第6章 电力变压器保护
297-测试试卷-电力变压器保护试题
（
）。
(A)相间短路 (B)单相接地短路 (C)三相短路
答:C
(D)两相接地短路
7、三侧都有电源的三绕组变压器过负荷保护，应在（ ）装设过负荷保护。
(A)高、低压侧 (B)中、低压侧 (C)所有三侧 （D）高、中压侧 答: C 8、三相变压器励磁涌流大小与铁芯的剩余磁通（ ）有关。 (A)大小 (B)大小和方向 (C)方向 （D）铁芯面积 答：B 9、变压器中性点间隙接地保护包括（ ）。 (A)间隙过电流保护 (B)间隙过电流与零序电压保护，且接点串联出口
(4) 35kV 母线三相短路容量为100MVA 。
试求变压器过电流保护和低压过电流保护动作值、灵敏度。
答: (1)过电流保护动作值 2.64I N ，灵敏度 1.26<1.5；
(2)低压过电流保护动作电流1.41I N ，动作电压 0.65U N ，灵敏度 2.36。
5、已知变压器参数 20MVA ，变比110(1 2 2.5%) /11，归算至变压器高压侧系统最小等
(C)间隙过电流保护与零序电压保护，且其触点并联出口 （D）零序过电压保护
答：C
10、变压器采用比率制动式差动保护，可以（
）。
(A)躲开励磁涌流 (B)提高保护外部故障安全性和防止电流互感器断线时误动
(C)防止电压互感器断线误动 （D）提高内部故障的制动能力
电工技术-第6章变压器
E 2 R2 I2 E σ2 U 2 R2 I2 j X 2 I2 U 2
u+– 1e+–σe+–11
U 2为二次绕组的端电压。
N1
i2
+e2 –+
+ u2
e–2 –
N2
变压器空载时:
I2 0 , U 2 U 20 E2 4.44 fΦm N 2
U1 E1 U1 E1 4.44 fΦm N1
E10 E10m 2fN 1Φ0m
2
2
E10 4.44 fN 1Φ0m
同理： e20 E20m sin(t 900 )
E20 4.44 fN 2Φ0m
6.2 变压器的工作原理
(2) 从电路分析得到电压电流关系式
I1 R1
变压器一次侧等效电路如图
+
––
U 1 R1 I1 E σ1 E 1 R1 I1 j X1 I1 E 1
一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。
6.2 变压器的工作原理
6.2.1 功率传输
P1：一次电源输出功率即变压器的输入功率。 P2变压器的输出功率即传递给负载。
通常 P1 P2
变压器传输电能过程有铜损和铁损，降低铜损和 铁损，变压器的输出功率会大大增加。 即 P2 P1
6.2 变压器的工作原理
空载磁势
或： i1N1 i0 N1 i2 N2
1.提供产生m的磁势
2.提供用于补偿 作用的磁势
一般情况下： I0 (2~3)%I1N 很小可忽略。
所以 i1N1 i2 N2 或 I1N1 I2 N 2
所以 I1N1 I2 N2
I1 N2 1 I2 N1 K
结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。
电力工程基础 第6章习题答案
第六章6—1 在电力系统中继电保护的任务是什么?对继电保护的基本要求是什么？答：继电保护装置的任务是：自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使其损坏程度尽可能减小，并最大限度地保证非故障部分迅速恢复正常运行；能对电气元件的不正常运行状态做出反应，并根据运行维护的具体条件和设备的承受能力，发出报警信号、减负荷或延时跳闸。
对继电保护的基本要求是：选择性、速动性、灵敏性和可靠性.6-2 什么是继电保护的接线系数？星形、不完全星形和两相电流差接线方式的接线系数有何不同?答:在继电保护回路中，流入继电器中的电流与对应电流互感器的二次电流的比值，称为接线系数。
星形接线和不完全星形接线方式无论发生何种相间短路，其接线系数都等于1，两相电流差接线在正常运行或三相短路时的接线系数为，A、C两相短路时的接线系数为2，A、B或B、C两相短路时的接线系数为1。
6-3什么是继电器的动作电流、返回电流和返回系数？答：能使电流继电器产生动作的最小电流，称为继电器的动作电流；能使电流继电器返回到原始位置的最大电流，称为继电器的返回电流；同一继电器的返回电流与动作电流的比值,称为电流继电器的返回系数.6-4 过电流保护装置的动作电流应如何整定？答：过电流保护装置的动作电流必须满足以下两个条件:保护装置的动作电流必须躲过线路上的最大负荷电流;保护装置在外部故障切除后应可靠返回到原始位置。
6—5 什么叫三段式电流保护？各段的保护范围和动作时限是如何进行配合的？答：由无时限电流速断保护(称作第Ⅰ段）、带时限电流速断保护(称作第Ⅱ段）和定时限过电流保护(称作第Ⅲ段）配合构成整套保护,称为三段式过电流保护。
