《电力变压器保护》PPT课件
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电力变压器保护PPT课件
6.1 电力变压器的故障、不正常工作状态及 保护方式
（一）变压器故障
变压器故障类型：油箱内部故障和油箱外部故障。
油箱内故障： 绕组相间、匝间短路、绕组接地（绕组和外壳短路）
铁芯烧损。 油箱外故障： 套管和引出线上发生相间和接地故障。
6.1 电力变压器的故障、不正常工作状态及 保护方式 (二) 变压器不正常工作状态 变压器不正常工作状态：
电流变换到二次侧过程中的传变误差不一致，从而在差
动回路中产生较大的不平衡电流。
6.2 变压器的纵差动保护
6.2.2不平衡电流产生的原因
（一）稳态情况下的不平衡电流
3）变压器正常运行时由励磁电流引起的不平衡电流
变压器的励磁支路相当于变压器内部故障支路，
励磁电流全部流入差动继电器。变压器正常运行时，励
变压器 一次侧按Y 接n线TA(时Y)电 流3I互T5N感(Y器) 的变比为：
nTA()
ITN() 5
ITN变(Y压) 器 二ITN次()侧按Δ接线时电流互感器的变比为：
6.2 变压器的纵差动保护
6.2.4 减小不平衡电流的措施
（二）减小暂态不平衡电流的影响
1. 采用带小气隙的电流互感器 2. 采用速饱和变流器以减小暂态过程中非周期分量电流的影响
6.2 变压器的纵差动保护 6.2.4减小不平衡电流的措施
（一）减小稳态情况下的不平衡电流
1. 采用自耦变流器
图6.6 不平衡电流的补偿
I2.Y I2.
6.2 变压器的纵差动保护
6.2.4减小不平衡电流的措施
（一）减小稳态情况下的不平衡电流
2. 利用带速饱和铁芯的差动继电器中的平衡线圈 3. 减小电流互感器的二次负荷 4. 减小因电流互感器性能不同引起的稳态不平衡电流。 5. 减小因 接线两侧相位不一致引起的稳态不平衡电流。
（一）变压器故障
变压器故障类型：油箱内部故障和油箱外部故障。
油箱内故障： 绕组相间、匝间短路、绕组接地（绕组和外壳短路）
铁芯烧损。 油箱外故障： 套管和引出线上发生相间和接地故障。
6.1 电力变压器的故障、不正常工作状态及 保护方式 (二) 变压器不正常工作状态 变压器不正常工作状态：
电流变换到二次侧过程中的传变误差不一致，从而在差
动回路中产生较大的不平衡电流。
6.2 变压器的纵差动保护
6.2.2不平衡电流产生的原因
（一）稳态情况下的不平衡电流
3）变压器正常运行时由励磁电流引起的不平衡电流
变压器的励磁支路相当于变压器内部故障支路，
励磁电流全部流入差动继电器。变压器正常运行时，励
变压器 一次侧按Y 接n线TA(时Y)电 流3I互T5N感(Y器) 的变比为：
nTA()
ITN() 5
ITN变(Y压) 器 二ITN次()侧按Δ接线时电流互感器的变比为：
6.2 变压器的纵差动保护
6.2.4 减小不平衡电流的措施
（二）减小暂态不平衡电流的影响
1. 采用带小气隙的电流互感器 2. 采用速饱和变流器以减小暂态过程中非周期分量电流的影响
6.2 变压器的纵差动保护 6.2.4减小不平衡电流的措施
（一）减小稳态情况下的不平衡电流
1. 采用自耦变流器
图6.6 不平衡电流的补偿
I2.Y I2.
