变压器低压侧两相短路
变压器低压侧小区差动保护的思考
变压器低压侧小区差动保护的思考冯国东【摘要】According to principle and equation of low voltage side differential protection, this paper deduces its behavior when different type faults occurred at low side. It is discovered that the non fault phase differential protection acted when phase-to-phase fault occurred at specific place inside low side winding. Meanwhile, it analyzes in detail amplitude and phase when short circuit current went through transformer under different type faults occurred at low side. In summary, due to low voltage side winding adopting delta connection, each phase influences others when phase-to-phase fault occurred inside the winding, the short circuit current will go through the delta winding which leads to the non fault phase differential action. This conclusion has certain directive significance to the engineering accident analysis.%根据变压器低压侧小区差动保护原理和动作方程，推导出低压侧不同故障类型时该保护的动作行为。
一起变压器低压绕组匝间短路故障分析
一起变压器低压绕组匝间短路故障分析叶 芳 朱旻哲（苏州供电公司）摘 要：介绍了一起110kV变压器短路故障，结合油中溶解气体分析、单相低电压空载、变比、绕组直流电阻、解体检查详细分析了故障原因，最后给出相关对策及建议，以供同行参考。
关键词：变压器；油中溶解气体；匝间短路；空载试验；直流电阻0 引言电力变压器作为变电站最主要的电力设备之一，其状态、性能与电力系统运行的安全性、可靠性和稳定性直接相关。
近年来随着电力系统容量的增长，电力变压器的数量日益增多，变压器故障的数量也有上升趋势，其中变压器短路故障就是十分常见的一种。
文献［1］针对某220kV变压器在下级输出线路相间短路故障切除后重瓦斯保护动作的问题，通过诊断性试验及返厂解体，判断半截油道垫块引起线圈局部绝缘薄弱，匝间短路最终造成重瓦斯保护动作。
文献［2］对一起500kV变压器主变短路故障的原因进行了分析，并详细介绍了故障概况、试验结果及分析过程，提出了相应的处理措施和预防措施。
本文就一起110kV变压器低压绕组匝间短路故障，结合油中溶解气体、单相低电压空载、变比、绕组直流电阻、解体检查详细分析了故障原因。
1 故障实例1.1 故障描述2022年8月18日下午17： 30左右， 110kV某变电站#3主变轻瓦斯、重瓦斯保护动作发生跳闸。
故障变压器为某电力变压器有限公司产品，型号SZ10-50000/110，接线组别YNd11，额定电压110+5-3×2%/10.5kV， 2017年7月投运，铭牌信息如表1所示。
投运前该变压器的各项电气试验、油化试验结果均正常，本体瓦斯继电器校核结果合格。
表1 故障变压器铭牌信息1.2 分析处理根据故障现象，从气体继电器的动作原理分析，当变压器内部出现匝间短路、绝缘损坏、接触不良、铁心多点接地等故障时，都将产生大量的热能，使油分解出可燃性气体，向储油柜方向流动。
当气体沿油面上升，聚集在气体继电器内超过一定量，将造成轻瓦斯保护动作。
煤矿井下供电常用计算公式与系数
煤矿供电计算公式井下供电系统设计常用公式与系数取值目录：一、短路电流计算公式1、两相短路电流值计算公式2、三相短路电流值计算公式3、移动变电站二次出口端短路电流计算（1）计算公式（2）计算时要列出的数据4、电缆远点短路计算（1）低压电缆的短路计算公式（2）计算时要有计算出的数据二、各类设备电流与整定计算1、动力变压器低压侧发生两相短路，高压保护装值电流整定值2、对于电子高压综合保护器，按电流互感器二次额定电流（5A）的1-9倍分级整定的计算公式3、照明、信号、煤电钻综合保护装置中电流计算（1）照明综保计算公式（2）煤电钻综保计算公式4、电动机的电流计算（1）电动机额定电流计算公式（2）电动机启动电流计算公式（3）电动机启动短路电流三、保护装置计算公式与效验公式1、电磁式过流继电器整定效验（1）、保护干线电缆的装置的计算公式（2）、保护电缆支线的装置的计算公式（3）、两相短路电流值效验公式2、电子保护器的电流整定（1）、电磁启动器中电子保护器的过流整定值（2）、两相短路值效验公式3、熔断器熔体额定电流选择（1）、对保护电缆干线的装置公式（2）、选用熔体效验公式（3）、对保护电缆支线的计算公式四、其它常用计算公式1、对称三相交流电路中功率计算（1）有功功率计算公式（2）无功功率计算公式（3）视在功率计算公式（4）功率因数计算公式2、导体电阻的计算公式与取值3、变压器电阻电抗计算公式4、根据三相短路容量计算的系统电抗值五、设备、电缆选择与效验公式1、高压电缆的选择(1) 