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变压器继电保护原理图动作过程讲解(上)

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供稿:中国工控网 2016/4/5 16:27:00

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  • 关键词: 变压器继电保护原理
  • 摘要:本文介绍了变压器继电保护原理图动作过程讲解上半部分,供十三章,上半部分为7章,可供参考。


 变压器继电保护原理图动作过程讲解

 目录:

  一、变压器的保护方式

  二、断路器在分闸状态,用控制开关合闸过程

  三、断路器在合闸状态,用控制开关分闸过程

  四、断路器的“试合闸”动作过程

  五、断路器合闸到永久性短路故障点,变压器保护动作过程及跳跃闭锁继电器的“防跳”功能分析

  六、断路器在合闸工作状态,变压器电流速断保护范围内发生故障,保护动作过程分析

  七、断路器在合闸工作状态,变压器过电流保护范围内发生故障,保护动作过程分析

  八、断路器在合闸工作状态,变压器轻瓦斯信号动作过程

  九、断路器在合闸工作状态,变压器重瓦斯保护动作过程

  十、断路器在合闸工作状态,变压器温度信号动作过程

  十一、断路器在合闸工作状态,变压器单相接地保护动作过程

  十二、断路器在合闸工作状态,断路器跳闸回路断线监视功能分析

  十三、断路器在合闸工作状态,变压器电流测量回路工作原理分析

一、变压器的保护方式

1.对于6~10kV车间变电所的主变压器,通常装设带时限的过电流保护,如果过电流保护动作时间大于0.5~0.7s时,还应装设电流速断保护。

2.瓦斯保护 容量在800kV.A及其以上的油浸式变压器应装设瓦斯保护,作为变压器油箱内部故障和油面降低的主保护。

3.电流速断保护 它与瓦斯保护相互配合,可快速切除变压器高压侧及其内部的各种故障,均为变压器的主保护。

4.过电流保护 是为了防止变压器外部短路引起的过电流和作为变压器主保护的后备保护而装设的继电保护装置。

5.温度保护 作为变压器油温升高和冷却系统工作不良的保护装置。

6.单相接地保护 由零序电流互感器及与之连接的电流继电器构成。作为变压器高压侧出现单相接地故障的保护。


二、断路器在分闸状态,用控制开关合闸过程

1.当断路器QF在分闸位置,控制开关SA在“跳闸后”位置。“工作位置”行程开关2SQ触点已闭合,控制开关SA(11,10)触点接通,常闭辅助触点QF1闭合,此时,绿灯GN接通控制小母线WC而亮平光。

电流路径:WC+→1FU→SA11-10→GN→2SQ→QF1→KO→2FU→WC-

2.控制开关SA切至“预备合闸”位置时:

其一,控制开关SA(9,10)触点接通,SA(11,10)触点断开,绿灯GN接通闪光小母线WF,断路器位置和控制开关位置不对应,绿灯GN闪光;

电流路径:WF+→SA9-10→GN→2SQ→QF1→KO→2FU→WC-

其二,控制开关SA(1,3)触点接通,为“事故跳闸”音响信号接通做准备。

3.控制开关SA切至“合闸”位置时:

其一,控制开关SA(5,8)触点接通,合闸接触器KO接通控制小母线WC而励磁。同时,短接了绿灯GN,使其熄灭。;

电流路径:WC+→1FU→SA5-8→KPJ2→2SQ→QF1→KO→2FU→WC-

其二,控制开关SA(9,10)触点断开,SA(9,12)触点接通,为事故跳闸后绿灯GN闪光作准备;

其三,控制开关SA(16,13)触点接通,为红灯RD的接通做好准备;

其四,控制开关SA(1,3)触点断开,SA(17,19)触点接通,为“事故跳闸”音响信号接通做准备。

4.合闸接触器KO动作,其两对常开触点KO闭合,合闸线圈YO接通合闸小母线WO而励磁。

电流路径:WO+→3FU→KO→YO→KO→4FU→WO-

5.合闸铁心动作,断路器QF合闸。

6.断路器QF合闸后:

其一,常闭触点QF1断开,切断合闸监视回路;

其二,常开触点QF2闭合,接通分闸监视回路。合闸位置继电器KCC接通控制小母线WC而励磁;

电流路径:WC+→1FU→KCC→KPJ(I)→QF2→YR→2FU→WC-

其三,常闭触点QF3断开,为事故跳闸后“事故跳闸”音响回路接通做准备;

