变压器需要配备零序保护的三种情况

主变零序电压保护

中性点直接接地运行时的零序保护变压器零序保护由零序电流保护组成，电流元件接到变压器中性点电流互感器的二次侧。

为提高可靠性和满足选择性，变压器中性点均配置两段式零序电流保护，每段均设置两个延时。

零序保护I段的动作电流延时t1和t2与相邻元件单相接地保护I段相配合。

一般取t1=0.5～1.Os，而取t2=t1+△t 为时限阶段。

零序保护I段以t1延时动作于母线解列，以缩小故障影响范围；动作后仍不能消除故障，再以t2延时动作于发变组解列灭磁。

设置I段的目的主要是对付母线及其附近的短路，因这类故障对电力系统影响特别严重，应尽快切除。

零序保护Ⅱ段的动作电流及相应的延时t3和t4与相邻元件零序保护的后备段相配合，而t4=t3+△t。

t3作用于母线解列，t4作用于解列灭磁。

为防止变压器与系统并列之前，在变压器高压侧发生单相接地而误跳母联断路器，零序保护动作于母线解列的出口回路应经主变高压侧断路器的辅助触点闭锁。

主变中性点不接地运行时的零序保护22OKV及以上的大型变压器高压绕组均采用分级绝缘，绝缘水平偏低，例如220kV变压器中性点冲击耐压为400kV，l0 min；工频耐压为200kV。

主变不接地运行时，单相接地故障引起的工频过电压将超过变压器中性点绝缘水平。

如220kV主变最高工作电压为242kV，而其中性点不能长时间耐受242/√3=140kV的稳态电压，同时暂态电压值可能高达252kV（取暂态系数为1.8），超过了工频过电压允许值200kV，这时中性点避雷器可能会在暂态过电压下放电。

避雷器按冲击过电压设计，热容量小，在工频过电压下放电后不能灭弧，将造成避雷器爆炸。

另外在系统故障引起断路器非全相跳、合闸时，若发生失步也会使中性点与地之间最高电压超过中性点耐压允许值，甚至引起避雷器爆炸。

对此,前述零序保护往往不能起到保护作用，故目前在变压器中性点装设了放电间隙作为过电压保护。

但由于放电间隙是一种比较粗糙的保护，受外界环境状况变化的影响较大，并不可靠，且放电时间不能允许过长。

第六节变压器的零序电流保护

二、变电所多台变压器的零序电流保护每台变压器都装有同样的零序电流保护，它是由电流元件和电压元件两部分组成。

正常时零序电流及零序电压很小，零序电流继电器及零序电压继电器皆不动作，不会发出跳闸脉冲。

发生接地故障时，出现零序电流及零序电压，当它们大于起动值后，零序电流继电器及零序电压继电器皆动作。

电流继电器起动后，常开触点闭合，起动时间继电器KT1。

时间继电器的瞬动触点闭合，给小母线A接通正电源，将正电源送至中性点不接地变压器的零序电流保护。

不接地的变压器零序电流保护的零序电流继电器不会动作，常闭触点闭合。

小母线A的正电源经零序电压继电器的常开触点、零序电流继电器的常闭触点起动有较短延时的时间继电器KT2经较短时限首先切除中性点不接地的变压器。

若接地故障消失，零序电流消失，则接地变压器的零序电流保护的零序电流继电器返回，保护复归。

若接地故障没有消失，接地点在接地变压器处，零序电流继电器不返回，时间继电器KT1一直在起动状态，经过较长的延时KT1跳开中性点接地的变压器。

零序电流保护的整定计算：动作电流：(1)与被保护侧母线引出线零序电流第三段保护在灵敏度上相配合，所以(2)与中性点不接地变压器零序电压元件在灵敏度上相配合，以保证零序电压元件的灵敏度高于零序电流元件的灵敏度。

设零序电压元件的动作电压为U dz.0，则U dz.0=3I0X0.T零序电流元件的动作电流为动作电压整定：按躲开正常运行时的最大不平衡零序电压进行整定。

根据经验，零序电压继电器的动作电压一般为5V。

当电压互感器的变比为nTV时，电压继电器的一次动作电压为U dz.0=5n TV变压器零序电流保护作为后备保护，其动作时限应比线路零序电流保护第三段动作时限长一个时限阶段。

即灵敏度校验：按保证远后备灵敏度满足要求进行校验返回第二节微机保护的硬件框图简介微机保护硬件示意框图如下图所示。

一、电压形成回路微机保护要从被保护的电力线路或设备的电流互感器、电压互感器或其他变换器上取得信息，但这些互感器的二次数值、输入范围对典型的微机电路却不适用，故需要降低和变换。

变压器的保护

变压器的保护变压器的保护本课程总体思路：一．变压器的故障、不正常状态及其保护方式（一）变压器的故障（二）变压器的不正常工作状态（三）变压器应装设的保护1、主保护2、外部相间短路的后备保护3、外部接地短路的后备保护4、其他的保护5、其他非电量保护二.瓦斯保护1、瓦斯保护基本原理2.瓦斯保护的评价三．变压器差动保护的基本原理及其不平衡电流1.由励磁涌流所产生的不平衡电流(1)励磁涌流的产生（2）励磁涌流特征，（3）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施：2、三相变压器接线产生的不平衡电流3.电流互感器计算变比与实际变比不同引起的不平衡电流4.由电流互感器变比误差及互感器型号、特性不同产生的不平衡电流5.变压器带负荷调节分接头位置改变所产生的不平衡电流。

