1. 变压器的继电保护有哪些以及它们的共同点与区别
继电保护装置的基本原理:继电保护主要是利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等)的变化构成继电保护动作的原理,还有其他的物理量,如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。大多数情况下,不管反应哪种物理量,继电保护装罟都包括测量部分(和定值调整部分)、逻辑部分、执行部分。
1、 电力系统运行中的参数(如电流、电压、功率因数角)在正常运行和故障情况时是有明显区别的。继电保护装置就是利用这些参数的变化,在反映、检测的基础上来判断电力系统故障的性质和范围,进而作出相应的反应和处理(如发出警告信号或令断路器跳闸等)。
2、继电保护装罟的原理框图分析:
1)、取样单元——它将被保护的电力系统运行中的物理量(参数)经过电气隔离并转换为继电保护装置中比较鉴别单元可以接受的信号,由一台或几台传感器如电流、电压互感器组成。
2)、比较鉴别单元——包括给定单元,由取样单元来的信号与给定信号比较,以便下一级处理单元发出何种信号。(正常 状态、异常状态或故障状态)比较鉴别单元可由4只电流继电器组成,二只为速断保护,另二只为过电流保护。电流继电器的整定值即为给定单元,电流继电器的电流线圈则接收取样单元(电流互感器)来的电流信号,当电流信号达到电流整定值时,电流继电器动作,通过其接点向下一级处理单元发出使断路器最终掉闸的信号,若电流信号小于整定值,则电流继电器不动作,传向下级单元的信号也不动作。鉴别比较信号“速断”、“过电流”的信息传送到下一单元处理。
3)、处理单元—— 接受比较鉴别单元来的信号,按比较鉴别单元的要求进行处理,根据比较环节输出量的大小、性质、组合方式出现的先后顺序,来确定保护装置是否应该动作:由时间继电器、中间继电器等构成。电流保护:速断一-中间继电器动作,过电流一一时间继电器动作。( 延时过程)
4)、执行单元——故障的处理通过执行单元来实施。执行单元一般分两类:一类是声、光信号继电器; (如电笛、 电铃、闪光信号灯等)另一类为断路器的操作机构的分闸线圈,使断路器分闸。
5)、控制及操作电源——继电保护装置要求有自己独立的交流或直流电源,而且电源功率也因所控制设备的多少而增减,交流电压一般为220 伏,功率1KVA以上。
常用继电保护装置的类型:
1、电流保护: (按照保护的整定原则,保护范围及原理特点)
1)、过电流保护--是按照躲过被保护设备或线路中可能出现的最大负荷电流来整定的。如大电机启动电流(短时)和穿越性短路电流之类的非故障性电流,以确保设备和线路的正常运行。为使上、下级过电流保护能获得选择性,在时限上设有一个相应的级差。
2)、电流速断保护一-是按照被保护设备或线路末端可能出现的最大短路电流或变压器二次侧发生三相短路电流而整定的。速断保护动作,理论上电流速断保护没有时限。即以零秒及以下时限动作来切断断路器的。过电流保护和电流速断保护常配合使用,以作为设备或线路的主保护和相邻线路的备用保护。
3)、定时限过电流保护---在正常运行中,被保护线路上流过最大负荷电流时,电流继电器不应动作,而本级线路上发生故障时,电流继电器应可靠动作,定时限过电流保护由电流继电器、时间继电器和信号继电器三元件组成(电流互感器二次侧的电流继电器测量电流大小→时间继电器设定动作时间一信号继电器发出动作信号) ;定时限过电流保护的动作时间与短路电流的大小无关,动作时间是恒定的。( 人为设定)
4)、反时限过电流保护---继电保护的动作时间与短路电流的大小成反比,即短路电流越大,继电保护的动作时间越短,短路电流越小,继电保护的动作时间越长。在10KV系统中常用感应型过电流继电器。(GL一型 )
5)、无时限电流速断一一不能保护线路全长,它只能保护线路的一部分,系统运行方式的变化,将影响电流速断的保护范围,为了保证动作的选择性,其起动电流必须按最大运行方式(即通过本线路的电流为最大的运行方式)来整定,但这样对其它运行方式的保护范围就缩短了,规程要求最小保护范围不应小于线路全长的15%。另外,被保护线路的长短也影响速断保护的特性,当线路较长时,保护范围就较大,而且受系统运行方式的影响较小,反之,线路较短时,所受影响就较大,保护范围甚至会缩短为零。
2、电压保护:(按照系统电压发生异常或故障时的变化而动作的继电保护)
1)、过电压保护---防止电压升高可能导致电气设备损坏而装设的。(雷击、高电位侵入、事故过电压、操作过电压等) 10KV 开闭所端头、变压器高压侧装设避雷器主要用来保护开关设备、变压器,变压器低压侧装设避雷器是用来防止雷电波由低压侧侵入而击穿变压器绝缘而设的。
2)、欠电压保护---防止电压突然降低致使电气设备的正常运行受损而设的。
