第六章电力变压器的继电保护
华北电力大学精品课程-电力系统继电保护(黄少锋教授)—变压器(6)
第六章变压器保护电力变压器是电力系统中的重要电气设备。
大容量变压器造价十分昂贵，其故障会对供电可靠性和系统的安全稳定运行带来严重的影响。
因此，应根据变压器容量和重要程度，装设性能良好、动作可靠的继电保护装置。
第一节故障类型、不正常运行状态及其保护方式（1）油箱内部故障 变压器油箱内部故障产生较大的短路电流，不仅会烧坏变压器绕组和铁心，而且由于绝缘油汽化，可能引起变压器爆炸。
ACBacbTA1TA1TA1TA3TA3TA3油箱内部ACBacbTA1TA1TA1TA3TA3TA3油箱内部（1）油箱内部故障 a 、变压器绕组 相间短路；ACBacbTA1TA1TA1TA3TA3TA3油箱内部（1）油箱内部故障 a 、变压器绕组 相间短路；b 、变压器绕组 匝间短路；（1）油箱内部故障a、变压器绕组相间短路；b、变压器绕组匝间短路；c、变压器绕组接地短路。
ACBacb TA1TA1TA1TA3TA3TA3油箱内部保护范围的划分A CB acbTA1TA1TA1TA3TA3TA3油箱内部TA2TA2TA2线 路 保 护 的 范 围 变压器保护的范围a 、绝缘套管的相间短路与接地短路；b 、引出线上的发生的相间短路和接地短路。
ACBacbTA1TA1TA1TA3TA3TA3油箱内部TA2TA2TA2 线路、变压器保护均应当跳闸变压器的不正常工作状态：（1）由于外部短路引起的过电流；（2）负荷长时间超过额定容量引起的过负荷；（3）油箱漏油造成的油面降低；（4）由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁。
对于不正常工作状态，变压器保护也必须能够反应——发告警信号，或延时跳闸。
三、变压器的保护配置1. 瓦斯保护轻瓦斯（信号）和重瓦斯（跳闸）针对油箱内的各种故障及油面降低。
优点：油箱内部所有故障,有较高灵敏性。
缺点：1）动作时间较长；2）不能反应油箱外部的故障。
2.纵差保护或电流速断保护特点：瞬时动作切除故障主保护2.纵差保护或电流速断保护（根据变压器容量选择）主要反应绕组、套管及引出线上的相间短路，并在一定程度上反应绕组内部匝间短路及中性点接地侧的接地短路。
电力变压器继电保护
电力变压器继电保护
电力变压器是输送、分配和利用电力的重要设备，其正常运行对电力系统的稳定运行具有重要意义。
电力变压器在运行过程中受到各种因素的影响，可能会出现各种故障，对电力变压器进行继电保护是确保其安全稳定运行的重要手段之一。
继电保护系统是电力系统中的重要组成部分，用于监测和保护电力设备，保障电力系统的安全运行。
电力变压器继电保护的主要任务是对电力变压器的各种故障进行检测和保护，包括短路、接地故障、过载、过压、欠压等。
通过对这些故障进行及时有效的保护，可以最大限度地减少故障对电力变压器的损害，保障电力系统的安全运行。
电力变压器的继电保护系统通常包括差动保护、过流保护、过电压保护、接地保护等多种保护功能，通过这些保护功能共同作用，可以对电力变压器进行全面的保护。
差动保护是电力变压器继电保护中最重要的一种保护方式，它利用变压器两侧电流的差值来判断变压器的内部故障。
差动保护主要是通过检测变压器两侧的电流，当两侧电流的差值超过设定值时，即判定为变压器内部出现了故障，保护动作将被触发，从而及时切断电力系统中的故障，保护变压器不受损害。
差动保护是对电力变压器内部故障进行及时有效保护的重要方式，同时也是保障电力系统安全运行的重要手段。
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)
第六章电力变压器的继电保护
变压器接线方式为Dyn1接线，矢量匹配在Y侧
I'A
Y
Ia△
-IBY
IAY
-ICY
ICY Ic△ IBY I'C Y
-IAY
Ib△ I'B Y
如图可知Y侧匹配公式： IA= I＇AY/√3 =(IAY-IBY)/√3 IB= I＇BY/√3 =(IBY-ICY)/√3 Ic= I＇CY/√3 =(ICY-IAY)/√3 （IA IB IC为转换后的Y侧电流） 2.2.3装置显示值与通入值之间的关系（单相法试验） 高压△侧： Ia=Ia△×平衡系数 Ib=Ib△×平衡系数 Ic=Ic△×平衡系数 低压Y侧： IA=(I＇AY/√3Ie) ×平衡系数 IB=(I＇BY/√3 Ie) ×平衡系数 Ic=(I＇CY/√3 Ie) ×平衡系数
第6章 电力变压器的继电保护
6.1 电力变压器的故障类型及其保护 变压器的内部故障可分为油箱内故障 和油箱外故障两类。 内部：绕组的相间短路、匝间短路、 接地短路，以及铁芯烧毁等。 外部故障：套管和引出线上发生的 相间短路和接地短路。
不正常的运行状态：外部相间短路、接地短路 引起的相间过电流和零序过电流，负荷超过其 额定容量引起的过负荷、油箱漏油引起的油面 降低，以及过电压、过励磁等。
