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。当严重故障时，油会迅速膨胀并产生大量的气体，此时将有剧烈的气体夹杂着油流冲向油枕的上部。利用油箱内部故障的上述特点，可以构成反应于上述气体

而动作的保护装置。

2.瓦斯保护的评价:

瓦斯保护能反应油箱内各种故障，且动作迅速、灵敏性高、接线简单，但不能反应油箱外的引出线和套管上的故障。故不能作为变压器唯一的主保护，须与差动保护配合共同作为变压器的主保护。三．变压器差动保护的基本原理及其不平衡电流

差动保护作为变压器电量保护的主保护，是非常重要的一个保护

变压器变压器纵差动保护的基本原理

首先讲基尔霍夫电流定律：

定律为：所有进入某节点的电流的总和等于所有离开这节点的电流的总和。

当发生外部故障时

I2′=I2″-→I1′/nta1=I1″/ nta2-→

I1″/ I1′= nta2/ nta1= nT

差动保护原理里面讲的是在理想状况下，但差动保护里面有个重要的问题，就是不平衡电流，现在分析不平衡电流以及如何减小不平衡电流对差动保护的影响。

1.由励磁涌流所产生的不平衡电流

正常情况下，励磁电流为额度电流的2%-5%，变压器原副边绕组绕在

铁芯上是通过磁耦合磁通的关系在二次侧产生感应电势，磁通的建立是靠励磁电流建立，而励磁电流只在电源侧有，因此，励磁电流就是一个不平衡电流，但在正常运行情况下，变压器的励磁电流很小，为额度电流的2%-5%，我们可以忽略不计，但我们要注意到另外两种情况下，励磁电流有很大，一个就是变压器空载投入时，负载绕组是开路的，从原边合闸，这种情况叫空载投入变压器或者叫给变压器存电，这个时候由于变压器铁芯的非线性，就会产生很大的励磁电流，就叫励磁涌流，它会在差动继电器里面产生很大的不平衡电流。第二种情况就是变压器发生外部故障，外部故障一切除，电压就要重新恢复，相当于给变压器合闸。比方说三相短路，电压就会很低，甚至降到0，继电保护动作就故障切除，电压就会恢复至额度电压，在外部故障恢复时会产生励磁涌流。

下面分析励磁涌流如何产生，有什么特征，从而提出如何防止由于励磁涌流产生的不平衡电流造成保护误动的措施。

(1)励磁涌流的产生

首先拿单相变压器说明励磁涌流是如何产生的