低，电流元件灵敏度增加.6.4.2 低电压启动的过电流保护（2）低电压继电器的整定方法）低电压继电器的整定方法原则一：按躲过正常工作时可能出现的最低工作电压整定原则一：按躲过正常工作时可能出现的最低工作电压整定最低工作电压，一般取最低工作电压，一般取 ；可靠系数，取可靠系数，取1.11.2；低电压继电器返回系数，取低电压继电器返回系数，取1.151.25；.6.4.2 低电压启动的过电流保护原则二：按躲过电机自启动时的电压进行整定原则二：按躲过电机自启动时的电压进行整定 当低压继电器由当低压继电器由变压器的低压侧互感器变压器的低压侧互感器供电时供电时 当低压继电器由当低压继电器由变压器的高压侧互感器变压器的高压侧互感器供电时供电时 按原则一、原则二整定后，取其较小者作为整定值。按原则一、原则二整定后，取其较小者作为整定值。.6.4.2 低电压启动的过电流保护1kABC2要求：要求：（3）灵敏度校验）灵敏度校验低电压继电器的灵敏度低电压继电器的灵敏度校验校验电流继电器电流继电器的灵敏度的灵敏度校验：校验：与不带低电压启动的过电流与不带低电压启动的过电流保护相同保护相同.6.4.2 低电压启动的过电流保护低电压启动的过电流的保护存在的问题低电压启动的过电流的保护存在的问题 对于对于升压变压器升压变压器而言，如果只在一侧接有低电压继电而言，如果只在一侧接有低电压继电器，当另一侧故障时，灵敏度往往不能满足要求。此时，器，当另一侧故障时，灵敏度往往不能满足要求。此时，可以可以采用两组低电压继电器采用两组低电压继电器分别接在变压器两侧的电压互分别接在变压器两侧的电压互感器上，并用触电并联的方法提高灵敏度。但这种保护的感器上，并用触电并联的方法提高灵敏度。但这种保护的接线复杂，所以，近年来已广泛采用接线复杂，所以，近年来已广泛采用复合电压启动的过电复合电压启动的过电流流保护保护。.6.4.3 复合电压启动的过电流保护复合电压启动的过电流保护的原理复合电压启动的过电流保护的原理 将三个低压继电器用一个将三个低压继电器用一个负序电压继电器负序电压继电器和一个接于和一个接于线电压上的线电压上的低电压继电器低电压继电器代替。其中代替。其中负序电压继电器负序电压继电器用于用于检测是否出现了检测是否出现了两相短路两相短路（不对称短路时会出现负序电压），（不对称短路时会出现负序电压），低电压继电器低电压继电器用于检测是否出现了用于检测是否出现了三相短路三相短路（三相短路是（三相短路是对称短路，不会出现负序电压）。对称短路，不会出现负序电压）。.QF1QF2&t跳闸H1H2Y1TATV复合电压启动的过电流保护复合电压启动的过电流保护接线图接线图滤滤过过器器.6.4.4 三绕组变压器相间短路后备保护的特点三绕组变压器相间短路后备保护的特点 三绕组变压器一侧断路器跳开后，另外两侧还能够继三绕组变压器一侧断路器跳开后，另外两侧还能够继续运行。所以三绕组变压器的相间短路的后备保护在续运行。所以三绕组变压器的相间短路的后备保护在作为作为相邻元件的后备相邻元件的后备时，应该有选择性的时，应该有选择性的只跳开近故障点一侧只跳开近故障点一侧的断路器的断路器，保证另外两侧继续运行，尽可能的缩小故障影，保证另外两侧继续运行，尽可能的缩小故障影响范围；而响范围；而作为变压器内部故障的后备作为变压器内部故障的后备，应该，应该跳开三侧断跳开三侧断路器路器，使变压器退出运行。，使变压器退出运行。下面以一例子进行说明。下面以一例子进行说明。.因此，需要在变压器三侧装因此，需要在变压器三侧装设过电流保护，各侧保护之设过电流保护，各侧保护之间要间要相互配合相互配合。在在k1k1点发生故障，应只跳开点发生故障，应只跳开断路器断路器QF3QF3；k2k2点短路时，则将点短路时，则将QF1QF1、QF2QF2、QF3QF3全部跳开。全部跳开。.6.4.4 三绕组变压器相间短路后备保护的特点三绕组变压器相间短路后备保护的特点 变压器保护的配置与变压器的主接线方式及其各侧电源变压器保护的配置与变压器的主接线方式及其各侧电源情况等因素有很大关系，下面分情况等因素有很大关系，下面分单侧电源单侧电源和和多侧电源多侧电源两种情两种情况分别讨论保护配置及其配合关系。况分别讨论保护配置及其配合关系。.（1 1）单侧电源三绕组变压器）单侧电源三绕组变压器 图中图中 、分别表示分别表示各侧母线后备保护的动作时限，各侧母线后备保护的动作时限，定义定义 ，作为跳开三侧断路器的，作为跳开三侧断路器的时限。时限。.（1 1）单侧电源三绕组变压器）单侧电源三绕组变压器可以只装设可以只装设两套过电流保护两套过电流保护，一，一套装设在电源侧，一套装设在负荷套装设在电源侧，一套装设在负荷侧（侧（III侧）侧）负荷侧的保护只作为母线负荷侧的保护只作为母线III保护保护的后备，动作后只跳开的后备，动作后只跳开QF3。动作时限应该与母线动作时限应该与母线III保护的保护的动作时限配合，动作时限配合，。.