按持续应许电流选择截面公式(2) 按经济电流密度选择截面公式(3) 按电缆短路时的热稳定（热效应）选择截面①热稳定系数法②电缆的允许短路电流法（一般采用常采用此法）A、选取基准容量B、计算电抗标什么值C、计算电抗标什么值D、计算短路电流E、按热效应效验电缆截面(4) 按电压损失选择截面①计算法②查表法(5)高压电缆的选择2、低压电缆的选择（1）按持续应许电流选择电缆截面①计算公式②向2台或3台以上的设备供电的电缆，应用需用系数法计算③干线电缆中所通过的电流计算（2）按电压损失效验电缆截面①干线电缆的电压损失②支线电缆的电压损失③变压器的电压损失(3) 按起动条件校验截面电缆(4) 电缆长度的确定3、电器设备选择（1）变压器容量的选择（2）高压配电设备参数选择①、按工作电压选择②、按工作电流选择③、按短路条件校验④、按动稳定校验（3）低压电气设备选择一、短路电流计算公式1、两相短路电流值计算公式()()()2222∑∑+=X R Ue I d ∑∑+++=++=221221X X K X Xx X RR K R R b b b b式中：()2d I ————两相短路电流，A ；∑R ∑X _______短路回路内一相电阻、电抗值的和，Ω； Xx ————————根据三相短路容量计算的系统电抗值，Ω；（可查表或计算）())(22原则电力系统给数据路器的断流容量电力系统变电所出口短电压短路计算点处平均额定MVA V S U Xx k P ==()AV I U S kp k 流取值可按控制柜额定分段电电压短路计算点处平均额定⨯⨯=⨯⨯=732.133 ()短路电路的总电抗Ω电压短路计算点的平均额定⨯==∑732.133V X U I pk ()WL T X X Xs X ++=∑（按控制柜分段电流取值就可以）R1、X1__________高压电缆的电抗、电阻值的总和，Ω；（可查表或计算）K b ———————————变压器的的变压比，一次侧电压除以二次侧电压（电压按400、690、1200、3500计算）比；R b 、X b ———矿用变压器的电阻、电抗值，Ω；（可查表或计算）R 2、X 2———————矿用电缆的电阻、电抗值，Ω；（可查表或计算）U e ——————变压器的二次侧电压，V （按电压400、690、1200、3500计算）；2、三相短路电流值计算公式I d （3）=1.15×I d （2） I d （3）三相短路电流，A3、移动变电站二次出口端短路电流计算（1）、计算公式()()222∑∑+=X R UeI d ∑∑++=++=+=+=变压器电抗变压比高压电缆电抗系统电抗高压电缆的电阻变压比变压器的电阻221221//b b b b X K XXx X R K R R （2）计算时要列出一下数据：、变压器的一次电压（ V ），二次电压值U e （ V ），高压电缆的型号（ mm 2），供电距离L （ km ），变压器的容量( )KVA ，系统短路容量( )MVA ； 、根据电缆型号，计算或查表得高压电缆的电阻R 1、电抗值X 1,Ω/km ；根据变压器型号计算或查表变压器的电阻、电抗值，Ω;、根据提供数据出变压器的变比；系统电抗 X x （=变压器二次电压2/系统容量）；高压电缆的电阻R g 、电抗X g （=电缆长度km × 查表的电阻、电抗）；④、把计算出的结果带入算式中得短路值。
D,yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用知识
D，yn11结线组别变压器短路电流的计算和应用知识摘要：以D，yn11组别S11—1000KV A为例，在10KV母线最大运行方式下，其二次侧三相短路最严峻时短路电流值可达27KA以上，要求其配电回路及电气元件均应按不小于30KA进行动稳固和热稳固校验，以便选取其技术参数，才能保证短路情形下安全断开故障电流。
两相短路电流值为24KA以内，小于三相短路电流值，因此以三相校验为准，即可。
单相短路电流值在16KA左右。
考虑其他情形，应以其值进行中性线的动、热稳固性校验。
即中性线应通过20KA校验值，才能保证安全运行和事故状态下其值动、热稳固性过关。
关键词：D，yn11结线组别变压器短路电流运算应用供电系统由于绝缘损坏，操作失误和自然灾难等因素诱发的短路电流，一样比正常电流大几十倍、几百倍，在大的电力系统中甚至可达几万安培或几十万安培。
它对电力系统将造成极大危害，严峻时可造成电网瘫痪。
因此，预防短路故障，减少故障范畴和减轻故障缺失就成供电工作不可或缺的课题。
众所周知：短路电流运算的意义就在于以确切的数据为依据，整定短路装置，选择限制短路电流元件〔如电抗器〕，在满足动稳固性和热稳固性的要求下选择电气元件，确保电力系统既能提供正常负载电流，又能经受短路故障的考查，并能可靠地对正常线路和事故线路实施及时、准确的分合。
为减弱电子设备生产的谐波污染，纺织高新工业园区棉纺项目广泛采纳D，yn11组别接线变压器。
现以S11型D，yn11组别1000KVA油浸节能型变压器为例，探究其低压侧短路时，一、二次侧短路电流和阻碍，具体供电系统和等效电路如以下图。