带负荷调压的变压器在运行中常常需要改变分接头来调电压，这样就 改变了变压器的变比．原已调整平衡的差动保护；又会出现新的不平衡电流 。 此不平衡电流采用提高动作电流来解决。
差动保护的一些基本概念
1.1差动保护CT二次极性的接线方式 CT二次极性的接线方式有180度接线和0度接线两种。
0接线，如图所示：
电力变压器在运行时，由于联接组别和 变比不同，各侧电流大小及相位也不同。 需通过数学方法对TA联接和变比进行补 偿。消除电流大小和相位差异。 变压器各侧电流互感器采用星形接线， 二次电流直接接入本装置。
电力变压器继电保护
电力变压器继电保护电力变压器是电力系统中不可或缺的设备，它在电力系统中起着调整电压、升降电压、保护电器设备等作用。
而变压器继电保护则是为了保护变压器的安全运行，防止发生故障而设计的一项重要技术措施。
本文将从电力变压器的基本原理、变压器继电保护的作用及特点等方面进行详细介绍。
一、电力变压器的基本原理电力变压器是一种通过电磁感应原理实现电压变化的设备，其基本原理可以简单地表述为：在变压器的铁心上绕有两个或多个线圈，分别为高压线圈和低压线圈。
当高压线圈通电时，产生的磁场会使铁心中的低压线圈感应出电动势，从而使得输入电压和输出电压之间实现了降压或升压的变换。
这样，变压器可以实现从高电压向低电压、或者从低电压向高电压的转换，以满足不同电器设备的电压需求。
二、变压器继电保护的作用及特点1. 作用电力变压器在电力系统中起着重要的作用，一旦发生故障则可能导致系统的停运，给生产和生活带来严重的影响。
而变压器继电保护的作用就是为了及时发现并隔离变压器的故障，保证电力系统的安全稳定运行。
变压器继电保护系统可以通过实时监测变压器的运行状态，发现变压器的异常情况，并及时做出响应，保护变压器免受损害。
2. 特点变压器继电保护系统有以下特点：（1）灵敏性高：变压器继电保护系统可以对电路的异常情况做出及时反应，实现对变压器的快速保护。
（2）鲁棒性强：变压器继电保护系统可以适应不同的工作环境和电压等级，保证变压器在各种复杂条件下的安全运行。
（3）自动化程度高：现代的变压器继电保护系统采用先进的数字化技术，可以实现自动化的监测、诊断和响应，减轻运维人员的工作负担。
（4）全面性强：变压器继电保护系统可以监测变压器的各种参数，对变压器的各种异常情况都能做出有效的保护措施。
三、变压器继电保护的实现方式变压器继电保护可以通过多种方式实现，下面介绍常见的几种方式：1. 电压继电保护电压继电保护是采用电压传感器对变压器的输入、输出电压进行实时监测，当输入、输出电压偏离正常范围时，可及时发出警报信号并采取措施，以保护变压器不受损害。
继电保护(6.1-6.4)
四、带有速饱和变流器的差动继电器 • 当TAM的一次线圈只通过周期分量时， 电流沿曲线2变化，铁芯中的B沿磁滞回 线3变化，这时周期分量电流可以顺利通 过TAM使继电器动作。 • 当TAM一次线圈中通过励磁涌流时，电 流偏于时间轴一侧，沿曲线2’变化，B沿 3’变化，非周期分量不易通过，继电器 不动作。 • 当短路故障时，短路电流也包含有非周
I1 I1 nTA2 I1 I 2 I 2 , nT nTA1 nTA2 nTA1 I1
二、变压器纵差动保护的特点 1、由变压器励磁涌流I EF 所产生的不平衡 电流 • 变压器励磁电流只流 过原边一侧，因此反应 到差动回路中引起不平 衡电流。正常时很小，外部故障时因为 电压降低，励磁电流就更小。
• 和线路保护不一样的是，变压器保护的 灵敏系数实际是个相对的标准。即使灵 敏系数满足要求，对于变压器内部的匝 间短路，轻微故障等情况，纵差动保护 往往也不能反应。实际运行中，变压器 内部故障时，往往瓦斯保护首先动作， 然后待故障进一步发展，差动保护才动 作。因此变压器在线绝缘监测近来日益 受到重视。
3、外部相间短路时应采用的保护（后备） 对于外部相间短路引起的变压器过电流： （1）过电流保护，一般用于降压变压器， 整定值应考虑事故状态下可能出现的过 负荷电流； （2）复合电压起动的过电流保护，一般用 于升压变压器、系统联络变压器及过电 流保护灵敏度不满足要求的降压变压器； （3）负序电流及单相式低电压起动的过电
• 实际继电器工作情况在4、5之间，相应 继电器起动电流在 I k .act .0 ~ I k .act .2 ，远小于无 制动时的直线2对应的定值。在内部故障 时，具有较高的灵敏性。 • 根据以上分析，在双绕组变压器的纵差 动保护中，制动线圈应接于无电源或小 电源一侧，将具有较高的灵敏性。
电力变压器的继电保护
电力变压器的继电保护前言电力变压器是电力系统中重要的电器设备之一，也是电能转化和传输的核心设备之一。
在长期运行中，变压器会面临各种各样的故障风险，其中一些故障甚至会导致损失极大的事故。
因此，对于变压器的保护至关重要。
而继电保护是一种重要的保护方式之一，本文将讨论电力变压器的继电保护。
继电保护概述继电保护是一种在电力系统中使用的保护技术，利用电流、电压等电气信号作为控制或触发信号，对电力系统进行监控和保护。
