变压器保护原理与整定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。
变压器的纵差动保护原理及整定方法
热电厂主变压器的纵差动保护原理及整定方法浙江旺能环保股份有限公司 作者：周玉彩一、构成变压器纵差动保护的基本原则我们以双绕组变压器为例来说明实现纵差动保护的原理，如图1所示。
由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，因此，为了保证纵差动保护的正确工作，就必须适当选择两侧电流互感器的变比，使得在正常运行和外部故障时，两个二次电流相等，亦即在正常运行和外部故障时，差动回路的电流等于零。
例如在图1中，应使图1 变压器纵差动保护的原理接线'2I =''2I =1'1l n I =21''l n I 或 12l l n n 1'1''I I =B n 式中：1l n —高压侧电流互感器的变比；2l n —低压侧电流互感器的变比；B n —变压器的变比（即高、低压侧额定电压之比）。
由此可知，要实现变压器的纵差动保护，就必须适当地选择两侧电流互感器的变比，使其比值等于变压器的变比B n ，这是与前述送电线路的纵差动保护不同的。
这个区别是由于线路的纵差动保护可以直接比较两侧电流的幅值和相位，而变压器的纵差动保护则必须考虑变压器变比的影响。
二、变压器纵差动保护的特点变压器的纵差动保护同样需要躲开流过差动回路中的不平衡电流，而且由于İ1′′ n İ1′差动回路中不平衡电流对于变压器纵差动保护的影响很大，因此我们应该对其不平衡电流产生的原因和消除的方法进行认真的研究，现分别讨论如下： 1、由变压器励磁涌流LY I 所产生的不平衡电流变压器的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平衡，在正常运行和外部故障的情况下，励磁电流较小，影响不是很大。
但是当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，由于电磁感应的影响，可能出现数值很大的励磁电流（又称为励磁涌流）。
励磁涌流有时可能达到额定电流的6~8倍，这就相当于变压器内部故障时的短路电流。
电力变压器继电保护整定计算详解
II 2 (Wd Wb1 ) III2 (Wd Wb2 )
Wd ——差动绕组；
Wb1 、 Wb2 ——平衡绕组
11
3. 变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流 在整定计算中加以考虑，即用提高保护动作电流的
方法来躲过这种不平衡电流的影响。
4．变压器接线组别的影响及其补偿措施 （1）常规保护相位补偿方法 以常用的Ｙ，d11接线的电力变压器为例，通常都
nTAcal
K con I N 5
（2-9）
三K角con形—接—线电流互感器接线系数，星形接线
K
c
=1；
on
Kcon 3
根据式（2-9）求出的电流互感器计算变比，选择
标准变比 nTA nTAcal 。
25
3）计算各侧电流互感器的二次额定电流
I2N
K conI N nTA
取二次额定电流最大一侧的电流为基本侧。
17
为了消除励磁涌流的 影响，在纵联差动保 护中通常采取的措施 是：
（1）接入速饱和变流 器。如图2-5所示。
图2-5 带速饱和变流器接线
18
（2）采用差动电流速断保护。借保护固有的动作 时间，躲开最大的励磁涌流，从而取保护的动作电 流，可躲过励磁涌流的影响。
（3）采用以二次谐波制动原理构成的纵联差动保 护装置。
7
2.3 电力变压器的纵差 保护整定计算
2.3.1 变压器纵差保护 单 相原理图
8
2.3.2 变压器纵联差动保护的不平衡电流
1．两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流
则在整定计算中，当两侧电流互感器的型号相同时，
取 则取
，当两侧电流互感器的型号不同时，
K
st K st
Wd ——差动绕组；
Wb1 、 Wb2 ——平衡绕组
11
3. 变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流 在整定计算中加以考虑，即用提高保护动作电流的
方法来躲过这种不平衡电流的影响。
4．变压器接线组别的影响及其补偿措施 （1）常规保护相位补偿方法 以常用的Ｙ，d11接线的电力变压器为例，通常都
nTAcal
K con I N 5
（2-9）
三K角con形—接—线电流互感器接线系数，星形接线
K
c
=1；
on
Kcon 3
根据式（2-9）求出的电流互感器计算变比，选择
标准变比 nTA nTAcal 。
25
3）计算各侧电流互感器的二次额定电流
I2N
K conI N nTA
取二次额定电流最大一侧的电流为基本侧。
17
为了消除励磁涌流的 影响，在纵联差动保 护中通常采取的措施 是：
（1）接入速饱和变流 器。如图2-5所示。
图2-5 带速饱和变流器接线
18
（2）采用差动电流速断保护。借保护固有的动作 时间，躲开最大的励磁涌流，从而取保护的动作电 流，可躲过励磁涌流的影响。
（3）采用以二次谐波制动原理构成的纵联差动保 护装置。
7
2.3 电力变压器的纵差 保护整定计算
2.3.1 变压器纵差保护 单 相原理图
8
2.3.2 变压器纵联差动保护的不平衡电流
1．两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流
则在整定计算中，当两侧电流互感器的型号相同时，
取 则取
，当两侧电流互感器的型号不同时，
K
st K st
继电保护-第章变压器保护
继电保护-第章变压器保护————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第七章变压器保护第一节概述一、电力变压器的故障和继电保护的设置变压器在电力系统中使用非常普遍而且占有十分重要的地位。
如果变压器发生故障和处于不正常运行状态，将会给系统运行和安全供电带来严重的后果，所以有必要根据变压器的电压等级、容量和重要成度装设专用的继电保护装置。
变压器可能发生的故障一般分为变压器箱体内部故障和箱体外部故障两大类。
箱体内部故障主要有：变压器绕组的相间短路、绕组内的层间或匝间短路，单相接地短路故障。
这些故障对供用电系统及其设备会产生很大的危害，短路电流产生的电弧会破坏绕组的绝缘，烧毁铁芯，电弧还会使绝缘材料和变压器油受热分解产生大量气体，可能导致密闭的变压器油箱因气体迅速膨胀而爆炸。
箱体外部故障主要是：引出线绝缘套管的故障，它可能引起引出线的相间短路或对变压器外壳的接地短路。