一、变压器T二次侧短路运算：1.K (3)时三相短路运算：⑴依照天津电力设计院提供的2020年前园区1#35KV站10KV母线在最大运行方式下三相短路电流为7.22KA，因此其短路容量：S Z(3) = U PJ1* I Kmax〔3〕=1.732*10.5*7.22=131.3〔MVA〕其系统阻抗X Z：X Z= = 1.22〔m〕⑵线路阻抗X L：X L=X0*L1*=0.08*0.3*0.035〔m〕⑶变压器T电抗X B：X B===7.2〔m〕⑷如图K〔3〕时系统等效电路〔b〕总阻抗：=++=1.22+0.035+7.2=8.455(m)⑸三相短路电流：==27.31〔KA〕⑹时二次侧短路容量：=*=*0.4*27.3118.92〔MVA〕2. K (2)时两相短路运算：当变压器二次侧任意两相间短路，其电流：===*=*27.3123.65〔KA〕3. K (1)时单相接地短路运算：==15.7〔KA〕式中=0.4028〔m〕是经对变压器直流电阻运算得来的，此处不赘述，实际工程运算一样不纳入。
升压变压器低压侧短路故障分析与处理
升压变压器低压侧短路故障分析与处理摘要:随着社会经济的发展，人们的用电需求也随之增加，促使变压器不断进行更新进步。
变压器在电网中发挥着调节电压和分配电能的作用，保障变压器的正常运行对保障人们的用电安全和用电效率有重要意义。
本文主要就升压变压器低压侧短路故障分析与处理进行分析探讨。
关键词：升压变压器；低压侧短路；故障分析处理升压变压器发生短路故障的诱因非常多，其发生故障时的表现、特征也多种多样，发生短路时，电路中短时流过巨大的电流，有时候甚至达到正常运行时电流的几十倍。
短时间内，剧烈增加的电流，将产生巨大的电磁力，绕组在巨大电磁力的作用下可能会发生严重破坏，进而导致一系列事故的发生。
因此认清故障发生的机理，探索解决问题的途径，对于提高升压变压器抗短路能力具有重要意义。
1升压变压器低压侧常见短路故障分析1.1绕组故障绕组作为变压器的核心组成部件，是实现变压器低电压和高电压之间传输和变换的关键。
升压变压器低压侧绕组的故障形式通常包括绕组短路、绕组断路、绕组变形、绕组松动等，故障的产生多是绕组自身结构及绝缘等设计不当造成的。
在诸多升压变压器的绕组故障中，绕组短路的故障发生几率较高，绕组短路故障不仅使变压器不能正常工作，还会威胁变压器内部其它元器件的安全运行。
升压变压器低压侧绕组短路故障时会伴随有异常现象出现，如变压器工作时存在局部过热或者局部放电等现象，为了避免升压变压器绕组发生烧断故障，必须及时发现，及早处理。
对于升压变压器工作过程中的绕组变形、松动、绝缘失效等故障，一般从变压器表面无法识别，但是会降低变压器抵抗短路电流的能力，继续使用会产生绕组松散，使内部的电场强度分布不均匀，使变压器内部导线局部高温，烧毁绝缘橡胶出现绕组短路。
1.2铁芯故障升压变压器铁芯故障形式包括铁芯多点接地、铁芯片间短路、铁芯接地不良等。
上述诸多的故障中铁芯多点接地故障较为常见，故障发生时铁芯会伴随产生较多的热量，铁芯局部产生高温，将会加速变压器绝缘物质的老化，进而加剧铁芯产生更多的热量，严重的会使变压器铁芯出现接地并烧断引线的故障。
继电保护复习题选择题2
370. 调整电力变压器分接头，会在其差动回路中引起不平衡电流的增大，解决方法为(B)。
(A)增大短路线圈的匝数；(B)提高差动保护的整定值(C)减少短路线圈的匝数；(D)不需要对差动保护进行调整。
371. 两只装于同一相，且变比相同、容量相等的套管型电流互感器，在二次绕组串联使用时(C)。
(A)容量和变比都增加一倍；(B)变比增加一倍，容量不变；(C)变比不变，容量增加一倍；(D)变比、容量都不变372. 中间继电器的电流保持线圈在实际回路中可能出现的最大压降应小于回路额定电压的(A)。
(A)5％；(B)10％；(C)15％；(D)20％。
373. 电流互感器二次回路接地点的正确设置方式是(C)。
(A)每只电流互感器二次回路必须有一个单独的接地点；(B)所有电流互感器二次回路接地点均设置在电流互感器端子箱内；(C)电流互感器的二次侧只允许有一个接地点，对于多组电流互感器相互有联系的二次回路接地点应设在保护屏上；(D)电流互感器二次回路应分别在端子箱和保护屏接地。
374. 电动机电流保护的电流互感器采用差接法接线，则电流的接线系数为(B)。
(A)1；(B)√3；(C)2；(D)0.5。
375. 选用的消弧回路所用的反向二极管，其反向击穿电压不宜低于(A)。
(A)1000V；(B)600V；(C)2000V；(D)400V。
376. 在Y，dll接线的变压器低压侧发生两相短时,星形侧的某一相的电流等于其他两相短路电流的(B)。
(A)√3倍；(B)2倍；(C)1/2；(D)1/3。
377. 高频闭锁零序保护，保护停信需带一短延，这是为了(C)。
(A)防止外部故障时因暂态过程而误动；(B)防止外部故障时因功率倒向而误动；(C)与远方起动相配合，等待对端闭锁信号的到来，防止区外故障时误动；(D)防止区内故障时拒动。
378. 输电线路潮流为送有功、受无功，以UA为基础，此时负荷电流IA应在(B)。
(A)第一象限；(B)第二象限；(C)第三象限；(D)四象限。
不对称短路计算题
计算题部分：1、电力系统如图所示，变压器T 2低压侧开路。
在输电线中间发生单相短路时，计算：（1）故障点的次暂态短路电流；（2）变压器T1，变压器T2中性线中的次暂态短路电流。
解：1）画出正序、负序、零序网，求正序、负序、零序等值电抗：125.0)18.0087.0//()18.0056.0(19.006.0056.0074.0176.006.0056.006.0021=++==++==++=∑∑∑x x x2）画出复合序网，求故障点正序、负序、零序电流：)(51.02303100)125.019.0176.0(1I I I 021kA j j a a a =⨯⨯++===3）故障点的次暂态短路电流：)(53.151.03I 3I 1kA a fa =⨯== 4）在零序网中求流过变压器T1，变压器T2的零序电流：)(24.027.051.0)(27.018.0056.0125.051.02010kA I kA I T T =-==+⨯=5）求流过变压器T1，变压器T2中性线中的次暂态短路电流)(72.024.033)(81.027.033202101kA I I kA I I T N T T N T =⨯===⨯==2、电力系统如图所示，变压器T 2低压侧开路。
