主变非电量保护原理及瓦斯继电器日常维护精讲学习教案课件.pptx

1、会计学1主变非电量保护原理及瓦斯继电器日常主变非电量保护原理及瓦斯继电器日常维护精讲维护精讲学学 习习 目目 标标l了解电力系统的组成和作用。了解电力系统的组成和作用。l掌握变电站一、二次设备的掌握变电站一、二次设备的作用和系统结构作用和系统结构。l掌握变电站主要设备的掌握变电站主要设备的结构、工作原理结构、工作原理。l掌握继电保护的基础知识和常用设备的检修方法。掌握继电保护的基础知识和常用设备的检修方法。l重点目标：通过本次培训，逐步提高理论水平和检修技重点目标：通过本次培训，逐步提高理论水平和检修技能，达到变电设备维修专业技能鉴定中级水平。能，达到变电设备维修专业技能鉴定中级水平。第1页/

2、共39页世界电网发展方向：大电网世界电网发展方向：大电网 大机组大机组 大电厂大电厂 超高超高压压 大电网：稳定性好，便于电能调度和错峰用电 大机组和大电厂：规模大，产量高，效率高 污染少 超高压：输送功率大，损耗低，直流化。继电保护设备的作用和要求：保证电力系统安全可靠地为用户提供优质电能 有效、快速、准确地切除故障设备和线路 保护动作要具有快速性、可靠性、选择性和灵敏性第2页/共39页n变电检修工种特点 最危险的行业：行业事故多 危险大 技术要求高：物理、化学、机械、电子、电工、计算机高度综合 懂理论还得会动手 任务重 责任大：站多人少 维护维修安装 又脏又累 待遇低：不加福利加任务，不涨

3、工资涨物价 免费加班 休息时间少：过年过节 领导视察 上级检查 大型活动 重要会议 中考高考等等都得加班第3页/共39页变变 压压 器器 非非 电电 量量 保保 护护第4页/共39页课程要点提纲何为非电量保护？何为非电量保护？非电量保护的测量、启动和动作原理？非电量保护的测量、启动和动作原理？瓦斯保护及动作原理瓦斯保护及动作原理温度保护及动作原理温度保护及动作原理冷却器全停保护回路冷却器全停保护回路第5页/共39页指由非电气量反映故障动作或指由非电气量反映故障动作或发信的保护。发信的保护。非电气量保护判据非电气量保护判据电流电流 阻抗阻抗变压器非电量保护变压器非电量保护油速油速压力压力温度温度

4、火灾信号火灾信号=电压电压 频率频率冷却器故障冷却器故障瓦斯气体量瓦斯气体量电气量保护判据电气量保护判据=第6页/共39页类型和启动、测量元件类型和启动、测量元件瓦斯继电器瓦斯继电器压力释放阀压力释放阀/防爆膜防爆膜冷却器全停跳闸回路冷却器全停跳闸回路1 1、温度继电器、温度继电器2 2、温度闭锁回路、温度闭锁回路速动油压继电器速动油压继电器瓦斯保护瓦斯保护温度保护温度保护防爆保护防爆保护冷却器全停保护冷却器全停保护油压超速保护油压超速保护第7页/共39页教学目标教学目标：、了解气体继电器的结构和动作原理；、掌握瓦斯保护的工作原理。重点重点：瓦斯保护工作原理。难点难点：、变压器瓦斯保护原理；、

5、阅读变压器瓦斯保护原理图。知识与能力：掌握瓦斯保护的构成和原理；熟悉瓦斯保护的运行与维护；熟练掌握瓦斯保护的故障处理。一、变压器瓦斯保护第8页/共39页 变压器的瓦斯保护 在油浸式变压器油箱内发生故障时，短路点产生的电弧使变压器油及其它绝缘材料分解，产生瓦斯气体，强烈的油流和气流冲向油枕，从而触发瓦斯继电器动作。反应这种气体数量或油流速度引起动作的保护称为瓦斯保护。瓦斯保护的测量和执行元件为气体继电器。气体继电器安装于变压器油箱和油枕的通道上，为了便于气体的排放，安装时需要有一定的倾斜度：变压器顶盖与水平面间应有11。5的坡度；连接管道应有2一4的坡度。如图9-1所示。第9页/共39页 瓦斯继

