第七章电力变压器继电保护
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。
电力变压器继电保护
电力变压器继电保护
电力变压器是输送、分配和利用电力的重要设备，其正常运行对电力系统的稳定运行具有重要意义。
电力变压器在运行过程中受到各种因素的影响，可能会出现各种故障，对电力变压器进行继电保护是确保其安全稳定运行的重要手段之一。
继电保护系统是电力系统中的重要组成部分，用于监测和保护电力设备，保障电力系统的安全运行。
电力变压器继电保护的主要任务是对电力变压器的各种故障进行检测和保护，包括短路、接地故障、过载、过压、欠压等。
通过对这些故障进行及时有效的保护，可以最大限度地减少故障对电力变压器的损害，保障电力系统的安全运行。
电力变压器的继电保护系统通常包括差动保护、过流保护、过电压保护、接地保护等多种保护功能，通过这些保护功能共同作用，可以对电力变压器进行全面的保护。
差动保护是电力变压器继电保护中最重要的一种保护方式，它利用变压器两侧电流的差值来判断变压器的内部故障。
差动保护主要是通过检测变压器两侧的电流，当两侧电流的差值超过设定值时，即判定为变压器内部出现了故障，保护动作将被触发，从而及时切断电力系统中的故障，保护变压器不受损害。
差动保护是对电力变压器内部故障进行及时有效保护的重要方式，同时也是保障电力系统安全运行的重要手段。
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不可或缺的设备，它在电力系统中起着调整电压、升降电压、保护电器设备等作用。
而变压器继电保护则是为了保护变压器的安全运行，防止发生故障而设计的一项重要技术措施。
本文将从电力变压器的基本原理、变压器继电保护的作用及特点等方面进行详细介绍。
一、电力变压器的基本原理电力变压器是一种通过电磁感应原理实现电压变化的设备，其基本原理可以简单地表述为：在变压器的铁心上绕有两个或多个线圈，分别为高压线圈和低压线圈。
当高压线圈通电时，产生的磁场会使铁心中的低压线圈感应出电动势，从而使得输入电压和输出电压之间实现了降压或升压的变换。
这样，变压器可以实现从高电压向低电压、或者从低电压向高电压的转换，以满足不同电器设备的电压需求。
二、变压器继电保护的作用及特点1. 作用电力变压器在电力系统中起着重要的作用，一旦发生故障则可能导致系统的停运，给生产和生活带来严重的影响。
而变压器继电保护的作用就是为了及时发现并隔离变压器的故障，保证电力系统的安全稳定运行。
变压器继电保护系统可以通过实时监测变压器的运行状态，发现变压器的异常情况，并及时做出响应，保护变压器免受损害。
2. 特点变压器继电保护系统有以下特点：（1）灵敏性高：变压器继电保护系统可以对电路的异常情况做出及时反应，实现对变压器的快速保护。
（2）鲁棒性强：变压器继电保护系统可以适应不同的工作环境和电压等级，保证变压器在各种复杂条件下的安全运行。
（3）自动化程度高：现代的变压器继电保护系统采用先进的数字化技术，可以实现自动化的监测、诊断和响应，减轻运维人员的工作负担。
（4）全面性强：变压器继电保护系统可以监测变压器的各种参数，对变压器的各种异常情况都能做出有效的保护措施。
三、变压器继电保护的实现方式变压器继电保护可以通过多种方式实现，下面介绍常见的几种方式：1. 电压继电保护电压继电保护是采用电压传感器对变压器的输入、输出电压进行实时监测，当输入、输出电压偏离正常范围时，可及时发出警报信号并采取措施，以保护变压器不受损害。
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。
电力变压器继电保护设计
电力变压器继电保护设计1. 介绍电力变压器是电力系统中不可或缺的设备之一，其作用是将电能从一个电压等级转换到另一个电压等级。
在电力系统中，变压器扮演着重要的角色，是保证电能质量安全稳定运行的重要组成部分。
而为了保证变压器的安全、可靠运行，必须有一个有效的继电保护系统。
本文将从电力变压器继电保护的设计方案出发，分析变压器继电保护系统的原理和实现方法，以及保护系统的分类和应用场景，旨在为变压器的安全运行提供一个有效的继电保护方案。
