主設(shè)備故障分析與保護(hù)5_變壓器保護(hù)(已修改)
2025-03-21 18:14 本頁面
【正文】 桂林 清華電機(jī)系大機(jī)組保護(hù)研究所 主設(shè)備（發(fā)電機(jī) /變壓器）故障分析與保護(hù) 個人簡介： 1974年出生 ， 本 、 碩就讀于合肥工業(yè)大學(xué) ， 1999年考入清華大學(xué)攻讀博士學(xué)位 （ 師從王維儉和王祥珩教授 ） ， 2023年博士畢業(yè)后留電機(jī)系工作至今 ， 現(xiàn)為電機(jī)系副教授 。 研究方向為大機(jī)組保護(hù)及故障分析 ， 先后對三峽 、 拉西瓦 、 向家壩 、溪洛渡 、 錦屏一級 /二級 、 糯扎渡等 36座水電站的 170多臺發(fā)電機(jī)進(jìn)行了內(nèi)部故障的分析和主保護(hù)的設(shè)計 ， 并完成了三峽右岸 （ 12 700MW） 、 托克托（ 8 600MW） 等 12個電廠 60多臺發(fā)變組保護(hù)定值的整定和審查工作 。 課程內(nèi)容簡介： 發(fā)電機(jī)主保護(hù)的設(shè)計與整定 （ 2/5) ? 縱聯(lián)和橫聯(lián)差動保護(hù)的基本原理與整定 ? 大型水輪發(fā)電機(jī)主保護(hù)的定量化及優(yōu)化設(shè)計 （ 以三峽右岸 HEC和向家壩ALSTOM發(fā)電機(jī)主保護(hù)設(shè)計為例 ） ? “ 加強(qiáng)主保護(hù) 、 簡化后備保護(hù) ” 及相關(guān)注意事項 發(fā)電機(jī)異常工況保護(hù)的基本原理與整定 （ 2/5） ? 定子接地保護(hù) ? 低勵失磁保護(hù) ? 失步保護(hù) 、 定 /轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷保護(hù) 、 轉(zhuǎn)子表層負(fù)序過負(fù)荷保護(hù) 、 過電壓和過勵磁保護(hù) 、 誤上電保護(hù) 、 斷路器閃絡(luò)保護(hù) 、 頻率異常 、 逆功率保護(hù)等 變壓器差動保護(hù)的特殊問題 （ 1/5） 3 變壓器差動保護(hù)的特殊問題 變壓器縱差保護(hù)與發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的不同之處 單相變壓器勵磁涌流的產(chǎn)生機(jī)理 變壓器縱差保護(hù)的整定計算及注意事項 與勵磁涌流無關(guān)的變壓器主保護(hù) 主變后備過流保護(hù) 、 低壓側(cè)接地保護(hù)的整定計算及勵磁變 /高廠變保護(hù)的配置 變壓器縱差保護(hù)的不同之處 變壓器縱差與發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)一樣 ， 也都是采用比率制動方式達(dá)到外部短路不誤動和內(nèi)部短路靈敏動作的目的 ， 但它在以下幾方面存在顯著不同： ? 變壓器各側(cè)額定電壓和額定電流各不相等 ， 因此各側(cè) TA的型號一定不同 ，而且 各側(cè)三相接線方式不盡相同 ， 所以各側(cè)相電流的相位也可能不一致 ， 這將使外部短路時不平衡電流增大 ， 所以 變壓器差動保護(hù)的最大制動系數(shù)比發(fā)電機(jī)大 ， 靈敏度相對較低 。 ? 變壓器高壓繞組常用調(diào)壓分接頭 ， 有的還要求帶負(fù)荷調(diào)節(jié) ， 使變壓器縱差保護(hù)已調(diào)整平衡的二次電流又被破壞 ， 不平衡電流增大 ， 這將使變壓器縱差保護(hù)的最小動作電流和制動系數(shù)都要相應(yīng)增大 。 變壓器縱差保護(hù)的不同之處（續(xù)前） ? 對于定子繞組的匝間短路 ， 發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)完全沒有作用 。 變壓器各側(cè)繞組的匝間短路 ， 通過變壓器鐵心磁路的耦合 ， 改變了各側(cè)電流的大小和相位 ， 使 變壓器縱差保護(hù)對匝間短路有作用 （ 匝間短路可視為變壓器的一個新繞組發(fā)生端口短路 ） 。 ? 無論變壓器繞組還是發(fā)電機(jī)定子繞組的開焊故障 ， 它們的縱差保護(hù)均不能動作 ， 變壓器依靠瓦斯或壓力保護(hù) 。 ? 變壓器縱差保護(hù)范圍除了包括各側(cè)繞組外 ， 還包含變壓器的鐵心 ， 即 縱差保護(hù)區(qū)內(nèi)不僅有電路還有磁路 ， 這就違反了縱差保護(hù)的理論基礎(chǔ) —— 基爾霍夫電流定律 。 ? 對于僅包含電路的縱差保護(hù)對象 （如發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、母線、電抗器等）本身沒有故障時，不管外部發(fā)生什么擾動，恒有諸端子電流的相量和為零。 10niiI???被保護(hù)對象1I2I1nI?nI 因此發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)在 正常運(yùn)行或區(qū)外短路時 ， 差動回路不平衡電流理論上為零 ；當(dāng)發(fā)電機(jī) 內(nèi)部故障時 將有 （ 流向短路點的全部短路電流 ） ，將 作為縱差保護(hù)的動作量 ， 使保護(hù)靈敏動作 。 1nikiII????kI?變壓器縱差保護(hù)的不同之處（續(xù)前） ? 但是若被保護(hù)對象是變壓器，它有 n個繞組和一個公共鐵心，即 n條電路和一條公共磁路，則 。 10nieiII????（ Ie為變壓器勵磁電流） 1U1I1nU?1nI?2U2InUnI1U2U1nU? nUX? eI1I2I1nI? nI變壓器縱差保護(hù)的不同之處（續(xù)前） ? 如前所述 ， 勵磁電流 Ie就是變壓器縱差保護(hù)的不平衡電流 ， 當(dāng)變壓器及其所在系統(tǒng)正常工作時 ， 對于大型變壓器 ， Ie1%Itn（ Itn為變壓器額定電流 ） ， 不會影響變壓器縱差保護(hù)的工作性能；當(dāng)外部系統(tǒng)短路時 ， 電壓嚴(yán)重下降 ， Ie更微不足道 。 ? 在變壓器過勵磁狀態(tài)下 ， 鐵心嚴(yán)重飽和 ， 勵磁電流 Ie劇增 ， 對于最小動作電流為 ～ ， 勢必造成誤動作 。 ? 更為嚴(yán)重的是 變壓器空載合閘時 的暫態(tài)過勵磁電流 ， 其值可為 Itn的數(shù)倍到 10倍以上 ， 這樣大的暫態(tài)勵磁電流通常稱為 “ 勵磁涌流 ” （ inrush current） ， 它流入縱差的差動回路卻要求縱差保護(hù)不誤動 ， 實屬困難 ！ 變壓器縱差保護(hù)的不同之處（續(xù)前） 單相變壓器勵磁涌流的產(chǎn)生機(jī)理
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