其目的是检测电力系统中的故障，及时确定故障位置和类型，并采取相应的措施避免故障继续扩大，从而确保电力系统的正常运行。
继电保护经过多年的发展，已经成为电力系统中重要的保护手段之一。
它具有灵敏、快速、准确、可靠的特点，大大提高了电力系统的安全性和稳定性。
同时，随着科技的不断进步，继电保护的应用领域也不断拓展，越来越多的电器设备开始采用继电保护技术。
变压器的故障与保护电力变压器作为电力系统的关键设备之一，其安全运行对于电力系统的正常运转至关重要。
变压器在长期运行中可能面临多种故障，例如：1.绕组短路；2.油变质和泄漏；3.绝缘劣化等。
当变压器发生故障时，其对电力系统的影响将是很严重的。
因此，对于变压器的保护，早期主要是采用熔断器等保护方式，但这种保护方式在检测故障时速度慢、精度低、可靠性差等问题面前显得力不从心。
随着继电保护技术的成熟和发展，变压器的保护方式也得到了极大的提升。
目前常用的变压器保护方案包括过电压保护、欠电压保护、差动保护、绕组温度计保护等。
变压器差动保护变压器差动保护是变压器保护中最常用的保护方式之一。
它可以对变压器的绝大多数故障进行保护，包括内部故障、一侧绕组与另一侧绕组之间的短路故障等。
差动保护的核心思想是比较变压器的两个绕组所流过的电流是否相等，若不相等则表示变压器内部可能存在故障。
在差动保护系统中，将电流变压器（CT）的输出作为输入，通过比较两边输入信号的大小，判断系统故障类型以及故障位置。
电力变压器继电保护
电力变压器继电保护电力变压器是电力系统中的重要设备，其作用是将输送线路上的高压电能转变为用户所需的低压电能，为工业生产和居民生活提供电力保障。
而变压器继电保护则是保证变压器正常运行和安全的重要保障措施。
本文将从变压器继电保护的基本原理、作用和常见故障进行深入介绍。
一、继电保护的基本原理继电保护是电力系统中保护设备和线路的一种重要控制保护手段，其基本原理是通过选择合适的保护装置和电气元件，对电力系统中的故障或异常状态进行检测和判别，及时采取必要的措施，避免故障扩大，保证电力系统的安全稳定运行。
继电保护的基本原理包括以下几个方面：1. 故障检测：通过对电力系统中的各种故障进行检测，包括短路故障、接地故障、过载故障等，确定故障的类型和位置，以便及时采取保护措施。
2. 故障判别：根据故障发生的情况和故障信号的特点，对故障类型进行判别，确定是否需要启动继电保护装置。
3. 信号传输：将故障信号传输给继电保护装置，启动相应的保护动作，以保护变压器和电力系统的安全运行。
二、继电保护的作用继电保护在电力系统中起着非常重要的作用，其主要作用包括以下几个方面：1. 故障保护：及时发现电力系统中的各种故障，如短路故障、接地故障、过载故障等，采取必要的保护措施，避免故障扩大，保证电力系统的安全运行。
2. 过载保护：对电力系统中的过载情况进行监测和保护，及时减小负荷或切断电源，避免设备的过载烧坏。
3. 过电压保护：对电力系统中的过电压情况进行监测和保护，避免设备被过电压烧坏。
4. 欠电压保护：对电力系统中的欠电压情况进行监测和保护，确保设备在安全的电压范围内运行。
继电保护的作用主要是保障电力系统的安全运行，避免各种故障对设备和线路造成损害，保证供电的可靠性和稳定性。
特别是对于电力变压器来说，继电保护的作用更为突出，因为变压器在电力系统中扮演着重要的角色，一旦出现故障可能会导致整个系统的停电。
三、常见的变压器继电保护四、结语在当前电力系统中，变压器继电保护技术不断发展，涌现出越来越多的先进的保护装置和技术手段，提高了变压器继电保护的智能化和精准化水平。
电力变压器的继电保护
大 不 平衡 电流 … ， 护 不 动 作 ， 时保 保 这 护 的 灵 敏 度 不 能 满 足 要 求 。 了 保 证 在 正 为 常情 况 下流 过 差 动 继 电器 的 不 平 衡 电 流 为 最 小 ， 恰 当的 选 择 电 流 互 感 器 的 接 线 方 应 式 和 电 流 互 感 器 的 变 比 。 时 可 采 取 一 些 同 限制 不 平 衡 电流 的 措 施 。 １ ２ 变压 器纵 差 动 保护 的整 定计 算 原则 ． （ ） 过 电 流互 感 器 二 次 回路 断线 时 引 １躲 起的 差电流 。 大于 变压器的最 大负荷 电 应 流 』 ． 。 入可 靠 系 数 （ 般采 用 １ ３ ， ｒ． 引 Ⅲ 一 ．） 则 保 护 装 置 的 起 动 电 ＝ ， 。 （） 保护 范 围外 部短 路时最 大不 平衡 ２躲开 电流 ， 时继 电器 的起动 电流 ＝Ｋ … ， 此 式 中， 为 保 护 外 部 短 路 时 的 最 大 不 平 衡 电流 。 在 稳 态 情 况 下 ， 整 定 变 压 器 差 动 保 为 护所采用 的最大不平衡 电流 ， 可 由 下 式确定 ：
／ 为 由 于 所 采 用 的 互 感 器 变 比 或 平 衡 线 圈的 匝 数 与 计 算 值 不 同时 所 引起 的 误
差。 ， ． １
