变压器保护课程课件
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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。
《变压器的保护》PPT课件
元件发生的故障或不正常运行状态，并动作于断
路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
继电保护装置的基本任务
(1) 自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中 切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证其它无故 障部分迅速恢复正常运行。
• 即内部故障时发出跳闸命令。 (2) 反应电气元件的不正常运行状态，根据运行维护的 具体条件（例如有无经常值班人员）和设备的承受能 力， 发出警报信号、减负荷或延时跳闸。 即不正常工作时发出告警信号。
反应由于对称性过负荷引起的过电流 6、过励磁保护：
用于大容量的变压器，反应变压器过励磁，且动作于信 号或跳开变压器。（频率下降引起的）
四、变压器的主保护
主保护:反映元件严重故障，快速动作于跳闸的保护 后备保护：主保护不动作时备用的保护，由相邻设备的保 护来完成。
1、瓦斯保护：
（1）原理：当油箱内发生故障时，由于故障点电弧的作 用，变压器油及其它绝缘材料分解，产生气体，利用这种 气体实现的保护称为瓦斯保护。
。。
1IL1H
I3
形成环流比较接线
CJ
a：LH变比的选择：
分别按变压器两侧额定电流选择：
2IL2H
。。
I4
Ij
n1lh= Ie。A/5
n2lh= Ie。B/5
即使变压器正常运行时：IJ= I3-I4=0
b：工作原理：
正常运行或外部故障时：IJ= I3-I4≐Ibp（有Ibp存在） 内部故障时：IJ= I3-I4≠0 CJ起动，保护动作，跳闸。
过负荷；外部短路引起的过电流；中性点过电压；油 面降低；过励磁等。
三、保护方式
1、瓦斯保护：用来反应油箱内部各种短路及油面降低 分类：轻瓦斯保护作用于信号；重瓦斯保护作用于跳开变
路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
继电保护装置的基本任务
(1) 自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中 切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证其它无故 障部分迅速恢复正常运行。
• 即内部故障时发出跳闸命令。 (2) 反应电气元件的不正常运行状态，根据运行维护的 具体条件（例如有无经常值班人员）和设备的承受能 力， 发出警报信号、减负荷或延时跳闸。 即不正常工作时发出告警信号。
反应由于对称性过负荷引起的过电流 6、过励磁保护：
用于大容量的变压器，反应变压器过励磁，且动作于信 号或跳开变压器。（频率下降引起的）
四、变压器的主保护
主保护:反映元件严重故障，快速动作于跳闸的保护 后备保护：主保护不动作时备用的保护，由相邻设备的保 护来完成。
1、瓦斯保护：
（1）原理：当油箱内发生故障时，由于故障点电弧的作 用，变压器油及其它绝缘材料分解，产生气体，利用这种 气体实现的保护称为瓦斯保护。
。。
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I3
形成环流比较接线
CJ
a：LH变比的选择：
分别按变压器两侧额定电流选择：
2IL2H
。。
I4
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n1lh= Ie。A/5
n2lh= Ie。B/5
即使变压器正常运行时：IJ= I3-I4=0
b：工作原理：
正常运行或外部故障时：IJ= I3-I4≐Ibp（有Ibp存在） 内部故障时：IJ= I3-I4≠0 CJ起动，保护动作，跳闸。
