变压器保护第3讲
变压器差动保护
变压器差动保护一：这里讲的是差动保护的一种，即变压器比例制动式完全纵差保护（以下简称差动）；二：差动保护的定义由于在各种参考书中没有找到差动保护的具体定义，这里只根据自己所掌握的知识给差动保护下一个定义：当区内发生某些短路性故障的时候，在变压器各侧电流互感器CT的二次回路中将产生大小相同，相位不同的短路电流，当这些短路电流的向量和即差流达到一定值时，跳开变压器各侧断路器的保护，就是变压器差动保护三：下面我以两圈变变压器为例，针对以上所述变压器差动保护的定义，对差动保护进行阐述：1、图一所示：为一两圈变变压器，具体参数如下：主变高压侧电压U高=220KV,主变低压侧电压U低=110KV,变压器容量Sn=240000KV A,I1’：流过变压器高压侧的一次电流；I”：流过变压器低压侧的一次电流；I2’：流过变压器高压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流；I2”：流过变压器低压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流；nh：高压侧电流互感器CT1变比；nl：低压侧电流互感器CT2变比；nB：变压器的变比；各参数之间的关系：I1’/ I2’= nh I”/ I2”= nl I2’= I2”I1’/ I”= nh/ nl=1/ nB2、区内：CT1到CT2的范围之内；3、反映故障类型：高压侧内部相间短路故障，高压侧（中性点直接接地）单相接地故障以及匝间、层间短路故障；四：差动的特性1、比率制动：如图二所示，为差动保护比率特性的曲线图：下面我们就以上图讲一下差动保护的比率特性：o：图二的坐标原点；f：差动保护的最小制动电流；d：差动保护的最小动作电流；p：比率制动斜线上的任一点；e：p点的纵坐标；b：p点的横坐标；动作区：在of范围内，由于电流小于最小制动电流，因此在此范围内，只要电流大于最小动作电流Iopo，差动保护动作；当电流大于f点时，由于电流大于最小制动电流，此时保护开始进行比率制动运算，曲线抬高，此时只有当电流在比率制动曲线以上时保护动作；因此，图中阴影部分，即差动保护的动作区；制动区：当电流在落在曲线以下而大于最小动作电流的时候，由于受比率制动系数的制约，保护部动作，这个区域就是差动保护的制动区；比率制动系数K：实际上比率制动系数，就是图二中斜线的斜率，因此我们只要计算出此斜线的斜率，就等于算出了比率制动系数。
35kV及以下电网继电保护配置与整定计算原则
计算软件来实现。
定值单中的另一类定值是各起动元件动作门槛、控制字、软压板
等，大多数和具体装置实现原理相关。这类定值的计算一般都不复杂，
相当一部分是厂家的推荐值，但种类和数量较大，管理麻烦，大多数
情况下还是手工确定填写。
2、继电保护整定计算的基本任务
整定计算的基本任务就是要对各种继 电保护给出整定值，这其中既有整定计算 的技巧问题，又有继电保护的配置和选型 问题，作为整定计算人员，必须要懂得根 据电网和设备需要给出最佳的整定方案。
S 1
d-1 1
S 2
电源S2
2
3
3
B
开环点
d-2
4
4
C
S
3
电源S3
E
D 用户1
（四）选取流过保护的最大负荷电流的方法：
按负荷电流整定的保护，需考虑各种运行 方式变化时出现的最大负荷电流，一般应考虑 到一下运行变化： （1）备用电源自投引起的增加负荷； （2）并联运行线路的减少，负荷的转移； （3）环状网路的开环运行，负荷转移； （4）对于两侧电源的线路，当一侧电源突然切除 发电机，引起另一侧增加负荷；
不同的设备，其运行方式的选择方法不同，具体如下：
（一）发电机、变压器的运行变化限度选 择原则：
（1）一个发电厂有两台机组时，一般应考虑全停方式， 即一台机组在检修中，另一台机组又出现故障；当有三台 以上机组时，则应选择其中两台容量较大的机组全停的方 式。
（2）一个厂、站的母线上无论接有几台变压器，一般应 考虑其中最大的一台停用。因变压器运行可靠性高，检修 与故障重迭出现的机率很小。
（三）阶段式保护的整定方法：
（1）相邻上、下级保护之间的配合有三个要点：第一， 在时间上配合，即上一级保护时间应比下一级保护时间大 一个时间级差；第二，在保护范围上有配合，即对于同一 故障点而言，上一级保护的灵敏系数要低于下一级保护的 灵敏系数；第三，上下级保护的配合一般是按同方向进行。 简单来说，就是同方向的保护定值与时间都要配合。
35kV及以下电网继电保护配置与整定计算原则
（3）对于环状网络中的线路，流过保护的最大运行方式应 在开环运行方式，开环点应选在所整定保护线路的相邻 下一级线路上。而最小短路电流，应选择闭环运行方式。 同时，在合理地停用该保护后面的机组、变压器和线路。
A
电源
S 1
d-1 1
S 2
电源S2
2
3
3
B
开环点
d-2
4
4
C
S
3
电源S3
E
D 用户1
（四）选取流过保护的最大负荷电流的方法：
按负荷电流整定的保护，需考虑各种运行 方式变化时出现的最大负荷电流，一般应考虑 到一下运行变化： （1）备用电源自投引起的增加负荷； （2）并联运行线路的减少，负荷的转移； （3）环状网路的开环运行，负荷转移； （4）对于两侧电源的线路，当一侧电源突然切除 发电机，引起另一侧增加负荷；