6.2 变压器的纵差动保护
6.2.4减小不平衡电流的措施
（一）减小稳态情况下的不平衡电流
2. 利用带速饱和铁芯的差动继电器中的平衡线圈 3. 减小电流互感器的二次负荷 4. 减小因电流互感器性能不同引起的稳态不平衡电流。 5. 减小因 接线两侧相位不一致引起的稳态不平衡电流。
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)
电力变压器的保护
瞬时动作
过电压可能会对变压器绝 缘造成损坏，因此过电压 保护通常设置为瞬时动作 ，及时切断电源。
避雷器配合
在变压器高压侧安装避雷 器，与过电压保护配合， 共同防止雷电过电压对变 压器的损害。
低电压保护
电压监测
01
实时监测变压器输入和输出电压，当电压低于允许范围时，启
动低电压保护。
延时动作
02
为避免短暂低电压造成的误动作，低电压保护通常设置一定的
传输电能
隔离与保护
变压器可起到隔离作用，将电力系统 的不同部分进行电气隔离，同时还可 通过配置保护装置对变压器本身及系 统其他设备进行保护。
在电力系统中，变压器作为关键设备 ，能够实现电能的远距离传输和分配 。
变压器保护的必要性
01
保障设备安全
当变压器内部出现故障时，如不及时采取措施，可能导致设备损坏甚至
THANKS
感谢观看
灵敏度原则
保护装置的灵敏度应满足系统最小运行方式下，故障切除 时间的要求。
速动性原则
保护装置应尽快切除故障，以减轻故障对设备的损坏程度 ，提高系统稳定性。
选择性原则
保护装置的动作应具有选择性，即保护范围内故障时，仅 故障元件的保护装置动作，切除故障，尽量缩小停电范围 。
可靠性原则
保护装置应具有良好的可靠性，即在保护范围内发生故障 时，保护装置应可靠动作，不应拒动；而在保护范围外发 生故障时，保护装置不应误动。
油位过低
油位过低可能是由于漏油或油温过低引起的。应 及时补充油位并检查漏油原因，同时采取措施提 高油温。
油位波动
油位波动可能是由于变压器内部故障或冷却系统 不稳定导致的。应加强对变压器的监测，及时发 现并处理异常情况。
变压器保护ppt下载
防止区内故障TA饱和产生高次谐波致使差动 保护拒动或延缓动作。
差动电流速断元件
整定原则 差动速断元件只反映差流的有效值，不受差 流中的谐波及波形畸变的影响。 整定值按躲过变压器励磁涌流来确定。通常 取变压器额定电流的4-8倍。
变压器纵差保护
一 变压器纵差保护的构成原理 二 变压器纵差保护需要解决的问题
I zd 0
I zd1
变压器纵差保护构成原理
1 纵差动保护构成原理 2 纵差保护相位和幅值校正
差动元件比率特性曲线
差动电流速断
纵差保护 构成原理
5 TA断线闭锁
高压侧
I1
I2
I1 '
I2 '
低压侧
发生TA断线怎么办？
1、正常运行时
ΣI 0
J
IJ I2 I2 ' 0
2、TA断线时（高压侧
一相断线为例）
Y Y/△-11 △
纵差保护-相位校正
2、利用软件进行相位补偿
Ia
IA
主
变
30O
差
动
ib
保
护 装
IC
IB
置
Ic
以D侧电流为基准，用Y侧移相
用软件对高压侧电流进行移相
相位校正方法一: 以d侧电流相位为基准，用Y侧电流进行移相
I al
I ch
I AH
I ah
I bl
I ch
I bh
I ah
I AH I ah I bh
变压器保护
教学目标
1、电力系统主接线、变压器结构及工作原理、变压器故障、 变压器保护初步认知 2、变压器保护的配置（220kV主变为主）； 3、变压器主保护（差动保护及瓦斯保护）原理 4、变压器后备保护原理 5、变压器保护的动作行为及动作对象 6、变压器保护检修及初步调试
差动电流速断元件
整定原则 差动速断元件只反映差流的有效值，不受差 流中的谐波及波形畸变的影响。 整定值按躲过变压器励磁涌流来确定。通常 取变压器额定电流的4-8倍。
变压器纵差保护
一 变压器纵差保护的构成原理 二 变压器纵差保护需要解决的问题
I zd 0
I zd1
变压器纵差保护构成原理
1 纵差动保护构成原理 2 纵差保护相位和幅值校正
差动元件比率特性曲线
差动电流速断
纵差保护 构成原理
5 TA断线闭锁
高压侧
I1
I2
I1 '
I2 '
低压侧
发生TA断线怎么办？
1、正常运行时
ΣI 0
J
IJ I2 I2 ' 0
2、TA断线时（高压侧
一相断线为例）
Y Y/△-11 △
纵差保护-相位校正
2、利用软件进行相位补偿
Ia
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差
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护 装
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置
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以D侧电流为基准，用Y侧移相
用软件对高压侧电流进行移相
相位校正方法一: 以d侧电流相位为基准，用Y侧电流进行移相
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变压器保护
教学目标
1、电力系统主接线、变压器结构及工作原理、变压器故障、 变压器保护初步认知 2、变压器保护的配置（220kV主变为主）； 3、变压器主保护（差动保护及瓦斯保护）原理 4、变压器后备保护原理 5、变压器保护的动作行为及动作对象 6、变压器保护检修及初步调试
《电力变压器》PPT课件
所谓变压器的联接组别，是指变压器一、二次绕组 因采用不同联接方式而形成变压器一、二次侧对应的线电 压之间的不同相位关系这里只介绍几种常用的联接组别。
１．变压器Ｙ，ｙｎ０联接组 图５－５所示为变压器Ｙ，ｙｎ０联接组。其一次线电 压与对应的二次线电压之间的相位关系，和在零点（１２ 点）时时钟上的分针与时针的相互关系一样，图中的“·”表 示“同名端”。
爆阀（压力释放阀）封住
●当内部气压过大，气体继电器失灵时动作
（九）吸湿器 ●变压器内外联接口。作用保证与空气相通但要过
滤空气中的尘埃和水份。 ●内装变色硅胶（氯化钙或氯化钴浸渍）－－变色
为篮变白或透明变乳白色
.
