万变不离其宗变压器异常及事故处置

万“变”不离其宗——变压器异常及事故处理目录一二三课题背景主变常见故障主变保护配置四五主变异常处理效果检查与巩固2一、课题背景宁厂站#2主变跳闸小孟站#1主变故障停电高新站#1主变跳闸主变本期课题：1课题背景目录一二三课题背景主变故障分类主变保护配置四五主变异常处理思考总结4二、主变故障分类2.1变压器内部故障及危害变压器绕组相间短路变压器绕组匝间短路铁芯故障变压器绕组接地短路变压器在运行中一经发生绝缘击穿，就会造成绕组的短路或接地故障。5二、主变故障分类2.1变压器内部故障及危害电弧烧坏线圈的绝缘电弧烧坏变压器的铁芯引起绝缘材料、冷却油强烈汽化，导致油箱爆炸，变压器着火6二、主变故障分类变压器外部故障2.2变压器承受短路电流冲击，时间过长将引起油温升高，内压加大，造成喷油着火，绕组损坏或者机械损坏。a、绝缘套管的相间短路与接地短路；套管故障常见的是炸毁、闪络和漏油。b、引出线上发生的相间短路和接地短路。7二、主变故障分类变压器辅助设备故障2.3主要指冷却系统故障：a、冷却器组故障b、冷却器全停故障8二、主变故障分类变压器的不正常工作状态2.41、由于外部短路或过负荷引起的过电流；2、油箱漏油造成的油面降低；3、变压器中性点电压升高；4、由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁；对于不正常工作状态，变压器保护也必须能够反应。发告警信号，或延时跳闸。目录一二三课题背景主变常见故障主变保护配置四五主变异常处理思考总结10三、主变保护配置变压器保护配置31、变压器的瓦斯保护2、变压器的纵联差动保护3、电流速断保护4、变压器相间短路的后备保护5、过励磁保护6、零序保护7、其他保护保护类型段数每段时限数备注差动速断…………比例差动…………工频变化量比例差动…………主保护零序/分侧比例差动…………过流三2I、II段可经方向和复合电压闭锁零序过流三2/I3/II2/IIII、II段可经方向和二次谐波闭锁间隙零序过流一2零序过压一2间隙过流、零序过压可以“或”方式出口◎过负荷二1◎启动冷却器二1220kV侧◎闭锁有载调压一1过流三2I、II段可经方向和复合电压闭锁零序过流三2/I3/II2/IIII、II段可经方向和二次谐波闭锁间隙零序过流一2零序过压一2间隙过流、零序过压可以“或”方式出口◎过负荷二1◎启动冷却器二1中压侧◎闭锁有载调压一1过流五1I－V可经复合电压闭锁，I－III可经方向闭锁零序过压一1◎过负荷一1低压侧（两套）◎零序过压一1过流一2可经复合电压闭锁低压侧◎过负荷一1过流一1零序过流一1可经过二次谐波闭锁◎过负荷一1◎启动冷却器一1公共绕组◎零序电流报警一111三、主变保护配置瓦斯保护3.1瓦斯保护分为轻瓦斯（信号）和重瓦斯（跳闸）适用范围：800kVA及以上的电力变压器；带负荷调压的油浸式变压器的调压装置。针对：油箱内的各种故障及油面降低。整定：重瓦斯流速一般整定为0.6~1m/s，强迫油循环的变压器整定为1.1~1.4m/s，轻瓦斯的动作容积整定范围为200~300毫升范围内。优点：油箱内部所有故障，灵敏性高。缺点：不能反应油箱外部的故障。12三、主变保护配置差动保护3.2针对：绕组、套管及引出线上的相间短路，在一定程度上反应绕组内部匝间短路及中性点接地侧的接地短路。保护范围：变压器各侧差动CT之间。特点：瞬时动作切除故障。适用范围：对容量较大的变压器，如并列运行的6300kVA及以上、单独运行的10000kVA及以上的变压器，要设置差动保护装置。13二、分析原因电流速断保护3.3针对：绕组、套管及引出线上的相间短路，在一定程度上反应绕组内部匝间短路及中性点接地侧的接地短路。保护范围：电流速断保护装设在变压器的电源侧，由瞬动的电流继电器构成。特点：瞬时动作切除故障适用范围：对于2000—10000kVA及以下较小容量的变压器，如灵敏系数满足要求时，采用电流速断保护。