由于变压器的故障，危及供用电系统的安全运行和供电的可靠性，所以应装设动作于跳闸的继电保护装置。
变压器的不正常运行状态有：外部短路或过负荷所引起的绕组中过电流、油面降低，电压升高等。
长时间的不正常运行状态会使变压器的温度升高、绝缘老化、寿命缩短，甚至会引起故障，因此，应装设动作于信号或跳闸的继电保护装置：二、继电保护的设置根据以上情况分析，变压器一般应装设下列继电保护装置：（1）瓦斯保护。
变压器箱体内部故障的保护，即箱体内发生故障伴随油分解产生气体或变压器油面不论任何原因下降时，瓦斯保护动作。
轻瓦斯保护动作于信号，重瓦斯保护动作于变压器的断路器跳闸。
瓦斯保护一般装设在容量为800千伏安及以上的变压器上。
（2）电流速断保护。
变压器套管处及变压器箱体内部故障的保护，即变压器发生故障引起绕组电流突然增大时，电流速断保护动作。
电流速断保护一般装设在容量为10000千伏安以下单台运行的变压器和容量在6300千伏安以下并列运行的变压器上，动作于变压器的断路器跳闸。
变压器保护
UR1
C2 C3 C1
UR3
R6
RW 1
R2 R1
U1
2.5 2 1.5
KP 1
C4
4
R7
R8 R9
U3
R10
C5
RW 2
KC
KP KC
电压形成回路及动作判据
比率制动部分：
••
••
动作电压U1 | I1 I2 |；比率制动电压U4 | I1 I2 |
二次谐波制动部分：
••
二次谐波制动电压U2 | I1 I2 |2
K点短路保护配合工作情况
3QF
1QF
QF 2QF
TA1
1QS F
TA2
TA1
2QS F
TA2
第七节 三绕组变压器过电流保护特点
K1
1QF
K
K2
2QF
3QF
K3
结论
1、单侧电源的三绕组变压器，过流保护宜装于电源 侧及主负荷侧。
2、多侧电源的三绕组变压器，过流保护装于各侧并 且在保护动作时间最小侧加装一套方向过电流保护。
第八节 变压器的过励磁保护
一、变压器的过励磁
变压器绕组感应电压为： U 4.44 f N S B 104 令 : K 104
4.44NS 则:B K U
f
二、过励磁保护工作原理
变压器过励磁倍数：n B U fN U* Bn U N f f*
过励磁保护构成原理：通过测量过励倍数n来实现的。
路进行校验
电流速断保护的特点
1、应用范围：容量较小的变压器，且其过电流保护 动作时间大于0.5秒。
2、作用：与瓦斯保护共同作为变压器相间短路主保 护。
3、保护区：一般只能延伸到低压绕组的一部分。
主变保护的原理及作用讲解课件
Байду номын сангаас
变压器保护情况简介
◆非电量保护 ● 变压器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。 ● 非电量保护和差动保护都是变压器的主保护，且对于差动保护反映不了的绕组 很少的匝间短路故障或星形接线中绕组尾部的相间短路故障有很灵敏的判别能 力
变压器保护情况简介
●瓦斯保护 瓦斯保护是变压器油箱内绕组短路故障及异常的主要保护，其作用原理是：变 压器内部故障时，在故障点产生有电弧的短路电流，造成油箱内局部过热并使 变压器油分解，并产生气体（瓦斯），进而造成喷油、冲动气体继电器，瓦斯 保护动作。 瓦斯保护分为轻瓦斯及重瓦斯两种。轻瓦斯作用于信号，重瓦斯作用于切除变 压器。有载调压的变压器，在有载调压部分也配置气体继电器。
变压器保护情况简介
◆后备保护 ●复合电压闭锁方向过流保护 复合电压闭锁元件是由正序低电压和负序过电压元件构成，作为被保护设备及 相邻设备相间故障的后备保护。 保护的接入电路为变压器某侧TA二次三相电流，接入电压为变压器本侧或其他 侧的TV二次三相电压。为提高保护的灵敏度，三相电流一般取自电源侧，而 电压可以取自负荷侧。
主变差动保护要考虑的一个基本原则是要保证正常情况和区外故障时，用以比 较的主变高低压侧电流幅值是相等，相位相反或相同，从而在理论上保证差流 为0。
变压器保护情况简介
◆ 差动保护（比率制动式） ●如果差动保护动作电流是固定值，按躲过区外故障最大不平衡电流来整定，此 时如果发生匝间短路，离开中性点较近的单相接地短路，就不能灵敏动作。 ●比率制动式差动保护的动作电流是随外部短路电流按比率增大，既能保证外部 短路不误动，又能保证内部故障有较高的灵敏度。
变压器保护情况简介
●压力保护 压力保护也是变压器油箱内部故障的主保护，含压力和压力突变量保护。其作 用原理与重瓦斯保护基本相同，但它反映的是变压器油的压力。当变压器内部 故障时，温度升高，油膨胀压力增高，使压力继电器动作，切除变压器。 ●温度及油位保护 当变压器温度升高或油位异常时，温度或油位保护动作发出报警信号。
变压器保护情况简介
◆非电量保护 ● 变压器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。 ● 非电量保护和差动保护都是变压器的主保护，且对于差动保护反映不了的绕组 很少的匝间短路故障或星形接线中绕组尾部的相间短路故障有很灵敏的判别能 力
变压器保护情况简介
●瓦斯保护 瓦斯保护是变压器油箱内绕组短路故障及异常的主要保护，其作用原理是：变 压器内部故障时，在故障点产生有电弧的短路电流，造成油箱内局部过热并使 变压器油分解，并产生气体（瓦斯），进而造成喷油、冲动气体继电器，瓦斯 保护动作。 瓦斯保护分为轻瓦斯及重瓦斯两种。轻瓦斯作用于信号，重瓦斯作用于切除变 压器。有载调压的变压器，在有载调压部分也配置气体继电器。
变压器保护情况简介
◆后备保护 ●复合电压闭锁方向过流保护 复合电压闭锁元件是由正序低电压和负序过电压元件构成，作为被保护设备及 相邻设备相间故障的后备保护。 保护的接入电路为变压器某侧TA二次三相电流，接入电压为变压器本侧或其他 侧的TV二次三相电压。为提高保护的灵敏度，三相电流一般取自电源侧，而 电压可以取自负荷侧。
主变差动保护要考虑的一个基本原则是要保证正常情况和区外故障时，用以比 较的主变高低压侧电流幅值是相等，相位相反或相同，从而在理论上保证差流 为0。
变压器保护情况简介
◆ 差动保护（比率制动式） ●如果差动保护动作电流是固定值，按躲过区外故障最大不平衡电流来整定，此 时如果发生匝间短路，离开中性点较近的单相接地短路，就不能灵敏动作。 ●比率制动式差动保护的动作电流是随外部短路电流按比率增大，既能保证外部 短路不误动，又能保证内部故障有较高的灵敏度。
变压器保护情况简介
●压力保护 压力保护也是变压器油箱内部故障的主保护，含压力和压力突变量保护。其作 用原理与重瓦斯保护基本相同，但它反映的是变压器油的压力。当变压器内部 故障时，温度升高，油膨胀压力增高，使压力继电器动作，切除变压器。 ●温度及油位保护 当变压器温度升高或油位异常时，温度或油位保护动作发出报警信号。