在输电线中间发生两相接地短路时，计算：（1）故障点的次暂态短路电流；（2）变压器T1，变压器T2中性线中的次暂态短路电流。
解：1）画出正序、负序、零序网，求正序、负序、零序等值电抗：08.0)09.0087.0//()09.006.0(16.003.0056.0074.015.003.006.006.0021=++==++==++=∑∑∑x x x ；2）画出复合序网，求故障点正序、零序电流：)(36.024.016.025.1)(I I )(25.12303100)08.0//16.015.0(1I 022101kA x x x kA j j a a a =⨯=+==⨯⨯+=∑∑∑ 3）故障点的次暂态短路电流：)(687.4)08.0(0.160.080.16-125.13I )(x x -13I I 2120202kA x x a fc fb =+⨯⨯⨯=+==∑∑∑∑4）在零序网中求流过变压器T1，变压器T2的零序电流：)(168.0192.036.0);(192.009.006.008.036.02010kA I kA I T T =-==+⨯= 5）求流过变压器T1，变压器T2中性线中的次暂态短路电流)(504.0168.033);(576.0192.033202101kA I I kA I I T N T T N T =⨯===⨯==3、在如图所示的电力系统中，各元件参数如下：如图所示电路，在f 点发生A 相单相接地短路时，流过短路点的电流为3KA 。
查表法求取煤矿井下低压电网两相短路电流
查表法求取煤矿井下低压电网两相短路电流●计算短路电流的目的➢计算两相短路电流)2(m in I :校验短路保护的灵敏系数。
➢计算最大三相短路电流)3(max I :校验断路器的切断能力。
➢同一短路点：）（）（31I 866.03123)2(1I k k I k ==， )2(1)3(115.1k k I I =●换算长度➢换算原则：电缆换算前后阻抗不变。
➢煤矿井下低压各种截面积的动力电缆，其长度为L 、截面为A ，均换算成截面积为502mm 的电缆，查表求取两相短路电流)2(m inI 。
换算长度为 L L eq eq k = （1）eq L --电缆的换算长度，即把实际长度换算成标准截面为502mm 的长度m;L--电缆的实际长度，m;eq k -换算系数。
见表1、表2.换算原则:换算前后阻抗相等。
即()()()()2502502020eq eq L x L rL x L r +=+()()eq L x r L x r 25025022020+=+ 250250220xr x r LL k eq eq ++==表1 煤矿井下1140V 、660V 、380V 低压电缆换算系数（eq k ）*摘自《矿山电工学》（修订本）赖昌干，煤炭工业出版社，2012年3月第1版，P58，表2-8●查表法计算煤矿井下两相短路电流)2(m in I 的步骤➢在供电系统图中选定短路计算点；➢利用公式（1）计算短路点至变压器二次侧各段电缆的换算长度eq L ➢计算总换算长度∑eqL。
即∑=⋅⋅⋅⋅++=∑ni i eq g eq g eq s eq eqk 1L L L L （2）∑eqL-短路点至电源的全部电缆总换算长度,m;s eq ⋅L -电源系统电抗的换算长度,m （查表3）;g eq k ⋅-高压电缆（6k Ｖ，10kV ）换算系数（查表4，表5）；{高压电缆折算至低压侧的原则：阻抗相等 折算前的阻抗为：101L r R =,101L x X =0r ，0x 为高压电缆每千米长的电阻、电抗值，kmΩ。
继电保护复习题
二、填空题：1、三段式电流保护中的主保护是段，后备保护是段。
2、在大接地电流系统中发生接地短路时，故障线路零序功率的实际方向是由流向。
3、中性点直接接地系统中发生单相接地短路时，的零序电压最高，的零序电压最低。
4、距离保护第I段的保护范围为，第II段的保护范围为。
5、具同步检定和无压检定的三相一次重合闸，当线路故障两侧断路器跳开后，先重合的一侧为_________侧，后重合的一侧为_________侧。
6、自动重合闸与继电保护配合，一般采用和两种方式。
7、对阻抗继电器，当有助增电流时，将使测量阻抗______；当有外汲电流时，将使测量阻抗_______。
8、对于变压器油箱内的各种故障以及油面降低，应装设_____________保护；对变压器绕组、套管及引出线上的故障，应装设_________________________保护。
三、判断题：1、电流速断保护在系统运行方式变小时，保护范围将变大。
（）2、系统正常运行时，零序功率方向继电器不会动作，而90°接线功率方向继电器可能动作。
（）3、变压器的励磁涌流中含有很高成分的非周期分量。
（）4、双侧电源系统中，由于过渡电阻的存在总是使测量阻抗变大，保护范围减小。
（）5、带零序电流补偿的0°接线的阻抗继电器能够正确反应三相短路。
（）6、因区内故障而造成通道破坏将使闭锁式方向纵联保护拒动。
（）7、按躲同一负荷阻抗整定的阻抗继电器，采用全阻抗继电器比采用方向阻抗继电器时灵敏。
（）8、纵联保护能够有选择性、快速切除线路任意点的故障。