12
（十）气体继电器
●位于油枕与油箱连接管之间。在内部发生绝缘击穿、相 间短路、匝间短路、铁芯事故时会产生气体，当压强增大 使继电器接通信号或跳闸回路
理由：高压绕组电流小；常套在外面施工方便 ●调压时一次侧与电网断开、二次与负载断开称为无励磁调压。一
般用于配电变压器，其调压范围为±5％或±2×2.5％
●调压时一次侧与电网断开，二次侧带负载称为有载调压
.
8
（五）油箱
●油箱是油浸式变压器的外壳，变压器的器身即绕 组和铁芯置于变压器油中。所以变压器内总是充 满油
.
6
（二）绕组
●绕组是变压器的电路部分，起变换电压和传递电能作用。一般用 绝缘纸包的铜线绕制而成。
●绕组根据工作磁场分布分同心式和交叠式 大电流变压器采用交叠式，减少绝缘距离低压绕组靠近铁轭。
(绕组做成饼状交错叠放上下靠铁轭处为低压绕组) ●便于绕组与铁芯间的绝缘，常将低压绕组靠近芯柱（同心式内外
放置，低压在内，中间留缝隙散热和绝缘） 高压绕组匝数多，导线细；低压绕组匝数少，导线粗
１．变压器Ｙ，ｙｎ０联接组 图５－５所示为变压器Ｙ，ｙｎ０联接组。其一次线电 压与对应的二次线电压之间的相位关系，和在零点（１２ 点）时时钟上的分针与时针的相互关系一样，图中的“·”表 示“同名端”。
爆阀（压力释放阀）封住
●当内部气压过大，气体继电器失灵时动作
（九）吸湿器 ●变压器内外联接口。作用保证与空气相通但要过
滤空气中的尘埃和水份。 ●内装变色硅胶（氯化钙或氯化钴浸渍）－－变色
为篮变白或透明变乳白色
.
12
（十）气体继电器
●位于油枕与油箱连接管之间。在内部发生绝缘击穿、相 间短路、匝间短路、铁芯事故时会产生气体，当压强增大 使继电器接通信号或跳闸回路
理由：高压绕组电流小；常套在外面施工方便 ●调压时一次侧与电网断开、二次与负载断开称为无励磁调压。一
般用于配电变压器，其调压范围为±5％或±2×2.5％
●调压时一次侧与电网断开，二次侧带负载称为有载调压
.
8
（五）油箱
●油箱是油浸式变压器的外壳，变压器的器身即绕 组和铁芯置于变压器油中。所以变压器内总是充 满油
.
