第六章 变压器保护讲解

d)变压器油箱漏油
上触点接通，发出报警 信号； 下触点接通，使断路器 跳闸，同时发出跳闸信 号。
5、对瓦斯保护的评价：
主要优点：
动作迅速、灵敏度高、安装接线简单、能反应 油箱内部发生的各种故障。
主要缺点：
不能反应油箱以外的套管及引出线等部位上发生 的故障。
因此瓦斯保护可作为变压器的主保护之一，与 纵差动保护相互配合、相互补充，实现快速而灵敏 地切除变压器油箱内、外及引出线上发生的各种故 障。
带负荷调压分接头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nT，出现不平衡差流。
克服措施: 整定时增大动作电流门槛值。
3.两侧电流互感器传变误差
1）稳态不平衡电流
变压器两侧电流互感器的型号不同，磁化特性差别较大。
克服措施: 尽量选择特性相同的互感器，并满足10％误差曲线， 整定时增大动作电流门槛值； 增大电流互感器变比； 减小互感器二次负载，
nTA2 nTA1

I1'' I1'
nT

C
IYC
B
IYB
A
IYA

IdC
c
IdB IdA
b a
Y/△－11
IdA IYA
30
IdB
IYC
IYB
IdA
IYA
30IYA IYB
IYC
IYB IdB
IdC
对Y侧线电流经过相位补偿处理
IdC
励磁涌流的特征：
1、数值很大，含有很大的非周期分量。 2、含有很大的二次谐波分量，一般大于基波分量的20%。 3、励磁涌流的波形中有间断，间断角度α一般大于60°。
克服措施: 励磁涌流闭锁。 1） 采用具有速饱和中间变流器 2） 二次谐波制动 3）间断角鉴别
三、变压器纵差动保护的整定计算原则
⑴纵差动保护起动电流的整定原则
应用：只宜于在中小容量的主设备上使用。
× ×
4.变压器励磁涌流
励磁涌流：当变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复 时，可能出现很大的励磁电流（数值可达额定电流的6～8 倍）,造成的不平衡电流很大。保护可能误动。
产生原因: 铁芯中的磁通不能突变。
涌流大小和哪些因素有关 呢？
合闸角、 剩磁、 铁芯饱和特性等
变压器Y形侧TA接成Δ形； 变压器Δ形侧TA接成Y形。
3 IY I nTA1 nTA2
I IY
nT

nTA2 nTA1 /
3
二、变压器差动保护的不平衡电流及解决措施
1.电流互感器的计算变比与实际变比不同
变压器的变比、电流互感器的变比都是根据产品目录来选
择的标准变比，很难满足
nTA 2 nTA1
2）暂态不平衡电流
外部故障时，短路电流中还 含有非周期暂态分量，导致 不平衡电流的瞬时值较短路 稳态情况下大。
克服措施: 速饱和中间变流器。
外部短路时：暂态过程中BLH 二次侧感应出的电流很小,保 护不易动作。 内部短路时：暂态过程中保护 也不易动作。只有等暂态非周 期分量消失后，保护才能正常 动作。延长了故障切除时间。
K rel Iunb.max
可靠系数，取1.3； 最大负荷电流，其计算式为；
Iunb.max (fza U 10% Knp Kst )Ik.max
f za
变比、匝数引起的相对误差；
U
带负荷调压引起的相对误差；
0.1
电流互感器容许的最大相对误差；
K np
非周期分量系数；
K st
电流互感器的同型系数，取为1；
由于短路点电弧的作用，将使变压器油和其他绝缘 材料分解，产生气体。气体从油箱经连通管流向油 枕，利用气体的数量及流速构成瓦斯保护。
2、气体继电器的安装 安装在油箱与油枕
之间的连接管道上。
为什么变压器是斜着的？ 为了不妨碍气体的流通，变压器安装时 应使顶盖沿瓦斯继电器的方向与水平面具有 1％～1.5％的升高坡度，通往继电器的连接 管具有2％～4％的升高坡度。
Ires I1
第五节 电力变压器的非电气量保护
非电气量保护是变压器的重要保护形式。通过监视、 检测变压器的非电气状态参数（瓦斯气体，油温， 油位等）以及变压器辅助设备（如冷却器等）的状 态，判断变压器的运行状态及环境，达到保护变压 器的目的。
一、瓦斯保护---变压器油箱内部的主要保护形式
1、瓦斯保护：反应变压器油箱内部气体量的多少 和油流速度而动作的保护，保护变压器油箱内各种 短路故障，特别是对绕组的相间短路和匝间短路。 并且是变压器铁芯烧损的唯一保护方式。
①躲开变压器的最大负荷电流
Iset K I rel L.max
K rel
I L.max
可靠系数，取1.3 最大负荷电流
为了避免由于电流互感器二次回路断线时可 能引起的差动保护误动作。
G
II
II 2
III
Ir II2
②躲开变压器保护范围外部短路时的最大不平衡电流
Iset K I rel unb.max
针对：油箱内的各种故障及油面降低。
主
优点：油箱内部故障，是铁芯烧损的唯一保护。
保 护
缺点：动作速度不及差动保护； 不能反应油箱外套管及引出线等部位上的故障。
2. 纵差动保护或电流速断保护（根据变压器容量选择） 针对：变压器绕组、套管及引出线上的故障。 特点：动作速度快
3. 外部相间短路的保护
1）过电流保护
第二节 变压器差动保护
一、变压器纵差保护原理
电流差动原理应用于变压器就构成了变压器差动保护。
必须适当选择两侧电流互感器的变比，使正常运行及外部故障时，流 过差动继电器的电流为0。
I1'
nTA1
I2'
nT
I1''
nITA2'' 2
I
' 2