其四,常开触点QF4闭合,为“跳闸回路断线”监视做准备。

7.合闸位置继电器KCC动作:

其一,常开触点KCC1闭合,红灯RD接通控制小母线WC而亮平光;

电流路径:WC+→1FU→SA16-13→RD→KCC1→2FU→WC-

其二,常闭触点KCC2断开,为“跳闸回路断线”监视做准备。

8.控制开关SA弹回至“合闸后”位置:

其一,控制开关SA(16,13)触点继续接通,红灯RD亮平光;

其二,SA(1,3)触点又闭合,为“事故跳闸”音响回路接通做好准备。

其三,控制开关SA(9,10)触点接通,SA(9,12) 触点断开,为绿灯GN闪光作准备。


三、断路器在合闸状态,用控制开关分闸过程

1.控制开关SA切至“预备跳闸”位置时:

其一,控制开关SA(14,13)触点接通,SA(16,13)触点断开,红灯RD接通闪光母线WF,断路器位置和控制开关位置不对应,红灯RD闪光;

电流路径:WF+→SA14-13→RD→KCC1→2FU→WC-

其二,控制开关SA(1,3)及SA(17,19)触点同时断开,切断了“事故跳闸”音响信号回路;

其三,控制开关SA(11,10)触点接通,为绿灯GN亮作准备。

2.控制开关SA切至“跳闸”位置,SA(6,7)触点接通,使防跳继电器电流线圈KPJ(I)及跳闸线圈YR接通控制小母线WC而励磁。

电流路径:WC+→1FU→V→KCO→KPJ(I)→QF2→YR→2FU→WC-

3.防跳继电器KPJ动作:

其一,常开触点KPJ1闭合,用于“防跳”自保持,作用于断路器QF有可能出现的“跳跃”现象;

其二,常闭触点KPJ2断开,防止合闸接触器KO回路接通;

其三,常开触点KPJ3闭合。

4.跳闸铁心动作,使断路器QF跳闸。

5.断路器QF跳闸后:

其一,常闭触点QF1闭合,接通合闸监视回路,绿灯GN接通控制小母线WC而亮平光;

电流路径:WC+→1FU→SA11-10→GN→2SQ→QF1→KO→2FU→WC-

其二,常开触点QF2断开,切断跳闸线圈YR回路。防跳继电器电流线圈

KPJ(I)和合闸位置继电器KCC均断电返回;

其三,常闭触点QF3闭合;

其四,常开触点QF4断开,切断“跳闸回路断线”监视回路。

6.防跳继电器KPJ断电返回时:

其一,常开触点KPJ1断开,解除KPJ(V)“防跳”自保持回路;

其二,常闭触点KPJ2闭合,为下次合闸作准备;

其三,常开触点KPJ3断开。

7. 合闸位置继电器KCC断电返回时:

其一,常开触点KCC1断开,红灯RD熄灭;

其二,常闭触点KCC2闭合。

7.松开控制开关SA,使其弹回“跳闸后”位置,绿灯GN继续亮平光。


四、断路器的“试合闸”动作过程

1.当断路器手车推入“试验”位置,试验位置行程开关1SQ闭合。此时,可以手动合闸,对断路器进行动作试验。

2.按控制按钮SE,合闸接触器KO接通控制小母线WC而励磁。

电流路径:WC+→1FU→SE→1SQ→QF1→KO→2FU→WC-

3.合闸接触器KO两对常开触点闭合,合闸线圈YO接通合闸小母线WO而励磁。

电流路径:WO+→3FU→KO→YO→KO→4FU→WO-

4.合闸铁芯动作,断路器QF合闸。

5.断路器QF合闸后:

其一,常闭触点QF1断开,切断合闸接触器KO回路,绿灯GN熄灭;

其二,常开触点QF2闭合,接通分闸监视回路,合闸位置继电器KCC接通控制小母线WC而励磁;

电流路径:WC+→1FU→KCC→KPJ(I)→QF2→YR→2FU→WC-

其三,常闭触点QF3断开,为“事故跳闸”音响回路接通做准备;

其四,常开触点QF4闭合,为“跳闸回路断线”监视做准备。

6.合闸位置继电器KCC动作:

其一,常开触点KCC1闭合,因控制开关SA在“跳闸后”位置,SA(14,15)接通,断路器位置和控制开关位置不对应,红灯RD接通闪光小母线WF而闪光;

