变压器保护装置.docx

变压器保护装置
变压器***保护工作原理
***保护是变压器内部故障的主要保护元件,对变压器匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线及绝缘劣化和油面下降等故障均能灵敏动作。当油浸式变压器的内部发生故障时,由于电弧将使绝缘材料分解并产生大量的气体,其强烈程度随故障的严重程度不同而不同。***保护就是利用反应气体状态的***继电器(又称气体继电器)来保护变压器内部故障的。
在***保护继电器内,上部是一个密封的浮筒,下部是一块金属档板,两者都装有密封的水银接点。浮筒和档板可以围绕各自的轴旋转。在正常运行时,继电器内充满油,浮筒浸在油内,处于上浮位置,水银接点断开;档板则由于本身重量而下垂,其水银接点也是断开的。当变压器内部发生轻微故障时,气体产生的速度较缓慢,气体上升至储油柜途中首先积存于***继电器的上部空间,使油面下降,浮筒随之下降而使水银接点闭合,接通延时信号,这就是所谓的“轻***”;当变压器内部发生严重故障时,则产生强烈的***气体,油箱内压力瞬时突增,产生很大的油流向油枕方向冲击,因油流冲击档板,档板克服弹簧的阻力,带动磁铁向干簧触点方向移动,使水银触点闭合,接通跳闸回路,使断路器跳闸,这就是所谓的“重***”。重***动作,立即切断与变压器连接的所有电源,从而避免事故扩大,起到保护变压器的作用。
***继电器有浮筒式、档板式、开口杯式等不同型号。如QJ-80型继电器,其信号回路接上开口杯,跳闸回路接下档板。所谓***保护信号动作,即指因各种原因造成继电器内上开口杯的信号回路接点闭合,光字牌灯亮。
1 引言
主设备接地故障是电厂常见的故障之一,而相应接地保护是避免主设备进一步损坏的重要保障。本文讨论了主设备接地保护的原理、配置及整定,并对其定子接地保护方案进行了改造。运行结果表明改造后的接地保护完全满足主设备接地故障的保护要求。
2 保护的原理
主设备的接地保护的配置及判据如表1。
主变限制性接地保护
限制性接地保护,现场称之为零序差动保护,其基本原理是通过比较两侧电流互感器之零序电流的大小和方向,即以零序电流差来作为保护起动的判据,进而实现对所取用电流信号的两侧电流互感器之间的区域的接地保护。
对主变而言,即是取主变高压侧套管电流互感器三相电流之和与主变接地中性线上的电流差构成简单差动保护,保护由该零序电流差形成的电压来驱动,保护区域是主变高压侧(500 kV侧)绕组。
显见该保护兼有零序保护与差动保护的优点,无需与其它保护相配合就能形成对所管辖区域内的接地短路保护,同时对主变高压侧500 kV电缆引出线的接地也能有效避越,是一种非常值得借鉴的行之有效的变压器绕组接地保护。

主变后备接地保护
主变后备接地保护取接地中性线上的电流,采用简单的定时限过电流保护,反应主变高压侧绕组及引出线的接地故障,并作为系统接地保护的后备。
发电机定子接地保护
该保护从接于发电机中性点的隔离变压器处取得零序电压,用于反应发电机定子绕组单相接地故障。由于在定子绕组单相接地时,零序电压与中性点到故障点的绕组占一相全部绕组的百分比成线性关系,因此从原理上来讲该保护必然有“死区”。
封闭母线接地保护
该保护从接于发电机断路器外侧的接地变压器的开口三角上取得零序电压,用于反应机组启停机期间,发电机出口开关断开之后,主变低压侧至发电机出口开关之间的封闭母线的单相接地故障。
3 保护的整定计算
主变限制性接地保护
主变限制性接地保护接线图如图2所示。
如图2中,保护整定原则为躲过主变高压侧(X处)短路电流对应的Vs,整定计算如下。
(1)基本数据:
CT变比(T1)=1000/1;
CT线圈电阻(RCT)=;
引线电阻(CT与保护的连线)B,F=;
主变阻抗=(额定标么值);
基于变压器阻抗的短路电流(IF)=5 000 A;
保护MFAC14的定值范围=25~175 V(25 V/STEP)
典型的MBCH差动线圈阻抗(Rb)=
(2)电压Vs整定:
中间电流互感器ICT的匝比T2,T3=130,215;
导线加CT线圈电阻A,N=+=;
中间电流互感器T2,T3线圈电阻G,H见注10;
ICT二次侧导线电阻K见注1(注1:当ICT二次
引线及保护负载较小时,折算的有效二次负载用一个2欧的电阻替代)。
考虑在X处的相对地短路,并假设该故障线上的电流互感器完全饱和,那么:
2〕= V
考虑在X处的相对地短路,并假设中线上的电流互感器完全饱和,那么:
考虑在X处的两相间短路,并假设该故障线上的电流互感器完全饱和,那么:
考虑在X处的三