6
（二）绕组
●绕组是变压器的电路部分，起变换电压和传递电能作用。一般用 绝缘纸包的铜线绕制而成。
●绕组根据工作磁场分布分同心式和交叠式 大电流变压器采用交叠式，减少绝缘距离低压绕组靠近铁轭。
(绕组做成饼状交错叠放上下靠铁轭处为低压绕组) ●便于绕组与铁芯间的绝缘，常将低压绕组靠近芯柱（同心式内外
放置，低压在内，中间留缝隙散热和绝缘） 高压绕组匝数多，导线细；低压绕组匝数少，导线粗
变压器培训ppt课件完整版
合理分配负载，避免变压器长时间过载运行。
加强通风散热
定期检查紧固件
确保变压器周围通风良好，防止因散热不良 导致温度升高。
定期检查变压器紧固件是否松动，及时紧固。
故障诊断方法分享
电气试验法 通过测量变压器的绝缘电阻、介质损耗 等电气参数，判断变压器是否存在故障。
红外诊断法 利用红外测温仪对变压器进行测温， 根据温度分布情况判断变压器是否存
变压器培训ppt课件完整版
contents
目录
• 变压器基本概念与原理 • 变压器绕组与铁芯设计 • 变压器油浸式与干式类型对比 • 变压器安装调试与验收流程 • 变压器运行维护与故障处理 • 变压器保护配置及自动化改造
01
变压器基本概念与原理
变压器定义及作用
变压器定义
变压器是一种利用电磁感应原理改 变交流电压大小的电气设备。
ABCD
案例二
变压器绕组绝缘损坏导致故障。分析原因及处理 方法，并总结预防措施。
案例四
变压器内部放电导致故障。分析原因及处理方法， 并介绍超声波检测在故障诊断中的应用。
06
变压器保护配置及自动化改造
保护装置类型和功能描述
差动保护
反映变压器绕组和引出线的相 间短路故障，是变压器的主保 护。
过电流保护
性能指标
包括效率、电压调整率、绝缘电阻、温升等，这些指标用于评估变压器的运行性能 和安全性。
02
变压器绕组与铁芯设计
绕组类型选择及布局规划
01
02
03
绕组类型
根据变压器容量、电压等 级和绝缘要求选择合适的 绕组类型，如层式绕组、 饼式绕组等。
绕组布局
合理规划绕组布局，确保 电气间隙和爬电距离满足 要求，同时优化绕组结构 以降低损耗和温升。
电力系统继电保护第9章 变压器保护
重瓦斯动作于跳闸，同时发出信号 一般油流流速整定范围为0.6～1.5m/s
第9章 变压器保护
8 2020/6/18
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。
I&AY1
KD1 KD2 KD3
a
b
c
第9章 变压器保护
一次电流 I&A1、I&B1、I&C1 二次电流I&A2、I&B2、I&C2
外转角接线
15 2020/6/18
Y侧
I&CY1
I&AY1 I&BY1
I&AY2－I&BY2 I&AY2
I&CY2
I&BY2－I&CY2 I&BY2
I&A1
△侧
不同相
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 Ik.max KST 10 0 0 IL.max
0.05
Iunb.max fIk.max
Iunb.max UIk.max范围一半
二次谐波 平衡线圈匝数必须为整数引起 间断角 的误差，微机保护可不考虑
前Y侧电流300，形成不平衡电流。 对策：相位补偿 将变压器各侧二次电流调整为同相 方法1.“外转角” 在保护外将相位补偿过来 变压器Y侧电流互感器的二次绕组接成三角形， d侧的三个电流互感器接成星形。
第9章 变压器保护
14 2020/6/18
第9章 变压器保护
8 2020/6/18
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。
I&AY1
KD1 KD2 KD3
a
b
c
第9章 变压器保护
一次电流 I&A1、I&B1、I&C1 二次电流I&A2、I&B2、I&C2
外转角接线
15 2020/6/18
Y侧
I&CY1
I&AY1 I&BY1
I&AY2－I&BY2 I&AY2
I&CY2
I&BY2－I&CY2 I&BY2
I&A1
△侧
不同相
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 Ik.max KST 10 0 0 IL.max
0.05
Iunb.max fIk.max
