第8章 电力变压器的保护
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电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50062-92主编部门:中华人民共和国能源部批准部门:中华人民共和国建设部施行日期:1992年12月1日第一章总则 (1)第二章一般规定 (2)第三章发电机的保护 (3)第四章电力变压器的保护 (5)第五章3~63KV中性点非直接接地电力网中线路的保护 (7)第六章110KV中性点直接接地电力网中线路的保护 (8)第七章母线的保护 (9)第八章电力电容器的保护 (9)第九章3KV及以上电动机的保护 (10)第十章自动重合闸 (11)第十一章备用电源和备用设备的自动投入装置 (12)第十二章自动低频减载装置 (12)第十三章同步并列及解列 (12)第十四章二次回路 (13)附录一名词解释 (14)附录二同步电机和变压器在自同步和非同步合闸时允许的冲击电流倍数 (15)附录三本规范用词说明 (15)第一章总则第1.0.1条为了在电力装置的继电保护和自动装置的设计中,贯彻执行国家的技术经济政策,做到安全可靠、技术先进和经济合理,制定本规范。
第1.0.2条本规范适用于各行业3~110kV电力线路和设备,单机容量为25MW及以下发电机,63MV A及以下电力变压器等电力装置的继电保护和自动装置的设计。
第1.0.3条继电保护和自动装置的设计应选用按国家规定鉴定合格的产品。
第1.0.4条电力装置的继电保护和自动装置设计,除应执行本规范外,尚应符合国家现行的有关标准和规范的规定。
第二章一般规定第2.0.1条电力网中的电力设备和线路,应装设反应短路故障和异常运行的继电保护和自动装置。
继电保护和自动装置应能尽快地切除短路故障和恢复供电。
第2.0.2条电力设备和线路应有主保护、后备保护和异常运行保护,必要时可增设辅助保护。
第2.0.3条继电保护和自动装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求,并应符合下列规定:一、继电保护和自动装置应简单可靠,使用的元件和接点应尽量少,接线回路简单,运行维护方便,在能够满足要求的前提下宜采用最简单的保护。
1.继电保护复习资料2.电力系统对继电保护的要求答:一、选择性选择性是指保护装置动作时仅将故障元件从电力系统中切除使停电范围尽量缩小以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。
主保护能有选择性地快速切除全线故障的保护。
后备保护当故障线路的主保护或断路器拒动时用以切除故障的保护。
近后备保护作为本线路主保护的后备保护。
远后备保护作为下一条相邻线路主保护或开关拒跳后备保护。
二、速动性速动性是指尽可能快地切除故障短路时快速切除故障可以缩小故障范围减轻短路引起的破坏程度减小对用户工作的影响提高电力系统的稳定性。
三、灵敏性灵敏性是指对保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。
保护装置的灵敏性通常用灵敏系数来衡量灵敏系数越大则保护的灵敏度就越高反之就越低。
四、可靠性可靠性是指在规定的保护范围内发生了属于它应该动作的故障时它不应该拒绝动作而在其他不属于它应该动作的情况下则不应该误动作。
以上四个基本要求之间有的相辅相成有的相互制约需要针对不同的使用条件分别地进行协调。
此四个基本要求是分析研究继电保护的基础也是贯穿全课程的一个基本线索。
根据保护元件在电力系统中的地位和作用来确定具体的保护方式以满足其相应的要求3. 2.功率方向判别元件实质上是在判别什么?为什么会存在“死区”?什么时候要求它动作最灵敏?答:功率方向判别元件实质是判别加入继电器的电压和电流之间的相位Φ,并且根据一定关系[cos(Φ+a)是否大于0]判别出短路功率的方向。
为了进行相位比较,需要加入继电器的电压、电流信号有一定的幅值(在数字式保护中进行相量计算、在模拟式保护中形成方波),且有最小的动作电压和电流要求。
当短路点越靠近母线时电压越小,在电压小于最小动作电压时,就出现了电压死区。
在保护正方向发生最常见故障时,功率方向判别元件应该动作最灵敏.4. 3.简述下列电流保护的基本原理,并评述其优缺点: (l)相间短路的三段式电流保护; (2)零序电流保护; (3)中性点非直接接地系统中的电流电压保护。
第六章电力变压器保护1.电力变压器的不正常工作状态和可能发生的故障有哪些?一般应装设哪些保护?答:变压器的故障可分为内部故障和外部故障两种。
变压器内部故障系指变压器油箱里面发生的各种故障,其主要类型有:各相绕组之间发生的相间短路,单相绕组部分线匝之间发生的匝间短路,单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障等。