6、电器的构成和动作原理 当变压器油箱内部发生故障时，短路电流产生的电弧使变压器油和其它绝缘材料分解，从而产生大量的可燃气体，人们将这种可燃性气体统称为瓦斯气体。故障程度越严重，强烈的电弧产生的瓦斯气体越多，油气流速越快。瓦斯保护是利用变压器油受热分解所产生的热气流和热油流触发瓦斯继电器动作的保护。第10页/共39页瓦斯保护瓦斯保护本体瓦斯本体瓦斯调压瓦斯调压瓦斯本体重瓦斯本体重瓦斯本体轻瓦斯本体轻瓦斯有载调压重瓦斯有载调压重瓦斯有载调压轻瓦斯有载调压轻瓦斯变压器瓦斯保变压器瓦斯保护护瓦斯保护是变压器的主要保护，可以反映油箱内的瓦斯保护是变压器的主要保护，可以反映油箱内的一切故障一切故障。动作迅速

7、、灵敏可靠、结构简单动作迅速、灵敏可靠、结构简单特点特点第11页/共39页瓦斯继电器外形图2.1.1 瓦斯继电器的构成及动作原理瓦斯继电器的构成及动作原理利用电弧产生的气体多少和利用电弧产生的气体多少和油流速度来实现对变压器内部故障进油流速度来实现对变压器内部故障进行的保护。行的保护。积聚气体数量积聚气体数量250mL350mL发信号油流冲向油枕的速度油流冲向油枕的速度 1.01.2m/s跳闸只是保护的对象和安装位置不同，原理与本体瓦斯一致。第12页/共39页瓦斯继电器第13页/共39页瓦斯继电器又称气体继电器，常用作变压器内部（轻瓦斯和重瓦斯）保护。它安装在主油箱至油枕的连通管路上。挡板式瓦

8、斯继电器工作原理：（1）在变压器正常运行时，瓦斯继电器的容器内包括其上下开口油杯，都是充满油的；而上下油杯因各自平衡锤的作用而升起。此时下两对触点都是断开的。（2）当变压器油箱内部发生轻微故障时，产生的少量气体慢慢升起，进入瓦斯继电器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因油的力矩大于平衡锤的力矩而降落，上触点接通信号回路，发出音响和灯光信号，这称之为“轻瓦斯动作”。第14页/共39页（3）当变压器油箱内部发生严重故障时产生大量气体，带动油流迅猛地通过联通管进入油枕。这些油、气混合体在经过瓦斯继电器时冲击挡板，下触点闭合接通跳闸回路使断路器跳闸，同时发出音响和灯光信号，这称“重瓦

9、斯动作”。（4）如果变压器油箱漏油，使得瓦斯继电器容器内的油也慢慢流尽，先是瓦斯继电器的上油杯下降，上触点接通，发生报警信号；如果继续漏油，其下油杯下降，下触点接通，使断路器跳闸，同时发出跳闸信号。挡板式瓦斯继电器工作原理：第15页/共39页动作情况：油箱内部轻微故障时分解出的瓦斯气体沿连接弯管进入气体继电器，聚集在顶盖处形成一定的压力，将变压器油面高度压低，开口杯所受浮力减小，随油面的降低开始转动，使磁铁4与干簧触点15接触，从而使干簧触点接通，发出轻瓦斯信号。当变压器油箱漏油时，动作情况相同。油箱内部发生严重短路故障时，故障点高温电弧将使变压器油迅速分解出大量瓦斯气体，气体和油流冲入油枕冲

