电力变压器保护 (2)
电力变压器继电保护
电力变压器继电保护电力变压器是电力系统中重要的电力设备之一，用于升降电压以及提供电力输送中途的电力支撑。
为了保护电力变压器运行安全，必须采用继电保护，它是电力系统中最重要的保护手段之一。
本文将介绍电力变压器继电保护的原理、类型、应用以及故障处理方法。
一、原理继电保护是指利用电气原理和电气器件，通过电气信号实现保护、控制、监视等功能的一种自动化保护措施。
在电力系统中，继电保护通过对电压、电流、功率、状态等参数进行监测和判断，实现对电气设备的保护。
电力变压器作为电力系统中的重要设备，需要采用多种继电保护手段进行保护。
电力变压器继电保护的原理主要有以下几个方面：1、过电流保护过电流保护是指当电力变压器发生短路、过负荷等故障时，通过对电流进行测量，对相应的故障进行保护。
通常采用电流互感器（CT）对电流进行测量，并通过电流保护装置实现对变压器的保护。
3、差动保护4、绝缘监测保护绝缘监测保护是指通过对电力变压器绝缘状态进行监测，判断绝缘状态的变化情况，实现对电力变压器的保护。
通常采用绝缘监测装置对电力变压器绝缘状态进行监测，并通过绝缘监测装置的报警信号实现对变压器的保护。
二、类型主保护是指继电保护中最基本、最重要的保护方式。
它是指对电力变压器主要运行参数进行监测和判断，如对电流、电压、功率等根据规定的保护定值进行测量和判断，从而实现对电力变压器的保护。
2、备用保护备用保护是指当主保护失效或不能正常工作时，采用备用保护来对变压器进行保护。
通常备用保护是由多个继电保护组成的，当主保护失效时，备用保护可以及时地发挥作用，对变压器进行保护。
三、应用电力变压器继电保护在电力系统中的应用非常广泛，主要是用于保护电力变压器运行的安全与稳定。
1、电力供应管理电力供应管理是电力系统中非常重要的一环，电力变压器作为输电的关键设备，必须要有可靠的继电保护装置，确保电力的稳定供应。
2、防止故障电力变压器继电保护主要用于防止电力变压器的短路、过负荷等故障，当发生故障时，继电保护可及时切断电力变压器，确保安全运行。
297-测试试卷-电力变压器保护试题
（
）。
(A)相间短路 (B)单相接地短路 (C)三相短路
答:C
(D)两相接地短路
7、三侧都有电源的三绕组变压器过负荷保护，应在（ ）装设过负荷保护。
(A)高、低压侧 (B)中、低压侧 (C)所有三侧 （D）高、中压侧 答: C 8、三相变压器励磁涌流大小与铁芯的剩余磁通（ ）有关。 (A)大小 (B)大小和方向 (C)方向 （D）铁芯面积 答：B 9、变压器中性点间隙接地保护包括（ ）。 (A)间隙过电流保护 (B)间隙过电流与零序电压保护，且接点串联出口
(4) 35kV 母线三相短路容量为100MVA 。
试求变压器过电流保护和低压过电流保护动作值、灵敏度。
答: (1)过电流保护动作值 2.64I N ，灵敏度 1.26<1.5；
(2)低压过电流保护动作电流1.41I N ，动作电压 0.65U N ，灵敏度 2.36。
5、已知变压器参数 20MVA ，变比110(1 2 2.5%) /11，归算至变压器高压侧系统最小等
(C)间隙过电流保护与零序电压保护，且其触点并联出口 （D）零序过电压保护
答：C
10、变压器采用比率制动式差动保护，可以（
）。
(A)躲开励磁涌流 (B)提高保护外部故障安全性和防止电流互感器断线时误动
(C)防止电压互感器断线误动 （D）提高内部故障的制动能力
4.电力变压器的纵联差动保护(二)-不平衡电流及相应措施(课件)
3
nT
二、纵差动保护的不平衡电流及相应措施
2.由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流
（2）消除不平衡电流的措施 2）微机保护平衡系数折算法（通过软件实现） 方法是：在微机中，变压器的差动保护利用软件算法对变压
器各侧的相位和幅值进行校正。最常用的算法TA1、TA2全部接成 星形接线，仿照前面所述的常规接线的处理方法，对变压器星型 侧电流按两相电流差处理方式进行相位补偿。
Y A2
I
Y A2
I
BY2－I
Y C2
I
Y B2
I
D c2
I
D a2
I
D b2
I
D c2
I
D a1
a
I
D b1
b
I
D c1
c
I
D a1
I
D a1
变压器△侧：
I
D b1
I
D b1
I
D c1
图3-12 变压器正常运行时 TA一次侧电流向量图
I
D c1