瓦斯保护能反应变压器油箱内的任何故障，如铁芯过热烧伤、油面降低，但差动保护对此无反应。另外，在变压器绕组发生少数匝间短路时，虽然短路匝内短路电流很大，会造成局部绕组严重过热，产生强烈的油流，但表现在相电流上却不是很大，差动保护没有反应，而瓦斯保护对此能灵敏的反应。因此差动保护不能代替瓦斯保护。14二、分析原因后备保护3.4后备保护用以防止变压器差动保护范围外相间短路引起变压器绕组的过电流，并作为变压器本身差动保护、瓦斯保护的后备和相邻元件保护的后备。当变压器所连接母线未装设专用母线保护时也作为母线的保护。后备保护过电流保护复合电压启动的过电流保护负序过电流保护15三、主变保护配置过电流保护3.4动作电流按躲过变压器可能出现的最大负荷电流整定：maxL.arrelopInKKI需要分别考虑躲过并列运行的变压器切除一台时产生的过负荷电流，躲过电动机负荷的自起动电流等，动作时限和灵敏度需要与相邻元件的过电流保护相配合。16三、主变保护配置复合电压启动的过电流保护3.4复合电压指负序电压和低电压。负序过电压继电器作为不对称故障的电压保护，而低电压继电器作为三相短路的电压保护。动作电流按按躲过变压器额定电流整定：负序电压过电压继电器的动作电压按躲过正常运行时出现的最大不平衡电压整定：NarrelopInKKITvNopnUU)12.0~06.0(2.17三、主变保护配置负序过电流保护3.4负序电流保护灵敏度较高，但整定计算相对复杂，由于负序电流不反应三相对称短路，所以必须加装一套低电压启动的过电流保护来反应三相对称短路18三、主变保护配置过励磁保护3.5定义：当变压器在电压升高或频率下降时都将造成工作磁通密度增加，导致变压器的铁芯饱和，这种现象称为变压器的过励磁。危害：造成铁芯过热，严重时烧毁铁芯。原理：变压器过励磁保护就是通过测量U/f之间的关系来监视过励磁的大小，当U/f的数值达到预定值时就延时发出信号，并使变压器跳闸。19三、主变保护配置零序保护3.6对110kV及以上中性点直接接地电网中的变压器，对外部接地短路引起的过电流，应装设零序保护，作为变压器主保护的后备和相邻元件接地故障的后备。变压器零序保护的方式与变压器中性点运行方式有关。变压器中性点是否接地运行与变压器中性点的绝缘水平有关。220KV及以上大型变压器，高压绕组一般采用分级绝缘，中性点绝缘有两种：500KV变压器中性点绝缘水平38KV，必须直接接地运行；220KV变压器中性点绝缘水平110KV，可以直接接地也可以在系统中不失去接地点情况下不接地运行。变压器中性点不同的运行方式，接地保护的配置也不尽相同。20零序保护3.6三、主变保护配置由两段式零序过电流保护构成，通常以较短时限动作于缩小故障范围，以较长时限动作于断开变压器各侧断路器。对于有多台变压器并列运行的情况，通常只有部分变压器中性点接地运行，而另一部分变压器中性点不接地。当相邻母线或线路发生接地故障，故障元件保护拒动时，则中性点接地变压器的零序电流保护动作，将中性点接地变压器切除，此时中性点不接地变压器可能产生过电压。1.中性点直接接地变压器的零序电流保护2.中性点可能接地或不接地变压器的零序电流、电压保护21三、主变保护配置全绝缘变压器3.6全绝缘变压器绕组各处的绝缘水平相同，在系统发生接地故障时，允许后断开中性点不接地运行的全绝缘变压器。零序电流保护作为变压器中性点接地运行时的接地保护，零序电压保护作为变压器中性点不接地运行时的接地保护。动作电压躲过部分中性点接地电网发生接地故障时，出现的最大零序电压，同时在发生接地故障且失去接地中性点时具有足够灵敏度。一般取为1.8Un。22三、主变保护配置分级绝缘变压器3.6分级绝缘变压器绕组各处的绝缘水平不同，中性点绝缘水平较低，需装设放电间隙。变压器间隙接地保护设置了间隙过流和零序过压保护，作用是保护中性点不接地变压器中性点的绝缘安全。当电网发生接地故障且失去中性点时，放电间隙击穿，放电电流使间隙过流保护启动，迅速切除变压器；零序电压元件作为放电间隙拒动的后备。