四、比率制动特性的变压器差动保护五．变压器相间短路的后备保护1、过电流2、低电压启动的过电流保护3、复合电压启动的过电流保护4、负序电流保护+单相式电压保护5、阻抗保护六．变压器的接地保护（一）中性点直接接地变压器的零序电流保护（二）中性点可能接地或不接地运行时变压器的零序电流电压保护最基本的也是最简单的保护，只反应电流，因为灵敏度低，所以一般用于容量较小，电压较低的变压器，电流整定要躲开最大负荷电流（2）低电压启动的过电流保护增加了一个低电压条件，可以把电流原件的值降低，所以比过电流保护灵敏，如果过电流保护不能满足要求，我们可以采用这个（3）复合电压启动的过电流保护对于不对称短路是反应负序电压、对于对称短路是反应低电压，再加上过电流这个条件，就形成了复合电压启动的过电流保护，这个对于不对称短路的灵敏度就大大提高（1）负序电流及单相式低电压起动的过电流保护负序电流只能反应不对称故障，为了反应对称故障，需要加上单相式低电压起动的过电流保护，和（3）不同的是此保护只要有一相故障就可以动作（5）阻抗保护采用阻抗继电器形成阻抗保护3、外部接地短路的后备保护（1）零序电流保护发生接地故障会产生零序电流，所以零序电流可以反应接地故障（2）零序电流方向保护对于多电源变压器，比如说三绕组变压器两边有电源，就要加方向元件，方向是为了保证有选择性，另外自耦变压器零序电流相互流动，所以也要加方向原件（1）零序过电压保护接地时，出现零序电压，构成零序电压保护（2）间隙电流保护和零序电压保护变压器中性点是经间隙接地的，正常状态下，间隙是断开的，相当于中性点不接地变压器，当发生接地故障，产生过电压，若间隙发生击穿，变压器就变成中性点接地，间隙一击穿，就会有零序电流，我们可以采用间隙电流保护和零序电压保护，击穿时有间隙电流，不击穿时有零序电压，两者结合起来构成接地短路的后备保护4、其他的保护（1）过负荷保护反应变压器过负荷情况，只发信号（2）大容量变压器要装过励磁保护5、其他非电量保护轻瓦斯保护、油温高保护、冷却器故障、压力释放保护等二.瓦斯保护1、瓦斯保护基本原理：在变压器油箱内部发生故障(包括轻微的匝间短路和绝缘破坏引起的经电弧电阻的接地短路)时，由于故障点电流和电弧的作用，将使变压器油及其他绝缘材料因局部受热而分解产生气体，因气体比较轻，它们将从油箱流向油枕的上部。

(完整版)主变零序保护的知识

主变零序保护的知识1 概述变压器的零序电流保护、变压器间隙电流保护与变压器零序电压保护一起构成了反应零序故障分量的变压器零序保护，是变压器后备保护中的重要组成部分，同时也是整个电网接地保护中不可分割的一部分。

本文就变压器的零序电流保护的一些特点进行介绍。

2 零序电流互感器安装位置对保护的影响零序电流的产生，对保护所体现的故障范围会有很大的影响(对于自耦变压器，零序电流只能由变压器断路器安装处零序电流互感器产生，本文不做讨论)。

下面按故障点的不同展开如下分析(见图1)：由上面的三种故障情况我们可以看到，变压器断路器处零序电流保护只能对安装处母线两侧的故障进行区分，变压器中性点处的零序电流保护只能对变压器高压侧与低压侧故障进行区分。

如果采用断路器处的零序电流保护，则与线路的零序保护概念上基本是相同的，只不过零序方向可以根据电流互感器的极性选择指向主变或指向母线，指向母线则保护的范围只是断路器电流互感器安装处开始，需与线路零序保护配合且范围较小；指向主变，则要同主变另一侧的出线接地保护相配合，比较麻烦。

如果采用主变中性点处的零序电流保护，则保护的范围比断路器处零序电流保护宽一些，同样根据主变中性点零序电流互感器的极性接线可以将中性点零序电流保护分为指向本侧母线或对侧母线，一般采用指向本侧母线，整定配合较清晰方便。

我局目前运行的都是主变中性点零序电流保护，断路器处零序电流保护只有在旁路断路器带主变运行时才可能碰到，但如上面提到，对于主变其他侧有出线接地保护的因为整定配合的困难，此时旁路的零序电流保护宜退出，如为了对主变引线段进行保护，也可对旁路零序电流保护段进行适当保留。

3 变压器中性点电流互感器极性试验一般情况下，零序功率方向要求做带负荷测试，但对于接于变压器中性点套管电流互感器的零序保护，其极性显然是无法用电流二次回路短接人为制造零序电流来检验接线极性正确与否的，因而整组极性试验就显得极为重要。

可以利用直接励磁冲击，在电流互感器线圈二次侧产生的直流响应，用直流毫安或微安表观察指针的摆动来确定极性关系，具体做法见图2。

变压器中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护的构成及工作原理

变压器中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护的构成及工作原理(2007-01-07 22:41:40)转载▼分类：工作目前大电流接地系统普遍采用分级绝缘的变压器，当变电站有两台及以上的分级绝缘的变压器并列运行时，通常只考虑一部分变压器中性点接地，而另一部分变压器的中性点则经间隙接地运行，以防止故障过程中所产生的过电压破坏变压器的绝缘。