（）9、元件固定连接的双母线电流差动保护在固定连接方式破坏后，仍可保证区外故障不误动。
（）。
两相短路电流换算表
543
560
566
569
571
572
574
1350
401
482
525
540
545
549
550
552
553
1400
391
467
507
522
526
530
531
532
534
1450
382
454
491
504
509
512
513
514
516
1500
373
441
476
488
492
495
496
497
499
1550
1.解析法计算低压电网短路电流
计算两相短路电流的计算公式为：
I ＝
＝R1/Kb2+Rb+R2
=Xx+X1/ Kb2+Xb+X2
式中：
I —两相短路电流，A；
、 —短路回路内一相电阻、电抗值的总和，Ω；
Xx—根据三相短路容量计算的系统电抗值，Ω；
R1、X1—高压电缆的电阻、电抗值，Ω；
Kb—矿用变压器的变压比，若一次电压为6000V，二次电压为400、690、1200V时，变比依次为15、8.7、5；当一次电压为10000V，二次电压为400、690、1200V时，变比依次为25、14.5、8.3；
1000
1098
1187
1198
1215
1233
1213
1256
1050
1056
1137
1144
1162
1178
1160
1199
(整理)8.1.2三相和两相短路电流的计算.
8.1.2.2 三相和两相短路电流的计算在220/380网络中，一般以三相短路电流为最大。
一台变压器供电的低压网络三相短路电流计算电路见图8−1−1。
图8−1−1 低压网络三相短路电流计算电路（a ）系统图；（b ）等效电路；（c ）用短路阻抗表示的等效电路图 低压网络三相起始短路电流周期分量有效值按下式计算22222303/05.13/kkkkn k n X R XR U Z cU I +=+=='' kA （8-1-19）L m T s k R R R R R +++= L m T s k X X X X X +++=式中 n U ——网路标称电压（线电压），V ，220/380V 网络为380V ；c ——电压系数，计算三相短路电流时取1.05；k Z 、k R 、k X ——短路电路总阻抗、总电阻、总电抗，mΩ；s R 、s X ——变压器高压侧系统的电阻、电抗（归算到400V 侧），mΩ；T R 、T X ——变压器的电阻、电抗，mΩ；m R 、m X ——变压器低压侧母线段的电阻、电抗，mΩ；L R 、L X ——配电线路的电阻、电抗，mΩ；I ''、k I ——三相短路电流的初始值、稳态值。
只要2222/s s T T X R X R ++≥2，变压器低压侧短路时的短路电流周期分量不衰减，即I I k ''=。
短路全电流k i 包括有周期分量z i 和非周期分量f i 。
短路电流非周期分量的起始值I i f ''=20，短路冲击电流ch i ，即为短路全电流最大瞬时值，它出现在短路发生后的半周期（0.01s ）内的瞬间，其值可按下式计算I K i ch ch ''=2 kA（8−1−20）短路全电流最大有效值ch I 按下式计算2)1(21-+''=ch ch K I I kA（8−1−21）式中 ch K ——短路电流冲击系数，fch T eK 01.01+=； f T ——短路电流非周期分量衰减时间常数，s ，当电网频率为50Hz 时，∑∑=R X T f 314； ∑X ——短路电路总电抗（假定短路电路没有电阻的条件下求得），Ω；∑R ——短路电路总电阻（假定短路电路没有电抗的条件下求得），Ω。
变压器高、低压侧后备保护的配合问题分析
第42卷第1期电力系统保护与控制V ol.42 No.1 2014年1月1日Power System Protection and Control Jan.1, 2014 变压器高、低压侧后备保护的配合问题分析吴水兰1，宋小会2，刘 洋1，郭志忠2，蔡常群3（1.许继电气股份有限公司，河南 许昌 461000； 2.哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院，黑龙江 哈尔滨 150001；3.许继集团有限公司，河南 许昌 461000）摘要：就一例典型的变压器低压侧两相短路故障引起变压器高压侧后备保护先于低压侧后备保护动作的事故案例，分析了变压器低压侧两相短路故障时变压器高、低压侧电流的特性，并结合变压器低压侧其他故障情况，得出变压器高压侧后备保护和低压侧后备保护灵敏度的差异性。
发现电力行业标准DL/T584-2007《3～110 kV电网继电保护装置运行整定规程》的规定不合适。
特此对变压器后备保护整定提出一点建议：高压侧后备保护与低压侧后备保护的定值灵敏度要配合，且配合系数应不小于1.15。
该建议有效提高了变压器高、低压侧后备保护的可靠性。