第I段只能保护本线路(WL1)的一部分，保护范围为，动作时间为继电器的固有动作时间；第II 段不仅能保护本线路（WL1）的全长，而且向下一级相邻线路(WL2）延伸了一段,保护范围为，动作时限与下级线路Ⅰ段保护配合，即;第III段不仅能保护本线路（WL1）和相邻线路（WL2)的全长,而且延伸到再下一级线路(WL3）一部分，保护范围为，动作时限按阶梯原则整定，即.6-6在小电流接地系统中发生接地故障时,通常采取哪些保护措施？简要说明其基本原理。
第6章 变压器保护 差动保护
励磁涌流的产生
图6-8 励磁涌流的产生及电流变化曲线 （a）稳态时电压与磁通关系；（c）变压器铁芯的磁化曲线瞬 间合闸时电压与磁通关系
励磁涌流的产生
com
m
2m
np
m
m
Im
t
p
（b）t=0,u=0瞬间空载合闸时电压与磁 通关系 图6-8变压器励磁涌流
I exs
t
（d）励磁涌流波形
变压器各侧电压等级和额定电流不同，因而采用的电流互感
器型号不同，它们的特性差别很大，故引起较大的不平衡
电（实际上是两个电流互感器励磁电流之差）
I unb
3K err K st I k . max K TA.d
（6-12）
Kerr——电流互感器误差，取0.1； KSt——电流互感器同型系数，对发电机线路纵差保护取0.5；对变压器、 母线差动保护取1；
6.4.3变压器的励磁涌流及其抑制措施
变压器励磁电流仅流经变压器的某一侧，因此，通过电流 互感器反应到差动回路中不能被平衡，在外部故障时，由 于电压降低，励磁电流减小，它的影响就更小。可忽略不 计。 但是当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，则 可能出现数值很大的励磁电流(又称为励磁涌流)。
UX1
I Y(1)
I Y(2)
KD UT
I Y(1)
I Y(2)
KD W2 UA
I Y(2)
UX2
I (1)
I (2)
I (1)
I
(2)
I Y(2) - I (2)
Wd
(a)
(b)
工厂供电刘介才.第六章课后答案
第六章—1工厂供电，高级电工,第6章，课后答案1、供电系统中有哪些常用的过电流保护装置?对保护装置有哪些基本要求?过电流保护装置：熔断器、低压断路器、继电保护。
基本要求：选择性、速动性、可靠性、灵敏度（灵敏系数）。
1.min.op k P I I S =2、如何选择线路熔断器的熔体?1、保护电力线路alOL FE N PK FE N FE N I K I KI I I I ≤≥≥..30.2、保护电力变压器TN FE N I .1.)0.2~5.1(=考虑因素：熔体电流要躲过变压器允许的正常过负荷电流，熔体电流要躲过变压器低压侧电机起动的尖峰电流，熔体电流要躲过变压器空载含闸电流。
3、保护电压互感器RN 2为0.5A 3、选择熔断器时应考虑哪些条件?熔断器的额定电压应不低于线路的额定电压。
熔断器的额定电流不应小于它所装熔体的额定电流。
熔断器的额定类型应满足技术要求。
4、低压断路器的瞬时、短延时和长延时过流脱扣器的动作电流各如何整定?其热脱扣器的动作电流又如何整定?（1）瞬时过流脱扣器动作电流的整定动作电流可靠系数取值为pk rel OP I K I ≥)0(rel K 5.2~2:;35.1:DZ DW （2）短延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定动作电流取值为1.2pkrel op I K I ≥)5(rel K 动作时间0.2s,0.4s,0.6s 三级,时间差0.2s（3）长延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定动作电流取值为1.130)(I K I rel l op ≥rel K 动作时间：反时限最长1-2h（4）热脱扣器动作电流的整定过负荷保护取值为1.130.I K I rel TR OP ≥rel K5、低压断路器如何选择?选择低压断路器应满足的条件：低压断路器的额定电压不低于保护线路的额定电压。
低压断路器的额定电流不小于它所安装的脱扣器的额定电流。
低压断路器的类型应符合安装、保护、操作方式的要求。
变压器纵差动保护
6.2 变压器纵差动保护
——基本原理和接线方式 ——减小不平衡电流影响的方法 ——整定计算的基本原则 ——具有制动特性的差动继电器
6.2.1 变压器纵差动保护的基本原理与接线方式
电流差动保护不但能够正确区分区内外故障，而且不需 要与其他元件的保护配合，可以无延时的切除区内故障， 具有独特的优点，因而被广泛的应用于变压器的主保护。 下面具体分析变压器电流差动保护。
nTA1
3
6.2.1 变压器纵差动保护的基本原理与接线方式
4.三绕组变压器的纵联电流差保护
I&1
I&1'
I&3
I& 3'
Id
电力系统常常采用三绕组变
压器。三绕组变压器的纵联
I& 2
差动保护原理与双绕组变压
I
&
' 2
器是一样的。如图所示的变
压器为Yyd11接线方式。
思考：如何构造差动电流？如何选择CT变比？
按相差动
.