2. 继电保护原理和实现继电保护系统是电站或配电系统中常用的一种保护措施。
电力变压器一般会装置三相过流保护、差动保护、接地保护等多个保护装置，通过相互协调、相互触发，保证保护系统的可靠性和稳定性，达到保护电力设备的目的。
2.1 过流保护过流保护是电力系统中最基本、最常见的一种电气保护。
它是指电气设备中的电流超出额定工作电流范围时，通过保护装置有效把设备从电力系统中隔离，以达到保护设备的效果。
过流保护的元件包括保护继电器、电流互感器、断路器、线路开关等。
2.2 差动保护差动保护是指通过在电气设备两端接入同名同标号的相互差动继电器，将对数闸、电流互感器联接到差动继电器上，利用差动继电器测量被保护设备的两侧电流，比较其差值，当电气设备出现内部故障时，捕捉到其绕组电流波形发生变化，有效识别出故障发生位置。
2.3 接地保护接地保护是电力系统中的一种重要保护，主要解决电气设备的绝缘故障。
在一般情况下，电气设备之间是通过绝缘来防止电流流过去，而当设备的绝缘发生破损时，便有可能产生对地故障。
接地保护一般采用电流式保护和电压式保护两种方式。
3. 保护系统分类继电保护系统一般有两种保护方案，分别为主保护和备用保护。
主保护指的是对被保护对象采取的主要保护措施，因此其可靠性很高，可以为被保护对象提供有效的保护。
备用保护是指当主保护装置出现故障或失效时，备选保护装置接替主保护装置的功能，保证电量设备的可靠性和运行的连续性。
第七章继电保护自动装置与二次回路
电流速断保护
电力线路电流速断保护是按躲过本线路末 端三相最大短路电流整定计算的。 在本线路上电流速断保护保护不到的区域 称为死区。死区内发生短路事故时由过电 流保护动作跳闸，因此过电流保护是电流 速断保护的后备保护。
继电保护用电流互感器
1、三相星形接线 三相星形接线适用于对所有短路类型都要求动作的保护装 置。
2、两相不完全星形接线方式 在中性点非直接接地的电力系统中广泛采用两相不完全星 形接线方式来实现相间短路保护。
3、两相电流差接线方式 4、三角形接线方式
三角形接线方式主要应用与Y，d接线的变压器差动保护 装置。 在正常运行或三相短路时，流过继电器线圈的电流为相电 流的 3倍，并且在相位上相差300。
常用继电器介绍
1.电磁式电流继电器KA
反应电流增大到某一定值 及以上动合（断）接点由 断开（闭合）状态到闭合 （断开）状态的继电器叫 电流继电器。
常用继电器介绍
动作电流 能使继电器动合接点由断开状态到闭合状态的 最小电流称为动作电流。
返回电流 能使继电器动合接点由闭合状态到断开状态的 最大电流称为动作电流。
动作电压
使继电器动合接点由断开到闭合状态的最小电压。
返回电压
使继电器动合接点由闭合到断开状态的最大电压。
返回系数
返回电压除以动作电压。
Kre Ure Uact
常用继电器介绍
2.低电压继电器
反应电压下降到某一整定值及以上动断接 点由断开到闭合状态的继电器
动作电压
使继电器动断接点由断开状态到闭合状态的最大电压。
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的重要设备，其作用是将输送线路上的高压电能转变为用户所需的低压电能，为工业生产和居民生活提供电力保障。
而变压器继电保护则是保证变压器正常运行和安全的重要保障措施。
本文将从变压器继电保护的基本原理、作用和常见故障进行深入介绍。
一、继电保护的基本原理继电保护是电力系统中保护设备和线路的一种重要控制保护手段，其基本原理是通过选择合适的保护装置和电气元件，对电力系统中的故障或异常状态进行检测和判别，及时采取必要的措施，避免故障扩大，保证电力系统的安全稳定运行。
继电保护的基本原理包括以下几个方面：1. 故障检测：通过对电力系统中的各种故障进行检测，包括短路故障、接地故障、过载故障等，确定故障的类型和位置，以便及时采取保护措施。
2. 故障判别：根据故障发生的情况和故障信号的特点，对故障类型进行判别，确定是否需要启动继电保护装置。
3. 信号传输：将故障信号传输给继电保护装置，启动相应的保护动作，以保护变压器和电力系统的安全运行。