关键词：变压器；后备保护；两相短路故障；保护灵敏度；保护整定Analysis of the cooperation between transformer’s backup protection of high voltage sideand low voltage sideWU Shui-lan1, SONG Xiao-hui2, LIU Yang1, GUO Zhi-zhong2, CAI Chang-qun3(1. XJ Electric Co., Ltd, Xuchang 461000, China; 2. Institute of Electrical Engineering and Automation, Harbin Institute ofTechnology, Harbin 150001, China; 3. XJ Group Corporation, Xuchang 461000, China)Abstract: Based on a typical case that the backup protection of high voltage side tripped earlier than the backup protection of low voltage side when two-phase short circuit fault took place at the transformer low voltage side, this paper analyzes the characteristics of the currents of high voltage side and low voltage side when two-phase short circuit fault takes place at the transformer low voltage side. Considering the situations of other kinds of faults at the transformer low voltage side, this paper finds out the difference of sensibility of backup protections between the high voltage side and low voltage side. The paper finds that the provision DL/T584-2007 3~110 kV operation setting regulations of relay protection equipments of power network in the standards of the power industry is inappropriate. Hereby, this paper gives an advice on the setting of transformer’s backup protection: the setting sensibility of backup protections of high voltage side must assort with that of the low voltage side, and the fit coefficient must be not less than 1.15.This proposal effectively promotes the reliability of transformer’s backup protection of high voltage side and low voltage side. Key words: transformer; backup protection; two-phase short circuit fault; sensibility of protection; protection setting中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-3415(2014)01-0149-050 引言某变电站31.5 MV A变压器，在低压侧线路发生A、C相间短路故障后，线路保护动作，开关拒跳，但变压器低压侧后备保护未动作；随后变压器高压侧后备保护动作跳中压侧开关，此时故障仍未切除；最后高压侧后备保护跳开变压器各侧开关，故障被切除。
电力变压器保护复习题
第六章、电力变压器保护一. 单一选择题1.Y/△-11组别变压器配备微机型差动保护，两侧TA回路均采用星型接线，Y、△侧二次电流分别为IABC 、Iabc，软件中A相差动元件可采用（）方式经接线系数、变比折算后计算差流。
（A）IA -IB与Ia；（B） Ia-Ib与IA；（C）IA-IC与Ia；（D）IB-IC与IB。
答案：C2.运行中的变压器保护，当现场进行什么工作时，重瓦斯保护应由“跳闸”位置改为“信号”位置运行（）。
（A）进行注油和滤油时；（B）变压器中性点不接地运行时；（C）变压器轻瓦斯保护动（D）差动保护改定值后。
答案： A3.主变压器复合电压闭锁过流保护当失去交流电压时（）。
（A）整套保护就不起作用；（B）仅失去低压闭锁功能；（C）失去复合电压闭锁功能；（D）保护不受影响。
答案：C4.变压器差动保护在外部短路故障切除后随即误动，原因可能是（）。
（A）整定错误；（B）TA二次接线错误两侧；（C）TA二次回路时间常数相差太大；（D）电压闭锁回路失灵。
答案：C5.关于TA饱和对变压器差动保护的影响，以下哪种说法正确。
（）（A）由于差动保护具有良好的制动特性；（B）区外故障时没有影响由于差动保护具有良好的制动特性，区内故障时没有影响；（C）可能造成差动保护在区内故障时拒动或延缓动作，在区外故障时误动作；（D）由于差动保护有良好制动特性，对区内、区外故障均无影响。
答案：C6.变压器差动保护二次电流相位补偿的目的是（）。
（A）保证外部短路时差动保护各侧电流相位一致，不必考虑三次谐波及零序电流不平衡；（B）保证外部短路时差动保护各侧电流相位一致，滤去可能产生不平衡的三次谐波及零序电流；（C）调整差动保护各侧电流的幅值。
答案：B7.变压器中性点间隙接地保护是由（）。