变压器外部故障系指变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障,其主要类型有:绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接地(通过外壳)短路,引出线之间发生的相间故障等。
变压器的不正常工作状态主要包括:由于外部短路或过负荷引起的过电流、油箱漏油造成的油面降低、变压器中性点电压升高、由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁等。
为了防止变压器在发生各种类型故障和不正常运行时造成不应有的损失,保证电力系统安全连续运行,变压器一般应装设以下继电保护装置:(1)防御变压器油箱内部各种短路故障和油面降低的瓦斯保护。
(2)防御变压器绕组和引出线多相短路、大接地电流系统侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路的(纵联)差动保护或电流速断保护。
(3)防御变压器外部相间短路并作为瓦斯保护和差动保护(或电流速断保护)后备的过电流保护(或复合电压起动的过电流保护、或负序过电流保护)。
(4)防御大接地电流系统中变压器外部接地短路的零序电流保护。
(5)防御变压器对称过负荷的过负荷保护。
(6)防御变压器过励磁的过励磁保护。
2.变压器差动保护的不平衡电流是怎样产生的(包括稳态和暂态情况下的不平衡电流)?答:变压器差动保护的不平衡电流产生的原因如下。
1.稳态情况下的不平衡电流(1)由于变压器各侧电流互感器型号不同,即各侧电流互感器的饱和特性和励磁电流不同而引起的不平衡电流。
它必须满足电流互感器的10%误差曲线的要求。
(2)由于实际的电流互感器变比和计算变比不同引起的不平衡电流。
(3)由于改变变压器调压分接头引起的不平衡电流。
2.暂态情况下的不平衡电流(1)由于短路电流的非周期分量主要为电流互感器的励磁电流,使其铁芯饱和,误差增大而引起不平衡电流。
第8章变压器重点变压器的基本结构、工作原理、功能与外特性和一些特殊变压器。
8.1 理论提要8.1.1 变压器的基本结构及工作原理1.基本结构铁心和绕组是变压器的主要部件,与电源相联接的称为一次绕组(又称原绕组),与负载相联接的称为一次绕组(又称副绕组),如图8-1 所示。
对于中大型变压器还需特制外壳和冷却装置。
2.工作原理图8-1 变压器原理图变压器是利用电磁感应原理,通过铁心中的交变主磁通Φ,将电能从一次侧(原边)传送到二次侧(副边)及负载上。
在空载和负载两种情况下,主磁通Φ近似相等,则磁动势也近似相等。
8.1.2 变压器的功能i1i2i1u 1 Z L u2Z′u1 LN1 : N2图8-3 图8-2 的负载阻抗等效变换图8-2 变压器的电路图11.电压变换U=N=1 1U N2 2K即:变压器一次、二次绕组的感应电动势与其匝数成正比,电路如图8-2 所示。
当变压器的变比K>1 时,变压器功能为降压变压器;当K<1 时,变压器功能为升压变压器。
2.电流变换I N 11 =2 =I N K2 1即:变压器一次、二次绕组的电流之比近似等于它们的匝数比的倒数,电路如图8-2 所示。
3.阻抗变换Z′=K2 ZL L其等效变换电路如图8-3 所示。
利用阻抗变换关系式,可使负载从电源上获取最大功率,即使其等效阻抗与电源内阻抗相等,又称为阻抗匹配。
4.变压器的损耗与效率η=P 2 P 1式中,P为变压器的输出功率,2 P为输入功率,η为效率。
1P、1 P与损耗的关系2P=P+P+P1 2 cu Fe其中:铁损耗P Fe 是不变损耗,在U1 和f一定时,不随负载大小的变化而变化;铜损耗P Cu 是可变损耗,其大小正比于电流的平方。
变压器的功率损耗小,效率高,通常为95%以上。
5.额定容量单相变压器S N =U I≈U I2N 2N 1N 1N当变压器额定运行时,二次(副边)电流为额定电流,二次电压U<U。
1.>[AC]气体继电器保护的功能按作用原理不同又可分为轻瓦斯保护和重瓦斯保护。
( )答案:√试题解析:关键字:2.>[AC]由于变压器的瓦斯保护只反映油箱内部故障,因此不能作为变压器主保护。
( )答案:×试题解析:关键字:3.>[AA]当变压器绕线发生匝间短路时,在短路的线匝内流着超过额定数值的电流,但在变压器外电路中的电流值还不足以使变压器的过电流保护或差动保护动作,在这种情况下,瓦斯保护却能动作。
( )答案:√试题解析:关键字:4.>[ AC]变压器套管表面脏污和潮湿并不会造成沿面闪络电压的下降。
( ) 答案:×试题解析:关键字:关键字:5.>[AC]呼吸器油盅里装油是为了防止空气直接进入设备内部。
( )答案:√试题解析:关键字:6.> [AA]反映变压器故障的保护一般有过电流、差动、瓦斯和中性点零序保护。
( )答案:√试题解析:7.> [AC]变压器吊芯检査时,测量湿度的目的是为了控制芯部暴露在空气中的时间及判断能否进行吊芯检査。