图3-13 变压器正常差流回路 两侧电流向量图
图3-11 YNd11接线变压器纵差动接线图
二、纵差动保护的不平衡电流及相应措施
2.由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流
（2）消除不平衡电流的措施
由于变压器高压侧的TA1是三角形接线，流进差动继电器KD3
的电流为TA1的线电流是TA1相电流的 3 倍，即
ICY2
I
Y A2
3I
Y C2
如果要在正常运行时，流进KD3的差动电流为零，则需满足：
(
I
Y A1
IBY1) / nT
I
D b1
电力变压器的保护要求
电力变压器的保护要求（1）对电力变压器的以下故障及异常运行方式，应装设相应的保护装置：1）绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路；2）绕组的匝间短路；3）外部相间短路引起的过电流；4）中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；5）过负荷；6）油面降低；7）变压器温度升高或油箱压力升高或冷却系统故障。
（2）0.8MVA及以上的油浸式变压器和0.4MVA及以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。
当壳内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧断路器。
当变压器安装处电源侧无断路器或短路开关时，可作用于信号。
（3）对变压器引出线、套管及内部的短路故障，应装设相应的保护装置，并应符合以下规定：1）10MVA及以上的单独运行变压器和6.3MVA及以上的并列运行变压器，应装设纵联差动保护。
6.3MVA及以下单独运行的重要变压器，亦可装设纵联差动保护。
2）10MVA以下的变压器可装设电流速断保护和过电流保护。
2MVA及以上的变压器，当电流速断灵敏系数不符合要求时，宜装设纵联差动保护。
3）0.4MVA及以上，一次电压为10kV及以下，线圈为三角一星形连接的变压器，可采用两相三继电器式的过流保护。
4）本条规定的各项保护装置，应动作于断开变压器的各侧断路器。
（4）变压器的纵联差动保护应符合以下要求：1）应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流。
2）差动保护范围应包括变压器套管及其引出线。
如不能包括引出线时，应采取快速切除故障的辅助措施。
但在63kV或110kV电压等级的终端变电所和分支变电所以及具有旁路母线的电气主接线，在变压器断路器退出工作由旁路断路器代替时，纵联差动保护可利用变压器套管内的电流互感器，引出线可不再采取快速切除故障的辅助措施。
（5）对由外部相间短路引起的变压器过电流，应装设相应的保护装置。
保护装置动作后，应带时限动作于跳闸。
电力变压器继电保护配置
电力变压器继电保护配置摘要：本文从差动保护、瓦斯保护、过电流保护、过负荷保护等方面介绍了变压器各种保护配置的原理及作用，最后针对具体变电站给出了变压器保护配置举例。
关键词：电力变压器；保护配置电力变压器是电力系统中大量使用的重要电气设备，同时也是非常贵重的元件，发生故障时将对供电可靠性及系统的正常运行带来严重后果，同时也会造成严重的经济损失。
因此，变压器具有合理的保护配置对变压器保护具有了非常重要的意义。
一、变压器保护的基本原理和作用（一）变压器的主保护变压器的主保护包括差动保护、瓦斯保护。
主保护是为满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择的切除被保护设备和线路故障的保护。
1、差动保护（1）差动保护原理变压器差动保护是按照循环电流原理构成的,主要是用来反应变压器绕组、引出线及套管上的各种短路故障，是变压器的主保护。
（2）差动保护特点从保护范围上来说，可以保护三侧开关CT（包括CT）至主变部分，可以反应保护范围内的接地、相间、匝间故障。
从动作特性上看，瞬时跳三侧开关 (0秒动作)。
2、瓦斯保护（1）瓦斯保护可以反应主变内部各种故障（包括接头过热、局部放电、铁芯故障等）的非电量主保护。
轻瓦斯保护动作于发信号，重瓦斯保护动作瞬时跳开各侧开关。
（2）瓦斯保护原理当变压器发生内部故障时产生大量的气体将聚集在瓦斯继电器的上部，使油下降，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。