过负荷；外部短路引起的过电流；中性点过电压；油 面降低；过励磁等。
三、保护方式
1、瓦斯保护：用来反应油箱内部各种短路及油面降低 分类：轻瓦斯保护作用于信号；重瓦斯保护作用于跳开变
《变压器》PPT课件
温升过高。
油箱及附件故障
油箱渗漏、油位异常、 呼吸器堵塞等，可能影 响变压器的正常运行和
散热。
诊断方法和步骤介绍
外观检查
油化验分析
观察变压器外观是否有异常 现象，如油位、油温、声音
等。
01
02
对变压器油进行化验分析， 检测油中的水分、气体含量 等指标，判断变压器的内部
状况。
03
04
电气试验
通过绝缘电阻测试、直流电 阻测试、变比测试等电气试 验手段，检测变压器的电气
均合格。
经验总结
该案例的成功处理得益于准确的故障诊断和有效的处理措施。同时，也提醒我们在日常工作中要加强对变压 器的维护和监测，及时发现并处理潜在故障，确保变压器的安全稳定运行。
06
变压器发展趋势及智能化技 术应用
节能环保政策对变压器影响分析
节能环保政策推动变压器能效提升
政策要求变压器降低空载损耗和负载损耗，提高能源利用效率。
促进环保材料在变压器中的应用
政策鼓励使用环保材料，减少变压器制造过程中的环境污染。
加速老旧变压器淘汰更新
政策推动淘汰高能耗、低效率的变压器，促进市场更新换代。
新型材料在变压器中应用前景展望
非晶合金材料
非晶合金铁芯具有高导磁率、低损耗等特点，可 显著降低变压器空载损耗。
高温超导材料
高温超导材料可应用于变压器绕组，提高变压器 容量和效率。
维护策略
定期对变压器进行检查、清扫和维护， 及时处理发现的缺陷和问题；按照厂 家要求定期更换油脂和检修；建立健 全的变压器档案和运行记录。
05
变压器故障诊断与处理方法
常见故障类型及原因分析
绕组故障
由于绝缘老化、绕组受 潮、局部过热等原因导 致绕组绝缘损坏，进而 引发绕组短路或断路。
油箱及附件故障
油箱渗漏、油位异常、 呼吸器堵塞等，可能影 响变压器的正常运行和
散热。
诊断方法和步骤介绍
外观检查
油化验分析
观察变压器外观是否有异常 现象，如油位、油温、声音
等。
01
02
对变压器油进行化验分析， 检测油中的水分、气体含量 等指标，判断变压器的内部
状况。
03
04
电气试验
通过绝缘电阻测试、直流电 阻测试、变比测试等电气试 验手段，检测变压器的电气
均合格。
经验总结
该案例的成功处理得益于准确的故障诊断和有效的处理措施。同时，也提醒我们在日常工作中要加强对变压 器的维护和监测，及时发现并处理潜在故障，确保变压器的安全稳定运行。
06
变压器发展趋势及智能化技 术应用
节能环保政策对变压器影响分析
节能环保政策推动变压器能效提升
政策要求变压器降低空载损耗和负载损耗，提高能源利用效率。
促进环保材料在变压器中的应用
政策鼓励使用环保材料，减少变压器制造过程中的环境污染。
加速老旧变压器淘汰更新
政策推动淘汰高能耗、低效率的变压器，促进市场更新换代。
新型材料在变压器中应用前景展望
非晶合金材料
非晶合金铁芯具有高导磁率、低损耗等特点，可 显著降低变压器空载损耗。
高温超导材料
高温超导材料可应用于变压器绕组，提高变压器 容量和效率。
维护策略
定期对变压器进行检查、清扫和维护， 及时处理发现的缺陷和问题；按照厂 家要求定期更换油脂和检修；建立健 全的变压器档案和运行记录。
05
变压器故障诊断与处理方法
常见故障类型及原因分析
绕组故障
由于绝缘老化、绕组受 潮、局部过热等原因导 致绕组绝缘损坏，进而 引发绕组短路或断路。
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。
变压器培训PPT课件
引入先进的控制算法和通信技术 ，实现变压器的远程控制和智能 化管理。
智能变压器概念
智能变压器具有状态感知、自适 应调节、远程控制等功能，可实 现与智能电网的协同互动。
环保型变压器技术
研发低噪音、低局放、环保型变 压器，满足日益严格的环保要求 。
THANKS
感谢观看
。
绝缘处理
采用高质量的绝缘纸、绝缘油和绝 缘套管等，确保绕组间的绝缘性能 。
匝间绝缘