（A）零序电压继电器构成，带0.5S时限；（B）零序电压继电器构成，不带时限；（C）零序电压继电器与零序电流继电器或门关系构成不带时限；（D）零序电压继电器与零序电流继电器或门关系构成，带0.5S时限。
变压器的短路电流计算方法
变380V低压侧短路电流计算：＝6％时Ik＝25*Se＝4％时Ik＝37*Se上式中Uk：变压器的阻抗电压，记得好像是Ucc。
Ik：总出线处短路电流ASe：变压器容量KVA3。
峰值短路电流＝Ik*2.554.两相短路电流＝Ik*0.8665.多台变压器并列运行Ik＝（S1+S2+。
Sn）*1.44/Uk变压器短路容量-短路电流计算公式-短路冲击电流的计算一.概述供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作。
为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件。
二.计算条件1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多。
具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限。
只要计算35KV及以下网络元件的阻抗。
2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻。
3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件。
因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流。
能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。
三.简化计算法即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要。
一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法。
在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念。
1.主要参数Sd三相短路容量(MVA)简称短路容量校核开关分断容量Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流和热稳定IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定x电抗(W)其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键.2.标么值计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算).(1)基准基准容量Sjz =100 MVA基准电压UJZ规定为8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ (KV)3710.56.30.4因为S=1.73*U*I 所以IJZ (KA)1.565.59.16144(2)标么值计算容量标么值S* =S/SJZ.例如:当10KV母线上短路容量为200 MVA时,其标么值容量S* = 200/100=2.电压标么值U*= U/UJZ ; 电流标么值I* =I/IJZ3无限大容量系统三相短路电流计算公式短路电流标么值: I*d = 1/x* (总电抗标么值的倒数).短路电流有效值: Id= IJZ* I*d=IJZ/ x*(KA)冲击电流有效值: IC = Id *√1 2 (KC-1)2 (KA)其中KC冲击系数,取1.8所以IC =1.52Id冲击电流峰值: ic =1.41* Id*KC=2.55 Id (KA)当1000KVA及以下变压器二次侧短路时,冲击系数KC ,取1.3这时:冲击电流有效值IC =1.09*Id(KA)冲击电流峰值: ic =1.84 Id(KA)掌握了以上知识,就能进行短路电流计算了。
变压器短路电流计算
变压器短路电流计算1）问题分析的理论基础:当变压器在额定电压下发⽣短路时，其短路电流会⼤⼤超过其稳定值。
稳定的短路电流按下式计算:I K =^°^⼁ NZ K %式中：Z K % 短路阻抗百分值；I N ---- 变压器额定电流。
变压器在短路时是不饱和的，甚⾄在⼀次侧所加的电压为额定电压时也不饱和。
这种情况可由变压器的 T 型等值电路图来说明。
变压器是否饱和，则可接等值电路图励磁回路的电压值来估算。
在额定负载下，励磁回路的电压与⼀次电压差别不⼤，这是因为⼀次回路的阻抗压降很⼩。
在短路时，励磁回路的电压约等于⼀次电压的⼀半，所以变压器不饱和。
根据这个关系可以忽略励磁回路，⽽采⽤下图所⽰的简化电路图。
图：计算变压器突发短路电流的连接图和等值电路图当电压为正弦波时，得出因为变压器不饱和，可以认为短路电感是个常量。
上⾯的⽅程式包括右边部分时的特解给出稳态短路电流。
■ k ---⼀次电压和短路电流之间的相位⾓:上⾯的⽅程式不包括右边部分时的能解给出的短路电流的⾃由分量: 短路电流的完全表达式为i u =iny i ua Wmy Sin （ ' t ：） Ae%"”L u 且+⼼dtUlmSin C ' t+ a ）U m.Jk 2 '（丄）2sin （ tt ： - \）⼕ I my Sin （?tt -沐）i n.a = Ae%t/L u则 l A =0, I B =I C , I o =1/3 ( I A +I B +I C ) =0,故计算电流时不涉及到零序阻抗。
所以两相短路电流为：当t=0时，短路电流i u =0,因为可以认为变压器在短路的瞬间是⽆负载的。