（2）多段保护的整定应按保护段分段进行，第一段保 护通常按保护范围不伸出被保护对象的全部范围整定。其 余各段均应按上、下级保护的对应段进行配合整定，所谓 对应段实质上一级保护的二段与下一级保护的一段相对应。 同理类推其它段保护，当这样整定的结果不能满足灵敏度 的要求时，可不按对应段整定配合，即上一级保护的二段 与下一级保护的二段配合，或三段配合，同理，其余各段 保护也按此方法进行，直至各段保护均整定完毕。
核和调整保护定值，确保保护正确动作。
3、整定计算准备工作和步骤
1、确定要整定的元件，收集整定计算所需资料（包括图纸、保护装 置说明书、定值清单、设备参数等等）；
2、在原有的意义系统图上增加绘制新的设备一次接线； 3、根据设备参数绘制正序阻抗图； 4、选择最大方式、最小方式下的电网情况，并综合考虑设备运行极
第3讲-可控整流电路3(三相全桥)学习资料
V
VI
共阴极组中导通 +a 的晶闸管
共阳极组中导通 -b 的晶闸管
整流输出电压ud
ua-ub
=uab
+a
-c
ua-uc =uac
+b
-c
ub-uc =ubc
+b
+c
+c
-a
-a
-b
ub-ua =uba
uc-ua =uca
uc-ub =ucb
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➢ 小结:
1 SCR触发导通规律 共阴极组：哪个阳极电位最高时,哪个SCR管应触发导通； 共阳极组：哪个阴极电位最低时,哪个SCR管应触发导通；
峰值。 10 SCR的换流在共阴极组T+a T+b T+c之间或共阳极组T-
a T-b T-c之间进行。整体看， 每隔60度要触发一个 SCR,顺序为 T+a T-c T+b T-a T+c T-b；
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➢ 为了便于记忆，可画出三个相差 120º的矢量表示共阴极组晶闸管T的 下标+a、+b、+c
-c
ua-uc =uac
+b
-c
ub-uc =ubc
+b
+c
+c
-a
-a
-b
ub-ua =uba
uc-ua =uca
uc-ub =ucb
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２.控制角α=30
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变压器保护配置及运行规定详细讲解(变压器保护的基本要求,变压器保护配置,运行规定)
极性接错时：
外部短路 误动
(二) 变压器保护配置
CJ
(二) 变压器保护配置
不平衡电流的概念：
正常运行或外部短路时，
I/2
CJ
IJ = I/2 – I//2 = Ibp
不平衡电流过大的影响：
降低保护的灵敏度，或使
保护误动。
I//2
➢ 消除方法：
(二)
变压器保护配置
CJ
利用励磁涌流中的 非周期是分根量据助鉴磁别使波形间断 L J 根铁据心二饱角次和原谐，理波自构制动成动增的原。理它构利 采用具成有大速的差。动用它保励利护磁用的涌励动流磁作的涌波流形中有 饱差和动铁继含心电电的器有流大，较量以大二躲的次开间谐励断波磁角分，量而作短 为涌制流动的路量影电这响流一。的点波进形行是工连作续 利用的二次谐波这制一动 点进行工作的
检查的设备有变压器本体、
220kV母线
三侧的避雷器、
电压互感器、
各设备的接线端头、
出线瓷套管等。
110kV母线
10kV母线
(二) 变压器保护配置
主变差动保护范围示意图(取套管CT)
第二种情况： 检查的设备有变压器本体、 中低压侧的避雷器、 中低压侧设备的接线端头、 出线瓷套管
220kV母线 110kV母线
10kV母线
(二) 变压器保护配置
主变差动保护范围 (取旁路开关CT)
第三种情况：
检查的设备有变压器本22体0kV母、线
三侧的避雷器、 各设备的接线端头、
220kV旁母线
出线瓷套管
检查旁路母线及旁路刀闸 不检查主变3刀闸
110kV母线
10kV母线
(二) 变压器保护配置
变压器的主保护 分侧差动保护
变压器保护配置及运行规定详细讲解
变压器保护配置及运行规定详细讲解一、变压器保护配置变压器保护配置包括过电压保护、过流保护、接地保护、油温保护、气温保护、油位保护和防护性自动装置等。
1. 过电压保护：过电压是指电压短时间内远超额定值。
造成变压器过电压的原因主要有雷击、线路突然开断等。
变压器过电压保护采用过电压继电器，其作用是当电压超过额定值时，保护继电器自动进入工作状态。
2. 过流保护：过流是指电流超过额定值。
造成变压器过流的原因主要有电源电压过高、短路、缺相等。
变压器过流保护采用过流继电器，其作用是当电流超过额定值时，保护继电器自动进入工作状态。
3. 接地保护：接地是指变压器某一部分直接与大地相连。
造成变压器接地的原因主要有绝缘损坏、设备老化等。
变压器接地保护采用接地继电器，其作用是当变压器接地时，保护继电器自动进入工作状态。
4. 油温保护：变压器的油温过高会造成变压器的损伤和故障。
油温保护采用温度控制器，其作用是当油温超过额定温度时，控制器自动进行报警和保护。
5. 气温保护：变压器周围环境温度过高或过低会造成变压器的损伤和故障。
气温保护采用温度控制器，其作用是当环境温度超过额定温度时，控制器自动进行报警和保护。
6. 油位保护：变压器的油位过低会造成变压器的损伤和故障。