无 论 按 上 述 哪 一 个 原 则 考 虑 变 压 器 差 动 保 护 的 起 动 电 流 ， 必 须 能 够 躲 开 变 压 还 器 励 磁 涌 流 的影 响 。 据 运 行 的 经 验 ， 动 根 差 ≥ １ ３， ／ ． 邶 继 电器 的 电流 仍 需 整 定 为 时 ， 能躲开励磁涌流的影响 。 才 （） ３ 灵敏 度 的 校 验 ： 单 侧 电 源供 电时 ， 按 系 统 在 最 小运 行 方 式 下 ， 压 器 发 生 短 路 变 时 ， 过 保护 装 置的最 小短路 电流计算 ， 流
《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。
电力变压器继电保护
电力变压器继电保护摘要：本文介绍电力变压器的继电保护配置。
用于输配电系统升、降电压的电力变压器是现代电力系统中的重要电气设备之一，其安全运行直接关系到整个电力系统的连续稳定运行，可靠性要求很高。
如果电力变压器发生故障，将会造成很大的影响。
因此要加强其保护，为其配置性能良好，动作可靠的继电保护装置，以提高电力系统的安全运行。
电力变压器的继电保护分为电量和非电量两类保护，在本文中，我们重点对这两类继电保护配置进行介绍，希望对大家有所帮助。
关键词：电力变压器；继电保护配置；电量和非电量电力变压器继电保护配置 1.引言电力变压器的不正常工作状态包括：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。
为了防止电力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，保证电力系统连续安全运行，电力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（通过气体聚集量及油速整定）、温度保护（通过温度高低）、油位保护（通过油位高低）、防爆保护（压力）、防火保护（通过火灾探头等）、超速保护（速度整定）等。
（2）防御变压器绕组和引出线多相短路、大电流接地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、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.电力变压器的电量和非电量保护介绍电力变压器的保护分为两大类，电量保护和非电量保护。
所谓电量保护，则是依据电力系统发生故障前后工频电气量如电流、电压、功率、频率等变化的特征为基础构成的保护。
电量保护由继电保护厂家完成，主要通过变电站内的CT以及PT等配置完成。
电力变压器继电保护
电力变压器继电保护电力变压器是电力系统中不可或缺的重要设备之一，其作用是将高压电能转换为低压电能或者将低压电能转换为高压电能，以满足不同电气设备的电压要求。
电力变压器在输配电系统中承担着关键的作用，因此其可靠性和安全性非常重要。
为了确保变压器的安全运行，在变压器的保护中，继电保护技术起着至关重要的作用。
一、继电保护的作用继电保护系统是电力系统中非常重要的一部分，其作用是及时检测电力系统中的故障并采取相应的措施来隔离故障，以保护设备和保障系统的安全稳定运行。
变压器继电保护系统能够对变压器进行全面的监测和保护，一旦变压器出现故障，继电保护系统将能够做出快速的响应，避免或者减少故障给变压器带来的损害。
继电保护技术在电力变压器的应用中显得尤为重要。
二、变压器继电保护的原理变压器继电保护系统的原理是在变压器中安装有感应电流互感器和感应电压互感器，这些传感器能够对变压器的电流、电压等参数进行监测，并将监测到的数据传输到继电保护装置中进行处理。
继电保护装置会根据预先设定的保护参数和逻辑来判断变压器是否存在故障，并且确定故障的类型和位置。
一旦确定了故障的存在，继电保护装置将立即采取相应的措施，例如发出信号给断路器来分断故障点，或者给出警示信号以通知运维人员等。
三、常见的变压器继电保护功能1. 过流保护：当变压器出现短路或者过负荷情况时，将导致变压器内部的电流急剧增加，这时过流保护将会发出信号并采取措施来隔离故障，并且避免给变压器带来更大的损害。
2. 零序保护：用于保护变压器内部的短路和接地故障，能够有效地预防变压器出现电气故障，确保变压器的安全运行。
3. 差动保护：利用继电保护装置对变压器两侧的电流值进行比较，以确定变压器内部是否存在短路故障，是一种高精度的保护方式，被广泛应用于变压器保护中。
4. 欠电压保护：用于监测变压器的输入端是否存在欠电压情况，避免因为欠电压导致变压器无法正常运行。
5. 过电压保护：相对于欠电压保护，过电压保护则是用于监测电压输入端的过高电压情况，确保变压器内部设备不会受到过电压的损坏。
电力变压器的继电保护
侧引起的 穿越电流 值，如表 6-5所示。
表6-5 变压器低压侧短路时在高压侧引起的穿越电流值
下面分别就Yyn0联结的变压器和Dyn11联结的变压器当其低压侧发生单相短路时在其 高压侧引起的穿越电流的换算关系作一分析。其余的请读者自行分析。
