继电保护变压器后备保护讲解

8.5变压器相间短路的后备保护和过负荷保护反应相间短路电流增大而动作的过电流保护作为变压器的后备保护。为满足灵敏度要求，可装设过电流保护、低电压起动的过电流保护、复合电压起动的过电流保护，负序过电流保护，甚至阻抗保护。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电流和单相低电压启动的过电流保护电流继电器延时电流继电器低电压继电器与延时负序电压继电器或与延时电流继电器低电压继电器负序电流继电器？与或延时P217KAN8.5.1复合电压起动的过电流保护1、保护的工作原理来自低压侧TV单相式负序电压滤过器低电压继电器或中间继电器时间继电器信号继电器出口继电器电流继电器或与8.5变压器相间短路的后备保护和过负荷保护——主要由电流继电器、负序电压滤过器及低电压继电器等组成。P218负序电压继电器•单相式负序电压滤过器•单相式负序电流滤过器12)-(2CBCAABOUTXIjRIU参数关系：313AAAXCR11)-(23131CCCXCR参数关系：)()(/3/BCTATCnnRX20)-(2/)(/)()(0)(ATACBCTCBOUTnIIjXnIIRUP14～16单相式负序电压滤过器0mnOUTUUCBCAABmnOUTXIjRIUU12)-(2CBCAABOUTXIjRIUP14单相式负序电流滤过器20)-(2/)(/)()(0)(ATACBCTCBRCOUTnIIjXnIIRUUU0RCOUTUUUCRCOUTUUUU2P16当发生各种不对称短路时：出现负序电压，过压继电器动作其常闭触点断开低电压继电器失电其常闭触点闭合起动中间继电器，低压闭锁开放。若电流继电器也动作，则起动时间继电器，经预定延时发出跳闸脉冲。8.5.1复合电压起动的过电流保护1、保护的工作原理U2KLKCO1QF2QFKMKVUZ+U正常运行时：无负序电压，过压继电器不动作其常闭触点闭合将线电压(动作电压)加在低电压继电器上其常闭触点打开保护不动作。P218+当发生各种不对称短路时：出现负序电压，过压继电器动作其常闭触点断开低电压继电器失电其常闭触点闭合起动中间继电器，低压闭锁开放。若电流继电器也动作，则起动时间继电器，经预定延时发出跳闸脉冲。8.5.1复合电压起动的过电流保护1、保护的工作原理U2KLKCO1QF2QFKMKVUZ+U三相短路时：也会短时出现负序电压。闭锁开放。由于低电压继电器返回电压较高。三相短路后，若母线电压低于低电压继电器的返回电压，则低电压继电器不会返回，常闭触点仍然闭合。P218P2188.5.1复合电压起动的过电流保护1、保护的工作原理43)-(8)6.0~5.0(NoperUU8.5.1复合电压起动的过电流保护2、整定计算42)-(8resrelNoperIKKI返回系数，:resK可靠系数，:relK（1）电流继电器和低电压继电器的整定电流继电器动作电流按大于变压器额定电流来整定：低电压继电器的动作电压根据运行经验为变压器的额定线电压。:NU保护装置的灵敏度，按后备保护范围末端短路故障进行校验:44)-(8)2(min.senoperkIIK45)-(8)3(max.senkoperUUK电流保护的灵敏系数：电压保护的灵敏系数：保护的最小短路电流；两相金属性短路时流过后备保护范围末端发生:)2(min.kI。安装处的最大残余电压三相金属性短路时保护后备保护范围末端发生:)3(max.kU。作远后备保护时，作近后备保护时，1.21.5;~1.3sensenKK。作远后备保护时，作近后备保护时，1.21.5;~1.3sensenKKP21946)-(8)07.0~06.0(.2NoperUU8.5.1复合电压起动的过电流保护2、整定计算（2）负序电压继电器的整定动作电压应躲开正常运行时负序电压滤过器出现的最大不平衡电压：灵敏度校验：47)-(81.2.2min.2senoperUUK。安装处的最小负序电压两相金属性短路时保护后备保护范围末端发生:min.2U（3）时间继电器的整定按与相邻元件保护的后备保护动作时间相配合。采用复合电压起动的过电流保护，提高了电压元件对受电侧不对称短路的灵敏度，且与变压器线圈的接线方式无关。P21908，1-28.5.2过电流保护和低电压起动的过电流保护1、过电流保护及其整定计算8.5变压器相间短路的后备保护和过负荷保护电流继电器时间继电器出口继电器TA48)-(8max.resrelLoperIKKI返回系数，:resK可靠系数，:relK电流继电器动作电流按躲开变压器可能出现的最大负荷电流进行整定：•对并列运行的变压器，应考虑突然切除一台时所出现的过负荷。若各台变压器的容量相同时，可按下式计算：49)-(81max.NLInnIn:并列运行变压器的台数；。每台变压器的额定电流:NI•对降压变压器应考虑电动机的自起动电流。过电流保护的动作电流为：50)-(8max.NSSLIKI2.51.5:ss～自起动系数K•保护动作时限的选择和灵敏度校验与定时限过电流保护相同。