油位保护采用油位控制器，其作用是当油位过低时，控制器自动进行报警和保护。
7. 防护性自动装置：防护性自动装置包括绝缘监测装置、接地故障指示器、断路器操作装置、无功补偿装置等。
二、变压器运行规定1. 在运行前，应进行设备的检查和测试，并确保设备无故障和缺陷。
2. 在设备启动之前，应先确保变压器内部的油温、气温、油位均处于正常范围内。
3. 在变压器运行过程中，应定期进行检查和测试，以确保设备的安全和稳定运行。
4. 在变压器运行过程中，应注意对设备进行维护和保养，保持设备良好的状态。
5. 在设备检修、维护和保养期间，应关闭电源，避免人员和设备受到电击和损坏。
6. 在设备的运行过程中，应遵守有关规定，加强对设备的监督和管理，确保设备运行的安全和稳定。
第3讲 绕组内的波过程
32
u(t)
E0 1
x l
k 1
Ak
sin
kx
sin
k t
2
l
k t
cos
k
t
t
2
2
这个系数特点是波头越长（或陡度越小）值越小，则振荡越 发展不起来
当 k t n
2
或 t nTk 时，分子为零时，可消灭振荡
33
k t
2
n
或 t
nTk
一般基波振荡周期T1约为40~300s，实际作用在变压器 上的雷电波波头在1~2s，所以雷电冲击波的陡度对变 压器内部的基波振荡影响很小，但可以使高次谐波的振 荡受到影响，从而改变电位梯度沿绕组的分布
起始电压分布为
u
e
l
E0 e
l
[e (lx)
e (lx) ]
或
u
E0
sh (l shl
x)
11
绕组末端（中性点）开路
u Aex Be x
C0
K0
绕组末端（中性点）开路时，边界条件为
当 x=0 时，u =E0 ；当 x=l 时，i=0，
A
E0
e
e l l elB NhomakorabeaE0
e
e l l e
2
Tk
当
(2n 1) 2 Tk
(n 1，2，3， )
电压作用时加大一倍
时，振幅将要比直流
29
基波的情况（其振幅最大 ）
sin k sin
2
Tk
在 T1 / 2 时，幅值比直流电压作用时加大一倍，但振
荡是围绕着零电位进行的，而长波作用时振荡是围绕着 稳态电位进行的。对主绝缘危险并不严重
电力系统变压器保护基础知识讲解
iμ =
24
变压器的励磁涌流及鉴别方法
. 励磁涌流的波形如上图所示，波形完全偏离时间轴的 一侧，且是间断的。波形间断的宽度称为励磁涌流的 间断角θJ ，显然有θ J＝2 θ1
. 间断角是区别励磁涌流和故障电流的一个重要特征， 饱和越严重间断角越小。间断角与变压器电压幅值、 合闸角以及铁芯剩磁有关。
25
变压器的励磁涌流及鉴别方法
13
减小不平衡电流的措施
纵差保护回路中的不平衡电流，是影响纵差保护可 靠性和灵敏度的重要因素，目前使用的各种纵差保 护装置，为减小不平衡电流而采用的措施如下： • 1. 减小稳态情况下的不平衡电流 纵差保护各侧用的电流互感器，要尽量选用同型号、 同样特性的产品，当通过外部短路电流时，纵差保 护回路的二次负荷要能满足10%误差的要求。 • 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和增大互感器的变比。
. 可以通过改变纵差保护的接线方式消除这个电流，就 是将引入差动继电器的Y侧电流也采用两相电流差， 这样就消除了两侧电流不对应。
8
变压器纵差保护的接线方式
. 由于Y侧采用了两相电 流差，该侧流入差动
继电器的电流增加了
倍 3，为此，该侧电
流互感器的变比也要
相应增大 3倍。
9
变压器纵差保护的接线方式
. 为了消除电流差，变压器两侧电流互感器采用不同的 接线方式，三角侧采用Y，d12的接线方式，将各相 电流直接接入差动继电器内； Y侧采用Y，d11的接线 方式，将两相电流差接入差动继电器。
. 模拟式差动保护都是采用上图所示的接线方式；对于 数字式保护，一般将Y侧的三项电流直接接入保护装 置，由计算机软件实现电流移向功能，以简化接线。
第3讲 防雷保护
（1）避雷针 利用尖端放电原理， 利用尖端放电原理，使其保护范围内所 有电气设备或建筑物免遭直击雷的破坏， 有电气设备或建筑物免遭直击雷的破坏，主 要用于发电厂、变电站等电气设备及建（ 要用于发电厂、变电站等电气设备及建（构） 筑物的直接雷防护 。 避雷针是由接闪器（针尖）， ），接地引下 避雷针是由接闪器（针尖），接地引下 线和接地装置三部分组成。 线和接地装置三部分组成。 注意：避雷针是把雷招引过来而不是避 注意： 开！
防雷工作包括电气设备的防雷和建（ 防雷工作包括电气设备的防雷和建（构）筑物 的防雷两大内容： 的防雷两大内容： 电气设备的防雷主要包括发电厂、 电气设备的防雷主要包括发电厂、变配电所和 架空电力线路的防雷； 架空电力线路的防雷； 筑物的防雷则分工业和民间两大类， 建（构）筑物的防雷则分工业和民间两大类， 它们按危险程度和设施的重要性又可分成三种类型。 它们按危险程度和设施的重要性又可分成三种类型。 避雷针、避雷线、避雷网、避雷带及避雷器都 避雷针、避雷线、避雷网、 是经常采用的防雷装置。 是经常采用的防雷装置。一套完善的防雷装置包括 接闪器、引下线和接地装置。 接闪器、引下线和接地装置。