为保证接地点数目的稳定，当接地变压器退出运行时，应将经间隙接地的变压器转为接地运行。

由此可见并列运行的分级绝缘的变压器同时存在接地和经间隙接地两种运行方式。

为此应配置中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护。

这两种保护的原理接线如图23所示中性点直接接地零序电流保护：中性点直接接地零序电流保护一般分为两段，第一段由电流继电器1、时间继电器2、信号继电器3及压板4组成，其定值与出线的接地保护第一段相配合，0.5s切母联断路器。

第二段由电流继电器5、时间继电器6、信号继电器7和8压板9和10等元件组成，。

定值与出线接地保护的最后一段相配合，以短延时切除母联断路器及主变压器高压侧断路器，长延时切除主变压器三侧断路器。

中性点间隙接地保护：当变电站的母线或线路发生接地短路，若故障元件的保护拒动，则中性点接地变压器的零序电流保护动作将母联断路器断开，如故障点在中性点经间隙接地的变压器所在的系统中，此局部系统变成中性点不接地系统，此时中性点的电位将升至相电压，分级绝缘变压器的绝缘会遭到破坏，中性点间隙接地保护的任务就是在中性点电压升高至危及中性点绝缘之前，可靠地将变压器切除，以保证变压器的绝缘不受破坏。

间隙接地保护包括零序电流保护和零序过电压保护，两种保护互为备用。

零序电流保护由电流继电器12、时间继电器13、信号继电器14和压板15组成。

一次启动电流通常取100A 左右，时间取0.5s。

110kV变压器中性点放电间隙长度根据其绝缘可取115~ 158mm ，击穿电压可取63kV（有效值）。

变压器的零序保护的配置原则是什么

变压器的零序保护的配置原则是什么?变压器的零序保护的配置原则是什么？答：（1）中性点直接接地电网的变压器应装设零序（接地）保护作为变压器主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护。

（2）当变压器中性点同时装设有避雷器和放电间隙时，应装设零序电流保护作为变压器中性点直接接地运行时的保护，并增设一套反映间隙放电电流的零序电流保护和一套零序电压保护作为变压器中性点不接地运行时的保护。

后者作为间隙放电电流的零序电流保护的后备保护。

（3）自耦变压器的零序保护的不能接在中性线回路的电流互感器上，应接在本侧的零序电流滤过器上，并且高、中压侧加装方向元件，以保证选择性。

110kV、220kV中性点直接接地电力网装设保护的一般规定英文词条名：1 全绝缘变压器。

应按规定装设零序电流保护，并增设零序过电压保护。

当电力网单相接地且失去接地中性点时，零序过电压保护经0.3～0.5S 时限动作于断开变压器各侧断路器。

2A.中性点装设放电间隙时，应按规定装设零序电流保护，并增设反应零序电压和间隙放电电流的零序电流电压保护。

当电力网单相接地且失去接地中性点时，零序电流电压保护约经0.3～0.5S 时限动作于断开变压器各侧断路器。

B.中性点不装设放电间隙时，应装设两段零序电流保护和一套零序电流电压保护。

零序电流保护第一段设置一个时限，第二段设置两个时限，当每组母线上至少有一台中性点接地变压器时，第一段和第二段的较小时限动作于缩小故障影响范围。

零序电流电压保护用于变压器中性点不接地运行时保护变压器，其动作时限与零序电流保护第二段时限相配合，用以先切除中性点不接地变压器，后切除中性点接地变压器。

当某一组母线上的变压器中性点都不接地时，则不应动作于断开母线联络断路器，而应当首先断开中性点不接地的变压器，此时零序电流保护可采用一段，并带一个时限在大短路电流接地系统中发生接地故障后，就有零序电流、零序电压和零序功率出现，利用这些电气量构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护保护间隙1.保护间隙protective gap带电部分与地之间用以限制可能发生最大过电压的间隙。

变压器间隙保护和零序保护投退原则

变压器是电力系统中非常重要的设备，用于将电压从一个电路传递到另一个电路，并且能够根据需要改变电压的大小。

在变压器的运行过程中，常常会受到各种外部和内部因素的影响，可能会出现各种故障。

为了保证变压器的安全运行，需要对其进行有效的保护。

变压器保护系统主要包括间隙保护和零序保护，这两种保护方式对于保护变压器的安全运行起到了至关重要的作用。

下面将从间隙保护和零序保护的投退原则进行详细介绍。

1. 间隙保护的原理和作用间隙保护是变压器保护系统中的一个重要组成部分，它主要是用来检测变压器绕组与油箱、绝缘套管等之间的电气间隙是否存在故障，一旦出现故障、如绕组与油箱之间发生击穿或绝缘老化，会导致电气间隙减小，这时候间隙保护就会及时动作，保护变压器不受到损坏。

2. 间隙保护的投退原则（1）间隙保护的投入条件a. 当变压器运行时，间隙保护设备首先要处于工作状态；b. 当间隙阻抗变化达到设定值时，间隙保护设备要及时动作；c. 当变压器绕组与油箱、绝缘套管之间发生故障时，间隙保护设备要及时动作。