10、击挡板。挡板翻转带动磁铁11与干簧管13靠近，吸引干簧触点接通，跳开变压器各侧断路器并发出重瓦斯动作信号。第16页/共39页瓦斯保护接线瓦斯保护接线第17页/共39页二、瓦斯保护电路图至延时电路信号新装或大修后的变压器，油中混入较多空气，轻、重瓦斯保护都可能动作。而重瓦斯动作（误动）将引起跳闸，这是不允许的。将切换片切换至虚线位置时，保护只发信号不跳闸。出口中间继电器KCD线圈并联电阻R2目的：提高信号继电器KS的灵敏度。出口中间继电器KCD带电压自保持线圈的目的：重瓦斯保护是靠油流冲击档板，压力释放较快，档板可能不能保持触点的闭合状态至断路器跳开。利用其电压自保持来满足该要求。第18页/共3

11、9页n轻瓦斯定值一般为：轻瓦斯定值一般为：250mL250mL350mL350mL（积聚气体量（积聚气体量 ），），若轻瓦斯不满足要求，可以调节开口杯背后的重锤改若轻瓦斯不满足要求，可以调节开口杯背后的重锤改变开口杯的平衡来满足需求。变开口杯的平衡来满足需求。n重瓦斯定值一般为：重瓦斯定值一般为：1.01.01.2m/s1.2m/s（油速整定）（油速整定），若，若重瓦斯不满足要求，重瓦斯不满足要求，可以可以通过调节指针弹簧改变档板通过调节指针弹簧改变档板的强度来满足需求。的强度来满足需求。瓦斯保护的定值整定瓦斯保护的定值整定瓦斯继电器的运行与维护瓦斯继电器的运行与维护n注意：为防止继电器的受潮

12、误动，瓦斯继电器应加装注意：为防止继电器的受潮误动，瓦斯继电器应加装防雨罩；巡视检查时，应重点检查瓦斯继电器防雨罩防雨罩；巡视检查时，应重点检查瓦斯继电器防雨罩安装是否牢固；瓦斯集气盒内应充满油，无气体；安装是否牢固；瓦斯集气盒内应充满油，无气体；第19页/共39页瓦斯继电器的运行与维护瓦斯继电器的运行与维护第20页/共39页瓦斯继电器的运行与维护瓦斯继电器的运行与维护第21页/共39页 13 用一台断路器控制两台变压器时，当其中一台转入备用，则备用变压器重瓦斯改接信号。14 在瓦斯保护及其二次回路上进行工作时，应将重瓦斯保护改接信号。15 除采油样和在瓦斯继电器上部的放气阀放气外，在其他所有

13、地方打开放气、放油和进油阀门时，应将重瓦斯保护改接信号。16 新装变压器或停电检修进行油过滤应从底部注油，调换瓦斯继电器、散热器、强迫油循环装置以及套管等工作，在投入运行时，须待空气排尽，方可将重瓦斯保护投入跳闸。但变压器在冲击合闸或新装变压器在空载试运行期间，重瓦斯保护必须投入跳闸。瓦斯继电器的运行与维护瓦斯继电器的运行与维护第22页/共39页 1、重瓦斯保护动作的处理步骤重瓦斯保护动作的处理步骤:对变压器外部进行全面检查,有无严重漏油,喷油现象;取瓦斯,判断瓦斯性质;检查二次回路是否瓦斯保护误动;测量变压器绝缘电阻;经上述检查未发现问题,可对变压器进行零起升压试验,若良好可投入运行;若发现

14、有明显故障,则由检修人员进行处理;如重瓦斯误动频繁,可停用重瓦斯保护,但恢复送电时,差动保护必须投入.2、变压器轻瓦斯保护信号动作处理步骤、变压器轻瓦斯保护信号动作处理步骤 当变压器轻瓦斯保护信号动作后，应尽快查明原因，并作好记录，如信号动作时间间隔逐渐缩短，说明变压器内部有故障，可能会跳闸，此时应将每次信号动作时间作详细记录，并立即向上级领导汇报。瓦斯保护动作后的处理瓦斯保护动作后的处理第23页/共39页 瓦斯保护动作后，观察、分析从继电器上部排气口收集的气体，可判断故障的性质。瓦斯保护能反映油箱内各种故障，且动作迅速，灵敏度高，特别对于变压器绕阻的匝间短路（当短路匝数很少时），灵敏度好于其