3)、零序电压保护一-为防止变压器一相绝缘破坏造成单相接地故障的继电保护。主要用于三相三线制中性点绝缘(不接地)的电力系统中。零序电流互感器的一次侧为被保护线路(如电缆三根相线),铁芯套在电缆上,二次绕组接至电流继电器,电缆相线必须对地绝缘,电缆头的接地线也必须穿过零序电流互感器;原理:正常运行及相间短路时,一次侧零序电流为零(相量和),二次侧内有很小的不平衡电流。当线路发生单相接地时,接地零序电流反映到二次侧,并流入电流继电器,当达到或超过整定值时,动作并发出信号。(变压器零序电流互感器串接於零线端子出线铜排)
3、瓦斯保护:油浸式变压器内部发生故障时,短路电流所产生的电弧使变压器油和其它绝缘物产生分解,并产生气体(瓦斯),利用气体压力或冲力使气体继电器动作。故障性质可分为轻瓦斯和重瓦斯,当故障严重时(重瓦斯)气体继电器触点动作,使断路器跳闸并发出报警信号。轻瓦斯动作信号一般只有信号报警而不发出跳闸动作。变压器初次投入、长途运输、加油、换油等原因,油中可能混入气体,积聚在气体继电器的上部(玻璃窗口能看到油位下降,说明有气体),遇到此类情況可利用瓦斯继电器顶部的放气阀(螺丝拧开)放气,直至瓦斯继电器内充满油。考虑安全,最好在变压器停电时进行放气。容量在800KVA及以上的变压器应装设瓦斯保护。
4、差动保护:这是一种按照电力系统中,被保护设备发生短路故障,在保护中产生的差电流而动作的一种保护装置。常用做主变压器、发电机和并联电容器的保护装置,按其装置方式的不同可分为:
1)、横联差动保护一-常用作发电机的短路保护和并联电容器的保护,一般设备的每相均为双绕组或双母线时,采用这种差动保护。
2)、纵联差动保护一--般常用作主变压器的保护,是专门保护变压器内部和外部故障的主保护。
5、高频保护:这是一种作为主系统、高压长线路的高可靠性的继电保护装置。目前我国已建成的多条500KV的超高压输电线路就要求使用这种可行性、选择性、灵敏性和动作迅速的保护装置。高频保护分为相差高频保护;方向高频保护。
相差高频保护的基本原理是比较两端电流的相位的保护。规定电流方向由母线流向线路为正,从线路流向母线为负。就是说,当线路内部故障时,两侧电流同相位而外部故障时,两侧电流相位差180度。方向高频保护的基本工作原理是,以比较被保护线路两端的功率方向,来判别输电线路的内部或外部故障的一种保护装置。
6、回距离保护:这种继电保护也是主系统的高可靠性、高灵敏度的继电保护,又称为阻抗保护,这种保护是按照长线路故障点不同的阻抗值而整定的。
7、平衡保护:这是一种作为高压并联电容器的保护装置。继电保护有较高的灵敏度,对于采用双星形接线的并联电容器组,采用这种保护较为适宜。它是根据并联电容器发生故障时产生的不平衡电流而动作的一种保护装置。
8、负序及零序保护:这是作为三相电力系统中发生不对称短路故障和接地故障时的主要保护装置。
9、方向保护:这是一种具有方向性的继电保护。对于环形电网或双回线供电的系统,某部分线路发生故障时,而故障电流的方向符合继电保护整定的电流方向,则保护装置可靠地动作,切除故障点。
2. 变压器 保护继电器
瓦斯继电器是变压器的一种保护装置,装在变压器的储油柜和油箱之间的管道内,利用变压器内部故障而使油分解产生气体或造成油流涌动时,使瓦斯继电器的接点动作,接通指定的控制回路,并及时发出信号告警(轻瓦斯)或启动保护元件自动切除变压器(重瓦斯)。
轻瓦斯主要反映在运行或者轻微故障时由油分解的气体上升入瓦斯继电器,气压使油面下降,继电器的开口杯随油面落下,轻瓦斯干簧触点接通发出信号,当轻瓦斯内气体过多时,可以由瓦斯继电器的气嘴将气体放出。
3. 电力变压器瓦斯继电器保护分为
一、 变压器纵差保护
变压器的纵差保护是反应相间短路、高压侧单相接地短路以及匝间短路的主保护,其保护范围包括变压器套管及引出线。
变压器在空载合闸时的过励磁电流,其值可为In的数倍到10倍以上,这样大的励磁电流通常称为励磁涌流。
二、 气体保护
为防止变压器内部单相绕组的匝间短路,通常在容量大于800KVA的变压器上装设有气体保护。
不论是哪一种型式的气体继电器都有两对触点:
轻瓦斯保护:当变压器内发生轻微故障时,产生的气体较少且速度缓慢,气体上升后逐渐积聚在继电器的上部,使气体继电器内的油面下降,使得其中一个触点闭合而作用于信号。
轻瓦斯保护动作值采用气体容积大小表示:250-300cm3
重瓦斯保护:当变压器内发生严重故障时,强烈的电弧将产生大量的气体,油箱压力迅速升高,迫使变压器油沿着油箱冲向油枕,在油流的激烈冲击下,使另一触点接闭而动作于跳闸。
重瓦斯保护动作值采用油流速度大小表示:0.6-1.5m/s
三、 变压器的相间短路后备保护
主要有过电流保护和低阻抗保护。
四、
变压器的过负荷保护
变压器的过负荷大多数情况下都是三相对称的,因此,过负荷保护只要接入一相,用一个电流继电器即可实现。过负荷保护通常延时动作于信号
对于双绕组升压变压器,装于发电机电压一侧;对于三绕组升压变压器,当一侧无电源时,装在发电机电压侧和无电源一侧,当三侧都有电源时,装在所有三侧。
五、 变压器的单相接地保护
1. 中性点直接接地的普通变压器接地后备保护
2. 中性点可能接地或不接地运行的变压器接地后备保护
1) 中性点全绝缘变压器
2) 分级绝缘且中性点装放电间隙的变压器
3. 自耦变压器的接地后备保护
1)