如果是严重的故障时，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。
（3）瓦斯保护的特点瓦斯保护的范围是油箱内部的相间短路故障，绕组匝间、层间短期故障，绕组与铁芯与外壳间的短路故障，铁芯故障，油面下降或漏油和分接头接触不良等故障。
（二）变压器的后备保护后备保护是指当主保护或开关拒动时，用来切除故障的保护。
后备保护分为远后备和近后备两种。
远后备保护是指当主保护或开关拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。
变压器保护
变压器采用的保护方式大型变压器一般采用以下几种保护方式：（1）过电流保护保护外部相间短路，并作为瓦斯保护和差动保护（或电流速断保护）的后备保护。
（2）差动保护、电流速断保护保护变压器绕组或引出线各相的相间短路、大接地电流系统的接地短路以及绕组匝间短路。
（3）瓦斯保护保护变压器内部短路和油面降低的故障。
（4）零序电流保护保护大接地电流系统的外部单相接地短路。
（5）过负荷保护保护对称过负荷，仅作用于信号。
电站主变一般装有以下保护:1、差动保护2、差流速断保护3、复压过流保护4、重瓦斯保护5、轻瓦斯保护6、压力释放保护7、零序保护 8、过激磁保护 9、温度高保护 10、冷却电源失电保护变压器一般采用的保护方式变压器的不正常工作状态主要有过负荷、外部短路引起的过电流、外部接地短路引起的中性点过电压、油箱漏油引起的油面降低或冷却系统故障引起的温度升高等。
此外，大容量变压器，由于其额定工作磁通密度较高，工作磁密与电压频率比成正比例，在过电压或低频率下运行时，可能引起变压器的过励磁故障等。
针对以上情况，大型变压器一般采用以下几种保护方式：一、瓦斯保护：保护变压器内部短路和油面降低的故障。
二、差动保护、电流速断保护：保护变压器绕组或引出线各相的相间短路、大接地电流系统的接地短路以及绕组匝间短路。
三、过电流保护：保护外部相间短路，并作为瓦斯保护和差动保护（或电流速断保护）的后备保护。
四、零序电流保护：保护大接地电流系统的外部单相接地短路。
五、过负荷保护：保护对称过负荷，仅作用于信号。
六、过励磁保护：保护变压器的过励磁不超过允许的限度。
第2章电力变压器的保护配置与整定计算重点：掌握变压器保护的配置原则和差动保护的整定计算，理解三绕组变压器后备保护及过负荷保护配置难点：变压器差动保护的整定计算能力培养要求：基本能对变压器的保护进行整定计算方法。
学时：6学时2.1 电力变压器保护配置的原则一、变压器的故障类型与特征变压器的故障可分为油箱内故障和油箱外故障两类，油箱内故障主要包括绕组的相间短路、匝间短路、接地短路，以及铁芯烧毁等。
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。
电力变压器的继电保护
侧引起的 穿越电流 值，如表 6-5所示。
表6-5 变压器低压侧短路时在高压侧引起的穿越电流值
下面分别就Yyn0联结的变压器和Dyn11联结的变压器当其低压侧发生单相短路时在其 高压侧引起的穿越电流的换算关系作一分析。其余的请读者自行分析。
1、Yyn0联结的变压器低压侧短路时在高压侧引起的穿越电流的换算关系分析 假设低压侧b相发生单相短路，其短路电流 Ik 。 I根b 据对称分量法，这一单相短路Ib 可 分解为正序分量Ib1=Ib /3，负序分量Ib2 =Ib /3，零序分量Ib0 =Ib /3。由此可绘出该变压器低压 侧b相短路时低压和高压两侧各序电流分量的相量图（设变压器的电压比为1），如图6-34 所示。
迅速。按GB50052-1992规定：10000kVA及以上单独运行变压器和6300kVA及以上 的并列运行变压器，变压器，应装设纵联差动保护；6300kVA及以下单独运行的重 要变压器，也可装设纵联差动保护。当电流速断保护灵敏度不符合要求时，亦可 装设纵联差动保护。
(一) 变压器差动保护的基本原理
流 Iop(0) 按躲过变压器低压侧最大不平衡电流来整定，其整定计算的公式为
Iop(0)
Krel Kdsq Ki
I 2 N .T
（6-45）
式中 I2N.T 为变压器的额定二次电流；Kdsq 为不平衡系数，一般
取为0.25；K i
为零序电流互感器TAN的变流比；K
为可靠系数,可
rel
取1.3。
零序电流保护的动作时间一般取为0.5～0.7s。