在绕组匝间加入绝缘材料，防止匝 间短路和局部放电。
油箱、冷却系统及其他附件
油箱
提供足够的油体积，确保变压器油循 环和散热效果。
其他附件
包括油位计、温度计、呼吸器、放油 阀等，用于监测和维护变压器的正常 运行。
冷却系统
阐述变压器空载时磁通和感应电动势的产生原理及其相互关系
。
负载运行特性及等值电路
负载电流与负载损耗
分析变压器负载时的电流大小和产生的损耗，包括绕组电阻损耗 和附加损耗。
等值电路
介绍负载运行时的等值电路模型，包括电阻、电感和电动势等参 数。
电压变化率与效率
阐述负载运行时电压变化率的计算方法以及效率评估指标。
直流电阻测量
测量变压器绕组的直流电阻，判断绕组是否存在匝间短路等故障。
预防性试验项目和要求
• 油色谱分析：对变压器油进行色谱分析，判断油 中溶解气体的含量和种类，进而判断变压器的内 部故障类型。
预防性试验项目和要求
试验周期
根据变压器的运行情况和相关标准确定试验周期 ，一般每年进行一次预防性试验。
变压器维护与检修操作指南
日常维护项目清单和周期安排
外观检查
检查变压器外观是否完好，有无破损、渗漏等现象。
智能变压器概念
智能变压器具有状态感知、自适 应调节、远程控制等功能，可实 现与智能电网的协同互动。
环保型变压器技术
研发低噪音、低局放、环保型变 压器，满足日益严格的环保要求 。
THANKS
感谢观看
。
绝缘处理
采用高质量的绝缘纸、绝缘油和绝 缘套管等，确保绕组间的绝缘性能 。
匝间绝缘
在绕组匝间加入绝缘材料，防止匝 间短路和局部放电。
油箱、冷却系统及其他附件
油箱
提供足够的油体积，确保变压器油循 环和散热效果。
其他附件
包括油位计、温度计、呼吸器、放油 阀等，用于监测和维护变压器的正常 运行。
冷却系统
阐述变压器空载时磁通和感应电动势的产生原理及其相互关系
。
负载运行特性及等值电路
负载电流与负载损耗
分析变压器负载时的电流大小和产生的损耗，包括绕组电阻损耗 和附加损耗。
等值电路
介绍负载运行时的等值电路模型，包括电阻、电感和电动势等参 数。
电压变化率与效率
阐述负载运行时电压变化率的计算方法以及效率评估指标。
直流电阻测量
测量变压器绕组的直流电阻，判断绕组是否存在匝间短路等故障。
预防性试验项目和要求
• 油色谱分析：对变压器油进行色谱分析，判断油 中溶解气体的含量和种类，进而判断变压器的内 部故障类型。
预防性试验项目和要求
试验周期
根据变压器的运行情况和相关标准确定试验周期 ，一般每年进行一次预防性试验。
变压器维护与检修操作指南
日常维护项目清单和周期安排
外观检查
检查变压器外观是否完好，有无破损、渗漏等现象。
变压器差动保护ppt课件
nT
判据： Id IH IL Iset
nTAL
Id
I set K I rel unbmax
I·L
·IL'
11
2.2.2 变压器差动保护的不平衡电流
一、稳态运行条件下的不平衡电流
正常运行或故障后已达稳态，差动电流 中只有工频分量；忽略变压器的励磁电流 (2～5%)
12
1. 三相电力变压器保护的接线 (1) Y/Y-12接线双绕组三相变压器
I&d I&H' I&L'
I·H
·IH'
nTAH
正常运行或外部故障时，应使
Id 0
Id
nT
IH IL
Id
nTAL
I·L
·IL'
IH IL nTAH nTAL
TA变比选取原则
nTAL nTAH
nT
10
2.2.1 变压器纵差动保护的基本原理
I·H
·IH'
nTAH
内部故障时：
Id Ik
Id
解决办法： 选择两侧同相位的电流量构成差动回
路。
15
1. 三相电力变压器保护的接线
(2) Y/Δ-11接线两绕组三相变压 器
Y
IA2
IC2 IA2
IA2
30 IA2 IB2
IC2 IC2
IB2 IC2
IB2 IB2
IA2
IA2 IB2
IB2
IB2 IC2
IC2
IC2 IA2
16
1. 三相电力变压器保护的接线 (2) Y/Δ-11接线两绕组三相变压器
2电力变压器保护
1
2.1 变变压压器器的保故护—障—类主型要和内不容 正常 工作状态
《变压器保护培训》课件
值
温度保护装置：用于检 测变压器温度是否过高