.
.
I& B.r (IY'BIY'C)Id'B
.
.
.
I& C.r (IY'CIY'A)Id'C
要使A相的继电器在正常运行及外部故障时不动作，需满足：
I& Y'AI& Y'B Id'A
由于：
I& Y 'AI& Y 'B
3I& Y 'A
3I& YA nTA1
而
即有： 3 I&YA I&dA
由于励磁涌流很大，所以一般很难通过整定值躲过该电流 来避免其影响，需采用其它的措施来处理。
第六章变压器
Sh ia iJ
. .
.
Zh ua ng Ra il wa yI
(6 − 10)
(6 − 11)
第六章 变压器
图 6-5 变压器的负载运行
I 1 N1 + I 2 N 2 ≈ I 0 N1
.
这就是变压器中的磁势平衡方程式。变压器的空载电流i0是励磁用的。由于铁心的磁导率高，空 f 载电流是很小的。它的有效值在原绕组额定电流的10%以内,因此i0N1 与i1N1相比，常可忽略。于是式 （6-10）可写成
.
.
= − E1 + I 0 ( R1 + jX σ 1 ) = − E 1 + I 0 Zσ 1
故
.
Zh
. .
.
ua
.
ng
Ra il
(6 − 8)
U 1 ≈ − E1
.
.
wa yI
U 20 = E 2
.
ns ti tu te
9
第六章 变压器
5、变比：
U1 E1 4.44 N1 f Φ m N1 ≈ = = =K U 20 E2 4.44 N 2 f Φ m N 2
图 6-1 心式变压器 （a） 单相心式变压器 （b）三相心式变压器
Sh
4
ia iJ
Zh
ua
ng
Ra
第六章 变压器
il wa
图 6-2 壳式变压器 （a）单相壳式变压器 （b）三相壳式变压器
yI ns ti tu te
一、变压器的结构 主要由铁心、绕组、绝缘及其他一些元部件构成。 铁心 绕组 绝缘 铁心：铁心都是由厚度为0.35—0.5mm的硅钢片迭装而成，硅钢片上涂有绝缘漆。 铁心 （据报道，美国的部分电力变压器已采用0.2mm以下的冷轧钢片。俄罗斯在中高频电机中 采用0.1mm的硅钢片。 绕组：绕组用导电性能好的漆包圆铜线绕制而成，为绝缘方便，低压绕组紧靠铁心， 绕组 高压绕组则套在低压绕组的外边，两个绕组之间留有油道，一方面作为绕组间绝缘，另一 方面冷却绕组。
电力系统 继电保护最全复习题.