管型避雷器的主要缺点是： 管型避雷器的主要缺点是：伏秒特性较陡且放 电分散性较大， 电分散性较大，而一般变压器或其它电气设备绝缘 的冲击放电伏秒特性较平，二者不能很好地配合； 的冲击放电伏秒特性较平，二者不能很好地配合； 管型避雷器动作以后工作母线直接接地形成电压截 对变压器绝缘有损害；此外， 波，对变压器绝缘有损害；此外，管型避雷器放电 特性受到大气条件影响较大。因此，管型避雷器目 特性受到大气条件影响较大。因此， 前只适用于发电厂、 前只适用于发电厂、变电所的进线段保护以及输电 线路绝缘弱点的保护，如大跨距和交叉档距处。 线路绝缘弱点的保护，如大跨距和交叉档距处。 管型避雷器安装要求见教材
变压器主保护讲解
需要打开放气或油阀门时，应先将重瓦斯改接信号。
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七、主变压器保护和自动装置投切原则
（二）差动保护的投切原则 新变压器在新投入充电时，差动保护应投入跳闸
位置。在充电无异常后，应将差动保护退出，做 测试极性、相位无异常后，方可投入跳闸。 差动二次回路有工作时，应将差动保护退出运行。 如确属差动保护回路误动作，将主变压器跳闸， 可将差动保护退出，先行试送主变压器，并对差 动保护回路进行检查、处理。
LOGO
LOGO
下面举例计算电流平衡系数，变压器容量31.5/31.5/31.5， 变比110/38.5/11,接线方式Y0/Y/d
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五 微机变压器纵差保护
1、比率制动特性的差动元件的原理 （1）动作方程 （II）二段折线式差动元件
Id Iop.o Id S (Ires Ires.o ) Iop.o
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二 实现变压器纵差保护的技术难点
1、变压器两侧电流的大小及相位不同 2、稳态不平衡电流大 （1）变压器有激磁电流 （2）变压器带负荷调压 （3）两侧差动TA的变比与计算变比不同
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变压器型号SFL1—8000/35，变比38.5/6.3
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二 实现变压器纵差保护的技术难点
重瓦斯保护动作，发跳闸命令。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。
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瓦斯继电器安装示意图
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三、变压器纵差动保护
1.基本原理:电流差动原理的应用
一 变压器纵差保护的构成原理及接线 变压器纵差保护的构成原理也是基于基尔霍夫 第一定律，即
具有比率制动特性的变压器差动保护原理及整定知识讲解
1 比率制动差动保护特性随着计算机技术在继电保护领域日益广泛的应用，比率制动特性的差动保护作为双圈及三圈变压器的主保护具有动作可靠，实时数据采集、计算、比较、判断等较为方便简单等优点，得到用户的认可。
所谓比率制动特性差动保护简单说就是使差动电流定值随制动电流的增大而成某一比率的提高。
使制动电流在不平衡电流较大的外部故障时有制动作用。
而在内部故障时，制动作用最小。
图1中曲线1为差动回路的不平衡电流，它随着短路电流的增大而增大。
根据差动回路接线方法的不同，在整定时，通过调整不平衡比例系数使得计算机在实时计算时的ibp最小。
曲线2是无制动时差动保护的整定电流，它是按躲过最大不平衡电流ibpma x来整定的。
曲线3为变压器差动保护区内短路时的差电流，它随短路电流的增大而线性的增大。
曲线4为具有制动特性的差动继电器的差动保护特性。
在无制动时，曲线3与曲线2相交于b点，这时保护的不动作区为ob′，即保护区内短路时的短路电流必须大于ob′所代表的电流值时，保护才能动作。
在有制动时，曲线3与曲线4相交于a点，短路电流只要大于oa′所代表的电流值，保护即能动作。
oa′<OB′，这说明在同样的保护区内短路状态下，有制动特性的差动保护比无制动特性的差动保护灵敏度要高。
在实际的变压器差动保护装置中，其比率制动特性如下图2所示:图2中平行于横坐标的ab段称为无制动段，它是由启动电流和最小制动电流构成的，动作值不随制动电流变化而变化。
我们希望制动电流小于变压器额定电流时无制动作用，通常选取制动电流等于被保护变压器高压侧的额定电流的二次值。
即: izd=ie/nlh图2中斜线的斜率为基波制动斜率，当区外故障时短路电流中含有大量生产非周期分量，制动izdo增大，当动作电流idzo大于启动电流时，制动电流和动作电流的交点d必落在制动区内。
当区内故障时，差电流即动作电流为全部短路电流，制动电流则为流过非电源侧的短路电流，数值较小，平行于纵、横轴的二直线交点必落在动作区内，差动保护可靠动作。
主变压器相关知识培训讲解
4.1.有载分接开关
有载分接开关由选择开关、切换开关及操作机构等部分组成，供 变压器在带负荷情况下调整电压。有载调压分接开关上部是切换 开关，下部是选择开关。变换分接头时，选择开关的触头是在没 有电流通过的情况下动作；切换开关的触头是在通过电流下动作 ，经过一个过渡电阻过渡，从一个档转换至另一个档位。切换开 关和过渡电阻器装在绝缘筒内。