所以A=- I mv sin(a - ? J因⽽，i u =I mv Sin(，t ： -- I mv Sin (a - l)e 」u t这样⼀来，过渡的短路电流包括两部分：稳态分量和⾮周期分量，后者是按时间常数 T=L u /r u 衰减的。
变压器两相短路电压
变压器两相短路电压变压器是一种常见的电力设备，用于改变交流电的电压。
在变压器运行过程中，有时会发生短路故障，导致变压器两相短路电压的产生。
本文将介绍变压器两相短路电压的原因、影响以及相应的解决方法。
变压器两相短路电压是指变压器在运行过程中，发生两相之间短路时产生的电压。
短路是指变压器绕组内部的两个相之间形成电路路径，使电流绕过原本的电路路径，形成短路电流。
短路电流会导致变压器绕组产生过大的电流，进而引发绕组过热、绝缘击穿等故障，严重时甚至会引发火灾。
变压器两相短路电压的产生原因主要有以下几点：1. 外部故障：当变压器所在的电力系统发生故障时，可能会引发变压器的短路。
例如，电力系统的电缆或开关设备损坏，导致电流异常，进而引发变压器短路。
2. 内部故障：变压器内部的电气元件（如绕组、绝缘材料等）出现故障或老化，形成短路路径。
这种情况下，变压器运行一段时间后，可能会出现两相短路电压。
3. 设计缺陷：变压器的设计和制造过程中存在缺陷，例如绕组之间的绝缘距离不足、绕组接线不牢固等，都可能导致两相短路电压的产生。
变压器两相短路电压的存在会对变压器运行产生一系列的影响：1. 电压损失：短路电流会导致变压器的电压损失增加，从而影响变压器的输出电压稳定性，降低供电质量。
2. 功率损失：短路电流会产生较大的电阻损耗和铜损耗，使得变压器的效率下降，能耗增加。
3. 温升过高：短路电流会使得变压器绕组发热增加，导致温度升高，进而影响变压器的绝缘性能，甚至引发绝缘击穿。
为了解决变压器两相短路电压问题，需要采取以下措施：1. 定期检测：对变压器进行定期的绝缘电阻测试、接地电阻测试等，及时发现绝缘老化、接地故障等问题，预防短路故障的发生。
2. 安装保护装置：在变压器的输入和输出侧设置过流保护装置、差动保护装置等，一旦发生短路故障，及时切断电源，保护变压器和电力系统的安全运行。
3. 加强维护管理：定期对变压器进行维护保养，清洁绝缘表面、检查接线是否松动，确保变压器的正常运行。
Y△-11接线变压器常见故障两侧电流电压特征分析
现代发电厂大型变压器多采用Y/△-11接线方式,我厂主变和励磁变也均采用该种接线方式。
当正常运行中一次系统发生故障时,如果对故障情况下,变压器两侧的电流电压特征有所了解掌握,继保人员就可以迅速准确地判断出故障类型和故障点大致位置,对故障排除和系统恢复有很大的帮助。
本文对Y/△-11变压器集中常见的故障时,用两种方法两侧的电流电压特征进行分析总结。
为方便分析,对于Y/△-11接线变压器常见故障分析的几点前提及假设:(1)由于负荷电流相对于故障电流很小,可以忽略不计,因此分析时不考虑负荷电流;(2)本文仅对变压器故障时两侧的电流特征进行定性分析,假设变压器的变比为1,两侧的CT、PT 变比相同;(3)对于变压器两侧的零序分量传变,由Y/△-11变压器零序等值电路,两侧的零序分量电流、电压相互独立,不能从一侧传变到另一侧;(4)对于变压器两侧的正序分量传变,设Y 侧用下标A、B、C 表示,△侧用下标a、b、c 表示,两侧正序电流量关系为:İA1=I ̇a1e -j30°、I ̇a1=I ̇A1ej30°;两侧的正序电压关系,应计及变压器阻抗上压降的影响,两侧的正序电压关系有:U̇A1=(U ̇a1+jI ̇a1X T1)e -j30°、U ̇A1=(U ̇A1+jI ̇A1X T1)e j30°。
为了方便定性分析,假设变压器的变比为1且不考虑变压器正序阻抗的影响,即有:U̇A1=U a1e -j30°、U ̇a1=U ̇A1e j30°。
(5)同样,对于变压器两侧的负序分量传变,两侧负序电流量关系为:İA2=I ̇a2e j30°、I ̇a2=I ̇A2e -j30°两侧的负序电压关系,应计及变压器阻抗上压降的影响,两侧的负序电压关系有:U̇A2=(U ̇a2+jI ̇a2X T1)e j30°、U ̇a2=(U ̇A2+jI ̇A2X T1)e -j30°同样也不考虑变压器正序阻抗的影响则有:U̇A2=U ̇a2e j30°、U ̇a2=U ̇A2e -j30°1变压器△侧两相短路故障,以AB 相短路为例分析故障时忽略负荷电流则有AB 相短路时的边界条件为:I c =0,I c0=0由此可得:I c =0,I c1+I c2=0U a =U b 由此可得:U c1=U c2设△侧短路电流为I a =-I b =I k ,因为没有零序电流,故I a1=I a2=I k /3√,因此可得到△侧电流向量图为:由İA1=I a1e -j30°、I ̇a1=I ̇A1e j30°、I ̇A2=I ̇a2e j30°、I ̇a2=I ̇a2e -j30°可得Y 侧的电流向量图如下:两侧的电压特征分析:△侧U a =U b 由此可得:U c1=U c2,则有:△侧电压为:Y 侧电压为:综上:△侧两相短路故障时,变压器两侧的电压电流特征为:Y 侧各相电流的分布与故障相别有关,其规律为:与△侧故障相对应的两相中滞后相的电流最大(如△侧ab 两相短路,Y 侧B 相电流最大),数值上为故障相电流的2/3√倍,其他两相电流相等、方向相同,在数值上为故障相电流的1/3√倍,方向与电流最大一相相反;不计变压器内部电抗压降,Y 侧与△侧两故障相对应的两相中的滞后相电压最低,为0,其他两相电压大小相等,方向相反。