电流路径:WF+→SA(14,15)→RD→KCC1→2FU→WC-

其二,常闭触点KCC2断开,为“跳闸回路断线”监视做准备。

五、断路器合闸到永久性短路故障点,变压器保护动作过程及跳跃闭锁继电器的“防跳”功能分析

1.当断路器QF在分闸位置,控制开关SA在“跳闸后”位置,“工作位置”行程开关2SQ触点已闭合,控制开关SA(11,10)触点接通,常闭辅助触点QF1闭合,绿灯GN接通控制小母线WC而亮平光。

电流路径:WC+→1FU→SA11-10→GN→2SQ→QF1→KO→2FU→WC-

2.控制开关SA切至“预备合闸”位置时:

其一,控制开关SA(9,10)触点接通,SA(11,10)触点断开,绿灯GN接通闪光小母线WF,断路器位置和控制开关位置不对应,绿灯GN闪光;

电流路径:WF+→SA9-10→GN→2SQ→QF1→KO→2FU→WC-

其二,控制开关SA(1,3)触点接通,为“事故跳闸”音响回路接通做准备。

3.控制开关SA切至“合闸”位置时:

其一,控制开关SA(5,8)触点接通,合闸接触器KO接通控制小母线WC而励磁。同时,短接了绿灯GN,使其熄灭。;

电流路径:WC+→1FU→SA5-8→KPJ2→2SQ→QF1→KO→2FU→WC-

其二,控制开关SA(9,10)触点断开,SA(9,12)触点接通,为事故跳闸后绿灯GN闪光作准备;

其三,控制开关SA(16,13)触点接通,为红灯RD的接通做好准备;

其四,控制开关SA(1,3)触点断开,SA(17,19)触点接通,为“事故跳闸”音响信号接通做准备。

4.合闸接触器KO动作,其两对常开触点KO闭合,合闸线圈YO接通合闸小母线WO而励磁。

电流路径:WO+→3FU→KO→YO→KO→4FU→WO-

5.合闸铁芯动作,断路器QF开始合闸,断路器合闸后:

其一,常闭触点QF1断开,切断合闸监视回路;

其二,常开触点QF2闭合,接通跳闸监视回路。即合闸位置继电器KCC接通控制小母线WC而励磁。

电流路径:WC+→1FU→KCC→KPJ(I) →QF2→YR→2FU→WC-

其三,常闭触点QF3断开,为“事故跳闸”音响回路接通做准备;

其四,常开触点QF4闭合,为“跳闸回路断线”监视做准备。

6.合闸位置继电器KCC动作:

其一,常开触点KCC1闭合,红灯RD亮平光;

其二,常闭触点KCC2断开,为“跳闸回路断线”监视做准备。

7.断路器QF主触头接通瞬间,因变压器一次回路中永久性短路故障点的存在,(以A、B相间短路故障为例,且暂不涉及零序电流保护),使变压器一次回路流过短路电流。

8.电流互感器TA1a、TA2a二次侧分别感应出故障电流,使电流继电器1KA、3KA励磁。

电流路径: TA2a →1KA→3KA→TA2a

9.电流继电器1KA达到动作整定值,常开触点1KA闭合,时间继电器KT接通控制小母线WC而励磁。

电流路径:WC+→1FU→1KA→KT→2FU→WC-

10.电流继电器3KA达到动作整定值,其常开触点3KA闭合,保护出口继电器KCO及信号继电器1KS接通控制小母线WC而励磁。

电流路径:WC+→1FU→3KA→1KS→1XB→KCO→2FU→WC-

11.保护出口继电器常开触点KCO闭合,使防跳继电器电流线圈KPJ(I)及跳闸线圈YR接通控制小母线WC而励磁。

电流路径:WC+→1FU→KCO→KPJ(I)→QF2→YR→2FU→WC-

12.防跳继电器KPJ动作:

其一,常开触点KPJ1闭合。此时,SA(5,8)触点仍接通,防跳继电器电压线圈KPJ(V)接通控制小母线WC而励磁,实现“防跳”自保持;

电流路径:WC+→1FU→SA(5,8)→KPJ1→KPJ(V)→2FU→WC-

其二,常闭触点KPJ2断开,切断合闸接触器KO回路;

其三,常开触点KPJ3闭合,使在断路器跳闸中,给常开触点KCO提供保护回路。

电流路径:WC+→1FU→KPJ3→KPJ(I)→QF2→YR→2FU→WC-

13.跳闸铁心动作,使断路器QF跳闸,断开故障点,电流继电器1KA、3KA及时间继电器KT与保护出口继电器KCO均随即返回。

14.断路器QF跳闸后:

其一,常闭触点QF1闭合,接通合闸监视回路。控制开关SA在“合闸”位置,SA(9,12)触点接通,断路器位置和控制开关位置不对应,绿灯GN接通闪光小母线WF而闪光;

电流路径:WF+→SA9-12→GN→2SQ→QF1→KO→2FU→WC-

其二,常开触点QF2断开,切断跳闸线圈YR回路,防跳继电器电流线圈KPJ(I)和合闸位置继电器KCC均断电返回;

其三,常闭触点QF3闭合。因控制开关SA在“合闸”位置,SA(1,3)触点断开、SA(17,19)触点接通。为发出“事故跳闸”音响信号做准备;

其四,常开触点QF4断开,断开“跳闸回路断线”监视回路。

15. 合闸位置继电器KCC断电返回:

其一,常开触点KCC1断开,红灯RD熄灭;

其二,常闭触点KCC2闭合。

16.信号继电器1KS动作:

常开触点1KS闭合,接通预告信号小母线WFS,发出“电流速断跳闸”音响信号。

电流路径:703→1KS→WFS

17.控制开关SA弹回至“合闸后”位置时:

其一,控制开关SA(5,8)触点断开,防跳继电器KPJ(V)断电,防跳继电器KPJ返回。

其常开触点KPJ1断开,切断其“防跳”自保持回路;

其常闭触点KPJ2闭合,为下次合闸作准备;

其常开触点KPJ3断开,解除对出口继电器触点KCO的保护作用。

其二,控制开关SA(1,3)接通。断路器位置和控制开关位置不对应,接通事故小母线WAS,发出“事故跳闸”音响信号;

电流路径:701→SA1-3→SA17-19→QF3→WAS-

其三,控制开关SA(9,10)触点接通,SA(9,12)触点断开,断路器位置和控制开关位置不对应,绿灯GN继续接通闪光小母线WF而闪光。发出“事故跳闸”闪光信号。

电流路径:WF+→SA9-10→GN→2SQ→QF1→KO→2FU→WC-


六、断路器在合闸工作状态,变压器电流速断保护范围内发生故障,保护动作过程分析

1.当变压器电流速断保护范围内发生相间短路故障(以A、B相间短路为例,且暂不涉及零序电流保护),变压器一次回路流过短路电流。

2.电流互感器TA1a、TA2a二次侧分别感应出故障电流,使电流继电器1KA、3KA励磁。

电流路径: TA2a→1KA→3KA→TA2a

3.电流继电器1KA达到动作整定值,常开触点1KA闭合,时间继电器KT接通控制小母线WC而励磁。

电流路径:WC+→1FU→1KA→KT→2FU→WC-

4.电流继电器3KA达到动作整定值,其常开触点3KA闭合,保护出口继电器KCO及信号继电器1KS接通控制小母线WC而励磁。

电流路径:WC+→1FU→3KA→1KS→1XB→KCO→2FU→WC-

5.保护出口继电器常开触点KCO闭合,使防跳继电器电流线圈KPJ(I)及跳闸线圈YR接通控制小母线WC而励磁。

电流路径:WC+→1FU→KCO→KPJ(I)→QF2→YR→2FU→WC-

6.防跳继电器KPJ动作:

其一,常开触点KPJ1闭合,用于“防跳”自保持,作用于断路器QF有可能出现的“跳跃”现象;

其二,常闭触点KPJ2断开,防止合闸接触器KO回路接通;

其三,常开触点KPJ3闭合,使断路器在跳闸中,给常开触点KCO提供保护回路。

电流路径:WC+→1FU→KPJ3→KPJ(I)→QF2→YR→2FU→WC-

7.跳闸铁心动作,使断路器QF跳闸,断开故障点,电流继电器1KA、3KA及时间继电器KT与保护出口继电器KCO均随即返回。

8.断路器QF跳闸后:

其一,常闭触点QF1闭合,接通合闸监视回路。控制开关SA在“合闸后”位置,SA(9,10)触点接通,断路器位置和控制开关位置不对应,绿灯GN接通闪光小母线WF而闪光;

电流路径:WF+→SA11-10→GN→2SQ→QF1→KO→2FU→WC-

其二,常开辅助触点QF2断开,断开跳闸线圈YR回路。防跳继电器电流线圈KPJ(I)和合闸位置继电器KCC均断电返回;