瓦斯保护装置：用于检 测变压器内部是否有气
体产生
变压器保护装置主要由电流互感器、电压互感器、保护装置和通信设备组成。 电流互感器和电压互感器用于采集变压器的电流和电压信号。 保护装置根据采集到的信号进行计算和分析，判断变压器是否出现故障。 通信设备用于将保护装置的输出信号传输到控制中心，以便进行远程监控和控制。
变压器容量：根据 变压器的容量选择 合适的保护装置
保护功能：根据变 压器的保护需求选 择相应的保护功能
环境因素：考虑变 压器的工作环境， 如温度、湿度等
成本因素：在满足 保护需求的前提下 ，选择性价比较高 的保护装置
主保护：差动保 护、瓦斯保护、 过流保护等
辅助保护：过电 压保护、欠电压 保护、接地故障 保护等
过载故障：由于变压器过载，可能导 致电流过大，损坏变压器
短路故障：由于变压器内部短路，可 能导致电流过大，损坏变压器
绝缘故障：由于变压器绝缘损坏，可 能导致漏电或触电事故
接地故障：由于变压器接地不良，可能 导致漏电或触电事故
机械故障：由于变压器机械部件损坏， 可能导致变压器无法正常工作
观察变压器的外观和运行状态 检查变压器的油位、油色和油温 测量变压器的电压、电流和功率
定期检查变压器的油位、温度和压力
定期进行变压器的绝缘测试和接地检 查
定期进行变压器的油样分析和维护
定期进行变压器的冷却系统和通风系 统的检查和维护
定期进行变压器的继电保护和自动控 制装置的检查和维护
定期进行变压器的防火和防爆装置的 检查和维护
变压器保护的 故障诊断和处 理
过热故障：由于变压器内部温度过高， 可能导致绝缘损坏或烧毁
温度保护装置：用于检 测变压器温度是否过高
瓦斯保护装置：用于检 测变压器内部是否有气
体产生
变压器保护装置主要由电流互感器、电压互感器、保护装置和通信设备组成。 电流互感器和电压互感器用于采集变压器的电流和电压信号。 保护装置根据采集到的信号进行计算和分析，判断变压器是否出现故障。 通信设备用于将保护装置的输出信号传输到控制中心，以便进行远程监控和控制。
变压器容量：根据 变压器的容量选择 合适的保护装置
保护功能：根据变 压器的保护需求选 择相应的保护功能
环境因素：考虑变 压器的工作环境， 如温度、湿度等
成本因素：在满足 保护需求的前提下 ，选择性价比较高 的保护装置
主保护：差动保 护、瓦斯保护、 过流保护等
辅助保护：过电 压保护、欠电压 保护、接地故障 保护等
过载故障：由于变压器过载，可能导 致电流过大，损坏变压器
短路故障：由于变压器内部短路，可 能导致电流过大，损坏变压器
绝缘故障：由于变压器绝缘损坏，可 能导致漏电或触电事故
接地故障：由于变压器接地不良，可能 导致漏电或触电事故
机械故障：由于变压器机械部件损坏， 可能导致变压器无法正常工作
观察变压器的外观和运行状态 检查变压器的油位、油色和油温 测量变压器的电压、电流和功率
定期检查变压器的油位、温度和压力
定期进行变压器的绝缘测试和接地检 查
定期进行变压器的油样分析和维护
定期进行变压器的冷却系统和通风系 统的检查和维护
定期进行变压器的继电保护和自动控 制装置的检查和维护
定期进行变压器的防火和防爆装置的 检查和维护
变压器保护的 故障诊断和处 理
过热故障：由于变压器内部温度过高， 可能导致绝缘损坏或烧毁
《变压器微机保护》课件
提高电力供应的可靠性
微机保护具有高精度和快速性的特点，可以在变压器出现故障时迅速切 断故障电流，避免故障扩大，从而提高电力供应的可靠性。
03
降低维护成本
微机保护具有自我检测和诊断功能，可以及时发现变压器的潜在故障，
为预防性维护提供依据，从而降低变压器的维护成本。
变压器微机保护的历史与发展
历史回顾
变压器微机保护技术的发展经历了多个阶段，从早期的模拟保护到数字保护， 再到现在的微机保护，其技术不断得到改进和完善。
特点
具有高精度、快速性、可靠性、灵活 性等优点，能够有效地提高变压器的 保护性能和稳定性。
变压器微机保护的重要性
01 02
保障电力系统安全稳定运行
变压器是电力系统中的重要设备，其正常运行对于电力系统的安全稳定 运行至关重要，而微机保护可以有效地预防和减少变压器故障的发生， 保障电力系统的稳定运行。