（2）间隙保护的退去条件a. 当变压器停机时，间隙保护设备应退去；b. 当间隙阻抗变化不再存在故障时，间隙保护设备应退去。

3. 零序保护的原理和作用零序保护是用于检测变压器绕组的接地故障，防止接地故障的持续发展，保护变压器及其周边设备的安全运行。

4. 零序保护的投退原则（1）零序保护的投入条件a. 当变压器运行时，零序保护设备首先要处于工作状态；b. 零序电流超过设定值时，零序保护设备要及时动作；c. 当变压器绕组发生接地故障时，零序保护设备要及时动作。

（2）零序保护的退去条件a. 当变压器停机时，零序保护设备应退去；b. 当零序电流恢复正常时，零序保护设备应退去。

变压器的间隙保护和零序保护是保证变压器安全运行的重要手段，它们的投退原则是确保在变压器正常运行时保护设备处于工作状态，及时发现并阻止故障的发展，同时确保变压器停机时保护设备能够及时退出，避免不必要的干扰。

变压器零序方向过流保护

零序方向过流保护小结变压器高压侧（110kV 及以上）及中压侧一般为中性点直接接地系统(又称大接地电流系统),当发生接地短路时,将出现很大的零序电流,对变压器的电气性能产生极大的危害,因此必须配备接地短路保护。

变压器单相接地短路的主保护为比率制动式差动或零序差动，同时应装设后备保护，作为变压器高压绕组和相邻元件接地故障的后备。

一、变压器接地后备保护概述变压器因其绝缘水平和接地方式的不同，所配置的接地短路后备保护也不同。

对于全绝缘变压器，中性点装设接地隔离刀闸和避雷器，隔离刀闸闭合为中性点直接接地方式，隔离刀闸断开为中性点不接地运行方式。

中性点直接接地运行时用零序过流保护，中性点不接地运行时用零序过压保护。

对于分级绝缘变压器，若其中性点绝缘水平低，中性点必须直接接地，若其中性点绝缘水平较高，则中性点可以直接接地，也可在系统不失去接地点的情况下不接地运行，其大多装设放电间隙。

在220kV 系统中的变压器，他们的中性点仅部分接地，另一部分不接地。

当发生接地故障时应先跳开不接地变压器，然后跳开接地变压器。

因此，这类变压器接地后备保护的配置需要考虑该变压器中性点在系统中的接地情况。

对于中性点未装设放电间隙的分级绝缘变压器，若其中性点直接接地，则用零序过流保护，若其中性点不接地，则用零序联跳保护。

对于中性点装设放电间隙的分级绝缘变压器，中性点直接接地运行时用零序过流保护，中性点不接地时用间隙零序保护。

综上所述，中性点直接接地变压器的接地故障后备保护无一例外地采用零序过流保护，对高中压侧中性点均直接接地的自耦变和三绕组变压器，当有选择性要求时，应增设零序方向元件。

二、零序方向过流保护逻辑零序方向过流保护一般由“零序过流元件”和“零序方向元件”相与构成，如果带零序电压闭锁，则由“零序过流元件”、“零序方向元件”和“零序电压闭锁元件”相与构成。

其逻辑图如图1所示。

图1 零序方向过流保护逻辑框图零序电压闭锁元件的零序电压取自TV 开口三角。

变压器保护原理介绍

变压器保护原理介绍
变压器的故障和保护配置
•
变压器是一种静止电器，它把一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的交流
电能。
绕组的相间短路
绕线的匝间短路
绕组引线与外壳发生
单相接地短路
铁芯烧损
引出线间的各相间短路故障
引出线单相接地故障
过电流；
过负荷；
油面降低；
过励磁
其它
绕组的相间短路
I
2

K

100
%

K
5

Z
2
I
1

K

五次谐波制动比
5

Z
I

基波电流
1

I

五次谐波电流
5

K

五次谐
值
波制动比
5
• 什么情况下会出现励磁涌流？如何消除？
2．由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流
由于变压器常常采用Y,dll 的接
线方式, 因此, 其两侧电流的相位差
30º。此时，如果两侧的电流互感
3.变压器纵差动保护的基本元件
• （1）装置启动元件
• （2）比率制动式差动保护元件
• （3）差动速断保护元件
• （4）励磁涌流判别元件
• （ 5 ） TA 断线闭锁元件
• （6）其它
(2)比率制动式纵差动保护