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。
工厂供配电技术第6章电力变压器
室外变压器不超过30%，对室内变压器不超过20% 。允许
变压器正常过负荷倍数及允许过负荷的持续时间参照表 3.1。
3.事故过负荷能力
当变压器在事故状态下（如两台并列运 行的变压器在一台被切除时)，为保证重要 负荷的继续供电，可允许短时间内较大幅 度的过负荷运行。这种过负荷运行即事故 过负荷。 变压器的事故过负荷能力是以牺牲变压 器的寿命为代价的。
2.变压器的常见故障分析 变压器故障
磁路故障
磁路故障一般指铁心、轭铁及夹件间发生的故障。常
见的有硅钢片短路、穿心螺栓及铁轭夹紧件与铁心之间
的绝缘损坏以及铁心接地不良引起的放电等。
电路故障
电路故障主要指绕组和引线故障等，常见的有线圈的
绝缘老化、受潮，切换器接触不良，材料质量及制造工 艺不良，过电压冲击及二次系统短路引起的故障等。
油色变黑、 油面过低 气体继电 器动作
分接开关 触头灼伤
测量直流电阻，吊出器身检查处理
第6章 电力变压器
6. 1常用电力变压器的类型 电力变压器是供配电系统中实现电能输送、 电压变换，满足不同电压等级负荷要求的核 心器件，使用最多的是三相油浸式电力变压
器和环氧树脂浇注式干式变压器。电力变压
器的绕组导体材质有铜绕组和铝绕组。
种类
电力变压器按调压方式分，有无载调压和有载调 压两大类，工厂变电所中大多采用无载调压方式的变压 器。 变压器按绕组绝缘方式及冷却方式分，有油浸式、 干式和充气式等。工厂变电所中大多采用油浸自冷式变 压器。 变压器按用途分为普通式、全封闭式、防雷式。 工厂变电所中大多采用普通式变压器。
1．吊出铁心，修理或调换线圈 2．减小负载或排除短路故障后修理绕组 3．修理铁心，修复绕组绝缘 4．用绝缘电阻表测试并排除故障
《电力系统继电保护实用技术问答(第二版)》第六章
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。
电力系统变压器保护基础知识讲解
iμ =
24
变压器的励磁涌流及鉴别方法
. 励磁涌流的波形如上图所示，波形完全偏离时间轴的 一侧，且是间断的。波形间断的宽度称为励磁涌流的 间断角θJ ，显然有θ J＝2 θ1
. 间断角是区别励磁涌流和故障电流的一个重要特征， 饱和越严重间断角越小。间断角与变压器电压幅值、 合闸角以及铁芯剩磁有关。
25
变压器的励磁涌流及鉴别方法
13
减小不平衡电流的措施
纵差保护回路中的不平衡电流，是影响纵差保护可 靠性和灵敏度的重要因素，目前使用的各种纵差保 护装置，为减小不平衡电流而采用的措施如下： • 1. 减小稳态情况下的不平衡电流 纵差保护各侧用的电流互感器，要尽量选用同型号、 同样特性的产品，当通过外部短路电流时，纵差保 护回路的二次负荷要能满足10%误差的要求。 • 2. 减小电流互感器的二次负荷 这实际上相当于减小二次侧的端电压，相应地减少 电流互感器的励磁电流。减小二次负荷的常用办法 有：减小控制电缆的电阻和增大互感器的变比。
. 可以通过改变纵差保护的接线方式消除这个电流，就 是将引入差动继电器的Y侧电流也采用两相电流差， 这样就消除了两侧电流不对应。
8
变压器纵差保护的接线方式
. 由于Y侧采用了两相电 流差，该侧流入差动
继电器的电流增加了
倍 3，为此，该侧电
流互感器的变比也要
相应增大 3倍。
9
变压器纵差保护的接线方式
. 为了消除电流差，变压器两侧电流互感器采用不同的 接线方式，三角侧采用Y，d12的接线方式，将各相 电流直接接入差动继电器内； Y侧采用Y，d11的接线 方式，将两相电流差接入差动继电器。
. 模拟式差动保护都是采用上图所示的接线方式；对于 数字式保护，一般将Y侧的三项电流直接接入保护装 置，由计算机软件实现电流移向功能，以简化接线。
继电保护原理基础_第六章
三、复合电压起动的过电流保护
负序过电压继电器4 发生各种不对称短 路时，出现负序电 压 三相短路开始瞬间， 一般会短时出现一 个负序电压 负序电压元件按躲 正常运行方式下负 序过滤器最大不平 衡电压来整定，定 值较小
四川大学电气信息学院 吕飞鹏
四川大学电气信息学院 吕飞鹏
第三节 变压器的电流和电压保护
一、变压器的过电流保护
反应变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流 在变压器内部故障时作为差动保护和瓦斯保护的 后备 保护动作后、应跳开变压器各侧断路器。 起动电流应按照躲开变压器可能出现的最大负荷 电流Ifmax来整定。 往往不能满足作为相邻元件的远后备保护