对软件运行过程中出现的异常情况进行处理，保 证软件的稳定性和可靠性。
保护算法程序
差动保护算法
实现变压器差动保护功能，防 止变压器内部故障时电流过大
。
过流保护算法
实现变压器过流保护功能，防 止变压器过载运行。
零序保护算法
实现变压器零序保护功能，防 止变压器接地故障。
其他保护算法
根据实际需要，实现其他必要 的保护功能，如过压保护、欠
数字信号处理器（DSP）
用于高速采集和处理模拟信号。
辅助元件
01
02
03
电源滤波器
滤除电源中的干扰信号， 保证装置的稳定运行。
继电器
用于实现开关量的输入和 输出。
光电隔离器
实现输入输出信号的电气 隔离，提高装置的抗干扰 能力。
微机保护具有高精度和快速性的特点，可以在变压器出现故障时迅速切 断故障电流，避免故障扩大，从而提高电力供应的可靠性。
03
降低维护成本
微机保护具有自我检测和诊断功能，可以及时发现变压器的潜在故障，
为预防性维护提供依据，从而降低变压器的维护成本。
变压器微机保护的历史与发展
历史回顾
变压器微机保护技术的发展经历了多个阶段，从早期的模拟保护到数字保护， 再到现在的微机保护，其技术不断得到改进和完善。
特点
具有高精度、快速性、可靠性、灵活 性等优点，能够有效地提高变压器的 保护性能和稳定性。
变压器微机保护的重要性
01 02
保障电力系统安全稳定运行
变压器是电力系统中的重要设备，其正常运行对于电力系统的安全稳定 运行至关重要，而微机保护可以有效地预防和减少变压器故障的发生， 保障电力系统的稳定运行。
对软件运行过程中出现的异常情况进行处理，保 证软件的稳定性和可靠性。
保护算法程序
差动保护算法
实现变压器差动保护功能，防 止变压器内部故障时电流过大
。
过流保护算法
实现变压器过流保护功能，防 止变压器过载运行。
零序保护算法
实现变压器零序保护功能，防 止变压器接地故障。
其他保护算法
根据实际需要，实现其他必要 的保护功能，如过压保护、欠
数字信号处理器（DSP）
用于高速采集和处理模拟信号。
辅助元件
01
02
03
电源滤波器
滤除电源中的干扰信号， 保证装置的稳定运行。
继电器
用于实现开关量的输入和 输出。
光电隔离器
实现输入输出信号的电气 隔离，提高装置的抗干扰 能力。
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
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
《变压器保护》PPT课件
发生接地故障时，变压器中性点将出现零序 电流，母线将出现零序电压，变压器的接地后备 保护通常都是以反应这些电气量而构成的。
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4、过负荷保护
变压器长期过负荷运行时，绕组会因发热而受 到损伤。对400kVA以上的变压器，当数台并列运 行，或单独运行并作为其他负荷的备用电源时， 应根据可能过负荷的情况，装设过负荷保护。
包括差动保护及后备保护装置单元。
A屏
（WBZ500H）
高压侧：差动保护、相间阻抗保护、接地阻抗 保护、复压过流保护、零序过流保护、零序方向Ⅰ 段保护、零序方向Ⅱ段保护、过激磁保护、中性点 零序过流保护。
中压侧：差动保护、相间阻抗保护、接地阻抗 保护、零序过流保护、零序方向Ⅰ段保护、零序方 向Ⅱ段保护、非全相保护、复压过流保护及公共绕 组过负荷。
实践表明，变压器套管和引出线上的相间短路、 接地短路、绕组的匝间短路是比较常见的故障形式 ；而变压器油箱内发生相间短路的情况比较少。
（二）变压器的不正常运行状态
变压器的不正常运行状态主要有: 1、变压器外部短路引起的过电流; 2、负荷长时间超过额定容量引起的过负荷； 3、风扇故障或漏油等原因引起冷却能力的下降等。 4、对于中性点不接地运行的星形接线变压器，外部接地短路
电流速断保护用于容量为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。