( )答案:√试题解析:关键字:8.> [AC]容量2000~10000kVA及以下较小容量的变压器,采用电流速断保护与瓦斯保护配合,即可排除变压器高压侧及其内部的各种故障。
( )答案:√试题解析:关键字:9.> [AC]对避雷器与受其保护的变压器之间的距离要有一定的限制。
( )答案:√试题解析:关键字:10.> [AA]因为瓦斯保护变压器油箱内部的故障,因此当变压器套管发生相间短路时,瓦斯保护不应动作。
( )答案:√试题解析:关键字:11.>[AC]气体继电器保护可以作为消除变压器内部故障的主保护。
( )答案:√试题解析:关键字:12.>[AA]变压器呼吸器内硅胶颜色可以为淡粉色。
( )答案:×试题解析:关键字:13.>[AE]为保证变压器的瓦斯保护可靠动作,由变压器到油枕的油管应有升高坡度。
电力装置的继电保护和自动装置设计规范中华人民共和国国家标准GB 50062-92条文说明前言根据国家计委计综[1986] 2630号文的要求,由能源部东北电力设计院对《工业与民用电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GBJ62-83进行了修订,经建设部建标[1992] 425号文批准发布。
名称改为《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB 500062-92。
为便于广大设计、施工、科研、学校等有关人员在使用本规范时能正确理解和执行条文规定,规范编订组根据国家计委关于编制规范条文说明的统一要求,按规范的章、节、条顺序编制了条文说明,供有关人员参考。
在使用中如遇有问题,请将意见和有关材料寄交能源部电力规划设计总院和东北电力设计院《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》修订组。
本条文说明仅供国内有关部门和单位执行本规范时使用,不得翻印。
1992年7月目录第一章总则第二章一般规定第三章发电机的保护第四章电力变压器的保护第五章 3~63KV中性点非直接接地电力网中线路的保护第六章 110kV中性点直接接地电力网中线路的保护第七章母线的保护第八章电力电容器的保护第九章 3KV及以上电动机的保护第十章自动重合闸第十一章备用电源和备用设备的自动投入装置第十二章自动低频减载装置第十三章同步并列及解列第十四章二次回路第一章总则第1.0.1条说明制定本规范的目的。
本规范作为国家标准,是全国各地区、各部门共同遵守的准则和依据。
制定本规范的目的在于贯彻执行国家的技术经济政策,使继电保护和自动装置的设计,做到安全可靠、技术先进和经济合理。
就其内容来讲是关于设计要求方面的一些原则规定,考虑到实用的需要,一些条款规定的比较具体、比较详细。
第1.0.2条原规范适用于3-35kV电力设备和线路的继电保护和自动装置。
考虑到国民经济和电力建设的发展,许多工业企业及民用电力装置的电压等级已超过35kV,工矿企业自备电站也有很大发展。
因此要求规范提高电压适用的范围,增加发电机和变压器的有关内容。
第六章、电力变压器保护一. 单一选择题1.Y/△-11组别变压器配备微机型差动保护,两侧TA回路均采用星型接线,Y、△侧二次电流分别为IABC 、Iabc,软件中A相差动元件可采用()方式经接线系数、变比折算后计算差流。
(A)IA -IB与Ia;(B) Ia-Ib与IA;(C)IA-IC与Ia;(D)IB-IC与IB。
答案:C2.运行中的变压器保护,当现场进行什么工作时,重瓦斯保护应由“跳闸”位置改为“信号”位置运行()。
(A)进行注油和滤油时;(B)变压器中性点不接地运行时;(C)变压器轻瓦斯保护动(D)差动保护改定值后。
答案: A3.主变压器复合电压闭锁过流保护当失去交流电压时()。
(A)整套保护就不起作用;(B)仅失去低压闭锁功能;(C)失去复合电压闭锁功能;(D)保护不受影响。
答案:C4.变压器差动保护在外部短路故障切除后随即误动,原因可能是()。
(A)整定错误;(B)TA二次接线错误两侧;(C)TA二次回路时间常数相差太大;(D)电压闭锁回路失灵。
答案:C5.关于TA饱和对变压器差动保护的影响,以下哪种说法正确。
()(A)由于差动保护具有良好的制动特性;(B)区外故障时没有影响由于差动保护具有良好的制动特性,区内故障时没有影响;(C)可能造成差动保护在区内故障时拒动或延缓动作,在区外故障时误动作;(D)由于差动保护有良好制动特性,对区内、区外故障均无影响。
答案:C6.变压器差动保护二次电流相位补偿的目的是()。
(A)保证外部短路时差动保护各侧电流相位一致,不必考虑三次谐波及零序电流不平衡;(B)保证外部短路时差动保护各侧电流相位一致,滤去可能产生不平衡的三次谐波及零序电流;(C)调整差动保护各侧电流的幅值。
答案:B7.变压器中性点间隙接地保护是由()。
(A)零序电压继电器构成,带0.5S时限;(B)零序电压继电器构成,不带时限;(C)零序电压继电器与零序电流继电器或门关系构成不带时限;(D)零序电压继电器与零序电流继电器或门关系构成,带0.5S时限。