四川大学电气信息学院 吕飞鹏
不平衡电流产生的原因和消除方法
（1）由变压器两侧电流相位不 同而产生的不平衡电流： （Y/Δ-11）Y.d11 接线方式，两 侧电流的相位差30° 消除方法：相位校正 差动臂中的电流同相位，但 大小增大了，为使正常运行 或区外故障时， Ij=0，则应使：
nl 2 3 1 A1 A1 nB nl1 nl 2 nl1 / 3 1
措施:
采用具有速饱和铁芯的差动继电器; 间断角原理的差动保护; 利用二次谐波制动; 利用波形对称原理的差动保护。
四川大学电气信息学院 吕飞鹏
带有速饱和变流器BLH的差动继电器
速饱和变流器BLH的工作原理：
在差动回路中接入具有快速饱和特性的中间变流器BLH，是防止哲态 1. 周期分量容易通过速饱和变流器变换到二次侧，使继电器动作； 过程中不平衡电流（非周期分量）影响的有效方法。 2. 非周期分量不容易通过速饱和变流器变换到二次侧，继电器不动作；
三峡大学继电保护考试重点缩减版
继保课后习题整理版第一章 绪论1.2继电保护装置在电力系统中所起的作用是什么?答：作用包括：（1）自动、迅速、有选择地向断路器发出跳闸命令，将故障元件从电力系统中切除，保证其他无故障部分迅速地恢复正常运行；（2）反应电气元件的不正常运行状态，根据运行维护的具体条件和设备的承受能力，发出警报信号、减负荷或延时跳闸。
★1.8后备保护的作用是什么？阐述远后备保护和近后备保护的优缺点。
答：后备保护的作用是在主保护因保护装置拒动、保护回路中的其他环节损坏、断路器拒动等原因不能快速切除故障的情况下，迅速启动来切除故障。
远后备保护的优点是：保护范围覆盖所有下级电力元件的主保护范围，它能解决远后备保护范围内所有故障元件由任何原因造成的不能切除问题。
远后备保护的缺点是：①当多个电源向该电力元件供电时，需要在所有的电源侧的上级元件处配置远后备保护；②动作将切除所有上级电源测的断路器，造成事故扩大；③在高压电网中难以满足灵敏度的要求。
近后备保护的优点是：①与主保护安装在同一断路器处，在主保护拒动时近后备保护动作；②动作时只能切除主保护要跳开的断路器，不造成事故的扩大；③在高压电网中能满足灵敏度的要求。
近后备保护的缺点是：变电所直流系统故障时可能与主保护同时失去作用，无法起到“后备”的作用；断路器失灵时无法切除故障，不能起到保护作用。
第二章 电流的电网保护2.4在电流保护的整定计算中，为什么要引入可靠系数，其值考虑哪些因素后确定？答：引入可靠系数的原因是必须考虑实际存在的各种误差的影响;例如：①系统和线路参数的误差；②计算误差；③互感器传变误差；④继电器测量误差；⑤电动势波动；⑥裕度可靠系数K`rel=1.2~1.32.12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：（1）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，并且根据一定关系[cos(+a)是否大于0]判别初短路功率的方向。
第六章中低压供配电系统保护ppt课件
37
2．反时限过电 流保护装置
反时限过电流保 护装置是指电流继电 器的动作时限与通过 它的电流的大小成反 比。
2023/12/31
38
整定原则
整定原则与 定时限过电流保 护装置相同。但 反时限的动作电 流与动作时间的 整定应按照感应 型继电器的动作 时间特性曲线来 确定。
2023/12/31
39
t t t t0 t t t t t0 2t
t 考虑断路器的动作时间和灭弧时间，取
0.5～0.7秒。
2023/12/31
36
3）灵敏度
过电流保护装置的灵敏度按系统在最小运行方 式时，保护区末端的两相短路来校验。
Ks
I (2) k . m in.2 Iop.1
1.25 ~ 1.5
2023/12/31
（3）灵敏度 电流速断保护装置的灵敏度按系 统在最小运行方式时，保护装置安装处的两相短路来 校验。
Ks
I (2) k .m in.1 Iop.1
1.25 ~ 1.5(线路） （2 变压器）
式中
I置k(.2m安) in装.1─处─系的统两在相最短小路运电行流方值式（时A），。保护装
── 电流互感器一次侧的起动电流
2023/12/31
12
2023/12/31
13
3. 时间继电器（DS）