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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]。
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4、过负荷保护
变压器长期过负荷运行时，绕组会因发热而受 到损伤。对400kVA以上的变压器，当数台并列运 行，或单独运行并作为其他负荷的备用电源时， 应根据可能过负荷的情况，装设过负荷保护。
包括差动保护及后备保护装置单元。
A屏
（WBZ500H）
高压侧：差动保护、相间阻抗保护、接地阻抗 保护、复压过流保护、零序过流保护、零序方向Ⅰ 段保护、零序方向Ⅱ段保护、过激磁保护、中性点 零序过流保护。
中压侧：差动保护、相间阻抗保护、接地阻抗 保护、零序过流保护、零序方向Ⅰ段保护、零序方 向Ⅱ段保护、非全相保护、复压过流保护及公共绕 组过负荷。
实践表明，变压器套管和引出线上的相间短路、 接地短路、绕组的匝间短路是比较常见的故障形式 ；而变压器油箱内发生相间短路的情况比较少。
（二）变压器的不正常运行状态
变压器的不正常运行状态主要有: 1、变压器外部短路引起的过电流; 2、负荷长时间超过额定容量引起的过负荷； 3、风扇故障或漏油等原因引起冷却能力的下降等。 4、对于中性点不接地运行的星形接线变压器，外部接地短路
电流速断保护用于容量为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。
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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]。
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工频变化量的差动继电器与稳态量的差 动继电器相比有这样一些优点
• ① 不受负荷电流的影响。与所有工频变化量继电器一样，由于它 是反应短路附加状态中的电气量的保护，所以负荷电流对继电器的 工作没有影响，在求变化量的过程中已把负荷分量减掉了。所以对 稳态量的差动继电器来说，负荷电流是一个制动电流而对工频变化 量的差动继电器来说，负荷电流并不形成制动电流。
特点：在较高的采样率的前提下，装置保证在故障全过程
对所有保护继电器（主保护与后备保护）的并行实时计算，
这样具有很高的可靠性及安全性（装置的采样率设计为每
个周波24点，主要继电器采用全周傅氏算法）
保护主体方案
•真正实现一台装置完成所有的主保护、后备保护功
能的思想。对每台变压器采用独立的两套装置实现 双主、双后备保护的配置原则。这种主后一体的设 计思想完全符合国家电力公司最新的《防止电力生 产重大事故的二十五项重点要求》中有关继电保护 的反事故技术措施的论述。
作，装置利用二次电流中的二次和三次谐波 含量来判别TAI是2 否k饱2xb和* I，1 所用的表达式如下：
I3 k3xb * I1 当与某相差动电流有关的电流满足以上表达 式即认为此相差流为TA饱和引起，闭锁稳态比 率差动保护。此判据在变压器处于运行状态才 投入。
变压器工频变化量差动保护
•匝间短路故障是电力变压器主要的内部故障 形式之一，根据近十年来的全国统计表明，匝 间故障约占变压器内部故障的70%左右。因 此采用灵敏度高且安全性高的保护来检测出变 压器的匝间故障，对提高变压器的安全运行水 平具有重要意义。为此，我们利用变压器各侧 电流中的工频变化量与差电流的工频变化量， 实现变压器工频变化量比率差动保护。该保护 由下述两个判据构成：
工频变化量比率差动动作特性
工频变化量比率差动保护 的动作方程如下：
Id 1.25 * Idt Idth Id 0.6 * Ir Id 0.75 * Ir 0.3* Ie
Ir 2Ie Ir 2Ie
ΔId
0.75
Ir max{ I1 I2 .... Im }
•
•
•