比率制动式纵差动保护的动作值随着外部短路
电流的增大而自动增大。灵敏可靠，优点显著，
成的油面降低，同时还反应开
焊故障
纵差保护或电
流速断保护

变压器保护整定中的零序电流保护配置要点

变压器保护整定中的零序电流保护配置要点在变压器保护整定中，零序电流保护是一项关键的配置要点。

零序电流是指正、负序电流和零序电流的矢量和。

它的存在可能意味着线路中存在故障或其他问题，因此保护系统需要能够准确地检测和识别零序电流，并采取适当的措施来解决问题。

本文将介绍一些重要的变压器保护整定中的零序电流保护配置要点。

1. 零序电流保护原理变压器保护系统中的零序电流保护是通过使用差动保护装置来实现的。

差动保护装置监测变压器两侧电流的差异，当存在零序电流时，差异将超过设定的阈值，触发保护系统采取相应的动作。

因此，正确配置差动保护装置是实现零序电流保护的关键。

2. 零序电流保护配置要点在变压器保护整定中，配置零序电流保护时需要考虑以下要点：a. 阈值的选择零序电流保护的阈值应根据变压器的额定容量和特性进行选择。

通常情况下，阈值设置在变压器额定容量的1-2%之间。

但在实际应用中，也需要根据具体情况进行调整。

b. 动作延时设置为了避免误动作和滤除瞬态零序电流，保护系统应该设置适当的动作延时。

动作延时的设置应该根据变压器的特性和负载情况进行调整，以确保保护系统的准确性和可靠性。

c. 灵敏度设置正确设置零序电流保护的灵敏度对于及时检测故障和准确识别零序电流至关重要。

灵敏度设置应根据变压器的特性和所需保护水平进行调整，以确保保护系统的可靠性和灵活性。

3. 零序电流保护的其他考虑因素除了以上的配置要点外，还有一些其他考虑因素应该被纳入变压器保护整定中的零序电流保护：a. 双重地锁定零序电流保护应采用双重地锁定，以确保保护系统在地故障发生时能够正确地动作。

b. 高阻抗接地系统的特殊配置在一些特殊情况下，变压器的中性点可能采用高阻抗接地系统。

此时，对零序电流保护的配置要求更为复杂，需要根据实际情况进行详细分析和设计。

4. 零序电流保护的实施与测试零序电流保护的实施和测试是保证其有效性和可靠性的重要环节。

在实施过程中，应确保电流传感器的正确安装和连接，保护装置的正确配置和设定。

变压器的零序电流保护

变压器的零序电流保护、变压器间隙电流保护与变压器零序电压保护一起构成了反应零序故障分量的变压器零序保护，是变压器后备保护中的重要组成部分，同时也是整个电网接地保护中不可分割的一部分。

本文就变压器的零序电流保护的一些特点进行介绍。

2零序电流互感器安装位置对保护的影响零序电流的产生，对保护所体现的故障范围会有很大的影响(对于自耦变压器，零序电流只能由变压器断路器安装处零序电流互感器产生，本文不做讨论)。

下面按故障点的不同展开如下分析(见图1)：由上面的三种故障情况我们可以看到，变压器断路器处零序电流保护只能对安装处母线两侧的故障进行区分，变压器中性点处的零序电流保护只能对变压器高压侧与低压侧故障进行区分。

如果采用断路器处的零序电流保护，则与线路的零序保护概念上基本是相同的，只不过零序方向可以根据电流互感器的极性选择指向主变或指向母线，指向母线则保护的范围只是断路器电流互感器安装处开始，需与线路零序保护配合且范围较小；指向主变，则要同主变另一侧的出线接地保护相配合，比较麻烦。

如果采用主变中性点处的零序电流保护，则保护的范围比断路器处零序电流保护宽一些，同样根据主变中性点零序电流互感器的极性接线可以将中性点零序电流保护分为指向本侧母线或对侧母线，一般采用指向本侧母线，整定配合较清晰方便。

我局目前运行的都是主变中性点零序电流保护，断路器处零序电流保护只有在旁路断路器带主变运行时才可能碰到，但如上面提到，对于主变其他侧有出线接地保护的因为整定配合的困难，此时旁路的零序电流保护宜退出，如为了对主变引线段进行保护，也可对旁路零序电流保护段进行适当保留。

3变压器中性点电流互感器极性试验一般情况下，零序功率方向要求做带负荷测试，但对于接于变压器中性点套管电流互感器的零序保护，其极性显然是无法用电流二次回路短接人为制造零序电流来检验接线极性正确与否的，因而整组极性试验就显得极为重要。

可以利用直接励磁冲击，在电流互感器线圈二次侧产生的直流响应，用直流毫安或微安表观察指针的摆动来确定极性关系，具体做法见图2。

主变零序保护及中性点不接地保护

什么叫主变零序电压保护？1.中性点直接接地运行时的零序保护变压器零序保护由零序电流保护组成，电流元件接到变压器中性点电流互感器的二次侧。

为提高可靠性和满足选择性，变压器中性点均配置两段式零序电流保护，每段均设置两个延时。

零序保护I段的动作电流延时t1和t2与相邻元件单相接地保护I段相配合。

一般取t1=0.5～1.Os，而取t2=t1+△t为时限阶段。

零序保护I段以t1延时动作于母线解列，以缩小故障影响范围；动作后仍不能消除故障，再以t2延时动作于发变组解列灭磁。

设置I段的目的主要是对付母线及其附近的短路，因这类故障对电力系统影响特别严重，应尽快切除。

零序保护Ⅱ段的动作电流及相应的延时t3和t4与相邻元件零序保护的后备段相配合，而t4=t3+△t。

t3作用于母线解列，t4作用于解列灭磁。

为防止变压器与系统并列之前，在变压器高压侧发生单相接地而误跳母联断路器，零序保护动作于母线解列的出口回路应经主变高压侧断路器的辅助触点闭锁。

2.主变中性点不接地运行时的零序保护22OKV及以上的大型变压器高压绕组均采用分级绝缘，绝缘水平偏低，例如220kV变压器中性点冲击耐压为400kV，l0 min；工频耐压为200kV。