时间继电器应用钟表机构和电磁 铁作用，获得一定的动作时限。在继 电保护中完成保护装置的计时功能。
2023/12/31
14
2023/12/31
15
4. 中间继电器（DZ）
中间继电器的触头容量较大，触头数 量较多，在继电保护接线中，当需要同时 闭合或断开几条独立回路，或者要求比较 大的触点容量去断开或闭合大电流回路时， 可以采用中间继电器。中间继电器可以用 来直接接通断路器的跳闸回路。
电力系统继电保护测试考核复习题解第六章
第六章电力变压器保护6．1判断题6．1．1变压器的差动是变压器的主保护，他们的作用不能完全替代。
（）答：对6．1．2变压器瓦斯保护的保护范围不如差动保护大，对电气故障的反应也比差动保护慢。
所以，差动保护可以取代瓦斯保护。
（）答：错6．1．3瓦斯保护能反应变压器油箱内的任何故障，差动保护却不能，因此差动保护不能代替瓦斯保护。
（）答：对6．1．4当变压器发生少数绕组匝间短路时，匝间短路电流很大，因而变压器瓦斯保护和纵差保护均动作跳闸。
（）答：错6．1．5对三绕组变压器的差动保护各侧电流互感器的选择，应安各侧的实际容量来选择电流互感器的变比。
（）答：错6．1．6双绕组变压器差动保护的正确接线，应该是正常及外部故障时，高、低压侧二次电流相位相同，流入差动继电器差动线圈的电流为变压器高、低压侧二次电流之相量和。
（）答：错6．1．7变压器各侧电流互感器型号不同，变流器变比与计算值不同，变压器调压分接头不同，所以在变压器差动保护中会产生暂态不平衡电流。
（）答：错6．1．8相对于变压器的容量来说，大容量的变压器的励次涌流大于小容量变压器的励次涌流。
（）答：错6．1．9变压器励次涌流含有大量的高次谐波分量，并以二次谐波为主。
（）答：对6．1．10变压器采用比率制动式差动继电器主要是为了躲励次涌流和提高灵敏度。
（）答:错6．1．11从频域角度分析，波形对称原理差动继电器判据的动作条件，输入电流中的偶次谐波为制动量，相应基波及奇次谐波为动作量，因此躲励次涌流的特性比二次谐波制动的特性好。
（）答：对6．1．12谐波制动的变压器保护中设置差动速断元件的主要原因是为了提高差动保护的动作速度。
（）答：错6．1．13主接线为内桥或者3/2接线的电站，为了简化二次回路，可将高压侧两断路器的电流互感器二次并联后接入变压器比率制动式差动保护。
（）答：错6．1．14Ynd11电源变压器的YN绕组发生单相接地短路时，两侧电流相位相同。
（）答：错6．1．15在变压器差动保护范围以外改变一次电路的相序时，变压器差动保护用的电流互感器的二次接线也应随着做相应的变动。
电力系统继电保护复习题
作的灵敏性和速动性？ 答：电流速断和限时电流速断配合时，动作的选择性依靠电流速断；动作的保护动作的 灵敏性和速动性依靠限时电流速断。 21. 为什么定时限过电流保护的动作时间和动作值需要逐级配合？而电流速断保护不需 要？ 答：定时限过电流保护的整定值按照大于本线路流过的最大负荷电流整定，不但保护本 线路的全长，而且保护相邻线路的全长，可以起远后备保护的作用。当远处短路时，应当保 证离故障点最近的过电流保护最先动作，这就要求保护必须在灵敏度和动作时间上逐级配 合，最末端的过电流保护灵敏度最高、动作时间最短，每向上一级，动作时间增加一个时间 级差，动作电流也要逐级增加。否则，就有可能出现越级跳闸、非选择性动作现象的发生。 由于电流速断只保护本线路的一部分，下一级线路故障时它根本不会动作，因而灵敏度不需 要逐级配合。 22. 为什么需要配置低电压闭锁过电流保护？ 答：过电流保护的动作电流是按避开最大负荷电流整定的。为了防止误动作，整定值还 应大于允许的过负荷电流。但有时按此原则整定，其灵敏度往往难以满足要求。 低电压闭锁的过电流保护装置，可以提高该情况下灵敏度，防止误动作。 23. 三段式保护为何不能瞬时保护线路全长？（必须理解三段式保护的基本原理）★★★ 答：因为受系统运行方式和故障类型的影响，最大运行方式下发生三相短路时短路电流 最大，最小运行方式下发生相间短路时短路电流最小。若要求瞬时动作，如要保证选择性， 即保护动作电流要躲开线路末端故障的最大短路电流整定，则其他运行方式下故障时，线路 末端附近的故障电流将低于动作电流，故保护不能灵敏地反映线路全长的所有故障；如要保 证线路全长的灵敏性，则保护动作电流不能大于线路末端故障的最小短路电流，然而在其它 运行方式下故障时，下一级线路始端附近的短路电流将大于动作电流，保护将越限动作。对
电力变压器保护复习题