I1' nTA1
I
'' 2

I1'' nTA2
I-I
I1'
nTA1
I2'
Ir
Ir 2Ires Ir Ires
Krel f (Ires )
I-I
nT
I set K I rel K.max
Iunb
(无制动)
I1''
nITA2'' 2
I set.min
I K .max
Iset Krel f (Ires )
I set I set.min
③躲开变压器最大励磁涌流
Iset Krel K I N
K rel
可靠系数，取1.3～1.5；
K
励磁涌流的最大倍数；
IN
变压器额定电流；
若装有励磁涌流闭锁，则在整定中不必考虑励磁涌流的影响
⑵纵差动保护灵敏系数的校验
K sen

I k .min.r I set.r
各种运行方式下变压器区内故障时， 流经差动继电器的最小差动电流
nT
nTA2 nTA1 /
3
nT
克服措施：对不平衡电流进行补偿
I1'
nTA1
I2'
I-IΒιβλιοθήκη nTIr I1' I2' nI1' 0
I1''
nITA2'' 2
n (1 nTA1nT ) nTA 2
数字式保护
中间变流器＋平衡线圈＋整定 电磁式保护
2.由变压器带负荷调整分接头
2）复合电压起动的过流保护
延 3）负序电流保护和单相式低压起动的过电流保护 时 4）阻抗保护
跳 4. 外部接地短路的保护
闸 或
1）零序电流保护（若中性点接地）
发 2）零序过电压保护、在中性点装放电间隙加零序电流保护
信 号 5. 过负荷保护（≥400KVA）
6. 过励磁保护（高压侧≥500KV）
7. 其它非电气量保护（油箱内温度、压力升高、冷却系统故障）
第六章 变压器保护
第一节 故障类型、不正常运行状态及其保护方式
一、故障类型
油箱内故障：相间短路、接地短路、匝间短路、铁芯烧损 油箱外故障：相间短路、接地短路（套管和引出线）
二、不正常运行状态
外部短路引起的过电流或中性点过电压、过负荷、 油面降低、过励磁（过电压或低频率）
三、保护方式
1. 瓦斯保护：轻瓦斯（信号）和重瓦斯（跳闸）
4、气体继电器的工作原理 a)变压器正常运行时
上下两对触点都断开， 不发出信号
b)变压器油箱内部发 生轻微故障
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”
c)变压器油箱内部 发生严重故障
下触点接通跳闸回路， 使断路器跳闸，同时发 出音响和灯光信号，这 称之为“重瓦斯动作”