其三,常闭触点QF3闭合,因控制开关SA在“合闸后”位置,控制开关SA(1,3)及 SA(17,19)接通,断路器位置和控制开关位置不对应,接通事故小母线WAS,发出“事故跳闸”音响信号;

电流路径:701→SA1-3→SA17-19→QF3→WAS-

其四,常开触点QF4断开,断开“跳闸回路断线”监视回路。

9.防跳继电器KPJ断电返回:

其一,常开触点KPJ1断开,解除KPJ(V)“防跳”自保持回路;

其二,常闭触点KPJ2闭合,为下次合闸作准备

其三,常开触点KPJ3断开,解除对出口继电器KCO触点的保护作用。

10. 合闸位置继电器KCC断电返回:

其一,常开触点KCC1断开,红灯RD熄灭;

其二,常闭触点KCC2闭合。

11.信号继电器1KS动作,常开触点1KS闭合,接通预告信号小母线WFS,发出“电流速断跳闸”音响信号。

电流路径:703→1KS→WFS


七、断路器在合闸工作状态,变压器过电流保护范围内发生故障,保护动作过程分析

1.当变压器过电流保护范围内发生相间短路故障(以A、B相间短路为例,且暂不涉及零序电流保护),变压器一次回路流过短路电流。

2.电流互感器TA1a、TA2a二次侧分别感应出故障电流,使电流继电器1KA、励磁。

电流路径: TA2a→1KA→3KA→TA2a

3.电流继电器IKA动作,其常开触点IKA闭合,时间继电器KT接通控制小母线WC而励磁。

电流路径:WC+→1FU→IKA→KT→2FU→WC-

4.时间继电器KT达到整定延时时限时,延时闭合瞬时断开的常开触点KT闭合,保护出口继电器KCO及信号继电器2KS,接通控制小母线WC而励磁。

电流路径:WC+→1FU→KT→2KS→2XB→KCO→2FU→WC-

5.保护出口继电器常开触点KCO闭合,使防跳继电器电流线圈KPJ(I)及跳闸线圈YR接通控制小母线WC而励磁。

电流路径:WC+→1FU→KCO→KPJ(I)→QF2→YR→2FU→WC-

6.防跳继电器KPJ动作:

其一,常开触点KPJ1闭合,用于“防跳”自保持,作用于断路器QF有可能出现的“跳跃”现象;

其二,常闭触点KPJ2断开,防止合闸接触器KO回路接通;

其三,常开触点KPJ3闭合,使断路器在跳闸中,给常开触点KCO提供保护回路。

电流路径:WC+→1FU→KPJ3→KPJ(I)→QF2→YR→2FU→WC-

7.跳闸铁心动作,使断路器QF跳闸,切断变压器主回路,电流继电器1KA时间继电器KT及保护出口继电器KCO均随即返回。

8.断路器QF跳闸后:

其一,常闭触点QF1闭合,接通合闸监视回路。因SA(11,10)触点已接通,绿灯GN接通控制小母线WC而亮平光;

电流路径:WC+→1FU→SA11-10→GN→2SQ→QF1→KO→2FU→WC-

其二,常开触点QF2断开,切断跳闸线圈YR回路,防跳继电器电流线圈KPJ(I)和合闸位置继电器KCC均断电返回;

其三,常闭触点QF3闭合,因控制开关SA在“合闸后”位置,控制开关SA(1,3)及 SA(17,19)接通,断路器位置和控制开关位置不对应,接通事故小母线WAS,发出“事故跳闸”音响信号;

电流路径:701→SA1-3→SA17-19→QF3→WAS-

其四,常开触点QF4断开,断开“跳闸回路断线”监视回路。

9.防跳继电器KPJ断电返回:

其一,常开触点KPJ1断开,解除KPJ(V)“防跳”自保持回路;

其二,常闭触点KPJ2闭合,为下次合闸作准备

其三,常开触点KPJ3断开,解除对出口继电器KCO触点的保护作用。

10. 合闸位置继电器KCC断电返回:

其一,常开触点KCC1断开,红灯RD熄灭;

其二,常闭触点KCC2闭合。

11.信号继电器2KS动作,常开触点2KS闭合,接通预告信号小母线WFS,发出“过电流跳闸”音响信号。

电流路径:703→2KS→WFS

审核编辑(王雪)
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