23三、主变保护配置其他保护3.7变压器温度升高时，温度保护动作发出告警信号。油位异常保护是反应油枕内油位异常的保护，运行时，变压器漏油或者其他原因使油位降低时，油位保护动作，发出告警信号。变压器油箱内部故障的主保护，反映变压器油的压力，置于变压器本体油箱上部。当变压器内部故障时，温度升高，油膨胀分解造成压力升高，弹簧动作带动继电器动触点，使触点闭合，切除变压器。压力保护油温、油位异常保护冷却器全停强油循环风冷和强油循环水冷变压器，当冷却系统故障切除全部冷却器时，允许带额定负载运行20min。如20min后顶层油温尚未达到75℃，则允许上升到75℃，但在这种状态下运行的最长时间不得超过1小时。目录一二三课题选择主变常见故障主变保护配置四五主变异常处理思考总结25四、主变异常处理变压器紧停情况4.11.变压器内部音响很大，不均匀，有爆裂声；2.正常负荷和冷却条件下，变压器油温异常升高；3.油枕、呼吸器、安全气道喷油；4.严重漏油，油位计和气体继电器内看不到油面；5.油色变化过甚，油内出现碳质等；6.套管有严重的破损和放电现象；7.变压器着火。a.铁芯穿心螺丝松动，硅钢片间产生振动，破坏片间绝缘，引起局部过热。b.内部“吱吱”声大，是绕组或引出线对外壳放电，或是铁芯接地线断线，使铁心对外壳感应高电压放电引起。放电持续发展为电弧放电，会使变压器绝缘损坏。a.铁芯硅钢片间短路；b.绕组匝间短路；c.分接开关接触不良；d.变压器缺油或散热管内阻塞高低压瓷套管是变压器外部的主绝缘，变压器绕组引线由箱内引到箱外通过瓷套管作为相对地绝缘。套管上有大的破损和裂纹，表面上有放电及电弧闪络，会使套管的绝缘击穿，剧烈发热，表面膨胀不均，严重时会爆炸。a.变压器绕组短路；b.变压器出气孔堵塞，如呼吸器不畅，在大负荷和高温下造成油面异常升高而冒油，此时油位计中的油面也很高，应注意分辨。变压器油有绝缘和冷却两大作用。a.影响冷却；b.缺油严重，铁芯、绕组暴露在空气中容易受潮，并可能造成绝缘击穿;c.内部故障时可能造成瓦斯继电器不能动作而使事故扩大。应迅速将与之连接的断路器、隔离开关拉开，将冷却系统停止运行并断开其电源。油质劣化，含有杂质或颗粒，会导致油的绝缘性能降低，部分颗粒由于电压作用会在绕组之间搭成“小桥”，可能造成变压器相间短路或绕组与外壳发生击穿现象。应立即停用，防止发生事故，烧毁变压器。26四、主变异常处理变压器跳闸后果及影响4.21.造成用户停电。2.使其他变压器过负荷。3.系统解列。应设法用其他电源恢复用户供电。应立即设法在规定时间内消除过负荷：1、增加变压器负荷侧发电机出力；2、投入备用变压器；3、改变运行方式转移变压器所带负荷；4、对该变压器的受端负荷实行限电。应设法经其他途径恢复系统并列。27四、主变异常处理变压器跳闸后果及影响4.21、变压器内部故障；2、变压器的有关设备故障引起的，如差动保护范围内的电流互感器、开关、刀闸、连接线等故障；3、送出线路故障保护或开关拒动等引起的越级跳闸；4、继电保护误动作，人员误碰或误操作等。误碰引起的变压器开关跳闸，值班调度员应立即恢复送电（注意防止非同期）。误动（保护或开关等）引起的变压器开关跳闸，查明原因并消除缺陷后，恢复送电。变压器不能运行变压器可以运行变压器能否运行？28四、主变异常处理变压器的事故处理原则4.3变压器跳闸后，值班调度员应根据保护动作情况和事故当事的外部现象判断故障原因，分别进行处理：1、有备用变压器或备用电源的变电站，当运行变压器跳闸时应先起用备用变压器或备用电源，然后再检查跳闸变。2、当运行中的一台变压器跳闸时，首先应监视其他运行变压器过载情况，并及时调整，在规定的允许时间内降低所带的负荷。3、当变压器跳闸不能马上送电时，应对系统中变压器中性点进行重新安排，以满足保护的要求。4、凡变压器的主保护（瓦斯、差动等）动作，或虽未动作但跳闸时有明显的事故现象（爆炸声、火光、烟等），未查明原因消除故障前不得送电。5、如因