铁芯分铁芯柱和铁轭两部分，铁芯柱上套绕组，铁轭 将铁芯连接起来，使之形成闭合磁路。
2.绕组
它是变压器的电路部分，一般用绝缘纸包裹的铜线或 者铝线绕成。接到高压电网的绕组为高压绕组，接到 低压电网的绕组为低压绕组。
五、变压器的主要部件
3.绝缘材料及结构
变压器的绝缘材料主要是电瓷、电工层压 木板及绝缘纸板。变压器绝缘结构分为外绝 缘和内绝缘两种：外绝缘指的是油箱外部的 绝缘，主要是一次、二次绕组引出线的瓷套 管，它构成了相与相之间和相对地的绝缘； 内绝缘指的是油箱内部的绝缘，主要是绕组 绝缘和内部引线的绝缘以及分接开关的绝缘 等。
和电流表指示，并核对位置指示器与动作计数器的变化； 4. 有载开关每操作一档后，应间隔一分钟以上，才能进行下一档操作； 5. 每次操作完毕后，值班人员应到现场进行外观检查和分接位置的复查；
2024/7/31
六、有载调压装置介绍
有载调压装置运行规定
6. 每次操作完毕后，值班人员应到现场进行外观检查和分接位置的复查； 7. 有载开关通常不宜运行在极限档位，当运行在极限位置上，若再进行调压，应特别注意调压方向； 8. 两台有载调压变压器并列运行时，其调压操作应轮流逐级进行； 9. 有载调压的操作应由两人进行，一人操作，一人监护； 10.定期收集和分析有载调压瓦斯继电器内的气体，该瓦斯保护动作后的处理与本体瓦斯保护相同； 11.有载调压分接开关运行６个月至１年或切换10000次左右之后，应检查分接开关一次，以后可根据
第三章三相变压器_电机学讲解
绕组名称
首端
末端
中性点
高压绕组
A，B，C
X，Y，Z
O
低压绕组
a，b，c
x，y，z
o
三相电力变压器广泛采用星形和三角形联接
2、联接组 单相变压器的高低压绕组都绕在同一个铁心柱
上，它们被同一个主磁通所交链。在高低压绕组 中的感应的电动势的相位关系只有两种可能：
EA (EAX )和Ea (Eax )同相位 或
对于单相变压器而言，由 于磁化曲线的非线性，可 以近似认为：
电流为正弦波时，磁通含 三次谐波；
反之，磁通为正弦波时， 电流含三次谐波。
正弦波电流产生的磁通波形
三、三相变压器绕组联接法和磁路系统对空载 电动势波形的影响
Yy联接的三相变压器 在三相系统中，三相电流的三次谐波在时
间上同相位，在一次侧为Y接的三相绕组中， 三次谐波不能流通，即励磁电流不含有三次谐 波而接近正弦波。
三相变压器
3.7 三相变压器的磁路、联接组、电动势波形
三相变压器的磁路系统 三相变压器的电路系统——联接组 三相变压器绕组联接法和磁路系统对空载电动势波形的影响相变压器的磁路、联接组、电动势波形
一、三相变压器的磁路系统
三相变压器按磁路可分为组式变压器和心式变 压器两类。
A
a
b O
c
C
B
Yd11联接组
4. Dy5联接组(求绕组的联接) （1）作出Dy5联接组的相量图 （2）将高压侧绕组联接成三角形接法 （3）根据相量图，联接低压侧绕组
A
ABC
c
b O
a
C
B
X YZ xyz
abc
Yy联接组号有0、2、4、6、8、10共六个偶数 联接组号，Yd联接法共有1、3、5、7、9、11六个 奇数联接组号。
《变压器》 讲义
《变压器》讲义一、变压器的基本概念在我们日常生活和工业生产中，电的应用无处不在。
而变压器，作为电力系统中至关重要的设备，起着改变电压大小的关键作用。
简单来说，变压器就是一种利用电磁感应原理，将一种交流电压转换成另一种交流电压的电气设备。
它由铁芯和绕在铁芯上的两个或多个绕组组成。
变压器的工作原理基于法拉第电磁感应定律。
当交流电流通过一个绕组（称为初级绕组）时，会在铁芯中产生交变的磁通。
这个交变磁通会穿过另一个绕组（称为次级绕组），从而在次级绕组中感应出电动势。
如果次级绕组的匝数与初级绕组不同，那么输出的电压就会相应地改变。
二、变压器的分类变压器的种类繁多，按照不同的分类方式可以分为多种类型。
1、按用途分类电力变压器：用于电力系统中，将发电厂发出的电能升压输送到远距离的用电地区，然后再降压分配给用户。
特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、电焊变压器等，用于特殊的工业场合。
仪用变压器：包括电压互感器和电流互感器，用于测量和保护电路。
2、按相数分类单相变压器：适用于单相交流电路。
三相变压器：用于三相交流电路。
3、按绕组数量分类双绕组变压器：具有一个初级绕组和一个次级绕组。
三绕组变压器：有三个绕组，可以实现多种电压变换。
4、按冷却方式分类油浸式变压器：将铁芯和绕组浸泡在绝缘油中，以提高散热效果。
干式变压器：依靠空气自然冷却或风机冷却，无需绝缘油。
三、变压器的结构变压器的结构主要包括铁芯、绕组、绝缘材料、油箱、冷却装置等部分。
1、铁芯铁芯是变压器的磁路部分，通常由硅钢片叠成。
硅钢片具有良好的导磁性能和较低的磁滞损耗，能够有效地减少铁芯中的磁通损失。
2、绕组绕组是变压器的电路部分，一般用铜线或铝线绕制而成。
初级绕组和次级绕组按照一定的规律绕在铁芯上，以实现电磁感应。
3、绝缘材料为了保证绕组之间、绕组与铁芯之间的绝缘性能，需要使用各种绝缘材料，如绝缘纸、绝缘油等。
4、油箱油箱用于存放变压器油，同时也起到散热和保护铁芯、绕组的作用。
变压器知识讲解