上述四项适于低压侧单相短路保护的措施中， 以第一项措施应用最广，因为它既满足了低压侧 单相短路保护的要求，又操作方便，便于实现自 动化。
四、变压器的过电流保护、电流速断保护和过负荷保护
电力系统继电保护第9章 变压器保护
第9章 变压器保护
8 2020/6/18
瓦斯保护的主要优点是结构简单，灵敏性高， 能反应变压器油箱内的各种故障。特别是能反应 轻微匝间短路。它也是油箱漏油或绕组、铁芯烧 损的唯一保护。
瓦斯保护不能反应变压器套管和引出线的故 障，需与纵差动保护一起作为变压器的主保护。
I&AY1
KD1 KD2 KD3
a
b
c
第9章 变压器保护
一次电流 I&A1、I&B1、I&C1 二次电流I&A2、I&B2、I&C2
外转角接线
15 2020/6/18
Y侧
I&CY1
I&AY1 I&BY1
I&AY2－I&BY2 I&AY2
I&CY2
I&BY2－I&CY2 I&BY2
I&A1
△侧
不同相
技术措施
比率制动 相位补偿
系数补偿 （平衡线圈）
1 整定计算考虑
KST 10 0 0 Ik.max KST 10 0 0 IL.max
0.05
Iunb.max fIk.max
Iunb.max UIk.max范围一半
二次谐波 平衡线圈匝数必须为整数引起 间断角 的误差，微机保护可不考虑
前Y侧电流300，形成不平衡电流。 对策：相位补偿 将变压器各侧二次电流调整为同相 方法1.“外转角” 在保护外将相位补偿过来 变压器Y侧电流互感器的二次绕组接成三角形， d侧的三个电流互感器接成星形。
第9章 变压器保护
14 2020/6/18
变压器保护
变压器保护由于变压器的结构、运行、故障类型等与输电线路均有区别，故不能将线路保护直接应用于变压器。
为此，根据针对故障设置继电保护的原则，首先介绍变压器故障及特点、异常运行状态，引出相应配置的继电保护装置，然后介绍具体保护的构成、实现原理、特点等。
变压器故障和异常运行状态及保护一、变压器故障和异常运行状态电力变压器是电力系统中的重要设备，变压器发生故障将对供电可靠性和系统正常运行产生严重影响，并且故障后修复困难。
变压器故障分为油箱内故障和油箱外故障。
变压器油箱内故障包括绕组之间发生的相间短路、一相绕组中发生的匝间短路、绕组与铁芯或外壳之间发生的单相接地短路等；变压器油箱外故障包括引出线上发生的各种相间短路、引出线套管闪络或破碎时通过外壳发生的单相接地短路等。
由于变压器本身结构的特点，油箱内部发生故障是十分危险的，故障产生电弧将引起绝缘物质的剧烈气化，可能导致变压器外壳局部变形、甚至引起爆炸。
因此，变压器发生故障时，必须尽快将变压器从电力系统切除。
变压器异常运行包括过负荷、油箱漏油造成的油面降低、外部短路引起的过电流等。
变压器处于异常运行时，应发出信号。
二、变压器保护配置为了保证电力系统的安全运行，将故障和异常运行的影响限制在最小范围，根据继电保护有关规定，变压器应装设以下保护。
1、变压器主保护变压器主保护包括气体保护、纵差动保护或电流速断保护等。
(1)瓦斯保护(气体保护)。
变压器瓦斯保护也称为气体保护，用于反应变压器油箱内部的各种故障，以及变压器漏油造成的油面降低。
规程规定，对于容量在800kVA及以上的油浸式变压器、400kVA 及以上的车间内油浸式变压器，应装设瓦斯保护。
(2)纵差动保护或电流速断保护。
用于反应变压器绕组、套管及引出线上的短路故障，根据变压器的容量大小，装没纵差动保护或电流速断保护，动作跳开变压器各侧断路器。
规程规定，对于容量在10000kVA以上单独运行变压器、容量在6300kVA以上并列运行变压器或企业中的重要变压器、容量在2000kVA以上且电流速断保护灵敏度不满足要求的变压器，应装设纵差动保护；对于容量在10000kVA以下的变压器，当过电流保护动作时间大于o.5s时，应装设电流速断保护。
电力变压器的保护
两侧电流互感器型号不同产生的不平衡电流
产生 不平衡 电流 原因
变压器两侧的额定电压不同 两侧电流互感器的型号不同 饱和特性和励磁电流也不同
解决问题的方法： 整定计算时，引入同型系数。
❖ （7）由变压器带负荷调整分接头而产生的不 平衡电流 在变压器差动保护的整定计算中考虑。 在稳态情况下，变压器的差动保护的不平 衡电流可由下式决定
❖ （8）减小暂态过程中非周期分量电流的影响 ①差动保护采用具有速饱和特性的中间变
流器， ②选用带制动特性的差动继电器或间断角