变压器间隙保护的整定原理及配合
变压器间隙保护的整定原理及配合
针对终端系统，如110kV终端变电站，为了防止站内间隙保护误动，在进行整定时，会有更多的因素纳入考虑范畴。
本文以终端主变间隙作为分析对象，讨论终端侧间隙保护整定时，应采取哪些防误动措施。
一、误动的机理
以终端侧为研究对象，进行分析
其中，Z L1、Z L2、Z L0分别表示线路正序、负序零序阻抗。
如上图所示，强电源的馈供系统，终端变电站中主变中性点经间隙接地。
在馈供线路末端K点发生单相接地故障时，有如下序网络分量图。
正序网络：
其中，U F|0|表示系统在故障前的正序电压，Z S1表示电源正序阻抗，U K1表示故障点正序电压。
其中，Z S2表示电源负序阻抗，U K2表示故障点负序电压。
其中，Z S0表示电源零序阻抗，Z L0’表示故障点K至终端变电站母线部分线路零序阻抗；Z Tp、Z Ts分别表示变压器两侧绕组漏抗，Z Tm0表示零序励磁电抗。
由于Z Tm0 >> Z Ts，零序网络图简化后可得到：
其中，Z T表示变压器零序阻抗。
变压器差动保护整理PPT教学课件
20
（一）比率制动的纵差保护 1.和差式比率制动的差动保护
21ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
正常及外部故障时
Ir
I2－I2
1 KTA
I1－I1 Iunb
22
内部故障时
Ir
I2
I2
1 KTA
I1 I1
Ik kTA
23
取：动作分量 Iop I2 I2 Ih IL
29
根据：励磁涌流波形有间断角的特点‘ 采用：波形比较技术将变压器的励磁涌流和故障电
流分开。 判据如下：
set
set
通常取：
set 140 set 65
30
只要任一相差动电流大于差动 速断的整定值，保护瞬时动作。
设以高压侧二次额定电流为基准，则：
高压侧平衡系数为
Kbh 1
中压侧平衡系数为
Kbm
I nm.c I nh.c
低压侧平衡系数为
K bl
I nl.c I nh.c
12
1.励磁涌流的影响 Iexs
变压器的励磁涌流是指在变压器空载合 闸或者外部故障切除后电压恢复时，可能出 现的较大的励磁电流。
13
1.励磁涌流的影响 Iexs
I1 I2 Im
Ir
Iunb
Im KTA
14
铁芯中的磁通不能突变
铁芯中出现一个暂态磁通 铁芯中的磁通将达到最大值
2m s
铁芯严重饱和，励磁电流将剧烈增大
15
3．励磁涌流的特点
（1）包含有非周期分量 （2）幅值大，但衰减快 （3）包含有高次谐波分量 （4）波形之间有间断
（一）比率制动的纵差保护 1.和差式比率制动的差动保护
21ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
正常及外部故障时
Ir
I2－I2
1 KTA
I1－I1 Iunb
22
内部故障时
Ir
I2
I2
1 KTA
I1 I1
Ik kTA
23
取：动作分量 Iop I2 I2 Ih IL
29
根据：励磁涌流波形有间断角的特点‘ 采用：波形比较技术将变压器的励磁涌流和故障电
流分开。 判据如下：
set
set
通常取：
set 140 set 65
30
只要任一相差动电流大于差动 速断的整定值，保护瞬时动作。
设以高压侧二次额定电流为基准，则：
高压侧平衡系数为
Kbh 1
中压侧平衡系数为
Kbm
I nm.c I nh.c
低压侧平衡系数为
K bl
I nl.c I nh.c
12
1.励磁涌流的影响 Iexs
变压器的励磁涌流是指在变压器空载合 闸或者外部故障切除后电压恢复时，可能出 现的较大的励磁电流。
13
1.励磁涌流的影响 Iexs
I1 I2 Im
Ir
Iunb
Im KTA
14
铁芯中的磁通不能突变
铁芯中出现一个暂态磁通 铁芯中的磁通将达到最大值
2m s
铁芯严重饱和，励磁电流将剧烈增大
15
3．励磁涌流的特点
（1）包含有非周期分量 （2）幅值大，但衰减快 （3）包含有高次谐波分量 （4）波形之间有间断
变压器保护原理与整定
调整整定值
根据实际运行情况和过流保护的响应要 求对整定值进行调整。
间歇过流保护的作用
间歇过流保护可以检测变压器的短时过电流，防止瞬时故障对系统造成严重 的损害。它采用时间-电流曲线来判断动作时间。
负载开关保护的作用
负载开关保护主要用于检测变压器的负载开关状态，确保在负载开关异常情况下能够及时切断电流，以防止进 一步损坏。
诊断方法
通过综合运行数据、传感器检测和故障录波等方法来诊断变压器的故障。
变压器维护和修理
定期维护
定期检查变压器的运行状态，清 洁和润滑相关部件，并进行必要 的维修。
故障修理
在发现故障时采取及时的修理措 施，替换损坏的部件，确保变压 器的正常运行。
油质分析
定期进行变压器油质分析，检测 油中的污染物和水分，以及绝缘 材料的老化情况。
故障排查流程及应急措施
1
故障定位
根据故障现象和相关数据进行故障定位，确定故障发生的位置。
2
故障分析
对故障进行分析，找出故障的原因和可能的解决方案。
3
应急措施
在排查和修复过程中采取应急措施，确保系统的安全和稳定运行。
变压器保护的未来发展趋势
随着电力系统的发展，变压器保护将越来越重要。未来的发展趋势包括智能 化保护装置、在线监测和自动化维护等。
温度保护
通过温度欠压保护
使用过欠压保护装置来监测系统 电压，防止电压异常对变压器造 成损坏。
过流保护的整定方法
1
选择整定系数
2
根据系统特性和变压器的负载曲线选择
合适的整定系数。
3
计算额定电流
根据变压器的额定容量和额定电压来计 算变压器的额定电流。
变压器保护原理与整定
根据实际运行情况和过流保护的响应要 求对整定值进行调整。
间歇过流保护的作用
间歇过流保护可以检测变压器的短时过电流，防止瞬时故障对系统造成严重 的损害。它采用时间-电流曲线来判断动作时间。
负载开关保护的作用
负载开关保护主要用于检测变压器的负载开关状态，确保在负载开关异常情况下能够及时切断电流，以防止进 一步损坏。
诊断方法
通过综合运行数据、传感器检测和故障录波等方法来诊断变压器的故障。
变压器维护和修理
定期维护
定期检查变压器的运行状态，清 洁和润滑相关部件，并进行必要 的维修。
故障修理
在发现故障时采取及时的修理措 施，替换损坏的部件，确保变压 器的正常运行。
油质分析
定期进行变压器油质分析，检测 油中的污染物和水分，以及绝缘 材料的老化情况。
故障排查流程及应急措施
1
故障定位
根据故障现象和相关数据进行故障定位，确定故障发生的位置。
2
故障分析