Iunb.max UIk.max范围一半
二次谐波 平衡线圈匝数必须为整数引起 间断角 的误差，微机保护可不考虑
前Y侧电流300，形成不平衡电流。 对策：相位补偿 将变压器各侧二次电流调整为同相 方法1.“外转角” 在保护外将相位补偿过来 变压器Y侧电流互感器的二次绕组接成三角形， d侧的三个电流互感器接成星形。
第9章 变压器保护
14 2020/6/18
变压器保护 ppt课件
13
解决的办法是：
2. 模拟式差动保护的接线方式
TA二次侧修正相位， A
B
C
设法满足差动保护 IA
的条件。 变压器 TA二次
IA
IB
Y侧
d接
*
IA IB Id .A Id .B Id .Cd侧Y接源自修正相位差异 正常运行及外 *
Ibd2
部短路时 , 满足：
Id.A IA IB Ia 0
Ia
I1
nT
W1
W2
的应用方式。
相当于磁动势平衡： W1 I1 W2 I2 0
I2
8
高、低压为 侧n ： T 的 I1I电 20流关系
将TA二次电流代入，得：
n T n T 1 I 1 A n T 2 I 2 A 0 I1
I1
改写nT为 n nT T1 2 A AI： 1 I2 0 从理论上说，这是一个可应
器
微
程类似，在装置内部，得到各电
机
流测量值之后，直接由程序完成
差
3个差动元件的计算：
*
动 保
IAIB Ia KIAIB Ia
护
IB IC Ib KIB IC Ib IC IAIc KIC IAIc
Ia
a
Ia
b
c
当,各 然相动作 动 量 ,如 值 I 也 A： I B 得 I a 大 Iop 于
nTA1
nT
W1
用于任意TA变比的公式。
W2
KD
Id
I1 I2
当nT
nTA 1 nTA2
1时， TA二次
回路就会满足：
nTA2 I2
I2
I 1 I 2 0
KD称为差动电流元件
解决的办法是：
2. 模拟式差动保护的接线方式
TA二次侧修正相位， A
B
C
设法满足差动保护 IA
的条件。 变压器 TA二次
IA
IB
Y侧
d接
*
IA IB Id .A Id .B Id .Cd侧Y接源自修正相位差异 正常运行及外 *
Ibd2
部短路时 , 满足：
Id.A IA IB Ia 0
Ia
I1
nT
W1
W2
的应用方式。
相当于磁动势平衡： W1 I1 W2 I2 0
I2
8
高、低压为 侧n ： T 的 I1I电 20流关系
将TA二次电流代入，得：
n T n T 1 I 1 A n T 2 I 2 A 0 I1
I1
改写nT为 n nT T1 2 A AI： 1 I2 0 从理论上说，这是一个可应
器
微
程类似，在装置内部，得到各电
机
流测量值之后，直接由程序完成
差
3个差动元件的计算：
*
动 保
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a
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当,各 然相动作 动 量 ,如 值 I 也 A： I B 得 I a 大 Iop 于
nTA1
nT
W1
用于任意TA变比的公式。
W2
KD
Id
I1 I2
当nT
nTA 1 nTA2
1时， TA二次
回路就会满足：
nTA2 I2
I2
I 1 I 2 0
KD称为差动电流元件
《变压器保护》PPT课件
2021/3/8
21
思考题
1、变压器有哪几种故障类型和不正常工作状态？ 2、什么是变压器保护的电量保护和非电量保护？ 3、500kV变压器一般有哪些特殊保护？
（1）过励磁保护是用来防止变压器突然甩负荷或因励磁系统因引起 过电压造成磁通密度剧增，引起铁芯及其他金属部分过热。
（2）500kV、220kV低阻抗保护。当变压器绕组和引出线发生相间短 路时作为差动保护的后备保护。
正常运行时投入，PT失压时，不停用
变压器220kV侧中性点不接地时，投入间隙保护 ，当一台主变运行时，停用间隙保护
正常运行时投入，PT失压时，停用110kV侧复压 方向过流Ⅰ段保护压板
正常运行时投入，PT失压时，不停用（负荷超过 50%时，申请停用），应立即处理PT失压
正常运容量为10 000kVA 及以下的变压器。对2000kVA以上的变压 器，当电流速断保护的灵敏性不能满足要 求时，也应装设纵差动保护。