原理的差动继电器等，利用其它方法来解决 暂态过程中非周期分量电流的影响问题。
❖ （4）外部接地短路时， 对中性点直接接地电力网内，由外部接地短路引起过电
流时，如变压器中性点接地运行，应装设零序电流保护。 对自耦变压器和高、中压侧中性点都直接接地的三绕组
变压器，当有选择性要求时，增设零序方向元件。 当电力网中部分变压器中性点接地运行，为防止发生接
地短路时，中性点接地的变压跳开后，中性点不接地的变压
❖ （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(适 当增大导线截面，尽量缩短控制电缆长度)； 采用弱电控制用的电流互感器(二次额定电流 为lA)等。
❖ （3）采用带小气隙的电流互感器 这种电流互感器铁芯的剩磁较小，在一次
和差式比率制动式差动保护原理
❖ 1.双绕组变压器比率制动的差动保护原理。 （1）和差式比率制动的动作判据
❖ ①差动电流：
电力变压器过流速断保护整定值计算
电力变压器过流速断保护整定值计算电力变压器过流保护和速断保护的整定值计算是电力系统中非常重要的工作，它们可以有效保护变压器免受过流和短路等故障的损害，确保电力系统的正常运行。
下面将分别介绍电力变压器过流保护和速断保护的整定值计算方法。
过流保护是变压器故障保护中的一项重要措施，它的作用是在变压器绕组发生过流故障时，迅速切除故障部分，以防止故障扩大。
过流保护的整定值主要由故障电流和保护动作时间两个因素决定。
1.故障电流的计算故障电流是指故障时通过变压器绕组的电流，计算故障电流的方法有两种：短路电流法和负荷电流法。
（1）短路电流法：短路电流法是指根据系统短路容量和变压器短路阻抗，计算出变压器绕组故障时的电流。
根据变压器的额定容量和额定频率，可以推算出变压器的额定短路容量，并据此计算出过流保护的整定值。
（2）负荷电流法：负荷电流法是指根据现场负荷情况和变压器的额定容量，估算出变压器故障时的电流。
根据实际负荷情况，将负荷电流与变压器的额定容量进行比较，推算出过流保护的整定值。
2.动作时间的选择过流保护的整定值还需要根据保护动作时间来确定，一般情况下，保护动作时间由系统的谐波电压和过电流等影响因素确定。
根据实际情况，选择适当的保护动作时间，使过流保护能够及时响应故障并切除故障部分。
速断保护是指在发生变压器内部故障时，通过绝大部分区域的速断功能，将故障部分从系统中分离出去，以防止故障扩大和保护周围设备的安全运行。
速断保护的整定值计算主要由变压器的额定容量和额定短路阻抗两个因素决定。
1.故障电流的计算故障电流的计算方法同过流保护中的短路电流法或负荷电流法。
2.故障电流消失时间的选择实际情况中，故障电流的消失时间是根据现场实际电路情况和系统的特性来选择的。
通常，选择故障电流消失时间较长的速断保护整定值。
综上所述，电力变压器过流保护和速断保护的整定值计算是根据变压器的额定容量、额定短路阻抗和实际负荷情况来确定的。
选定合适的整定值对于保护变压器和电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
02 第二部分电力变压器继电保护整定计算详解
短路绕组
平衡线圈Ⅰ
9 01 2 3
840 ABCD
53
ABCD 差动绕组
01 2 3
840
5 68
1
7
平衡线圈Ⅱ
K
K
I
10
12
二次绕组
23
? 3. 用BCH-2 型继电器构成的变压器纵联差动保护 的整定计算
? ( １) 基本侧的确定 ? 在变压器的各侧中，二次额定电流最大一侧称为基
本侧。 ? 按额定电压及变压器的最大容量计算各侧一次额定
? 当为双绕组变压器时，式（2-13 ）改为
Iop.cal ? K I rel unb.max ? 1.3(Kts fer ? ? U ? ? fer )Ik.max
31
? （3）确定基本侧工作线圈的匝数
Ww.cal
?
AW 0 I op.r .acl
? 其中继电器动作电流计算值
I op.r .cal
? 生I短k.m路ax故—障—时最，大流运过行保方护式的下最，大变短压路器电低流压。侧母线发
5
? （２）躲过变压器空载投入时的励磁涌流，通常取
?
Iop ? (3 ~ 5)I N
（2-2 ）
? ?
取I上N 述—两—条保件护的安较装大侧值变为压整器定的值额。定电流。
6
? 保护的灵敏度，要求在保护安装处K2 点发生两相金 属性短路进行校验，即
3
? 2.2 电力变压器电流速断保护整定计算