对故障进行分析，找出故障的原因和可能的解决方案。
3
应急措施
在排查和修复过程中采取应急措施，确保系统的安全和稳定运行。
变压器保护的未来发展趋势
随着电力系统的发展，变压器保护将越来越重要。未来的发展趋势包括智能 化保护装置、在线监测和自动化维护等。
温度保护
通过温度欠压保护
使用过欠压保护装置来监测系统 电压，防止电压异常对变压器造 成损坏。
过流保护的整定方法
1
选择整定系数
2
根据系统特性和变压器的负载曲线选择
合适的整定系数。
3
计算额定电流
根据变压器的额定容量和额定电压来计 算变压器的额定电流。
变压器保护原理与整定
变压器保护原理
1.1变压器比率制动式差动保护比率制动式差动保护就是变压器的主保护,能反映变压器内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障。
变压器保护装置最多可实现四侧差动,动作特性图如图6-1-1所示:I 制制制制制 r es)r es.0op.制制制制制 o p )I图6-1-1 比率差动保护动作特性图1.1.1 比率差动原理1.1.1.1 差动动作方程如下0.op op I I >当 0.res res I I < ;()0.res res 0.op op S I -I I I +> 当 0.res res I I > (6-1-1)op I 为差动电流,0.op I 为差动最小动作电流整定值,res I 为制动电流,0.res I 为最小制动电流整定值,S 为比率制动系数整定值,各侧电流的方向都以指向变压器为正方向。
1.1.1.1.1 对于两侧差动:op I = |21I I &&+| (6-1-2) res I = |21I I &&-| / 2(6-1-3)1.1.1.1.2 对于三侧及以上数侧的差动:op I = | 1I & +2I & +…+ k I & | (6-1-4)res I = max{ |1I &|,|2I &|,…,|k I &| }(6-1-5)式中:4K 3<<,1I &,2I &,…k I &分别为变压器各侧电流互感器二次侧的电流。
1.1.1.1.3 对于无电源低压侧带分支的两圈变差动:op I = |321I I I &&&++|(6-1-6) res I = |321I I I &&&--| / 2(6-1-7)式中:1I &、2I &、3I &分别为变压器高压侧、低压侧A 分支与低压侧B 分支电流互感器二次侧的电流。
变压器的保护配置与整定计算
作时限应大于 0.5s。对于2000KVA以上的变压器，当电流速断保护灵
敏度不能满足要求时，也应装设纵差保护。纵差保护用于反应电力变压 器绕组、套管及引出线发生的短路故障，其保护动作于跳开变压器各电 源侧断路器并发相应信号。
3、相间短路的后备保护:
相间短路的后备保护用于反应外部相间短路引起的变压器过电流， 同时作为瓦斯保护和纵差保护（或电流速断保护）的后备保护，其动作 时限按电流保护的阶梯形原则来整定，延时动作于跳开变压器各电源侧 断路器，并发相应信号。 一般采用过流保护、复合电压起动过电流保护 或负序电流单相低电压保护等。
变压器各侧接线
YN
电流互感器接线方式
星型
电流互感器变比
Nsh
UNm INm=
YN 星型 Nsm
UNl INl=
d11 星型 Nsl
说明： (1)由于各装置厂家采用的算法不同，基本侧的选取、平衡系数的计算应按照具体装置的说明书进 行计算； (2)对低压侧容量为50%的变压器,计算低压侧额定电流时必须取额定容量； (3)各侧的Un必须取变压器铭牌上的额定电压。
Ir 6Ie
Id
动作区
I d0
制动区
I res0
I res1
I res
图9-15 变压器差动保护比率制动特性曲线示意图
启动电流Iop.min：
整定(二原则) ：比应能率可制靠躲动过差变动压器元额件定负整载定时的最大不平衡电流。最大不平衡电流主要考
虑正常运行时电流互感器比误差、调压、各侧电流互感器型号不一致等产生的不平衡电 流。
6、对两侧有电源的三绕组降压变压器，三侧均应装设。
△
装于各侧的过负荷保护，均经过同一时间继电器作用于信 号。
五、关于变压器接地保护
敏度不能满足要求时，也应装设纵差保护。纵差保护用于反应电力变压 器绕组、套管及引出线发生的短路故障，其保护动作于跳开变压器各电 源侧断路器并发相应信号。
3、相间短路的后备保护:
相间短路的后备保护用于反应外部相间短路引起的变压器过电流， 同时作为瓦斯保护和纵差保护（或电流速断保护）的后备保护，其动作 时限按电流保护的阶梯形原则来整定，延时动作于跳开变压器各电源侧 断路器，并发相应信号。 一般采用过流保护、复合电压起动过电流保护 或负序电流单相低电压保护等。
变压器各侧接线
YN
电流互感器接线方式
星型
电流互感器变比
Nsh
UNm INm=
YN 星型 Nsm
UNl INl=
d11 星型 Nsl
说明： (1)由于各装置厂家采用的算法不同，基本侧的选取、平衡系数的计算应按照具体装置的说明书进 行计算； (2)对低压侧容量为50%的变压器,计算低压侧额定电流时必须取额定容量； (3)各侧的Un必须取变压器铭牌上的额定电压。
Ir 6Ie
Id
动作区
I d0
制动区
I res0
I res1
I res
图9-15 变压器差动保护比率制动特性曲线示意图
启动电流Iop.min：
整定(二原则) ：比应能率可制靠躲动过差变动压器元额件定负整载定时的最大不平衡电流。最大不平衡电流主要考
虑正常运行时电流互感器比误差、调压、各侧电流互感器型号不一致等产生的不平衡电 流。
6、对两侧有电源的三绕组降压变压器，三侧均应装设。
△
装于各侧的过负荷保护，均经过同一时间继电器作用于信 号。
五、关于变压器接地保护
《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
变压器保护及原理ppt课件
➢应装设哪些的继电保护 ➢各保护的配置及原理
-
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
➢应装设的继电保护装置
1）防止变压器油箱内各种短路故障和油面降低的瓦 斯保护（重瓦斯 跳闸 / 轻瓦斯 信号)
-
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
➢瓦斯保护原理
当变压器发生内部故障时产生大量气体将聚集 在瓦斯继电器的上面，使油面下降，当油面降低到 一定程度时，上浮筒下沉使水银接点接通，发轻瓦 斯动作信号。如果是严重故障时，油箱内的压力增 大使油流冲击挡板，挡板克服弹簧阻力，带动磁铁 向干簧触点方向移动使水银接点闭合接通跳闸回路。