Id I 1 I 2 .... I m
串打 口印
QDJ +E
外
低通 滤波
A/D
DSP3
光部
DSP4
C
隔
开
P
入
L
D
CPU2
管理板
串打 口印
实时高速并行运算
•高速数字信号处理器DSP •大规模逻辑门阵列FPGA和可编程逻辑门阵列CPLD • 14位并行A/D • 32位微处理器CPU •单独的CPU处理显示、键盘等人机对话 •大屏幕汉字液晶显示
•优点 可以减少由于保护设备自身原因所造成的被保
护变压器失去短路故障保护与异常保护，从而引起 一次设备不必要停电现象；同时也可避免由于保护 设备的年度检修与校验所必需的停运一次设备的现 象，减轻停电所造成的经济损失。
•优点 由于变压器的全部电量信息量已能够被装置所
知，那么在被保护变压器和系统出现故障或其它异 常状况时，装置就能记录同一时刻下变压器各侧的 电流电压量，由于有了这些模拟量，就能对事故的 原因等进行详尽的故障分析，这对于快速而准确地 找到故障原因具有重要意义。
变压器工频变化量差动保护
•（2）工频变化量差动过流继电器：
•动作方程： ΔId>1.25ΔIdt+Idth • ΔIdt为浮动门坎，随着变化量输出增大而 逐步自动提高。取1.25倍可保证门槛电压 始终略高于不平衡输出，保证在系统振荡 和频率偏移情况下，保护不动作。Idth为固 定门坎。工频变化量差流起动元件不受负
周前的瞬时值”的全周积kb分值， 是某一固定常数St， 是门槛定值S。t 的表
达式如下：
St * Id 0.1* Ie
式中是 I d 差电流的全周积分值，α是某一比例常数。当三相中的某一相不满 足以上方程，被判别为励磁涌流，只闭锁该相比率差动元件。
TA饱和的识别方法
•为防止在变压器区外故障等状态下TA的暂态 与稳态饱和所引起的稳态比率差动保护误动
变压器保护需要解决的问题
•如何减少TA二次回路在各种情况下断线及短 路对差动保护的影响 •电磁兼容问题：即消除各种外部干扰对保护 装置的影响以及保护装置对外部其它电子设备 的影响 •如何增强保护装置的事故追忆功能及事故后 的故障分析功能 •保护装置的使用、维护与调试方便等问题
装置的总体方案与关键技术
•并行实时计算 •保护主体方案 •差动保护二次电流调整与涌流闭锁判据 •变压器工频变化量差动保护 •稳态比率差动保护 •适用于变压器的TA饱和判据 •TA二次回路断线与短路判别方案 •零序比率差动保护
交 流 信 号
硬件框图
低通 滤波
A/D
DSP1
光
外 部
DSP2
C隔
开
P
入
L
D
CPU1
出口 继电器
CPU板
励磁涌流判别原理2
• 利用波形畸变识别励磁涌流
故障时，差流基本上是工频正弦波。而励磁涌流时，有大量的
谐 种
波 畸
故
变障分，时量即，存可有在识如，别下波出表形励达发磁式生涌成畸流立变。：，SS间断kSb，t *不S对
称
。
利用算法 Nhomakorabea识
别
出
这
其中S是差动电流的全周积分值，是“S 差动电流的瞬时值+差动电流半
励磁涌流判别原理1
•利用谐波识别励磁涌流 RCS-978系列变压器成套保护装置采用三
相差动电流中二次谐波、三次谐波的含量来识 别励磁涌流，判别方程如下：
I I
2 nd 3rd
K2xb * I1st K3xb * I1st
当三相中某一相被判别为励磁涌流，只闭锁该相 比率差动元件。装置的‘二次谐波制动系数’固 定取为0.15。
•优点 变压器保护的双重化配置并没有增加额外的二
次回路投资，相反是减少了保护设备的投资，使得 保护二次回路清析、独立，简化了二次电缆数量与 接线。由于采用上述保护设计思想，则变压器的主 保护功能得到增强，考虑到变压器主保护不像线路 保护那样存在通道问题，其后备保护配置就可以大 大简化。
保护主体方案
0.2Ie 0
0.6 2Ie
ΔIr
变压器工频变化量差动保护
• ΣΔI：为各支路工频变化量电流的向量和 Σ|ΔI|：为各支路工频变化量电流的标量和
理论上，工频变化量比率差动制动系数可取较 高的数值，这样有利于防止区外故障TA饱和 等因素所造成的差动保护误动，又不会受故障 前负荷的大小的影响而降低区内故障时的灵敏 度。