第一部分变压器一、变压器运行参数和测量方法1、 配电变压器容量选择的一般要求通常，在确定配电变压器容量以前，应调查了解本单位的用电性质、负荷 情况、用电设备数量和容量(千瓦)，在那些季节使用、每天使用多少小 时、同时使用的设备总共有多少千瓦、最大一台直接启动的电动机的容量 是多少千瓦等。
具体地说，选择配电变压器的容量，应遵循以下原则：(1) 、要使变压器的容量得到充分利用。
一般情况下，所带的负荷应 为变压器额定容量的75%左右。
(2) 、要分析用电负荷的性质和用电设备的同时系数。
(3) 、为了保证电动机能顺利启动，应考虑最大一台直接启动的电动机的容量与变压器的容量相匹配，即该电动机的容量不超过变压器容量的30%。
(4) 、变压器的运行要经济、可靠、并有一定的发展余地。
(5) 、应选择低耗节能型变压器。
2、 变压器相线电流和相线电压的计算现以一台10/0.4KV ，丫/Y0_12接线，额定容量为400KVA 的变压器为例，其 相、线电流和相、线电压计算如下： Se=1.732Uele 或Se=3®M 式中Se 为变压器额定容量，KVA Ue 为线电压KV; le 为线电流A ; U ©为相电压KV ； I ©为相电流A 。
根据上式可算出：一次线电流：一次相电流L ©1=23.1安培。
一次线电压 Ue1 = 10KV 一次相电压为LeiSe 400 Ue 3 10 3 23.1 (A)由于是丫形接法线、相电流相等，即 Le=L ^,电流I ©2= Ie2 = 578（A ）;二次线电压Ue2= 400V;二次相电压3、怎样识别变压器绕组的极性和标志?变压器的极性表明高、低压绕组的绕线方向。
例如，单相变压器的高、低 压绕组（原、副绕组）与一个共同的主磁通交链.当主磁通交变时.两个 绕组内的感应电势便具有一定的极性关系，即在某一瞬间，当一个绕组的 某一端头为正（高电位）时.另一绕组的某一个端头也相应为正。
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1、瓦斯保护基本原理三．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变压器在我们电力系统中应用的量很大的设备也是很重要的设备，对变压器的不正常状况和故障状态配置了不同的保护，这部分培训内容主要介绍变压器常用的保护原理及各保护的特点。
一、变压器的故障、不正常状态及其保护方式变压器的故障根据变压器的结构分为油箱内部和外部故障〔一〕变压器的故障油箱内部的故障主要有两点（1）各相绕组间的相间短路（2）单相绕组的单相接地油箱外部的故障（1）引出线的相间短路（2）引出线通过外壳发生的单相接地短路、变压器有的中性点是接地的，在接地的这一侧外部会发生单相接地短路、绝缘套管闪络或破坏。
〔二〕变压器的不正常工作状态主要有以下几个方面，（1）大容量变压器的过励磁，大容量变压器为了充分利用变压器的铁芯材料，正常的工作点接近于饱和磁通附近，一旦电压升高或者电网频率降低，这时铁芯励磁电流就会急剧增大，容易引起过励磁，引起变压器的发热（2）外部相间短路引起的过电流（3）外部接地短路引起的过电流和中性点的过电压（4）过负荷（5）漏油等原因引起的油面降低，绕组温度升高以上讲的是变压器的故障及可能出现的不正常工作状态，根据这些状态，以下讲变压器应该装设什么样的保护〔三〕变压器应装设的保护1、主保护根据变压器的特点，因为变压器绕组放在变压器油里面，假设变压器内部故障，短路产生电弧就会产生大量的气体，根据气体的流速，就产生了一个保护-------瓦斯保护，瓦斯保护是一个非电量的保护，分为重瓦斯和轻瓦斯保护，〔1〕重瓦斯保护重瓦斯保护可以启动继电器动作断路器，能反应油箱内各种故障，所以重瓦斯作为油箱内部故障一个主保护〔2〕纵联差动保护差动保护的范围可以包括油箱内部绕组的相间短路、匝间短路，外部引线的短路，所以差动保护可以作为主保护（3）电流速断保护变压器在容量较小、电压等级比较低的变压器可采用变压器的主保护就这三种类型2、外部相间短路的后备保护根据变压器的容量、电压等级和重要程度来选择后背保护〔1〕过电流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（4）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，比方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（3）零序过电压保护接地时，出现零序电压，构成零序电压保护（4）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，假设间隙发生击穿，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。
变压器继电保护原理
变压器继电保护原理
变压器继电保护是为了防止变压器发生故障而采取的保护措施。
其原理主要包括电压保护、电流保护和温度保护三个方面。
电压保护是指当变压器的电压异常时，继电器会及时动作，切断变压器的电源，保护变压器不受电压过高或过低的损伤。
常用的电压保护方式有过压保护和欠压保护。
过压保护是通过检测变压器输入侧的额定电压是否超过设定的阈值来实现的，一旦超过阈值，继电器会动作，切断电源。