-
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
差动保护是保护两端电流互感器之间的故障（即 保护范围在输入的两端CT之间的设备上），正常情 况流进的电流和流出的电流在保护内大小相等，方向 相反，相位相同，两者刚好抵消，差动电流等于零； 故障时两端电流向故障点流，在保护内电流叠加，差 动电流大于零。驱动保护出口继电器动作，跳开两侧
注意：保护的出口中间继电器必须是自保持中间继 电器KM，因为重瓦斯是靠油流的冲击而动作的，油流的 速度不恒定(即不稳定)，且断路器跳闸有它的固有动作 时间，为了防止短时闭合造成动作不可靠。出口中间继 电器KM 采用“自保持”回路。
-
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➢应装设的继电保护装置
1）防止变压器油箱内各种短路故障和油面降低的瓦 斯保护（重瓦斯 跳闸 / 轻瓦斯 信号)
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➢瓦斯保护原理
当变压器发生内部故障时产生大量气体将聚集 在瓦斯继电器的上面，使油面下降，当油面降低到 一定程度时，上浮筒下沉使水银接点接通，发轻瓦 斯动作信号。如果是严重故障时，油箱内的压力增 大使油流冲击挡板，挡板克服弹簧阻力，带动磁铁 向干簧触点方向移动使水银接点闭合接通跳闸回路。
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寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
差动保护是保护两端电流互感器之间的故障（即 保护范围在输入的两端CT之间的设备上），正常情 况流进的电流和流出的电流在保护内大小相等，方向 相反，相位相同，两者刚好抵消，差动电流等于零； 故障时两端电流向故障点流，在保护内电流叠加，差 动电流大于零。驱动保护出口继电器动作，跳开两侧
注意：保护的出口中间继电器必须是自保持中间继 电器KM，因为重瓦斯是靠油流的冲击而动作的，油流的 速度不恒定(即不稳定)，且断路器跳闸有它的固有动作 时间，为了防止短时闭合造成动作不可靠。出口中间继 电器KM 采用“自保持”回路。
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寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
保护整定计算 ppt课件
变压器最大工作电流Ig.max的选取是过电流保 护整定计算的关键，变压器负荷系数不同，但无 论怎样，过电流整定都要保证故障时可靠动作， 正常工作时，不误动作。变压器最大工作电流一 般允许20%过负荷，即1.2Ie。
ppt课件
8
1.变压器过流保护
例：6KV高压开关带一台变压器，变压器型号为 S9－800/6变压器，CT 变比100/5，接线不完 全星形接线；微机保护，其过流时限是2s。
继电保护整定计算
主讲：孙少华
ppt课件
1
10KV高压开关柜的保护整定计算 馈线开关带变压器 馈线开关带电动机 馈线开关带电容器
ppt课件
2
10KV高压开关柜要整定的保护定值 主要量
1.过电流；2.电流速断；作用于跳闸的量。 辅助量
如过负荷、接地等；作用于告警(信号)。
ppt课件
ppt课件
21
1.电动机低电压闭锁过电流保护 过流整定原则：躲过电动机有可能出现的长时最
大工作电流Ig。 Idzj=Kk*Kjx*Ig /Kf*nl
ppt课件
22
1.电动机低电压闭锁过电流保护 式中：Kk－可靠系数，取1.1－1.3 Kf－保护装置的返回系数，取0.9 nl－CT变比
Kk－可靠系数，取1.3-1.5
ppt课件
38
2.过负荷保护 变配电设备过负荷运行，将使设备过热，绝缘
老化，缩短使用寿命。因此严禁设备过负荷运 行。设备过负荷运行时，保护装置延时告警。 保护装置过负荷整定电流为： Idzj=Kk*Kjx* Ig /Kf*nl
ppt课件
39
例题: 过负荷整定值取其线路长时工作电流， 即：280A/60=4.7A
ppt课件
8
1.变压器过流保护
例：6KV高压开关带一台变压器，变压器型号为 S9－800/6变压器，CT 变比100/5，接线不完 全星形接线；微机保护，其过流时限是2s。
继电保护整定计算
主讲：孙少华
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1
10KV高压开关柜的保护整定计算 馈线开关带变压器 馈线开关带电动机 馈线开关带电容器
ppt课件
2
10KV高压开关柜要整定的保护定值 主要量
1.过电流；2.电流速断；作用于跳闸的量。 辅助量
如过负荷、接地等；作用于告警(信号)。
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21
1.电动机低电压闭锁过电流保护 过流整定原则：躲过电动机有可能出现的长时最
大工作电流Ig。 Idzj=Kk*Kjx*Ig /Kf*nl
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22
1.电动机低电压闭锁过电流保护 式中：Kk－可靠系数，取1.1－1.3 Kf－保护装置的返回系数，取0.9 nl－CT变比
Kk－可靠系数，取1.3-1.5
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38
2.过负荷保护 变配电设备过负荷运行，将使设备过热，绝缘
老化，缩短使用寿命。因此严禁设备过负荷运 行。设备过负荷运行时，保护装置延时告警。 保护装置过负荷整定电流为： Idzj=Kk*Kjx* Ig /Kf*nl
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39
例题: 过负荷整定值取其线路长时工作电流， 即：280A/60=4.7A
变压器保护
瓦斯继电器的动作原理：
油箱内发生轻微故障时，产生的气体聚集在继电器 的上部，迫使油面下降，轻瓦斯触点闭合，发出“ 轻瓦斯”信号。
油箱内发生严重故障时，产生大量的气体以及强烈 的油流冲击挡板，重瓦斯触点闭合，发出“重瓦斯 ”跳闸脉冲，切除变压器。
变压器漏油使油面降低时，轻瓦斯触点闭合，发出 “轻瓦斯”信号。
变压器空载投入时：
iL
～
空载
变压器外部故障切除后系统电压恢复时：
iL
～
U
d