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
、I 、I I A1 B1 C1 、I 、I 二次电流 I
A2 B2
C2
a
b
c
15 2016/11/14
I
Y A1
Y －I Y I A2 B2 Y I Y I C2
A2
Y侧
Y I C1 I
A1
Y －I Y I B2 C2 Y I B2 Y －I Y I C2 A2
外部短路引起的中性点过压； 过负荷； 油面降低； 油温升高； 过励磁。
3 2016/11/14
变压器应装设的继电保护装置 一般装设以下保护：
1.瓦斯保护
2.纵差动保护或电流速断保护 3.相间后备保护 4.接地后备保护 5.过负荷保护 6.过励磁保护 7.其他保护，如冷却器故障、压力释放等
4 2016/11/14
当电压突变时
,u
aper
aper非周期分量
暂态磁通
变压器 .m =2 m+ sur
per+aper+ sur
+ m
- m
per周期分量 稳态磁通
T/2
T
sur
sur剩磁
ωt
per
u
24 2016/11/14
.m
i
.m ωt
im
ωt
im
im
半周波后磁通 达到最大
6.2 变压器的瓦斯保护
瓦斯保护是变压器的主保护之一。
瓦斯保护的主要元件是瓦斯（气体）继电器，
安装位置在油箱与油枕的连接导管中。
瓦斯 继电器 油枕
5 2016/11/14
放气阀 探针 上开口杯 永久磁铁 干簧触点 支架 下开口杯
挡板 平衡锤 进油挡板
永久磁铁 干簧触点
FJ3-80型气体继电器的结构图
励磁电流属于不平衡电流。 励磁电流较小，2～10％额定电流，整定时很容易躲过。 变压器空载合闸或外部故障切除时，电压突变， 变压器产生励磁涌流，对差动保护影响很大。 如何躲避励磁涌流影响， 是研究变压器差动保护面临的主要难点之一。
23 2016/11/14
※励磁涌流产生的原因
根据能量守恒定律，铁芯中的磁通不能突变。
2016/11/14
TA变比标准化
观察算例：
电压侧（kV） 额定电流 电流互感器 接线方式 电流互感器 计算变比 电流互感器 实际变比 差动臂的电流 不平衡电流 38．5 120 Δ
3 120 / 5 207.8/ 5
6.3 733 Y 733/5 1000/5=200 733/200=3.67
励磁电流激增
含有很大非周期分量，波形严重不对称
励磁涌流波形特点
含有较大二次谐波分量 波形具有间断角 直流助磁，识别波形不对称 识别波形不对称
防止励磁涌流影响方法
二次谐波闭锁（制动） 间断角鉴别
30 2016/11/14
不平衡电流产生原因 TA励磁特性不一致 变压器各侧电流不同相 TA变比标准化 调整分接头 励磁电流及励磁涌流
一般油流流速整定范围为0.6～1.5m/s
8 2016/11/14
瓦斯保护的主要优点是结构简单，灵敏性高， 能反应变压器油箱内的各种故障。特别是能反应 轻微匝间短路。它也是油箱漏油或绕组、铁芯烧 损的唯一保护。 瓦斯保护不能反应变压器套管和引出线的故 障，需与纵差动保护一起作为变压器的主保护。
9 2016/11/14
技术措施 比率制动 相位补偿 系数补偿 （平衡线圈）
1
整定计算考虑
KST 10 0 0 I k.max KST 10 0 0 I L.max
0.05
Iunb.max fI k.max Iunb.max UI k.max
波形不对称识别 二次谐波 间断角
调压范围一半
平衡线圈匝数必须为整数引起 的误差，微机保护可不考虑
1
直流分量含量
o
I K.dc K I K.act
33 2016/11/14
直流助磁特性作用：躲避励磁涌流 发生励磁涌流时，由于差动电流中直流分量较大，
动作电流提高很多，躲过了励磁涌流。 直流助磁特性缺点：
发生内部故障时，由于短路初瞬直流分量可能较大， 动作电流提高很多，差动保护无法动作， 要等到非周期分量衰减后、动作电流回落，保护才动作。
同相
Y I B1
不同相
Байду номын сангаас
I A2 I B1 I B2 I C2
△侧
I C1
一次电流
二次电流
16 2016/11/14
纵差动保护电流相量图
采用相位补偿接线后，对于TA接成三角形的 一侧，流入差动臂的电流增加了，应对该侧的 TA变比进行修正。 变压器星形侧电流互感器变比
KTA(Y ) 3ITN (Y ) 5
必须研究励磁涌流与短路电流的波形区别， 利用电流波形识别励磁涌流，
当发生励磁涌流时闭锁差动保护，防止误动。