应装于电源侧P2208.5.2过电流保护和低电压起动的过电流保护8.5变压器相间短路的后备保护和过负荷保护低电压继电器其整定计算与复合电压起动的过电流保护中电流继电器和低电压继电器的整定相同。当过电流保护不能满足灵敏度要求时，可采用低压起动的过电流保护。2、低电压起动的过电流保护及其整定计算P2218.5.3负序电流和单相低电压起动的过电流保护8.5变压器相间短路的后备保护和过负荷保护对于大型发电机一变压器组，额定电流大，电流元件往往不能满足远后备灵敏度的要求，可采用负序电流保护。其原理接线如图所示。它是由反应对称短路的低电压起动的过电流保护和反应不对称短路的负序电流保护组成。1、保护的工作原理P221KAN与或P221KAN8.5.3负序电流和单相低电压起动的过电流保护1、保护的工作原理与或负序电流继电器的一次动作电流按以下条件选择：8.5.3负序电流和单相低电压起动的过电流保护8.5变压器相间短路的后备保护和过负荷保护2、整定计算(1)躲开变压器正常运行时负序电流滤过器输出的最大不平衡电流。其值为51)-(8)2.0~1.0(NoperII(2)躲开线路一相断线时引起的负序电流。(3)与相邻元件上的后备保护在灵敏度上相配合。负序电流继电器的灵敏度校验52)-(81.25.2min.2senoperIIK的最小负序电流。不对称短路时流过保护后备保护范围末端发生:min.2I8.5.4变压器的过负荷保护变压器过负荷电流三相对称，过负荷保护装置只采用一个电流继电器接于一相电流回路中，经过较长的延时后发出信号。原理接线如图所示。P2218.5变压器相间短路的后备保护和过负荷保护8.5.4变压器的过负荷保护变压器过负荷电流三相对称，过负荷保护装置只采用一个电流继电器接于一相电流回路中，经过较长的延时后发出信号。原理接线如图所示。过负荷保护的动作电流按躲过变压器的额定电流进行整定：2、过负荷保护的整定计算1、过负荷保护的工作原理53)-(8resrelNoperIKKI0.85.:res返回系数，取K1.05:rel可靠系数，取K电流。保护安装侧变压器额定:NI过负荷保护的延时应比变压器过电流保护时限长一个时限阶段，一般取10s。P2228.6变压器的接地保护对l10kV以上中性点直接接地系统中的电力变压器，一般应装设零序电流(接地)保护，作为变压器主保护的后备保护和相邻元件短路的后备保护。大接地电流系统发生单相或两相接地短路时，零序电流的分布和大小与系统中变压器中性点接地的台数和位置有关。8.6.1中性点有放电间隙的分级绝缘变压器的接地保护零序电流保护装于变压器中性点接地引出线的电流互感器上，其原理接线如图所示。保护动作后切除变压器两侧的断路器。1、工作原理P2238.6.1中性点有放电间隙的分级绝缘变压器的接地保护2、零序电流保护的整定计算零序电流保护的动作电流按与相邻元件零序后备保护动作电流相配合整定：54)-(8..00LoperbsuioperIKKI；配合系数，取1.1:suiK:b零序电流分支系数；K动作电流。相邻元件零序后备保护:0.oper.LI其值为远后备范围内故障时,流过本保护与流过出线零序保护零序电流之比；动作时限与相邻元件零序后备保护的时限配合整定：ttt55)-(8ttt12max1保护的最大动作时限。相邻元件零序电流后备:maxt当保护动作后，以较短时限t1断开母线断路器QF，以减少故障范围；以较长时限t2断开变压器高压侧断路器1QF。P2238.6.1中性点有放电间隙的分级绝缘变压器的接地保护2、零序电流保护的整定计算零序电压元件3U0的动作电压应低于变压器中性点工频耐受电压：56)-(88.130TVwrelopernUKU；可靠系数，取0.9:relK:w中性点工频耐受电压；U电压互感器变比。:TVn动作电压还应躲过电网存在接地中性点情况下单相接地短路时的最大零序电压，即：正序综合电抗；序综合、分别为母线上系统的零、其中系数，;/:1010ZZZZ57)-(8)2(2]0[0TVKopernUU:K[0]运行相电压。短路故障前母线上最大U8.6.2其他情况下的变压器的接地保护P223二、变电所多台变压器的零序电流保护当变电所有多台变压器并列运行时，只允许一部分变压器中性点接地。中性点接地的变压器可装设零序电流保护，而不接地运行的变压器不能投入零序电流保护。当发生接地故障时，变压器接地保护不能辨认接地故障发生在哪一台变压器。若接地故障发生在不接地的变压器，会产生什么后果？接地保护动作，切除接地的变压器后，接地故障并未消除，且变成中性点不接地系统在接地点会产生较大的电弧电流，使系统过电压。同时系统零序电压加大，不接地的变压器中性点电压升高，其零序过电压可能使变压器中性点绝缘损坏。为此，变压器的零序保护动作时，首先应切除非接地的变压器。若故障依然存在，经一个时限阶段Δt后，再切除接地变压器，其原理接线如图所示。每台变压器都装有同样的零序电流保护，它是由电流元件和电压元件两部分组成。正常时零序电流及零序电压很小，零序电流继电器及零序电压继电器皆不动作，不会发出跳闸脉冲。