对三相变压器，无论在任何瞬间合闸，至少有两大成分的非周期分量，使涌流偏向时间轴 的一侧。 (2)含有大量的高次谐波，而以二次谐波为主。 (3)波形之间出现间断，在一个周期中间断角为θ 。
接成Y形，正常运行时，两侧电流互 感器的二次电流也会有300的相位差， 此时会有一个相当大的不平衡电流
Ibp IΔ 300 IY
流入差动继电器，造成保护误动作。
为此通常将变压器Y侧的电流互感器接成△形，将 变压器△侧的电流互感器接成Y形。
正常运行时，两侧电流 互感器的二次电流IaY、 IbY、IcY与IA△、IB△、IC△ 同相位，再通过适当的选 择两侧电流互感器的变比, 使二次电流IaY、IbY、IcY与 IA△、IB△、IC△相等，保证 流入差动继电器中的电流 为零，防止正常运行或外 部故障时差动继电器误动 作。
④ 五次谐波制动元件：为了在变压器过励磁时防止 差动保护误动，其动作判据为： I(5)>Id * XB5 其中： I(5)—二次谐波电流 Id—差 动电流 XB5—制动系数
⑤ 比率制动元件：为了在变压器区外故障时差动保 护有可靠的制动作用，同时在内部故障时又较高的 灵敏度，其动作判据为：
变压器培训课件资源
保护装置调试与投运
保护装置调试
在完成保护装置安装和接线后， 进行装置通电调试，检查装置各 项功能是否正常，定值整定是否
正确。
保护装置投运
在变压器投运前，将保护装置投 入运行，确保变压器在正常运行 和故障情况下都能得到及时、有
效的保护。
运行维护
定期对保护装置进行巡视检查和 维护保养，确保装置始终处于良 好状态，及时发现并处理潜在故
额定电压
额定电流
额定功率
效率
空载损耗和负载损 耗
指变压器在额定使用条 件下，原、副边绕组所 允许施加的电压值。
指变压器在额定使用条 件下，原、副边绕组所 允许通过的电流值。
指变压器在额定使用条 件下，所能传递的最大 功率值。
指变压器在给定负载下 ，输出功率与输入功率 之比，反映了变压器的 能量转换效率。
监视变压器的油温变化， 确保其在允许范围内运行 。
电压调整
根据系统电压变化，及时 调整变压器的分接开关位 置，保持输出电压稳定。
变压器常见故障排除
01
02
03
04
油位异常
检查油位计是否堵塞或损坏， 及时处理漏油或补油。
油温异常
检查冷却系统是否正常工作， 散热器、油泵、风扇等是否运
转正常，及时处理故障。
内部检查
检查分接开关位置是否正确，接触 是否良好；检查绕组绝缘是否良好 ，有无变形或损坏。
附件及连接检查
检查冷却系统是否完好，散热器、 油泵、风扇等是否运转正常；检查 各连接部分是否紧固，接地是否良 好。
变压器运行监视与调整
01
02
03
负荷监视
监视变压器的负荷变化， 确保其在额定容量内运行 。
温度监视
发电厂主变压器复合电压(方向)过流保护原理与整定
定整与理原护保流过�向方�压电合复器压变主厂电发
2
阴(区作动的时线母向指向方 �b�
接 VT、AT 件元向方间相于基是均性特作动向方率功间相的示所上以�意注 区作动的自各时同不向指向方率功间相 2 图 )侧影 )侧影阴(区作动的时器压变向指向方 �a�
流电用件元向方 A I °051 压电用件元向方CB U �
4
图辑逻护保流过向方压复 3 图
足满件元流过 ”0“为字制控向方 ”1“为定整”压零与向方后常异VT“ & 1≥ & 1≥ & 常异VT压电向方 区作动在向方率功间相 出退板压硬压电压电向方 & ”1“为定整”压零与向方后出退压电“ ”0“为字制控压复 ”1“为定整”件元压复后常异VT“ & & & 1≥ 1≥ ”1“为定整”件元压复后出退压电“ & 出退板压硬压电侧本 ”1“为字制控压复 ”1“为定整”件元压复后常异VT“ & & 1≥ ”1“为定整”件元压复后出退压电“ & 出退板压硬压电侧一任 ”2“为字制控压复 作动件元动启护保流过压复 ”1“为值定退投护保流过 入投板压软护保备后间相 入投板压硬护保备后间相 常异VT侧一任 作动别判压电合复侧一任 常异VT侧本 作动别判压电合复侧本
m 10
m 10
t(
t � 3t 限 时 段 一 第 以 � 限 时 段 两 设 应 护 保 侧 源 电
。器路断侧压低器压变开断 t � � 1t � 2t 以�)间时作动护 保线馈的合配之与为 0t (器路断段分线母压低开断 t � � 0t � 1t 以 �限时段两设可护 保侧压低。侧源电和侧压低在般一护保�器压变压降组绕三的源电侧单�2 。器路断侧两器压变开断 t � � 1t � 2t 以�器路断段分开断 1t 限时段一第 以。限时段两设可护保�时置装入投动自源电用备有装器路断段分且�护保线母 用专无侧荷负当。器路断侧两器压变开断) t � (段阶间时个一间时作动护保的合 配之与于大值其�限时段一设常通护保�器压变压降组绕双的源电侧单�1 定整的间时作动护保、5 。线母侧本向指可也�器压变向指常通向方 其�件元向方率功加要侧压中或压高在�求要性择选足满了为护保�器 压 变 络 联 和 器 压 变 压 降 组 绕 三 的 源 电 有 均 侧 三 或 源 电 有 侧 压 中 及 压 高 �2 。线母侧该向指常通向方其�件元向方率功加要侧压中或 侧压高在�求要性择选足满了为护保�器压变压升组绕三的源电有侧三�1 定整的件元向方、4 。)备后远(5.1 或)备后近( 0.2 �
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22
例1：常规保护中互感器变比选择计算。
变压器20MVA Un=(110+-2*2.5%)/11KV,Uk=10.5%
Yn,d11接线.试选择TA变比并计算不平衡电流.
110KV侧
11KV侧
一次额定电流(KA) 20/(√3*110) 20/(√3*11)
=0.105
=1.05
TA的接线方式
d11
Y，Y，d-12-11，试选择TA变比并计算平衡系数
110KV侧 38.5KV侧 11KV侧
额定电流(A)31.5/(√3*110) 473
1650
=165
TA的接线方式 Y
Y
Y
TA的计算变比 165/5
473/5 1650/5
选用TA的变比 200/5=40
500/5 2000/5
各侧二次电流 165/40=4.125 4.73 4.125
Krel取1.2；Kr取0.9—0.95； Kss大于1；
时间:阶梯形时限
灵敏度:电流保护灵敏度大于1.5(近后备)及1.2(远后备)
应用:末端馈线保护一般只需二段式。
4
三段式电流保护动作电流及时限特性
A
B
C
D
A
B
C
D
5
方向电流保护
方向问题图4-54
方向元件用900接线： - 900<arg(Ig/Ug*eja)< 900为正方向
对穿越性正序,负序电流两侧差动回路的电流反相。
18
3.