高、中压侧的方向零序电流保护整定计算
2) 自耦变压器中性点零序过电流保护整定
六、变压器温度保护
一般设为75℃
七、冷却器故障保护
4. 电力变压器的继电保护有哪些
继电保护的内容:
①按被保护对象分类,有输电线保护和主设备保护(如发电机、变压器、母线、电抗器、电容器等保护)。
②按保护功能分类,有短路故障保护和异常运行保护。前者又可分为主保护、后备保护和辅助保护;后者又可分为过负荷保护、失磁保护、失步保护、低频保护、非全相运行保护等。
③按保护装置进行比较和运算处理的信号量分类,有模拟式保护和数字式保护。一切机电型、整流型、晶体管型和集成电路型(运算放大器)保护装置,它们直接反映输入信号的连续模拟量,均属模拟式保护;采用微处理机和微型计算机的保护装置,它们反应的是将模拟量经采样和模/数转换后的离散数字量,这是数字式保护。
④按保护动作原理分类,有过电流保护、低电压保护、过电压保护、功率方向保护、距离保护、差动保护、纵联保护、瓦斯保护等。
研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况,以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要使用有触点的继电器来保护电力系统及其元件(发电机、变压器、输电线路、母线等)使之免遭损害,所以简称继电保护。
继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障,是保护区内故障还是区外故障的功能。保护装置要实现这一功能,需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。
电力系统发生故障后,工频电气量变化的主要特征是:
(1) 电流增大。 短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。
(2) 电压降低。当发生相间短路和接地短路故障时,系统各点的相间电压或相电压值下降,且越靠近短路点,电压越低。
(3) 电流与电压之间的相位角改变。正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角,一般约为20°,三相短路时,电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的,一般为60°~85°,而在保护反方向三相短路时,电流与电压之间的相位角则是180°+(60°~85°)。
(4) 测量阻抗发生变化。测量阻抗即测量点(保护安装处)电压与电流之比值。正常运行时,测量阻抗为负荷阻抗;金属性短路时,测量阻抗转变为线路阻抗,故障后测量阻抗显著减小,而阻抗角增大。
不对称短路时,出现相序分量,如两相及单相接地短路时,出现负序电流和负序电压分量;单相接地时,出现负序和零序电流和电压分量。这些分量在正常运行时是不出现的。
利用短路故障时电气量的变化,便可构成各种原理的继电保护。
此外,除了上述反应工频电气量的保护外,还有反应非工频电气量的保护,如瓦斯保护。
常用保护
传统保护
1、电流保护。多用于配电网中(110kv及以下),分为:电流速断保护、限时电流速断保护和定时限过电流保护。
2、距离保护。
3、差动保护。
4、纵联保护。
5、瓦斯保护
新兴保护
基于暂态的保护,如行波保护等。
5. 变压器的继电保护装置有哪几种
继电保护装置就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或者不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
它保护的是各种故障(短路、电压大大降低、系统震荡等)和不正常运行状态(过负荷、频率降低、低电压等),因为这些故障和不正常运行状态,都可能在电力系统中引起事故。
各种原理的保护,通常可以由一个或者若干个继电器连接在一起组成保护装置来实现。
就一般情况而言,整套继电保护装置是由测量部分、逻辑部分和执行部分组成的。
因此你所说的保护装置也就是指各种继电器,例如:电流继电器、阻抗继电器、输电线纵联差动保护、变压器的纵差动保护等等,随便拿一本继电保护书上面讲的都是。 希望对你有帮助!
6. 变压器的继电保护作用有哪些
一、电压继电器:
是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。主要用于发电机、变压器和输电线的继电保护装置中,作为过电压保护或低电压闭锁的启动原件。
电压继电器是一种常用的电磁式继电器,电压继电器用于电力拖动系统的电压保护和控制。其线圈并联接入主电路,感测主电路的线路电压;触点接于控制电路,为执行元件。
二、电流继电器:
是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
电流继电器是一种常用的电磁式继电器,电流继电器用于电力拖动系统的电流保护和控制。其线圈串联接入主电路,用来感测主电路的线路电流;触点接于控制电路,为执行元件。