15、他保护，所以瓦斯保护目前仍然是各种变压器油箱内部故障必不可少且最有效的主保护之一。但瓦斯保护的缺点是不能反映油箱外的引出线和套管上的任何故障。因此不能单独作为变压器的主保护，必须和纵联差动保护或电流速断保护配合使用。第24页/共39页 新装或大修后的变压器投入运行时，为什么有时气体继电器动作频繁，如何判断和处理？新装或大修后的变压器在加油、滤油时，将空气带入变压器内部，没有能够及时排出，当变压器运行后油温逐渐上升，形成油的对流，内部存储的空气逐渐排出，使气体继电器动作，气体继电器动作的次数与变压器内部储存的气体多少有关。遇到上述情况时，应根据变压器的音响、温度、油面以及加油、滤油工作的情况综合

16、分析，如变压器运行正常，可判断为进入空气所致，否则应取气做点燃试验，判断是否变压器内部有故障。第25页/共39页小结小结:瓦斯保护用来反映变压器油箱内部的故障及油面降低。轻瓦斯保护动作于信号，重瓦斯保护动作于跳开变压器各侧的断路器。瓦斯保护具有灵敏度高、动作迅速、接线简单等优点。但瓦斯保护只能反应变压器油箱内部范围出现的故障，对油箱外套管、引线的相间短路、接地和线路上的各种故障没有任何反应。因此瓦斯保护不能单独作为变压器的主保护，通常是将瓦斯保护和纵联差动保护配合共同作为变压器的主保护。第26页/共39页教学目标：熟悉变压器的温度信号装置的作用、构成和工作原理。重点：变压器的温度信号装置的作用

17、、构成和工作原理。难点：变压器的温度信号装置的作用、构成和工作原理电力变压器温度保护电力变压器温度保护第27页/共39页二、电力变压器温度保护二、电力变压器温度保护1 1、根据变压器温度的变化控制变压器冷却器工作状态；、根据变压器温度的变化控制变压器冷却器工作状态；2 2、当变压器温度较高时，发出报警信号或跳闸；、当变压器温度较高时，发出报警信号或跳闸；温包、毛细管、波纹管、表头、压力式继电器温包、毛细管、波纹管、表头、压力式继电器变压器温度继电器（油温表）变压器温度继电器（油温表）第28页/共39页 n1-受热元件n2-铜质连接管n3-温度计n4-可动指针n5-黄色定位指针n6-红色定位指针

18、第29页/共39页温度继电器的工作原理 油温升高-感温包1内液体膨胀-铜质连接管2内气压升高-温度计3中波纹管内压力增大-可动指针4向温度升高的方向转动。当可动指针4与黄色定位指针5接触时，发出预告信号并开启变压器冷却风扇，如经强迫风冷后变压器油温降低，则可动指针4逆时针回转，信号和电扇工作停止；如果变压器油温继续升高，可动指针4顺时针转动到与红色定位指针6接触，这时为避免事故发生而接通断路器跳闸回路，使断路器跳闸，切除变压器并发出音响灯光信号。第30页/共39页温度值温度值动作情况动作情况上层油温上层油温8585“油温高油温高”报警信号报警信号上层油温上层油温8080“油温高油温高”报警信号

19、返回报警信号返回绕组温度绕组温度105105“绕组温度高绕组温度高”报警信号报警信号绕组温度绕组温度100100“绕组温度高绕组温度高”报警信号返回报警信号返回上层油温上层油温9595跳闸跳闸/信号信号绕组温度绕组温度115115跳闸跳闸/信号信号油面温度油面温度6565“风扇启动风扇启动”信号，启动辅助冷却器信号，启动辅助冷却器油面温度油面温度5555“风扇启动风扇启动”信号返回，辅助冷却器停运信号返回，辅助冷却器停运绕组温度绕组温度8080“风扇启动风扇启动”信号信号强油循环变压器的温度保护定值强油循环变压器的温度保护定值第31页/共39页电力变压器运行规程的规定：电力变压器运行规程的规定