欠压保护则是检测变压器的输入侧电压是否低于设定的阈值，如果低于则继电器动作。
电流保护是为了防止变压器的电流超过额定值而引起变压器过载，造成变压器损坏。
电流保护常用的方式有过流保护和短路保护。
过流保护是通过检测变压器的输入或输出侧电流是否超过额定值来实现的。
当电流超过额定值时，继电器会动作，切断电源。
短路保护则是通过检测电流是否突然增大到异常高的数值来实现的，一旦检测到短路故障，继电器会动作。
温度保护是为了避免变压器过热引起的故障。
变压器继电保护常用的温度保护方式是通过变压器上设置的温度传感器来监测变压器的温度。
当温度超过设定的阈值时，继电器会动作，切断电源，以保护变压器不受过热的损伤。
综上所述，变压器继电保护原理包括电压保护、电流保护和温度保护三个方面，通过检测电压、电流和温度的异常情况，继电器及时动作，切断电源，以保护变压器的安全运行。
第3讲 阻抗变换电路
| X 2 |= 10 × (50 − 10) = 20Ω 10 | X 1 |= 50 × = 25Ω 50 − 10
所以
20 L2 = = ≈ 0.16μH 6 ω 2π × 20 × 10 1 1 C1 = = ≈ 318 pF 6 ω | X 1 | 2π × 20 × 10 × 25
| X2 |
纯电感或纯电容阻抗变换电路自耦变压器电路变压器阻抗变换电路电容分压式电路电感分压式电路lc选频匹配电路纯电感或纯电容阻抗变换电路1自耦变压器阻抗变换电路图a为自耦变压器阻抗变换电路图b为考虑次级负载以后的初级等效电路
第三讲 阻抗变换电路
阻抗变换电路是一种将实际负载阻抗变换为前级网络所要 求的最佳负载阻抗的电路。 变换——“负载接入形式”上的变换。 作用：提高整个电路的性能。
(a) T型网络； (b) π型网络
【例】 已知某电阻性负载为10Ω，请设计一个匹配网络， 使该负载在20MHz时转换为50Ω。如负载由10Ω电阻和0.2μH电 感串联组成，又该怎样设计匹配网络? 解： 由题意可知，匹配网络应使负载值增大，故采用右偏 倒L型网络。 由式(1.1.34)和(1.1.35)可求得所需电抗值为
步骤一：并联到串联的等效转换 RL Qe1 = = ω RL C2 1 ω C2 RL RL 1 = 2 RL = 2 = 2 2 Qe1 ω RL C2 ) ω RL C2 (
"
步骤二：串联到并联的等效转换 1 ωC = 1 Qe 2 = " ω RL"C RL 所以：RL = Qe 2
' 2 "
ＲL等效到初级回路后阻值增大，从而对回路的影响将减
小。ｎ越小, 则ＲL′越大， 对回路的影响越小。 2、ｎ的大小反映了外部接入负载（包括电阻负载与 电抗负载）对回路影响大小的程度，可将ｎ定义为接入 系数。
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K1
K2
QF
B 1
B2
B3
6.4变压器后备保护
6.4.3 变压器接地故障的后备保护 （二）多台变压器并联运行的零序电流保护 保护配置： 全绝缘变压器的保护配置
1. 接地运行变压器：零序电流保护 2. 非接地运行变压器：零序电压保护
QF
QF1
U 0
t0
1 跳QF1、QF2
H1
3I0
I0
QF2
跳QF
➢ 零序电流I段与相邻元件零序电流I段相配合作为变压器保护 的后备；
➢ 零序电流II段与相邻元件零序电流后备段相配合，作为相邻 元件接地故障的后备。
QF
QF
I 01
t1 0
3I0 QF
t2 0
I 02
t3 0
t4 0
1
H1
跳QF
1
跳QF1、QF2
H2
6.4变压器后备保护
6.4.3 变压器接地故障的后备保护 （一）单台变压器的零序电流保护
整定方法
零序Ⅱ段
II set
KrelKbrIlIxIset
K r e l 可靠系数，取1.2；
K b r 零序电流分支系数；
I II lx set
相邻元件零序电流后备段的动作电流
零序电流Ⅱ段的短时限取 t2tx.lhbt ；长延时 t2t
6.4变压器后备保护
6.4.3 变压器接地故障的后备保护 （一）单台变压器的零序电流保护
6.4变压器后备保护
6.4.1 相间短路的后备保护 （二）低电压启动过电流保护
按躲过最大负荷电流原则整定的过电流保护启动电流较 大，灵敏度低。为提高其灵敏度，可以采用低电压启动 的过电流保护。
QF1
TA QF2
I
I I
U
TV
U
U
1
H1
&
Y1
t0
跳QF1、QF2
1
H2
6.4变压器后备保护
6.4.1 相间短路的后备保护 （二）低电压启动过电流保护
QF1
TA QF2
I
1
I
H1
I
&
Y1
t0
跳QF1、QF2
TV
过U2 滤器
U 2
1
H2
U
6.4变压器后备保护
6.4.1 相间短路的后备保护 （二）复合电压启动过电流保护
负序电压整定：按躲过最大不平衡电压输出整定
U 2 set (0 .0 6~0 .1 2 )U N
6.4变压器后备保护
6.4.2 三绕组变压器相间短路后备保护的特点 从选择性原则出发，三绕组变压器的相间后备保护在作 为相邻元件的后备时，应该有选择性地只跳开近故障点 一侧的断路器，保证另外两侧继续运行，尽可能的缩小 故障影响范围；而作为变压器内部故障的后备时，应该 跳开三侧断路器，使变压器退出运行。
电压元件灵敏度校验按下式计算
Ksen
Uset Uk.min