（1 1）单侧电源三绕组变压器）单侧电源三绕组变压器电源侧的保护作为变压器电源侧的保护作为变压器主保护主保护和和母线母线IIII保护保护的后备。的后备。为了满足尽量缩小停电范围的要求，为了满足尽量缩小停电范围的要求，电源侧保护采用电源侧保护采用两个时间元件两个时间元件，以较，以较小的时限小的时限tI跳开断路器跳开断路器QF2，以较大，以较大时限时限 跳开三侧断路器。跳开三侧断路器。如何确定才如何确定才满足要求？满足要求？.（1 1）单侧电源三绕组变压器）单侧电源三绕组变压器若若 ，在母线，在母线IIIIII故障时，故障时，电源侧的电流保护仍会无选择性的电源侧的电流保护仍会无选择性的跳开跳开QF2 QF2。因此应该与因此应该与 和和 中的较大者进中的较大者进行配合，即行配合，即 。.（1 1）单侧电源三绕组变压器）单侧电源三绕组变压器提问：根据上述保护配置及其整提问：根据上述保护配置及其整定情况，在定情况，在k1点和点和k2点发生故障，点发生故障，哪些保护会启动？哪些保护会动哪些保护会启动？哪些保护会动作？作？.（1 1）单侧电源三绕组变压器）单侧电源三绕组变压器说明说明：为了提高外部故障时保护的灵敏度，负荷侧过电流保护为了提高外部故障时保护的灵敏度，负荷侧过电流保护应该装设在应该装设在容量较小的一侧容量较小的一侧，对于降压变压器是低压侧；，对于降压变压器是低压侧；若电源侧过电流保护作为母线若电源侧过电流保护作为母线IIII的后备保护的后备保护灵敏度不足，灵敏度不足，则应该在三侧绕组中都装设过电流保护则应该在三侧绕组中都装设过电流保护，此时，两负荷侧，此时，两负荷侧的保护只作为本侧母线保护的后备，而电源侧保护则兼作的保护只作为本侧母线保护的后备，而电源侧保护则兼作变压器主保护的后备，只需要一个时间元件。变压器主保护的后备，只需要一个时间元件。.（2 2）双侧电源的三绕组变压器）双侧电源的三绕组变压器三侧分别装设过电流保护三侧分别装设过电流保护,作作为为本侧母线的后备本侧母线的后备，主电源侧主电源侧保保护护兼作变压器主保护的后备保护兼作变压器主保护的后备保护。主电源一般指：升压变压器低主电源一般指：升压变压器低压侧、降压变压器高压侧以及联压侧、降压变压器高压侧以及联络变压器的大电源侧。络变压器的大电源侧。主电源主电源II侧的动作时限为：侧的动作时限为：III侧的动作时限为：侧的动作时限为：.（2 2）双侧电源的三绕组变压器）双侧电源的三绕组变压器III侧母线短路时，会有短路电侧母线短路时，会有短路电流流过流流过II侧过电流保护，保护会侧过电流保护，保护会误动作；误动作；主电源主电源方向方向元件元件II侧的过电流保护还需要增设侧的过电流保护还需要增设一个方向元件，方向指向母线一个方向元件，方向指向母线II。.（2 2）双侧电源的三绕组变压器）双侧电源的三绕组变压器I侧的过电流保护也应增设一个侧的过电流保护也应增设一个方向元件，方向指向母线方向元件，方向指向母线I;主电源主电源方向方向元件元件I侧的过电流保护的动作时限也侧的过电流保护的动作时限也应设置两个应设置两个;方向方向元件元件短时限：短时限：，动作，动作时电流元件和方向时电流元件和方向元件同时启动，元件同时启动，跳开跳开QF1QF1；.（2 2）双侧电源的三绕组变压器）双侧电源的三绕组变压器主电源主电源方向方向元件元件方向方向元件元件长时限长时限：，动作时过电流元件启动，但方向元件不动作时过电流元件启动，但方向元件不启动，经过延时后跳开三侧断路器；启动，经过延时后跳开三侧断路器；.主电源主电源方向方向元件元件方向方向元件元件.（2 2）双侧电源的三绕组变压器）双侧电源的三绕组变压器主电源主电源方向方向元件元件方向方向元件元件故障情况下保护的动作情况分析（一）故障情况下保护的动作情况分析（一）k1k1点短路点短路三侧电流保护启动三侧电流保护启动I、II侧方向元件不启动侧方向元件不启动III侧过电流保侧过电流保护跳开护跳开QF3.（2 2）双侧电源的三绕组变压器）双侧电源的三绕组变压器主电源主电源方向方向元件元件方向方向元件元件故障情况下保护的动作情况分析（二）故障情况下保护的动作情况分析（二）k2k2点短路点短路I、II侧电流保护启动侧电流保护启动I侧方向元件不启动侧方向元件不启动II侧过电流保侧过电流保护跳开护跳开QF2.（2 2）双侧电源的三绕组变压器）双侧电源的三绕组变压器主电源主电源方向方向元件元件方向方向元件元件故障情况下保护的动作情况分析（三）故障情况下保护的动作情况分析（三）k3k3点短路点短路I、II侧电流保护启动侧电流保护启动II侧方向元件不启动侧方向元件不启动I侧过电流保侧过电流保护跳开护跳开QF1.I侧过电流保护经侧过电流保护经 延时后跳开延时后跳开三三侧断路器侧断路器（2 2）双侧电源的三绕组变压器）双侧电源的三绕组变压器主电源主电源方向方向元件元件方向方向元件元件故障情况下保护的动作情况分析（四）故障情况下保护的动作情况分析（四）k4k4点短路点短路I、II侧电流保护启动侧电流保护启动I、II侧方向元件不启动侧方向元件不启动.