1、Yyn0联结的变压器低压侧短路时在高压侧引起的穿越电流的换算关系分析 假设低压侧b相发生单相短路，其短路电流 Ik 。 I根b 据对称分量法，这一单相短路Ib 可 分解为正序分量Ib1=Ib /3，负序分量Ib2 =Ib /3，零序分量Ib0 =Ib /3。由此可绘出该变压器低压 侧b相短路时低压和高压两侧各序电流分量的相量图（设变压器的电压比为1），如图6-34 所示。
迅速。按GB50052-1992规定：10000kVA及以上单独运行变压器和6300kVA及以上 的并列运行变压器，变压器，应装设纵联差动保护；6300kVA及以下单独运行的重 要变压器，也可装设纵联差动保护。当电流速断保护灵敏度不符合要求时，亦可 装设纵联差动保护。
(一) 变压器差动保护的基本原理
流 Iop(0) 按躲过变压器低压侧最大不平衡电流来整定，其整定计算的公式为
Iop(0)
Krel Kdsq Ki
I 2 N .T
（6-45）
式中 I2N.T 为变压器的额定二次电流；Kdsq 为不平衡系数，一般
取为0.25；K i
为零序电流互感器TAN的变流比；K
为可靠系数,可
rel
取1.3。
零序电流保护的动作时间一般取为0.5～0.7s。
上述四项适于低压侧单相短路保护的措施中， 以第一项措施应用最广，因为它既满足了低压侧 单相短路保护的要求，又操作方便，便于实现自 动化。
四、变压器的过电流保护、电流速断保护和过负荷保护
电力变压器继电保护
电力变压器继电保护
电力变压器是输电和配电系统中不可或缺的设备，其作用主要是将高压输电线路的电压降至中压或低压电平，从而满足用电设备的需要。
然而，由于变压器的大量使用和长时间运行，可能会发生各种故障，如短路、过流、过压、过载等，这些故障可能对变压器和整个电网造成严重的危害。
因此，必须采取有效的继电保护措施来保护变压器及其它设备。
电力变压器继电保护的目的是在发生变压器故障时，快速地将变压器隔离，从而保护变压器和整个电网。
其原理是通过继电器感应电流、电压等指标，并将信号传递给开关装置，以启动故障保护动作。
以下是电力变压器继电保护的几种常见保护方式。
1. 欠电流保护
欠电流保护通常用于保护变压器的主回路，其原理是检测变压器的内部电流，一旦检测到电流值小于某一预设值，说明电路已经发生了故障，此时应该立即停止供电并进行维修。
欠电流保护装置通常设置在变压器高压侧的主回路保护开关上。
过流保护是一种常见的继电保护方式，用于保护变压器的高压侧和低压侧。
过流保护装置通常采用电流互感器检测电路中的电流值，一旦检测到电流值超过预设阈值，就会启动保护装置进行动作。
过流保护的阈值可根据变压器的电性能和工作环境进行设置。
3. 过压保护
过载保护通常用于保护变压器的额定容量，其原理是检测变压器负载电流，一旦负载电流超过变压器的额定容量，就会启动保护动作。
过载保护通常设置在变压器低压侧的保护开关上。
总之，电力变压器继电保护是保护变压器及其它设备的重要手段，可有效地保护电力系统的正常运行。
因此，在变压器的设计、安装和运行过程中，必须严格遵守安全操作规程和技术规范，以确保电力系统的可靠性和安全性。
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
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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；
电力变压器继电保护
电力变压器继电保护电力变压器继电保护是电力系统运行中非常重要的一部分，它的作用是在发生故障时及时保护变压器，确保电力系统的正常运行。
随着电力系统的不断发展和变化，继电保护技术也在不断进步和完善。
本文将从电力变压器继电保护的基本原理、常见继电保护装置和技术发展趋势等方面进行讨论。
一、基本原理电力变压器是电力系统中常见的重要设备，它的主要作用是将电力从一种电压变换成另一种电压，以满足不同电力设备的需求。
在实际运行中，变压器经常会受到各种外部因素的影响，如电路短路、过载、接地故障等，这就需要对变压器进行继电保护。
继电保护的基本原理是通过测量变压器电压、电流等参数，对变压器的运行状态进行监测和分析，一旦发生故障，即可及时采取保护措施，防止故障扩大。
其核心是利用电力系统中的各种传感器和电气元件，实时监测电力设备的运行状态，当出现异常情况时，能够快速、准确地给出保护动作信号，确保电力系统的安全运行。
二、常见继电保护装置1. 电流互感器：用于测量变压器的电流值，通过测量电流大小和方向来判断变压器的负载情况，以及是否发生了短路故障。
3. 差动保护装置：差动保护是变压器继电保护中常见的一种保护方式，通过比较输入端和输出端的电流值，判断变压器是否出现了内部短路和接地故障。
4. 过流保护装置：用于测量变压器的电流值，当变压器的负载超过额定值时，能够及时切断电源，防止设备过载损坏。