1.25
其中：U k .m in 灵敏度校验点发生三相金属性短路时， 保护安装处感受到的最大残压。
动作时间的整定同输电线路过电流保护
6.4变压器后备保护
6.4.1 相间短路的后备保护 （二）复合电压启动过电流保护
为提高不对称故障时，过电流保护灵敏度，系统中通常 采用复合电压启动过电流保护
3. 后备保护： 4. 接地故障和相间故障后备保护 5. 过负荷保护 6. 过励磁保护 7. 其他非电量保护（反映油温、油压、和冷却系统故障的保护）
6.5变压器保护的配置原则
典型的变压器保护配置图
220kV
QF1
TV1
9
1：瓦斯保护
TA1
4
2
2：第一纵差动保护(二次谐波制动 原理)
10
3：第二纵差动保护(间断角鉴别原
7
3 5
理)
TA01'
TA01
1 12 8
110kV QF2 TA2
TV2
4、5、6：高、中、低压侧的复合 电压启动的过电流保护；
7：高压侧的零序电流电压保护 8：中压侧的零序电流保护；
9、10、11：高、中、低压侧的过
TA3 6 11
负荷保护； 12：其它非电量保护。
QF3
TV3
35kV
6.4变压器后备保护
6.4.3 变压器接地故障的后备保护 （二）多台变压器并联运行的零序电流保护 保护配置： 分级绝缘变压器的保护配置
1. 接地运行变压器：零序电流保护 2. 非接地运行变压器：间隙零序电流保护（中性点装设放电
间隙，该保护反映放电间隙中的电流动作）
6.4变压器后备保护
6.4.3 变压器接地故障的后备保护 （三）自耦变压器零序电流保护特点
II set
KrelKbrIlIxset
K r e l 可靠系数，取1.2；
K br
零序电流分支系数；
II lx set
相邻元件零序电流I段的动作电流
零序电流I段的短时限取 t1 0.5~1s；长延时 t1 t
6.4变压器后备保护
6.4.3 变压器接地故障的后备保护 （一）单台变压器的零序电流保护
I
tI
QF1
2. 主电源侧装设两段过电流保护，第一段与本侧
母线保护配合，方向指向本侧母线，跳本侧开
关；第二段不加方向元件，动作时间与另两侧
后备配合，跳三侧开关
II
K2
QF2
tII
III
QF3
tIII K1
6.4变压器后备保护
6.4.3 变压器接地故障的后备保护 （一）单台变压器的零序电流保护
中性点直接接地运行的变压器，通常采用两段式零序电流保护
中性点直接接地运行的变压器，通常采用两段式零序电流保护
➢ 零序电流I段与相邻元件零序电流I段相配合作为变压器保护 的后备；
➢ 零序电流II段与相邻元件零序电流后备段相配合，作为相邻 元件接地故障的后备。
QF
QF
I 01
t1 0
3I0 QF
t2 0
I 02
t3 0
t4 0
1
H1
跳QF
1
跳QF1、QF2
整定方法
灵敏度校验：
➢ 零序电流I段的灵敏系数按变压器母线处故障校验； ➢ II段按相邻元件末端故障校验。校验方法与线路零序电流保
护相同。 ➢ 校验方法同线路零序电流保护
6.4变压器后备保护
6.4.3 变压器接地故障的后备保护 （二）多台变压器并联运行的零序电流保护
多台变压器并联运行的中性点接线方式
备。设两个时间元件。
I
tI
QF1K2Fra bibliotekQF2
QF3
II
tII
III
tIII
K1
6.4变压器后备保护
6.4.2 三绕组变压器相间短路后备保护的特点 （二）多侧电源的三绕组变压器
三侧分别装设过电流保护。主电源侧的过电流保护兼作为变 压器主保护的后备，其它各侧过电流保护仅作为本侧母 线保护的后备。
1. 负荷侧或弱电源侧，装设一段过电流保护，与 相应母线保护配合。动作时间快的一侧再加装 方向元件，方向指向本侧母线
➢ 普通三绕组变压器，两侧的零序电流通常接于各侧接地中性 线的零序电流互感器上。
➢ 自耦变压器高、中压两侧由于具有共同的接地中性点，两侧 的零序电流保护不能接于中性线上，而应分别接于本侧三相 电流互感器的零序电流滤过器上。
6.5变压器保护的配置原则
一般变压器应配置如下保护
主保护： 1. 瓦斯保护 2. 纵差动保护或电流速断保护
H2
6.4变压器后备保护
6.4.3 变压器接地故障的后备保护 （一）单台变压器的零序电流保护
QF
QF
I 01
t1 0
1
H1
3I0 QF
t2 0
1
H2
I 02
t3 0
t4 0
跳QF 跳QF1、QF2
6.4变压器后备保护
6.4.3 变压器接地故障的后备保护 （一）单台变压器的零序电流保护
整定方法
零序Ⅰ段
过电流元件整定：只需躲过正常负荷电流即可
I set
K rel Kre
IN
低电压元件整定：
1. 按躲过正常运行时可能出现的最低工作电压整定 2. 按躲过电动机自启动时的电压整定 3. 一般工程上采用
Uset 0.7UN
6.4变压器后备保护
6.4.1 相间短路的后备保护 （二）低电压启动过电流保护
电流元件灵敏度校验同线路过电流保护
I
tI
QF1
K2
QF2
QF3
II
tII
III
tIII
K1
6.4变压器后备保护
6.4.2 三绕组变压器相间短路后备保护的特点
（一）单侧电源的三绕组变压器
装设两套过电流保护。
➢ 一套装在电源侧，另一套装在负荷侧(如图中的III侧)
➢ 负荷侧的保护只作为母线III保护的后备，动作后只跳开
断路器QF3
➢ 电源侧的过电流保护作为变压器主保护和母线II保护的后