2021/3/8
9
3、外部相间短路和接地短路时的后备保护
变压器的相间短路后备保护通常采用过电流 保护、低电压启动的过电流保护、复合电压启动 的过电流保护以及负序过电流保护等 [ 也有采用 阻抗保护（500kV特殊保护）作为后备保护的情 况]。
正常运行时投入
14 10kVⅡ段速断过流
正常运行时投入
15 差动、间隙及后备跳201开关Ⅰ 正常运行时投入
16 差动、间隙及后备跳201开关Ⅱ 正常运行时投入
17 差动、间隙及后备跳101开关、 正常运行时投入
跳014开关
18 重瓦斯保护：（功能压板） 变压器送电及正常运行时投入压板
19 瓦斯保护跳201开关Ⅰ、跳201开 正常运行时投入。当变压器加油、更换桂胶等，按
电力变压器的保护
所以变压器各侧的电流互感器型号不同，它 们的饱和特性、励磁电流（归算至同一侧） 也就不同，从而在差动回路中产生较大的不 平衡电流。
两侧电流互感器型号不同产生的不平衡电流
产生 不平衡 电流 原因
变压器两侧的额定电压不同 两侧电流互感器的型号不同 饱和特性和励磁电流也不同
解决问题的方法： 整定计算时，引入同型系数。
❖ （7）由变压器带负荷调整分接头而产生的不 平衡电流 在变压器差动保护的整定计算中考虑。 在稳态情况下，变压器的差动保护的不平 衡电流可由下式决定
❖ （8）减小暂态过程中非周期分量电流的影响 ①差动保护采用具有速饱和特性的中间变
流器， ②选用带制动特性的差动继电器或间断角
原理的差动继电器等，利用其它方法来解决 暂态过程中非周期分量电流的影响问题。
❖ （4）外部接地短路时， 对中性点直接接地电力网内，由外部接地短路引起过电
流时，如变压器中性点接地运行，应装设零序电流保护。 对自耦变压器和高、中压侧中性点都直接接地的三绕组
变压器，当有选择性要求时，增设零序方向元件。 当电力网中部分变压器中性点接地运行，为防止发生接
地短路时，中性点接地的变压跳开后，中性点不接地的变压
❖ （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(适 当增大导线截面，尽量缩短控制电缆长度)； 采用弱电控制用的电流互感器(二次额定电流 为lA)等。
❖ （3）采用带小气隙的电流互感器 这种电流互感器铁芯的剩磁较小，在一次
和差式比率制动式差动保护原理
❖ 1.双绕组变压器比率制动的差动保护原理。 （1）和差式比率制动的动作判据
❖ ①差动电流：
两侧电流互感器型号不同产生的不平衡电流
产生 不平衡 电流 原因
变压器两侧的额定电压不同 两侧电流互感器的型号不同 饱和特性和励磁电流也不同
解决问题的方法： 整定计算时，引入同型系数。
❖ （7）由变压器带负荷调整分接头而产生的不 平衡电流 在变压器差动保护的整定计算中考虑。 在稳态情况下，变压器的差动保护的不平 衡电流可由下式决定
❖ （8）减小暂态过程中非周期分量电流的影响 ①差动保护采用具有速饱和特性的中间变
流器， ②选用带制动特性的差动继电器或间断角
原理的差动继电器等，利用其它方法来解决 暂态过程中非周期分量电流的影响问题。
❖ （4）外部接地短路时， 对中性点直接接地电力网内，由外部接地短路引起过电
流时，如变压器中性点接地运行，应装设零序电流保护。 对自耦变压器和高、中压侧中性点都直接接地的三绕组
变压器，当有选择性要求时，增设零序方向元件。 当电力网中部分变压器中性点接地运行，为防止发生接
地短路时，中性点接地的变压跳开后，中性点不接地的变压
❖ （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(适 当增大导线截面，尽量缩短控制电缆长度)； 采用弱电控制用的电流互感器(二次额定电流 为lA)等。
❖ （3）采用带小气隙的电流互感器 这种电流互感器铁芯的剩磁较小，在一次
和差式比率制动式差动保护原理
❖ 1.双绕组变压器比率制动的差动保护原理。 （1）和差式比率制动的动作判据
❖ ①差动电流：
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2.低电压起动的过电流保护 按额定电流整定
3.复合电压起动的过电流保护
负序过电压继电器
低电压继电器
感谢下 载
感谢下 载