20、：强油循环变压器，当冷却器系统故障切除全强油循环变压器，当冷却器系统故障切除全部冷却器时允许带部冷却器时允许带额定负载运行额定负载运行2020分钟分钟。如。如2020分分钟后顶层油温尚未达到设定的跳闸值，则在这种钟后顶层油温尚未达到设定的跳闸值，则在这种状态下运行的最长时间不得超过状态下运行的最长时间不得超过l l小时小时。主变风扇在主变风扇在油温达到油温达到65 65 时时主变一边风扇自主变一边风扇自动启动，当主变温度达到动启动，当主变温度达到7575时，主变风扇全部时，主变风扇全部启动，以达到迅速降温保护变压器的目的。启动，以达到迅速降温保护变压器的目的。第32页/共39页冷却装置运行中应

21、注意的事项冷却装置运行中应注意的事项第33页/共39页 三、变压器防爆保护三、变压器防爆保护n保护测量和启动元件：变压器压力释放阀变压器压力释放阀当变压器油箱内部发生严重故障时，变压器内部压力可当变压器油箱内部发生严重故障时，变压器内部压力可能异常升高，将造成非常严重的后果，能异常升高，将造成非常严重的后果，所以所以变压器必须变压器必须引入压力自动保护装置。引入压力自动保护装置。第34页/共39页n动作原理：当变压器油箱内部发生当变压器油箱内部发生严重故障严重故障时，变压器内部压力升高时，变压器内部压力升高至压力释至压力释放阀的放阀的开启压力开启压力时，压力释放阀时，压力释放阀在在2ms2ms

22、内内迅速开启，使变压器油箱内的迅速开启，使变压器油箱内的压力很快降低。当压力降到变压器压力很快降低。当压力降到变压器压力释放阀的关闭压力值时，压力压力释放阀的关闭压力值时，压力释放阀便可靠关闭，使变压器油箱释放阀便可靠关闭，使变压器油箱内永远保持正常压力，有效地防止内永远保持正常压力，有效地防止外部空气、水份及其他杂项进入油外部空气、水份及其他杂项进入油箱。箱。三、变压器防爆保护三、变压器防爆保护第35页/共39页n压力释放阀的特性 (1)(1)快速开启性能。快速开启性能。(2)(2)自动复位功能。自动复位功能。(3)(3)自动发信功能。自动发信功能。n压力释放阀的释压能力 压力释放阀是压力释

23、放阀是机械式的泄压装置机械式的泄压装置。为适应变压器全。为适应变压器全密封运行的特殊性密封运行的特殊性 ，释放口径只能达到，释放口径只能达到130mm130mm，此口，此口径的压力释压阀设计泄压能力只能保护变压器内故障径的压力释压阀设计泄压能力只能保护变压器内故障压力速率低于压力速率低于15kPa15kPamsms时的故障压力，故障压力速时的故障压力，故障压力速率超过此限值易造成变压器油箱损坏。率超过此限值易造成变压器油箱损坏。三、变压器防爆保护三、变压器防爆保护第36页/共39页第37页/共39页非电量保护示意图非电量保护示意图变压器变压器内部故障内部故障温度过高温度过高冷却器故障全停冷却器故障全停轻瓦斯动作（信号）轻瓦斯动作（信号）重瓦斯动作重瓦斯动作（跳闸）（跳闸）释压阀动作释压阀动作（信号）（信号）启动辅助冷却器启动辅助冷却器油温高（报警）油温高（报警）油温高（跳闸）油温高（跳闸）轻微故障轻微故障严重故障严重故障1min报警（信号）报警（信号）运行运行20min60min后（跳闸）后（跳闸）第38页/共39页