三、技术发展趋势随着电力系统的不断发展和变化，电力变压器继电保护技术也在不断进步和完善。
未来，继电保护技术将朝着以下方向发展：1. 智能化：未来的继电保护装置将会更加智能化，能够实现远程监控和控制，实时对变压器的运行状态进行监测，提高保护的精度和可靠性。
2. 通信互联：未来的继电保护系统将会更加注重与其他电力设备和系统的互联互通，以实现更为全面的电力系统保护。
4. 高精度：未来的继电保护装置将会更加注重对电力设备运行状态的高精度监测和分析，以实现更为精准的保护动作。
变压器继电保护
变压器继电保护变压器是电力系统中不可或缺的设备之一，主要用于变换电压级别以适应不同的用电场合。
随着电力系统的发展，变压器的重要性也日益凸显。
然而，在变压器运行过程中，由于各种外部原因或内部故障的影响，往往会导致变压器的过载、短路等故障，从而造成电力系统的不稳定和安全隐患。
因此，为了保障变压器的安全稳定运行，必须采取一系列的安全保护措施，其中变压器继电保护是其中的重要一环。
变压器继电保护的作用变压器继电保护是指在变压器发生故障或异常情况时，通过相应的继电装置及保护措施，保护变压器及其它电力系统设备的安全运行。
变压器继电保护的主要作用有以下几个方面：防止变压器过载运行变压器过载是其容易发生的一种故障，过载运行会导致变压器铁芯温升过高，使绕组绝缘老化，致使变压器的寿命缩短，进而造成电力系统的不稳定。
因此，变压器保护中应包含了防止过载运行的保护。
防止变压器的短路故障变压器的短路故障是另一种常见的故障，这种故障一旦发生，不仅会对变压器和电力系统造成极大的伤害，还会对人身财产造成威胁。
为了防止此类故障的发生，变压器保护中必须配备防止短路故障的保护。
检测变压器的接地故障变压器接地故障通常是由于变压器油中的水分过高导致变压器的漏电电流增大，进而引起短路，故而出现了接地故障。
为了防止接地故障的发生，变压器保护中必须配备检测变压器接地故障的保护。
检测变压器外部故障有时变压器的外部环境也会对其产生影响，如雷电等原因，因此变压器保护中必须配备检测变压器外部故障的保护。
变压器继电保护的种类变压器继电保护的种类很多，根据国家标准和电力系统的要求，一般可分为电压型、电流型、差动型及反向功率型等几种。
电压型电压型保护主要是根据变压器的供电电压和负载电压的差值，来保护变压器的安全运行。
其原理是将变压器的输入电压与输出电压进行比较，当电压差异超过规定的阈值时，电压型保护即会引起动作，从而实现对变压器的保护。
电流型电流型保护是根据变压器传输的电流值来实现的，其原理是将变压器的电流值与规定的限值进行比较，当电流异常时，电流型保护会引起动作，从而对变压器进行保护。
电力变压器继电保护
电力变压器继电保护
电力变压器是电力系统中重要的设备之一，起着将电能从一个电压等级变换到另一个
电压等级的作用。
为了确保变压器的安全运行，需要在变压器上安装继电保护装置。
电力变压器继电保护是指通过继电器和其他辅助装置对变压器进行监测、保护和控制
的系统。
其主要功能包括故障检测、故障跳闸、故障隔离及自动恢复。
电力变压器继电保护的工作原理是基于电流、电压和温度等要素监测变压器的工作状态。
当变压器出现故障时，继电保护装置会迅速出现动作，通过切断故障电路，保护变压
器和电力系统的安全运行。
常见的电力变压器继电保护装置包括差动保护、过电流保护、过温保护和接地保护等。
差动保护是最常用的继电保护装置之一，其原理是通过测量进出变压器的电流差值来判断
是否发生故障，并采取保护措施。
过电流保护是指当变压器的电流超过额定值时，继电保
护装置会迅速动作，切断故障电路。
过温保护是通过测量变压器的温度来判断是否超温，
并采取保护措施。
接地保护是指当变压器出现接地故障时，继电保护装置会迅速检测到并
切断故障电路。
电力变压器继电保护在电力系统中起到了至关重要的作用，它可以保护变压器的安全
运行，提高电力系统的运行可靠性。
对于电力变压器继电保护装置的选用和调试，需要严
格按照相关标准进行，以确保其工作可靠、准确。
电力系统继电保护测试考核复习题解第六章
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。
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保护的灵敏度校验：
Ksen
继电保护教学
I(K2.)min 2 Iop
保护动作后，瞬时跳开变压器各侧断路器并发出 动作信号。
电流速断保护具有接线简单、动作迅速等优点， 能瞬时切除变压器电源侧引出线、出线套管及变 压器内部部分线圈的故障。
缺点是不能保护变压器的整个范围，当系统容量 较小时，保护范围较小，灵敏度难以满足要求； 在无电源的一侧，出线套管至断路器这一段发生 的短路故障，要靠相间短路的后备保护才能反映， 切除故障的时间较长，对系统安全不利；对于并 列运行的变压器，负荷侧故障将由相间短路的后 电流速断保护广泛用于小容量变压器的保护 备保护无选择性切除所有变压器，扩大了停电范 中。 围。