二、继电保护的作用继电保护在电力系统中起着非常重要的作用，其主要作用包括以下几个方面：1. 故障保护：及时发现电力系统中的各种故障，如短路故障、接地故障、过载故障等，采取必要的保护措施，避免故障扩大，保证电力系统的安全运行。
2. 过载保护：对电力系统中的过载情况进行监测和保护，及时减小负荷或切断电源，避免设备的过载烧坏。
3. 过电压保护：对电力系统中的过电压情况进行监测和保护，避免设备被过电压烧坏。
4. 欠电压保护：对电力系统中的欠电压情况进行监测和保护，确保设备在安全的电压范围内运行。
继电保护的作用主要是保障电力系统的安全运行，避免各种故障对设备和线路造成损害，保证供电的可靠性和稳定性。
特别是对于电力变压器来说，继电保护的作用更为突出，因为变压器在电力系统中扮演着重要的角色，一旦出现故障可能会导致整个系统的停电。
三、常见的变压器继电保护四、结语在当前电力系统中，变压器继电保护技术不断发展，涌现出越来越多的先进的保护装置和技术手段，提高了变压器继电保护的智能化和精准化水平。
继电保护第七章2
K rel I act= I N .T K re
低电压起动的过流保护 •低电压元件的起动值应小于在正常运行情况下母线可能出 现的最低工作电压，同时，在外部故障切除后电动机自起 动过程中，保护必须返回。根据运行经验，低电压继电器 的动作电压为
U act = 0.7U N .T
如果低电压继电器只 接在一侧电压互感器， 当另一侧短路时，往 往灵敏度不够，此时 可采用两套低电压元 件分别接在变压器两 侧的电压互感器上， 两组电压继电器的接 点并联。 为防止电压互感器二 次断线低电压继电器 误动，应加装电压互 感器断线监视继电器 发出断线信号。
变压器相间短路的后备保护及过负荷保护
过电流保护 •简单过电流保护装置的起动电流按躲开变压器可能出现的 最大负荷电流进行整定
应考虑电动机的自起动电流。过电流保护的动作电流为
I act= K Ms
K rel I L. max K re
•灵敏度校验
K sen
I k . min = I act
过电流保护作为变压器的近 后备保护，灵敏系数要求大 于1.5～2，远后备保护的灵 敏系数大于1.2。 • 保护的动作时限比相邻元 件保护的最大动作时限大1个 时限阶段。 • 过电流保护装置应装于变 压器的电源侧，采用完全星 形接线。保护动作后，跳开 变压器两侧断路器。
基本侧继电器工作线圈匝数
WG⋅ js = AW0 / I K .act⋅ js = 60(安匝） I K .act⋅ js /
Wcd . z、WG⋅ z＝W ph. jb. z＋Wcd . z →
I act = I K ⋅act nTA / K c
I K ⋅act = 60 / WG. z
•利用BCH－2型差动继电器构成的变压器差动保护的整定计算
继电保护基础精选全文
单位长度的线 路正序阻抗
系统的次 暂态电势
最大、小运方下 的系统电抗
21
说明：无时限电流速断保护最大保护范围 l p.max 小于线路L1的全长。
无时限电流速断保护只能保护线路的一部分， 不能保护线路的全长。
满足灵敏度要求的保护范围为：最大运行方式下， 三相短路时，m≥50％；最小运行方式下，两相短 路时，m≥15～20％。
故障不可避免,但事故是可以避免的，电力工作 者的任务就是避免电力故障酿成事故。
基本任务： 反应电力设备的不正常运行状态，并根
据运行维护条件动作于信号或跳闸。 2
第一节 继电保护的基本知识
1、继电保护装置
电力系统运行过程中一旦发生故障，必须迅速而 有选择性地切除故障元件，以免造成人身伤亡和电气 设备损坏。完成这一功能的保护装置称为继电保护装 置
第七章 继电保护基础
• 继电保护的基本知识 • 单侧电源电网相间短路的电流保护 • 电网的接地保护 • 电力系统的主设备保护 • 10kV配电系统的保护 • 工厂供电系统的保护 • 民用建筑配电系统的保护
1
第一节 继电保护的基本知识
继电保护的作用 故障不可避免： 自然因素：雷击，冰灾，台风，地震 设备制造因素：设计，工艺，材料 人为因素：误操作，管理不当
2）但由于它在相邻线路上的动作范围只是线路的 一部分，不能作为相邻线路的后备保护（远后备）。