信号
? 图2-1 电流速断保护的单相原理接线图
4
? 保护的动作电流的整定：
? （１）按大于变压器负荷侧母线上Ｋ1点短路时流 过保护的最大短路电流整定，即
I op ? K I rel k. max
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4
（4）接地短路的零序保护
作用：零序保护用于反应变压器高压侧（或中压侧）， 以及外部元件的接地短路。
变压器中性点直接接地运行，应装设零序电流保护； 变压器中性点可能接地或不接地运行时，应装设零序电流、 电压保护。
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（5）过负荷保护
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，应装设过负荷保护。 过负荷保护通常只装在一相，延时动作于发信号。
Iset KrelKIN
K rel
可靠系数பைடு நூலகம்取1.3～1.5；
K
励磁涌流的最大倍数；
IN
变压器额定电流；
⑵纵差动保护灵敏系数的校验
K sen
I k . min .r I set .r
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第四节 电流速断保护
对于容量较小的变压器，当灵敏系数满足要求时，可在 电源侧装设电流速断保护，它与瓦斯保护配合，以反应 变压器绕组及变压器电源侧的引出线套管上的各种故障。
10000KVA及以下的电力变压器，应装设电流速断保护。 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。
纵差保护或电流速断保护：反应电力变压器绕组、套管 及引出线发生的短路故障。
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3
（3）相间短路的后备保护
作用：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的后备保护，其动作时限按 阶梯形原则来整定。
由于短路点电弧的作用，将使变压器油和其他绝缘材料 分解，产生气体。气体从油箱经连通管流向油枕，利用气体 的数量及流速构成气体保护。
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二、构成和工作原理
1、气体继电器的结构
1—罩；2—顶针；3—气塞； 4—永久磁铁；5—开口杯； 6—重捶；7—探针；8—开口销； 9—弹簧；10—挡板； 11—永久磁铁；12—螺杆； 13—干簧触点（重）； 14—调节杆； 15—干簧触点（轻）； 16—套管；17—排气口
内、外及引出线上发生的各种故障。
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第三节 电力变压器的纵联差动保护
1.构成变压器纵差保护的基本原则: Ir>0
两侧电流互感器的变比关系:
nTA2 nTA1
nT
2.变压器纵差保护的特点 （不平衡电流产生的原因和消除方法）
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不平衡电流的产生原因
减轻和消除方法
1励磁涌流的影响 2变压器两侧电流相位不同 3计算变比与实际变比不同
第八章 电力变压器的继电保护
8.1 电力变压器的故障类型及其保护
变压器的内部故障可分为油箱内故障和油箱外故障 两类。
内部：绕组的相间短路、匝间短路、接地短路，以及铁芯 烧毁等。 外部故障：套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。
不正常的运行状态：外部相间短路、接地短路引起的相间 过电流和零序过电流，负荷超过其额定容量引起的过负荷、油 箱漏油引起的油面降低，以及过电压、过励磁等。
高压侧电压为500KV及以上的变压器，因频率降低和电 压升高而引起的变压器励磁电流升高，应装设变压器过励磁 保护。对变压器温度和油箱内压力升高，以及冷却系统故障， 应装设相应的保护装置。
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第二节 气体保护
一、气体保护： 反应变压器油箱内部气体量的多少和油流速度而动作