数
字
式
纵
差
动
保
护
接
线
19
Y侧用软件进行相位校正(和d侧相位一致)
Iα= (IaY-IBy) /√3
电 流
Iβ=(IbY-IcY) /√3
的
Iγ=3(IcY-IAy) /√3
相 电Байду номын сангаас平衡调整
位
一次电流I1N=SN/√3*UＮφφ
校
二次电流I2N=I1N/nTA
6
低电压闭锁方向电流保护
其中一段的逻辑图4-55
7
低周、低压减载
低周减载逻辑见图4-56
8
低周、低压减载
低压减载逻辑见图4-57
9
重合闸和保护加速
逻 辑 框 图 4 | 58
10
二.中性点不接地电网单相接地检测
✓ 基波零序电流大小选线 ✓ 基波零序电流与零序电压的相位关系选线 ✓ 基波零序群体比幅比相选线 ✓ 基波零序电流补偿选线 ✓ 零序电压移相后的零序功率选线 ✓ 零序无功功率选线
Y12
TA的一次计算电流(A) √3*105=182 1050
TA的标准变比
200/5=40
1200/5=240
TA的一次额定电流(A) 182/40=4.55 1050/240
=4.375
差动回路不平衡电流(A) Ibp=4.55-4.375=0.175
23
例2：微机保护中互感器变比选择计算
变压器31.5MVA Un=(110+-2*2.5%)/38.5/11KV
3
三段式电流保护
电流速断保护(Ⅰ段)
Iset.Ⅰ=Krel*Ik.max
(Krel取1.2—1.3)
带时限电流速断保护(Ⅱ段)
Iset.Ⅱ.1=Krel*Iset.Ⅰ.2 过电流保护(Ⅲ段)
(Krel取1.1—1.2)
Iset.Ⅲ.1=Krel*Iset. Ⅲ.2
(Krel取1.1)
Iset.Ⅲ.1=Krel*Kss*Iloa.max/Kr
正
以高压侧为基准侧（I2N.B）
计算其他各侧平衡系数Kbal=I2N.B/I2N
其他各侧电流：I2N’=Kbal*I2N
20
2. 常 规 纵 差 动 保 护 接
线
21
一.变压器的故障和保护配置
2.变压器保护配置 ➢ 瓦斯保护（主保护） ➢ 纵差动保护或电流速断保护（主保护） ➢ 外部相间短路的后备保护 ➢ 接地保护 ➢ 不正常运行的保护
平衡系数
1
0.872 I1/I3=1
24
三．数字式变压器纵差动保护
1.变压器纵差动保护遇到的问题
✓ 正确识别励磁涌流和内部短路电流 ✓ 区外短路时的不平衡电流和保护的灵敏度 ✓ 外部短路切除电压突然恢复的暂态过程中
不误动作 ✓ 电流互感器饱和不影响纵差动保护的正确
动作
25
2.变压器励磁涌流及其判别
一.变压器的故障和保护配置
1.变压器的故障和不正常运行 ➢ 变压器的故障
油箱内部故障 油箱外部故障 ➢ 不正常运行工况 过负荷（对称） 过励磁（大容量变压器） 温度压力
14
一.变压器的故障和保护配置
2.变压器保护配置 ➢ 瓦斯保护（主保护） ➢ 纵差动保护或电流速断保护（主保护） ➢ 外部相间短路的后备保护 ➢ 接地保护 ➢ 不正常运行的保护
的 IaY-IcY=(IA1-IC1)/nTA1
相 三角形侧差动回路电流：
位 校
-Ia/nTA2=(Iad-Ibd)/nTA2=(IA1-IB1)/nTA2*(Ny/Nd)
正 -Ib/nTA2=(Ibd-Icd)/nTA2=(IB1-IC1)/nTA2*(Ny/Nd)
-Ic/nTA2=(Icd-Iad)/nTA2=(IC1-IA1)/nTA2*(Ny/Nd)
11
三.中性点经消弧线圈接地 电网中单相接地检测
❖ 5次谐波分量选线 ❖ 5次谐波群体比幅比相选线 ❖ 零序有功功率选线
12
第二部分 电力变压器的继电保护
❖ 变压器的故障和保护配置 ❖ 变压器纵差动保护接线 ❖ 数字式变压器纵差动保护 ❖ 数字式纵差动保护整定计算 ❖ 变压器相间短路的后备保护
13
中低压变压器及电动机保护 原理与整定计算
高亮
上海电力学院 电气技术研究所
1
第一部分 10/35KV线路保护
➢ 继电保护保护功能 ➢ 低周、低压减载 ➢ 重合闸和保护加速 ➢ 中性点不接地电网单相接地检测 ➢ 中性点经消弧线圈接地电网中单相接地检测
2
一.继电保护保护功能
➢ 三段式电流保护 ➢ 方向电流保护 ➢ 低电压闭锁方向电流保护 ➢ 低周、低压减载 ➢ 重合闸和保护加速
15
二．变压器纵差动保护接线
1.纵差动保护的 基本工作原理
相位校正、 幅值校正、 接地故障时零
序电流问题 原理接线 如图3-12
16
2. 常 规 纵 差 动 保 护 接
线
17
星形侧差动回路电流：
IbY-IaY=(IB1-IA1)/nTA1
电 流
IcY-IbY=(IC1-IB1)/nTA1
励磁涌流的特点
➢ 励磁涌流幅值大、衰减、含非周期分量 ➢ 波形呈间断特性图3-14 ➢ 含有明显2次谐波（15%以上）和偶次谐波
26
2次谐波电流制动
三相差动电流中的2次谐波
判别式:Id2φ>K2φ*Idφ K2φ取15%--20%
差动电流Idφ可以用基波分量Idφ1。 制动方式分为：
例1：常规保护中互感器变比选择计算。
变压器20MVA Un=(110+-2*2.5%)/11KV,Uk=10.5%
Yn,d11接线.试选择TA变比并计算不平衡电流.