3）因此还需要装设一套过电流保护（电流III段） 作为本线路的近后备保护以及相邻线路的远后备保护。
29
三、定时限过流保护（过电流或电流III段）
1、基本原理
动作电流按躲过最大负荷电流（正常运行） 来整定，并以时限来保证动作选择性。
I III op1
铁路供电继电保护-铁路电力变、配电所保护配置及整定原则
第一节 线路保护和自动装置
一、线路保护
铁路电力供电线路一般分为架空线路和电缆线路两种。
10kV线路的相间短路保护，可采用两段式电流保护。
对大电流接地系统发生的接地故障，可采用零序电流保护和零序过 电压保护动作于跳闸。对于小电流接地系统发生的接地故障，可采 用绝缘监察装置，动作于信号；有条件采用零序电流保护的，可采 用零序电流保护，动作于信号或跳闸。
二、自动装置
1.自动重合闸 自动重合闸为三相一次重合闸。
当双侧电源供电时合闸方式采用遥控检同期控制合闸，其功能分不检定、检无压、 检同期三种方式。 2.自闭线和贯通线失压备自投
3.备用电源自投
第二节 电力变压器保护、母联保护 和并联电容器组的保护
一、电力变压器保护
1.瓦斯保护和纵联差动保护 800kV·A及以上的油浸式变压器和400kV·A及以上的车间内油
流速断保护、瓦斯保护与过电流保护配合使用，可以起到
良好的保护效果。
3.过电流保护 IACT
K REL K RE
·I N
U ACT
U w.min K REL ·K RE
Ks
U ACT U k.max
4.过负荷保护
I ACT
K REL K RE
·I N
过负荷保护的延时，一般为9s。
二、母联保护
1.过电流保护
一般还装设失压保护以及PT断线告警装置、控制回路异常报警装置 。
1.电流速断保护
I' ACT
K
REL·K
W
·I（3） k . max
2.限时电流速断保护
Ks
(2)
I k . min K · s.re '
电力变压器的继电保护
应装设相应的保护装置并应符合下列规定： （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-星形连接的变压器可采用 两相三继电器式的过流保护； 以上规定的各项保护装置应动作于断开变
4.变压器的纵联差动保护应符合下列 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结线，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。
（2）分级绝缘变压器的零序 保护应符合下列要求：
1）中性点装设放电间隙时应按本 规范有关的规定装设零序电流保护，并 增设反应间隙回路的零序电压和间隙放 电电流的零序电流电压保护。当电力网 单相接地且失去接地中性点时，零序电 流电压保护宜经0.3~0.5s 时限动作于断 开变压器各侧断路器。
2）中性点不装设放电间隙时,可装设两段 零序电流保护和一套零序电流电压保护。零序电 流保护第一段宜设置一个时限，第二段宜设置两 个时限；当每组母线上至少有一台中性点接地变 压器时，第一段和第二段的较短时限宜动作于缩 小故障影响范围。零序电流电压保护用于在中性 点不接地运行时保护变压器，其动作时限应与零 序电流保护第二段时限相配合，先切除中性点不 接地变压器，后切除中性点接地变压器。当某一 组母线上的变压器中性点均不接地时，零序电流 保护不应动作于断开母线联络断路器，应先断开 中性点不接地的变压器。
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不可或缺的重要设备之一，其作用是将高压电能转换为低压电能或者将低压电能转换为高压电能，以满足不同电气设备的电压要求。
电力变压器在输配电系统中承担着关键的作用，因此其可靠性和安全性非常重要。
为了确保变压器的安全运行，在变压器的保护中，继电保护技术起着至关重要的作用。
一、继电保护的作用继电保护系统是电力系统中非常重要的一部分，其作用是及时检测电力系统中的故障并采取相应的措施来隔离故障，以保护设备和保障系统的安全稳定运行。
变压器继电保护系统能够对变压器进行全面的监测和保护，一旦变压器出现故障，继电保护系统将能够做出快速的响应，避免或者减少故障给变压器带来的损害。