继电保护教学
6.4.2 变压器纵差保护中的不平衡电流
变压器纵差保护最明显的特点是产生不平衡电流 的因素很多，需要分别减小或消除它们的影响。
6.4.2.1 两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流
由于变压器两侧的额定电压不同，所以其两侧的 电流互感器的型号也可能会不同，所以它们的饱 和特性和励磁电流（归算到同一侧）都不相同。 即使型号相同，由于电流互感器的误差，也会产 生不平衡电流 变压器的差动保护中始终存在不平衡电流。
继电保护教学
6.4.2.2 电流互感器实际变比与计算变比不同而产生的 不平衡电流
工程实践中，电流互感器选用的都是定型产品， 变比是标准化的，一般是20/5、25/5、50/5、 100/5、150/5、200/5、250/5、300/5、400/5、 500/5、750/5、1000/5、1250/5、1500/5、 2000/5或2500/5等
2、微机保护保护的补偿方法。可以用常规补偿 的保护方式，也可以将变压器各侧的电流互感器 二次侧都接成星形接线，然后利用软件计算，进 行相位和数值的补偿。
I aY I bY I ar 3 I I cY bY I br 3 I I aY cY I cr 3
继电保护教学
根据《继电保护与安全自动装臵的运行条例》， 电力变压器应装设以下保护 6、其他保护。由于频率减低或电压升高而引起 1 2 3 4 5 、瓦斯保护。800kVA 、纵差保护或电流速断保护。 、相间短路的后备保护。用于反映外部相间短 、接地短路的零序保护。对于中性点直接接地 、过负荷保护。对于 400kVA 以上的油浸式变压器和 以上的变压器，当 6300kVA及以上 400kVA以上的车间内油浸式变压器，均应装设 并列运行的变压器、 10000kVA及以上单独运行 路引起的变压器过电流，同时作为瓦斯保护或纵 系统中的变压器，应装设零序电流保护，用于反 数台并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用 变压器励磁电流升高，应装设变压器过励磁保护。 瓦斯保护。瓦斯保护用来反映变压器油箱内部的 的变压器、发电厂厂用电变压器和工业企业中 差保护（电流速断保护）的后备保护，其动作时 映变压器高压侧（中压侧），以及外部元件的接 电源式，应装设过负荷保护。过负荷保护通常只 对变压器温度和油箱压力升高，冷却系统故障， 6300kVA 装在一相，动作时限较长，延时动作于发出信号。 都应装设相应的保护装臵。 及以上重要的变压器，应装设纵差保护。 短路故障及油面降低，其中重瓦斯保护动作于跳 限按电流保护的阶梯形原则来整定，延时动作于 地短路；变压器可能接地或不接地运行，应装设 开变压器各侧断路器，轻瓦斯保护动作于发出信 其他电力变压器应装设电流速断保护，过电流保 跳开变压器各侧断路器。种类较多，过电流保护、 零序电流、电压保护。零序电流保护延时跳开变 号。 护的动作时间应大于 0.5s。对于2000kVA以上的 低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电 压器各侧断路器；零序电压保护延时动作于发出 流保护、负序电流保护等等。 信号。 变压器，当电流速断保护灵敏度不满足要求时， 也应装设纵联差动保护。这两种保护用于反映电 力变压器绕组、出线套管及引出线发生的相间短 路故障，保护动作于跳开变压器各侧断路器。
继电保护教学
6.4.2.4 变压器接线组别的影响及其补偿措施
三相变压器的接线组别决定了变压器两侧的 电流相位关系，以常用的Y，d11型变压器 为例，高低压侧电流之间存在30°的相位差， 即使此时电流互感器的二次电流大小相等， 差动回路中也会产生不平衡电流。因此必须 消除变压器两侧电流的相位差
继电保护教学
1、常规保护的补偿方法。通常将两侧电流互感 器按“相位补偿法”进行连接，即将变压器星形 接线侧电流互感器的二次绕组接成三角形，而将 变压器三角形接线侧电流互感器的二次绕组接成 星形，以便将电流互感器二次电流的相位校正过 来 也就是说，变压器星形侧的电流互感器本身是Y， d11接线，变压器三角形侧的电流互感器本身是Y， y0接线。
继电保护教学
变压器内部短路时，这种不平衡电流比短路电流 小得多，不会影响保护的动作。 变压器外部短路时，这种不平衡电流可能会很大， 有可能会引起保护误动作。需要加以限制
1、应按照10%误差的要求选择两侧的电流互感 器，保证在外部短路的情况下，二次电流的误差 不超过10%。 2、在确定差动保护的动作电流时，引入同型系 两侧TA型号不同时，采用较大的同型系数以 数提高纵差保护的动作电流，躲开不平衡电流 Kst来反映互感器不同型的影响。当两侧电流互 感器型号相同时， Kst=0.5；型号不同时，Kst=1 的影响。
继电保护教学