优点：躲外部 短路的非周期 分量及励磁涌 流的能力比 BCH强。
缺点：内部短 路瞬间有非周 期分量，衰减 完毕才动，有 延时。
2.带制动线圈的差动保护BCH-1
接线原则：
（1）制动电 流在N2上不 产生电势， 只起饱和作 用。
（2）差动电 流在N2上产 生电势。
制动线圈接线原则： 外部短路时，制动作用最大，保护不误动。 内部短路时，制动作用最小，保护灵敏度最好。
特 1）含有大量的非周期分量 点 2）大量的二次谐波电流分量
3）波形之间存在“间断角”
三、差动继电器构成的差动保护
1.普通速饱和变流器BCH
特点：磁滞回线宽 截面小 易饱和
内部短路：主要为周期分量 外部短路：主要为非周期分量
速饱和变 流器
不
易
易
传
传
变
变
周
非
期
周
分
期
量
分
量
2.带短路线圈的差动保护BCH-2
变压器角形侧电流互感器按星形接线。n互感器变比为：IN(d)
TA(d )
5
3.带负荷调整变压器的分接头产生不平衡电流
原因：调分接头，则改变变压器的变比 措施：提高差动继电器的整定值
4.电流互感器变换误差产生的不平衡电流
原因：电流互感器有大小、角度误差 措施：提高差动继电器的整定值
5.变压器的励磁涌流产生的不平衡电流
（1）单电源双绕组变压器： 接在负荷侧 （2）双电源双绕组变压器：接在大电源侧 （3）单电源三绕组变压器：接在最大穿越电流的负荷侧 （4）双电源三绕组变压器：接在负荷侧
（5）三电源三绕组变压器：接在穿越电流最大的一侧
第五节 过负荷保护
只需接 一相上
9~10s
第六节 过电流保护 1.过电流保护
按最大负荷电流整定
作用：切除变压器绕组内部及其引出线上发生的短路
I1 TA1
TM
I2 TA2
I1
II KD IK
I2
K1
I1 TA1
TM
I2 TA2
I1
K2 I I KD IK I2
二、不平衡电流产生的原因及减小措施
电流互感器变比标准化 三相变压器接线 带负荷调压变压器的分接头 电流互感器变换误差 变压器的励磁涌流
测量元件：瓦斯继电器
出口方式：跳开变压器各侧断路器；对于发 变组接线，保护动作于全停、启动快切
跳闸
瓦
至
斯
延 时
信 号
保
信
KCO
护
号
原
KS
XB
理 接 线
KG R
R
第三节 电流速断保护
作用：切除变压器箱体内 部及外部的故障
装设在电源侧
整定时 应躲哪点的最大短
路电流？
第四节 差动保护 一、工作原理
2.保护配置
（1）瓦斯保护 （2）电流速断保护 （3）差动保护 （4）过电流保护 （5）接地保护 （6）温度保护 （7）过负荷保护 （8）过励磁保护
主保护 二者选1个 主保护
后备保护
第二节 瓦斯保护
基本原理：它是反应油箱内部所产生的气体 或油流而动作
作用：反应变压器油箱内的各种故障以及油 面降低
4.8 A
措施1： 采用自耦变流器
接在二次电 流大的一侧
措施2：采用中间变流器
平衡线圈接在 电流小的一侧
•
I1
N bal
•
I
2
•
I
1
N
D
2.三相变压器接线产生的不平衡电流
Y，d11
措施：数值补偿和相位补偿
变压器星形侧电流互感器按角形接线。
n 互感器变比为：
3I N (Y )
TA(Y )
5
第 五 章
电 力 变 压 器 保 护
第一节 变压器故障、不正常状态及保护配置 1.故障及不正常运行状态
油箱内部故障：绕组相间短路、单相接地、匝间短路
油箱外部故障：绝缘套管及引出线各种相间短路、
单相接地短路
跳闸
不正常状态：过负荷、油面降低、油温过高、
过电流、电压降低或频率升高 发信号 引起的变压器过励磁。
1.电流互感器变比标准化产生的不平衡电流
原因：计算变比与标准变比不等
例如：SN=7500kVA，35/6kV变压器
I1N
SN 3U1N
7500 123A 3 35
150/5
123 I1' 150/ 5 4.1A
I2N
SN 7500 721A 3U2N 3 6
750/5
I2'
721 750/ 5
励磁涌流：
正常，励磁电流仅为变压器额定电流的3％～5%。 当空载投入变压器或外部短路故障切除电压恢复时， 励磁电流可达额定电流的5～10倍，称为励磁涌流。
产生最大励磁涌流的条件：
电源电压U=0时，空载投入变压器 剩磁与非周期分量磁通方向相同 t=1/2T=0.01s
只出现在 高压侧
差动继电器采用加 强型速饱和铁芯