继电保护技术在电力变压器的应用中显得尤为重要。
二、变压器继电保护的原理变压器继电保护系统的原理是在变压器中安装有感应电流互感器和感应电压互感器，这些传感器能够对变压器的电流、电压等参数进行监测，并将监测到的数据传输到继电保护装置中进行处理。
继电保护装置会根据预先设定的保护参数和逻辑来判断变压器是否存在故障，并且确定故障的类型和位置。
一旦确定了故障的存在，继电保护装置将立即采取相应的措施，例如发出信号给断路器来分断故障点，或者给出警示信号以通知运维人员等。
三、常见的变压器继电保护功能1. 过流保护：当变压器出现短路或者过负荷情况时，将导致变压器内部的电流急剧增加，这时过流保护将会发出信号并采取措施来隔离故障，并且避免给变压器带来更大的损害。
2. 零序保护：用于保护变压器内部的短路和接地故障，能够有效地预防变压器出现电气故障，确保变压器的安全运行。
3. 差动保护：利用继电保护装置对变压器两侧的电流值进行比较，以确定变压器内部是否存在短路故障，是一种高精度的保护方式，被广泛应用于变压器保护中。
4. 欠电压保护：用于监测变压器的输入端是否存在欠电压情况，避免因为欠电压导致变压器无法正常运行。
5. 过电压保护：相对于欠电压保护，过电压保护则是用于监测电压输入端的过高电压情况，确保变压器内部设备不会受到过电压的损坏。
继电保护(7)-变压器保护讲解
nTA2 nTA1 /
3 nT变压器星形侧互感 器采用三角接nTA2 nTA1 /
3
nT
变压器三角侧：互感器 采用星形接法
三、不平衡电流产生的原因及消除措施
1、由变压器励磁涌流IEF 所产生的不平衡 电流
量的磁通，其幅值为 m ，如果不计其
衰减，半个周期后（ 180o ）， m 也变
成 m
2m
，铁芯中的磁通r 就达到
，2加m上 r
铁芯的剩余磁通 ，总磁通将为
铁芯严重饱和，励I EF 磁电流将剧烈增大， 而成为励磁涌流 。其最大值可达额定 电流的6-8倍。
• 励磁涌流特点 （1）包含有很大的非周期分量（直流分量），
• 变压器保护方式
1、瓦斯保护：针对变压器油箱内的各种故 障以及油面的降低，它反应与油箱内所 产生的气体和油流而动作。轻瓦斯保护 动作于信号，重瓦斯动作于跳闸。
2、纵差动保护或电流速断保护（动作于跳 闸）
• 纵差动保护：大型重要变压器
• 电流速断保护：中小型变压器，且过电 流保护时限大于0.5s时。
（4）阻抗保护，对于采用（2）、（3）的保护不 满足灵敏性和选择性要求时。
4、外部接地短路时，应采用的保护
• 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，应增设零序方向元件。
• 对于电网中部分变压器中性点接地运行时 （一般110kV电网为保证零序等值电路不变化， 只一台变压器接地，其他变不接地），为防 止中性点接地变压器跳开后，不接地变压器 仍带接地故障运行，可装设零序过电压保护、 中性点装放电间隙加零序电流保护等。
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
变压器保护
第四节 变压器纵联差动保护
一,变压器纵联差动保护的原理 二,变压器纵联差动保护在稳态情况下的不平衡电 流及减 小不平衡电流的措施 三 , 暂态情况下的不平衡电流及减小其影响的措 施 四,BCH—2型差动继电器 型差动继电器 五,带制动特性的差动保 护 六,二次谐波制动的差动保护
一,变压器纵联差动保护的原理
第三节
变压器的电流速断保护
变压器的电流速断保护是反应电流增大而瞬时动作的保 装于变压器的电源侧, 护.装于变压器的电源侧,对变压器及其引出线上各种型式 的短路进行保护.为保证选择性, 的短路进行保护.为保证选择性,速断保护只能保护变压器 的部分,它适用于容量在10MVA以下较小容量的变压器 当 以下较小容量的变压器, 的部分,它适用于容量在 以下较小容量的变压器 过电流保护时限大于0.5s时, 可在电源侧装设电流速断保护 , 过电流保护时限大于 时 可在电源侧装设电流速断保护, 其原理接线如下图所示. 其原理接线如下图所示.