主变不接地运行时，单相接地故障引起的工频过电压将超过变压器中性点绝缘水平。

如220kV主变最高工作电压为242kV，而其中性点不能长时间耐受242/√3=140kV的稳态电压，同时暂态电压值可能高达252kV（取暂态系数为1.8），超过了工频过电压允许值200kV，这时中性点避雷器可能会在暂态过电压下放电。

避雷器按冲击过电压设计，热容量小，在工频过电压下放电后不能灭弧，将造成避雷器爆炸。

另外在系统故障引起断路器非全相跳、合闸时，若发生失步也会使中性点与地之间最高电压超过中性点耐压允许值，甚至引起避雷器爆炸。

对此,前述零序保护往往不能起到保护作用，故目前在变压器中性点装设了放电间隙作为过电压保护。

变压器主保护与后备保护知识

变压器是连续运行的静止设备，运行比较可靠，故障机会较少。

但由于绝大部分变压器安装在户外，并且受到运行时承受负荷的影响以及电力系统短路故障的影响，在运行过程中不可避免的出现各类故障和异常情况。

1、变压器的常见故障和异常变压器的故障可分为内部故障和外部故障。

内部故障指的是箱壳内部发生的故障，有绕组的相间短路故障、一相绕组的匝间短路故障、绕组与铁芯间的短路故障、绕组的断线故障等。

外部故障指的是变压器外部引出线间的各种相间短路故障、引出线绝缘套管闪络通过箱壳发生的单相接地故障。

变压器发生故障危害很大。

特别是发生内部故障时，短路电流所产生的高温电弧不仅会烧坏变压器绕组的绝缘和铁芯，而且会使变压器油受热分解产生大量气体，引起变压器外壳变形甚至爆炸。

因此变压器故障时必须将其切除。

变压器的异常情况主要有过负荷、油面降低、外部短路引起的过电流，运行中的变压器油温过高、绕组温度过高、变压器压力过高、以及冷却系统故障等。

当变压器处于异常运行状态时，应给出告警信号。

2、变压器保护的配置短路故障的主保护：主要有纵差保护、重瓦斯保护等。

短路故障的后备保护：主要有复合电压闭锁过流保护、零序（方向）过流保护、低阻抗保护等。

异常运行保护：主要有过负荷保护、过励磁保护、轻瓦斯保护、中性点间隙保护、温度油位及冷却系统故障保护等。

3、非电量保护利用变压器的油、气、温度等非电气量构成的变压器保护称为非电量保护。

主要有瓦斯保护、压力保护、温度保护、油位保护及冷却器全停保护。

非电量保护根据现场需要动作于跳闸或发信。

（1）瓦斯保护当变压器内部发生故障时，由于短路电流和短路点电弧的作用，变压器内部会产生大量气体，同时变压器油流速度加快，利用气体和油流来实现的保护称为瓦斯保护。

轻瓦斯保护：当变压器内部发生轻微故障或异常时，故障点局部过热，引起部分油膨胀，油内气体形成气泡进入气体继电器，轻瓦斯保护动作，发出轻瓦斯信号。

重瓦斯保护：当变压器油箱内发生严重故障时，故障电流较大，电弧使变压器油大量分解，产生大量气体和油流，冲击档板使重瓦斯继保护动作，发出重瓦斯信号并出口跳闸，切除变压器。

电力变压器装设零序差动保护的必要性及其原理

要性就越大。
・
差动保护，当发生单相接地故障时相间差动保护可能动作，完全被统计为相间短路，９８年以前的统１９
计资料就没有接地故障的记录。
因此可以推断：路形成的飞弧到达变压器铁短
轭比到达另一相高压绕组要容易得多，发生接地故障的几率要高于相间短路。
度较低甚至拒动。第二种情况：一般的微机差动保护不接入变压
（）２只有当零序差动保护动作时才统计为接地短路，则一律称为相间短路。以往由于零序差动否
保护不装设或不投运，计部门统计到的变压器接统
ＹＮ绕组发生对铁心的单相接地短路，如果不装设
５６・
第４期
杨欢：电力变压器装设零序动保护的必要性及其原理高灵敏的零序差动保护，就可能殃及铁心，后果严重。
闸时，磁涌流对零序差动保护而言，属穿越性电励纯流，有励磁涌流对变压器差动保护所造成的麻烦没
次。对此下面作出了说明。
（）１资料中的 “ 间接地 ” “ 相接地 ” 障相或两故中将相间短路与接地短路合起来了，法区分是相无间短路还是接地短路。在１９９８年２７次故障中能确定为接地短路的仅１次，以零序差动保护正确动作
序电流被滤除，使差动保护对内部单相短路的灵敏
度降低甚至拒动。所以当差动保护的内部单相短路的灵敏度较低时，装设零序差动保护。另外根据有关文应献的分析，压器星形接线侧电源容量相对三角变形接线侧电源容量越大，设零序差动保护的必增