若仅从相位补偿的角度出发，也可以将变压器三 角形侧电流互感器二次绕组连接成三角形。但是 流入差动臂的电流 ， ， 分别与 ， ， I I I I I Icr ad bd cd ar br 如果变压器星形侧采用中性点接地工作方式，当 同相，使Y，d11变压器两侧电流的相位差得到了 差动回路外部发生单相接地短路故障时，星形侧 校正，消除了因两侧电流相位不同而引起的不平 差动臂有零序电流，三角形差动臂无零序电流， 衡电流。 使不平衡电流加大。一般不允许采用在变压器三 角形侧进行相位补偿接线方式
继电保护教学
发热，引起变压器油急剧 分解气化，产生大量可燃 气体，导致爆炸。
油箱内故障
绕组故障：相间短路 匝间短路 接地短路
铁芯烧毁 故障
相间短路 油箱外（绕组引出 线及套管）故障
短路电流发热可能导致设 备烧毁
继电保护教学
接地短路
过电流（外部短路）
过负荷（外部负荷过大） 不正常运行 状态 油面降低（漏油） 过电压（负荷突然减小） 过励磁（频率减低、电压 升高）
1、大于变压器负荷侧短路时流过保护的最大短 路电流
Iop Kre1IK.max
可靠系数，一般取1.3~1.4 最大运行方式下， 变压器低压侧母线 发生短路故障时， 流过保护的最大短 路电流
继电保护教学
2、躲过变压器空载投入时的励磁涌流
Iop 3 ~ 5I N
保护安装侧变压器的额定电流 取1、2中较大值为保护动作电流值。
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6.2.2 瓦斯保护的接线
气体继电器KG的轻瓦斯触点由开口杯控制，闭 为了防止变压器油箱内严重故障时油速不稳定， 为防止重瓦斯保护在变压器注油、滤油、换油或 气体继电器动作后，在继电器上部的排气口收集 瓦斯保护的主要优点是灵敏度高、动作迅速、简 瓦斯保护只反映变压器油箱内的故障，不能反映 合后延时发出动作信号。KG的重瓦斯触点由挡 造成重瓦斯触点时通时断而不可能可靠跳闸， 气体继电器试验时误动作，出口回路设有切换片 气体。检查气体的化学成分和可燃性，从而判断 单经济。当变压器内部发生严重漏油或匝数很少 油箱外套管与断路器间引出线上的故障，因此它 KCO 板控制，动作后经信号继电器 XB 出故障的性质。 。将 采用带自保持电流线圈的中间继电器。 XB切换向电阻R1侧，可使重瓦斯保护改 KS启动保护出口继 的匝间短路时，纵差保护和其他保护往往不能反 不能作为变压器唯一的主保护。通常瓦斯保护与 电器KCO，使变压器各侧断路器跳闸。 为只发信号。 映。所以纵差保护不能代替瓦斯保护。 纵差保护配合共同作为变压器的主保护。
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6.2
电力变压.1 气体继电器的构成和动作原理
变压器油箱内部发生故障时，故障点的电弧使变 压器油和其他绝缘材料分解，从而产生大量的可 燃气体，统称为瓦斯气体。故障程度越严重，产 生的瓦斯气体越多，气体在油箱内的运动还会夹 带变压器油形成油流。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来动作的保护
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6.4 电力变压器的纵差保护 6.4.1 变压器纵差保护的基本原理
变压器的纵联差动保护（简称纵差保护）用来反 映变压器绕组，引出线及套管上的各种短路故障， 广泛运用于各种大中型变压器的保护中。
变压器内部故障时，差动 纵差保护是通过比较被保 正常运行或外部短路时， 护的变压器两端电流的大 差动臂流过的电流为两个 臂流过的电流为两侧电流 小和相位在故障前后的变 电流互感器二次电流的差。 互感器二次电流之和，即 化而实现保护的。 为短路点的短路电流 理想情况等于零，实际上 有不平衡电流存在。
电力系统继电保护
三峡电力职业学院 动力工程系
继电保护教学
第六章
6.1
电力变压器的继电保护
电力变压器的故障类型及保护措施
电力变压器是电力系统中非常重要的电气设备之 一，它的安全运行对于保证电力系统的正常运行 和供电的可靠性起着决定性的作用，而且大容量 的电力变压器造价昂贵。针对电力变压器可能发 生的各种故障和不正常运行状态应装设相应的继 电保护装臵，并合理进行整定计算。
继电保护教学
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为了减小不平衡电流对纵差保护的影响，一般采 用自耦变流器或利用差动继电器的平衡线圈予以 补偿。
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6.4.2.3 变压器调压分接头位置改变而产生的不平衡电 流
电力系统常用调整变压器调压分接头的方法来调 整系统的电压。实际上就是改变变压器的变比， 必然破坏两侧电流互感器二次电流的平衡关系， 产生了新的不平衡电流。由于现代采用带负荷调 压，无法随时变化平衡绕组，所以在整定计算时 应提高保护动作电流来躲过这种不平衡电流。