110KV侧
11KV侧
一次额定电流(KA) 20/(√3*110) 20/(√3*11)
=0.105
=1.05
TA的接线方式
d11
Y，Y，d-12-11，试选择TA变比并计算平衡系数
110KV侧 38.5KV侧 11KV侧
额定电流(A)31.5/(√3*110) 473
1650
=165
TA的接线方式 Y
Y
Y
TA的计算变比 165/5
473/5 1650/5
选用TA的变比 200/5=40
500/5 2000/5
各侧二次电流 165/40=4.125 4.73 4.125
Krel取1.2；Kr取0.9—0.95； Kss大于1；
时间:阶梯形时限
灵敏度:电流保护灵敏度大于1.5(近后备)及1.2(远后备)
应用:末端馈线保护一般只需二段式。
4
三段式电流保护动作电流及时限特性
A
B
C
D
A
B
C
D
5
方向电流保护
方向问题图4-54
方向元件用900接线： - 900<arg(Ig/Ug*eja)< 900为正方向
对穿越性正序,负序电流两侧差动回路的电流反相。
18
3.
数
字
式
纵
差
动
保
护
接
线
19
Y侧用软件进行相位校正(和d侧相位一致)
Iα= (IaY-IBy) /√3
电 流
Iβ=(IbY-IcY) /√3
的
Iγ=3(IcY-IAy) /√3
相 电Байду номын сангаас平衡调整
位
一次电流I1N=SN/√3*UＮφφ
校
二次电流I2N=I1N/nTA
6
低电压闭锁方向电流保护
其中一段的逻辑图4-55
7
低周、低压减载
低周减载逻辑见图4-56
8
低周、低压减载
低压减载逻辑见图4-57
9
重合闸和保护加速
逻 辑 框 图 4 | 58
10
二.中性点不接地电网单相接地检测
✓ 基波零序电流大小选线 ✓ 基波零序电流与零序电压的相位关系选线 ✓ 基波零序群体比幅比相选线 ✓ 基波零序电流补偿选线 ✓ 零序电压移相后的零序功率选线 ✓ 零序无功功率选线
Y12
TA的一次计算电流(A) √3*105=182 1050
TA的标准变比
200/5=40
1200/5=240
TA的一次额定电流(A) 182/40=4.55 1050/240
=4.375
差动回路不平衡电流(A) Ibp=4.55-4.375=0.175
23
例2：微机保护中互感器变比选择计算
变压器31.5MVA Un=(110+-2*2.5%)/38.5/11KV
3
三段式电流保护
电流速断保护(Ⅰ段)
Iset.Ⅰ=Krel*Ik.max
(Krel取1.2—1.3)
带时限电流速断保护(Ⅱ段)
Iset.Ⅱ.1=Krel*Iset.Ⅰ.2 过电流保护(Ⅲ段)
(Krel取1.1—1.2)
Iset.Ⅲ.1=Krel*Iset. Ⅲ.2
(Krel取1.1)
Iset.Ⅲ.1=Krel*Kss*Iloa.max/Kr
正
以高压侧为基准侧（I2N.B）
计算其他各侧平衡系数Kbal=I2N.B/I2N
其他各侧电流：I2N’=Kbal*I2N
20
2. 常 规 纵 差 动 保 护 接
线
21
一.变压器的故障和保护配置
2.变压器保护配置 ➢ 瓦斯保护（主保护） ➢ 纵差动保护或电流速断保护（主保护） ➢ 外部相间短路的后备保护 ➢ 接地保护 ➢ 不正常运行的保护
平衡系数
1
0.872 I1/I3=1
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三．数字式变压器纵差动保护
1.变压器纵差动保护遇到的问题
✓ 正确识别励磁涌流和内部短路电流 ✓ 区外短路时的不平衡电流和保护的灵敏度 ✓ 外部短路切除电压突然恢复的暂态过程中
不误动作 ✓ 电流互感器饱和不影响纵差动保护的正确
动作
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2.变压器励磁涌流及其判别
一.变压器的故障和保护配置
1.变压器的故障和不正常运行 ➢ 变压器的故障
油箱内部故障 油箱外部故障 ➢ 不正常运行工况 过负荷（对称） 过励磁（大容量变压器） 温度压力
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一.变压器的故障和保护配置
2.变压器保护配置 ➢ 瓦斯保护（主保护） ➢ 纵差动保护或电流速断保护（主保护） ➢ 外部相间短路的后备保护 ➢ 接地保护 ➢ 不正常运行的保护
的 IaY-IcY=(IA1-IC1)/nTA1
相 三角形侧差动回路电流：
位 校
-Ia/nTA2=(Iad-Ibd)/nTA2=(IA1-IB1)/nTA2*(Ny/Nd)
正 -Ib/nTA2=(Ibd-Icd)/nTA2=(IB1-IC1)/nTA2*(Ny/Nd)
-Ic/nTA2=(Icd-Iad)/nTA2=(IC1-IA1)/nTA2*(Ny/Nd)
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三.中性点经消弧线圈接地 电网中单相接地检测
❖ 5次谐波分量选线 ❖ 5次谐波群体比幅比相选线 ❖ 零序有功功率选线
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第二部分 电力变压器的继电保护
❖ 变压器的故障和保护配置 ❖ 变压器纵差动保护接线 ❖ 数字式变压器纵差动保护 ❖ 数字式纵差动保护整定计算 ❖ 变压器相间短路的后备保护
13
中低压变压器及电动机保护 原理与整定计算
高亮
上海电力学院 电气技术研究所
1
第一部分 10/35KV线路保护
➢ 继电保护保护功能 ➢ 低周、低压减载 ➢ 重合闸和保护加速 ➢ 中性点不接地电网单相接地检测 ➢ 中性点经消弧线圈接地电网中单相接地检测
2
一.继电保护保护功能
➢ 三段式电流保护 ➢ 方向电流保护 ➢ 低电压闭锁方向电流保护 ➢ 低周、低压减载 ➢ 重合闸和保护加速
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二．变压器纵差动保护接线
1.纵差动保护的 基本工作原理
相位校正、 幅值校正、 接地故障时零
序电流问题 原理接线 如图3-12
16
2. 常 规 纵 差 动 保 护 接
线
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星形侧差动回路电流：
IbY-IaY=(IB1-IA1)/nTA1
电 流
IcY-IbY=(IC1-IB1)/nTA1
励磁涌流的特点
➢ 励磁涌流幅值大、衰减、含非周期分量 ➢ 波形呈间断特性图3-14 ➢ 含有明显2次谐波（15%以上）和偶次谐波
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2次谐波电流制动
三相差动电流中的2次谐波
判别式:Id2φ>K2φ*Idφ K2φ取15%--20%
差动电流Idφ可以用基波分量Idφ1。 制动方式分为：