零序保护

一、零序电流保护I段的整定
（一）常规零序电流保护I段的整定
（1）按躲过本线路末端接地短路的最大零序电流整定
Kk
可靠系数，取1.25--1.3I0max 线路末端接地短路时流过保护的最大零序电流
（2）按躲开线路断路器三相不同时合闸的最大零序电流整定
Kk
可靠系数，取1.1--1.2I0btmax 断路器三相不同时合闸所产生的零序电流最大值，
（二）几种特殊情况的整定
（1）线路末端变压器组的情况，包括变压器低压侧有电源的情况，零序保护I段一般可按不伸出变压器整定范围
末端变压器中性点不接地运行，只按躲开变压器低压侧母线相间短路的最大不平衡电流整定
Kk
可靠系数，取1.3Kbp
不平衡系数,取0.1Kfzq
非周期分量系数,取2Idmax 变压器低压侧三相短路最大短路电流
线路末端变压器中性点接地运行时,应满足以下三个条件
1)按躲开变压器空载投入的励磁涌流整定,即
Kyl 考虑涌流的系数,取3--4;当保护带有躲非周期分量性能时,则取1.3a 考虑变压器端电压下降的系数;
Xxt Xb Xxl 分别为系统、变压器、线路的正序电抗
Ie 变压器高压侧额定电流max
03⋅=I K I k dz max
03⋅⋅=bt k dz I K I )3(max
⋅=d fzq hp k dz I K K K I e
yl dz aI K I =Xxl
Xb Xxt Xb
a ++=。

110kV变压器中性点接地方式与零序保护配置

110kV变压器中性点接地方式与零序保护配置发表时间：2017-12-30T18:24:35.563Z 来源：《电力设备》2017年第24期作者：胡妹鲍乐[导读] 摘要：本文首先分析了变压器中性点接地方式的优点，然后分析了其缺点，最后分析了变压器中性点接地方式的电压和中性点保护方式。

（国网聊城供电公司）摘要：本文首先分析了变压器中性点接地方式的优点，然后分析了其缺点，最后分析了变压器中性点接地方式的电压和中性点保护方式。

关键词：110kV；变压器；保护装置我国经济发展严重依赖电力系统的保障。

变压器作为影响电力系统运行的稳定与效率的重要组成部分，关乎经济运行的基础保障到位与否，一旦某个环节出现故障，将带来巨大的损失。

变压器中性点接地方式可以分为中性点无效接地和中性点有效接地。

中性点接地方式对电网的继电保护、过电压水平、绝缘水平、人身设备安全等有重要影响，所以接地方式的选择要经过多方面因素的综合评估才能确定，其中包含电网投入资本、稳定运行的可靠性、应用的经济性等多方面考量。

深入研究中性点的接地方式和零序保护装置至关重要。

一、110kV变压器中性点接地方式分析（一）110KV变压器中性点接地方式的优点 1、装置简易中性点接地方式可以省略“失地”继保装置。

由于其接地方式的统一，可以很好地简化继保装置，避免了孤立的不接地电网形式，对于提高电网的稳定可靠有很大的帮助。

2、方案操作性高110kV变压器中性点接地对绝缘要求较低，其绝缘水平可下降到20kV等级，也不会出现高幅值过电压，其全波冲击耐压可提升到125kV，工频耐压每分钟可达到55kV。

意味着可省略避雷和棒间隙等装置，对提升电网的安全稳定有很大效果。

3、实用性强中性点接地方式的实用性很强，其保护装置简单可靠，能够起到很好的继电保护作用。

此外，只需选择合适的小电抗值，经过小电抗接地，就能使变压器达到接地作用，而且，断路器的作用不受单相短路电流的限制。

（二）110KV变压器中性点接地方式的不足 1、继电保护选择困难中性点接地的“失地”保护实际使用的稳定可靠性不高，易出现误动操作，且电网要设置防止孤立的不接地保护状况，一旦电路系统出现故障，就会出现零序过电压或间隙电流，导致与故障无关的装置出现跳闸，或是应该跳闸的装置保护没有及时响应，增加了装置的运行复杂性。

变压器零序差动保护

自耦变压器零序差动保护问题0引言在超高压电力系统中，自耦变压器因体积小、效率高、用材省等优点而得到了广泛应用。

在为自耦变压器配置保护时，其相间差动保护、匝间保护、瓦斯保护及相间后备保护与普通变压器基本相同，一般不需作特殊考虑，但其零序保护及过负荷保护却有着不同于普通变压器保护的特点。

对于过负荷保护，曾有许多专家及工程技术人员进行过大量的论述［1］，本文将主要讨论自耦变压器的零序差动保护。

众所周知，自耦变压器与普通变压器的功率传递方式不尽相同，在普通变压器中，高、中压线圈之间没有电的联系，全部是由电磁感应的作用进行功率传递的，而在自耦变压器中，高、中压线圈之间有电的联系，其功率传递除一部分是靠电磁感应的作用外，另一部分则是靠电的直接传导传递的；并且由自耦变压器的原理、结构所定，其高、中压侧的中性点必须连在一起，且同时接地。

这是自耦变压器与普通变压器的主要差异［2］。

在超高压系统中，大多数大容量的自耦变压器都是分相式。

显而易见，对于分相式的自耦变压器而言，其内部发生接地故障的概率远大于相间故障，因此，对于自耦变压器的接地故障必须有高可靠系数的零序保护。

1自耦变压器单相接地故障时的电流分析为了更清楚地说明自耦变压器的特殊性，首先可以利用图1中500 kV/220 kV自耦变压器作为原型，对其中压侧、高压侧发生区外接地故障时的零序电流分布进行分析。

图1 自耦压器主接线图Fig.1 Connection diagram of autotransformera.当自耦变压器的中压侧发生区外接地故障时，对折合到中压侧的零序等效电路(如图2)进行分析，可以得到式(1)、式(2)。