27 2016/11/14
※励磁涌流的波形特点
1.含有较大的非周期分量；波形偏于时间轴一侧， 严重不对称。 2.含有大量高次谐波，其中以二次谐波成分为主。 3.波形存在间断角。
28 2016/11/14
第6章 电力变压器保护
1 2016/11/14
6.1 电力变压器的故障不正常运行状态 及其相应的保护方式 变压器的故障类型 油箱内部故障： 绕组匝间，绕组相间，中性点接地侧的接地短路。 油箱外部故障： 套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。
2 2016/11/14
变压器的不正常工作情况
外部短路引起的过电流；
21 2016/11/14
调整分接头
变压器调整分接头时一侧额定电流改变，
而另一侧电流不变，产生不平衡电流
解决方法：计算变压器额定电流以中间的分接头为准，
整定动作电流时考虑调压范围的一半。
调压范围的一半
最大外部故障电流
I unb.max
I k.max U nTA
22 2016/11/14
励磁电流及励磁涌流
综上所述，整定用 Iunb.max (KST 10 0 0 U f )IL.max
31 2016/11/14
电磁型差动继电器 以前苏联BCH系列（国产对应型号为DCD）为代表
笨重、灵敏度低、内部故障时延时较多、调试复杂
共同特点：带有速饱和铁芯的变流器 变流器：差动电流不直接流入继电器线圈，
※防止励磁涌流引起纵差保护误动的措施 1.采用带速饱和变流器的差动继电器
BCH、DCD系列老式电磁型继电器，当差动电流中直流分量含量较高时 自动提高动作电流（即具有“直流助磁”特性），防止保护误动。
2. 波形不对称识别
微机保护可以识别差动电流的正负半周是否对称，当电流波形严重不 对称时判为励磁涌流情况，闭锁差动保护。
34 2016/11/14
BCH-2型继电器特点：带有短路线圈Wk
短路线圈Wk使直流助磁曲线更陡，加强了躲避励磁 涌流的能力。同时改变短路线圈Wk抽头位置，可以 调节直流助磁特性。 D1-D2 C1-C2 I K.act B1-B2 I K.act.0
无短路线圈
Wk为A1-A2
W''K
W'K
TA 变比
TA励磁电流差异
不平衡电流经验公式
I unb Kst Ker I1 / KTA
取1
同型 系数 TA误差 10％ 一次 电流
13 2016/11/14
变压器各侧电流不同相
对于Y，d11型变压器，正常运行时d侧电流超 前Y侧电流300，形成不平衡电流。 对策：相位补偿 方法1.“外转角”
由于铁芯饱和 电流激增
25 2016/11/14
励磁涌流录波（空载合闸）
26 2016/11/14
励磁涌流幅值可达5-10倍额定电流，与短路电流相当。 差动保护以动作电流躲过，会导致内部故障拒动 励磁涌流随着磁通中非周期分量一起衰减，最后消失，
励磁电流回到正常值，涌流衰减时间为秒级。
差动保护以动作时间躲过，故障切除时间过长
11 2016/11/14
变压器差动保护不平衡电流产生的原因有：
TA励磁特性不一致 变压器各侧电流不同相 TA变比标准化 调整分接头 励磁电流及励磁涌流 变压器差动保护 特殊问题 差动保护共同问题
12 2016/11/14
TA励磁特性不一致
TA励磁电流
TA误差
差动保护不平衡电流 变压器差动保护特点为： TA同型系数取1
6.3 变压器的差动保护
一、变压器纵差动保护的原理 变压器纵差动 保护与输电线路 纵联差动保护的 基本原理相同。 核心问题仍是
TA1
KD
不平衡电流问题
TA2
10 2016/11/14
二、不平衡电流及相应措施
分析不平衡电流形成原因
采取技术措施
计算不平衡电流大小 减小不平衡电流
躲过不平衡电流影响
整定差动保护动作值 降低动作值，提高灵敏度
3. 二次谐波闭锁（制动）
差动电流中二次谐波含量较高时闭锁差动保护；或自动提高动作电流， 二次谐波越大，动作电流提高越多。
4.波形间断角鉴别
差动电流波形中间断角达到一定值（如600）以上时，闭锁差动保护。
29 2016/11/14
空载合闸或外部故障切除时，
励磁涌流产生原因
电压突变，磁通不能突变，
产生暂态磁通，铁芯严重饱和，
1
o
I K.dc K I K.act
35 2016/11/14
BCH系列继电器均带有2个平衡线圈Wbal 平衡线圈Wbal串入二次电流较小的一侧， 可以减小TA变比标准化形成的不平衡电流
平衡线圈Wbal还可以与差动线圈串联、构成工作线圈， 调整差动保护动作电流。