的保护，保护变压器油箱内各种短路故障，特别是对绕组的 相间短路和匝间短路。并且是变压器铁芯烧损的唯一保护方 式。
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三、气体保护的原理接线图
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四、对气体保护的评价：
➢主要优点：
动作迅速、灵敏度高、安装接线简单、能反应油箱内
部发生的各种故障。
➢主要缺点：
不能反应油箱以外的套管及引出线等部位上发生的故障。
因此气体保护可作为变压器的主保护之一，与纵差动保 护相互配合、相互补充，实现快速而灵敏地切除变压器油箱
I u n b .m a x ( f z a U 1 0 % K n p K s t) I k .m a x
f za
变比、匝数引起的相对误差；
U
带负荷调压引起的相对误差；
0 .1
电流互感器容许的最大相对误差；
K np
非周期分量系数；
K st
电流互感器的同型系数，取为1；
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③躲开变压器最大励磁涌流
I L .m ax
最大负荷电流
为了避免由于电流互感器二次回路断线时可能引起的 差动保护误动作。
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19
G
II
II 2
III
Ir II2
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②躲开变压器保护范围外部短路时的最大不平衡电流
Iset KrelIunb.max
K rel I unb.m ax
可靠系数，取1.3； 最大负荷电流，其计算式为；
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1
（1）气体保护
800KVA及以上的油浸式变压器和400KVA以上的车间 内油浸式变压器，应装设瓦斯保护。瓦斯保护可反应变压 器油箱内部的短路故障以及油面降低，重瓦斯保护动作于 跳开变压器各电源侧断路器，轻瓦斯保护动作于发出信号。
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2
（2）纵差保护或电流速断保护
6300KVA及以上并列运行的变压器，10000KVA及以上单 独运行的变压器，发电厂厂用工作变压器和工业企业中 6300KVA及以上重要的变压器，应装设纵差保护。
a.速饱和变流器； b.波形鉴别； c.二次谐波制动; d.互感器的接法和变比 e.平衡线圈补偿
4两侧电流互感器型号不同
5变压器带负荷调整分接头
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4.变压器纵差动保护的整定计算原则
⑴纵差动保护起动电流的整定原则
①躲开变压器的最大负荷电流
Iset KrelIL.max
K rel
可靠系数，取1.3
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d)变压器油箱漏油
上触点接通，发出报警信号； 下触点接通，使断路器跳闸， 同时发出跳闸信号。
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3、气体继电器的安装
安装在油箱与油枕之间 的连接管道上。
为什么变压器是斜着的？
为了不妨碍气体的流通，变压器安装时应使顶 盖沿瓦斯继电器的方向与水平面具有1％～1.5％的 升高坡度，通往继电器的连接管具有2％～4％的升 高坡度。
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2、气体继电器的工作原理
a)变压器正常运行时
上下两对触点都断开，不发 出信号
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b)变压器油箱内部发 生轻微故障
上触点接通信号回路，发出 音响和灯光信号，这称之为 “轻瓦斯动作”
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c)变压器油箱内部发生 严重故障
下触点接通跳闸回路，使断 路器跳闸，同时发出音响和 灯光信号，这称之为“重瓦 斯动作”