图2自耦变压器中压侧区外单相短路电流分析Fig.2Current analysis of autotransformerwhen single phase ground fault occurs outsideof the protected zone at medium voltage side(1)(2) 其中nGZ=U G/U Z，为自耦变压器高、中压变比；Z0为中压侧(短路点)的零序电流；ZX为中性点提供的零序电流；GG0为自耦变压器公共绕组中的零序电流；G0为自耦变压器高压侧零序电流；G0′为折合到中压侧的高压侧零序电流；XG0，XD0分别为自耦变压器高、低压侧的零序电抗；XSM0为自耦变压器高压侧的系统零序阻抗。

变压器对零序电流的限制

变压器对零序电流的限制每个空气开关都铭牌都有标注，主要是标注它的脱扣电流、短路电流等，下面详细介绍：1、按线路预期短路电流的计算来选择断路器的分断能力精确的线路预期短路电流的计算是一项极其繁琐的工作。

因此便有一些误差不很大而工程上可以被接受的简捷计算方法：(1)对于10/0.4KV电压等级的变压器，可以考虑高压侧的短路容量为无穷大(10KV侧的短路容量一般为200~400MV A甚至更大，因此按无穷大来考虑，其误差不足10%)。

(2)GB50054-95《低压配电设计规范》的2.1.2条规定：“当短路点附近所接电动机的额定电流之和超过短路电流的1%时，应计入电动机反馈电流的影响”，若短路电流为30KA，取其1%，应是300A，电动机的总功率约在150KW，且是同时启动使用时此时计入的反馈电流应是6.5∑In。

(3)变压器的阻抗电压UK表示变压器副边短接(路)，当副边达到其额定电流时，原边电压为其额定电压的百分值。

因此当原边电压为额定电压时，副边电流就是它的预期短路电流。

(4)变压器的副边额定电流Ite=Ste/1.732U式中Ste为变压器的容量(KV A)，Ue为副边额定电压(空载电压)，在10/0.4KV时Ue=0.4KV因此简单计算变压器的副边额定电流应是变压器容量x1.44～1.50。

(5)按(3)对Uk的定义，副边的短路电流(三相短路)为I(3)对Uk的定义，副边的短路电流(三相短路)为I(3)=Ite/Uk，此值为交流有效值。

(6)在相同的变压器容量下，若是两相之间短路，则I(2)=1.732I(3)/2=0.866I(3)(7)以上计算均是变压器出线端短路时的电流值，这是较严重的短路事故。

如果短路点离变压器有一定的距离，则需考虑线路阻抗，因此短路电流将减小。

例如SL7系列变压器(配导线为三芯铝线电缆)，容量为200KV A，变压器出线端短路时，三相短路电流I(3)为7210A。

短路点离变压器的距离为100m时，短路电流I(3)降为4740A；当变压器容量为100KV A时其出线端的短路电流为3616A。

低压侧零序电流保护

低压侧中性线零序电流保护使用商榷低压接地故障保护的设置应能防止人身间接电击以及电气火灾、电气设备损坏、线路损坏等事故。

低压侧中性点直接接地的变压器，低压侧单相接地短路应选择下列保护方式，保护装置应带时限动作于跳闸。

一、用高压侧的过电流保护：高压侧过电流保护灵敏性符合要求时，对低压侧单相接地短路的保护作用。

用于校验高压侧过电流保护灵敏性的低压侧短路电流，仅取变压器低压侧母线上的短路电流，也就仅能可靠地保护到变压器低压侧母线.距离变压器再远的低压侧，短路电流小至灵敏性不符合要求时，该处及以远线路处的接地故障就保护不到。

高压侧的过电流保护,对低压侧接地短路的保护范围是有限的，并不能保护全低压系统。

二、低压侧中性线上的零序电流保护：变压器低压侧中性线上所设置的零序电流保护的一次动作电流，应躲过正常运行时，变压器中性线上流过的最大不平衡电流。

按国家标准GB1094—1—5《电力变压器》规定：应不超过变压器额定电流的25%。

变压器低压侧低压配电回路一般较多，变压器低压侧中性线上的零序电流保护的一次动作电流整定值大，灵敏度低保护范围小；整定电流值小,灵敏度高保护范围大。

零序保护的一次动作电流整定值大，如仅保护低压母线，则与高压侧的过电流保护重复;整定电流小，保护可深入到个别配电线路不长回路的末端，但也未必能保护到截面远距离回路末端，也不能保证保护全低压系统；不论整定电流大小，选择性很差.低压系统中，只要有一回路的接地故障，变压器零序保护动作，使该变压器全部低压系统停电，扩大了停电范围，各回路全部停电,故障发生在哪一回路，一时难以确定,故障点查找困难，排除故障时间长。

从保护分工的角度要求，各保护应对其后的设备、线路起保护作用,保护上下级的整定值、动作时限达到协调配合，才能达到保护可靠、有选择、速动的要求。

有一些地区，中性点直接接地的变压器，变压器中性点引出两条母线，一条母线同相母线一同设至变压器低压总断路器，在低压屏底部接地并分设N母线和PE母线；另一条母线在变压器下就近直接接地,这样使单相接地故障电流将通过两条母线回流至变压器中性点，套在变压器中性线上的零序电流互感器中,未流过全部故障电流，零序电流互感器测得的故障电流不准确,保护动作也不可靠。