第七章
电力变压器的继电保护
电力变压器的故障类型, 第一节 电力变压器的故障类型,不正常运行 状态和应加装的保护 第二节 变压器的瓦斯保护 第三节 变压器的电流速断保护 第四节 变压器纵联差动保护 第五节 变压器相间短路的电流和电压保护 第六节 变压器的零序电流保护
电力变压器的故障类型, 第一节 电力变压器的故障类型,不正 常运行状态和应加装的保护
第二节
变压器的瓦斯保护
瓦斯保护是反应变压器油箱内部气体的数量和流动的 速度而动作的保护,保护变压器油箱内各种短路故障, 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. 别是对绕组的相间短路和匝间短路. 工作原理: 工作原理: 由于短路点电弧的作用,将使变压器油和其他绝缘材 由于短路点电弧的作用, 料分解,产生气体.气体从油箱经连通管流向油枕, 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瓦斯保护. 气体的数量及流速构成瓦斯保护.
变压器继电保护
变压器继电保护变压器是电力系统中不可或缺的设备之一，主要用于变换电压级别以适应不同的用电场合。
随着电力系统的发展，变压器的重要性也日益凸显。
然而，在变压器运行过程中，由于各种外部原因或内部故障的影响，往往会导致变压器的过载、短路等故障，从而造成电力系统的不稳定和安全隐患。
因此，为了保障变压器的安全稳定运行，必须采取一系列的安全保护措施，其中变压器继电保护是其中的重要一环。
变压器继电保护的作用变压器继电保护是指在变压器发生故障或异常情况时，通过相应的继电装置及保护措施，保护变压器及其它电力系统设备的安全运行。
变压器继电保护的主要作用有以下几个方面：防止变压器过载运行变压器过载是其容易发生的一种故障，过载运行会导致变压器铁芯温升过高，使绕组绝缘老化，致使变压器的寿命缩短，进而造成电力系统的不稳定。
因此，变压器保护中应包含了防止过载运行的保护。
防止变压器的短路故障变压器的短路故障是另一种常见的故障，这种故障一旦发生，不仅会对变压器和电力系统造成极大的伤害，还会对人身财产造成威胁。
为了防止此类故障的发生，变压器保护中必须配备防止短路故障的保护。
检测变压器的接地故障变压器接地故障通常是由于变压器油中的水分过高导致变压器的漏电电流增大，进而引起短路，故而出现了接地故障。
为了防止接地故障的发生，变压器保护中必须配备检测变压器接地故障的保护。
检测变压器外部故障有时变压器的外部环境也会对其产生影响，如雷电等原因，因此变压器保护中必须配备检测变压器外部故障的保护。
变压器继电保护的种类变压器继电保护的种类很多，根据国家标准和电力系统的要求，一般可分为电压型、电流型、差动型及反向功率型等几种。
电压型电压型保护主要是根据变压器的供电电压和负载电压的差值，来保护变压器的安全运行。
其原理是将变压器的输入电压与输出电压进行比较，当电压差异超过规定的阈值时，电压型保护即会引起动作，从而实现对变压器的保护。
电流型电流型保护是根据变压器传输的电流值来实现的，其原理是将变压器的电流值与规定的限值进行比较，当电流异常时，电流型保护会引起动作，从而对变压器进行保护。
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第七章电力变压器的继电保护第一节变压器故障、不正常状态与保护方式根据我国的实际情况，变压器和发电机与高压输电线路元件相比，故障概率比较低，但其故障后对电力系统的影响却很大。
但是保护装置本身的不合理，将给变压器本身造成极大的危害。
因此，对电力变压器应该配置完善可靠的继电保护装置。
一、变压器的故障变压器的故障主要包括以下几类。
(1)相间短路。
这是变压器最严重的故障类型。
它包括变压器箱体内部的相间短路和引出线(从套管出口到电流互感器之间的电气一次引出线)的相间短路。
由于相间短路会严重地烧损变压器本体设备，严重时会使得变压器整体报废，因此，当变压器发生这种类型的故障时，要求瞬时切除故障。
(2)接地(或对铁芯)短路。
显然这种短路故障只会发生在中性点接地的系统一侧。
对这种故障的处理方式和相间短路故障是相同的，但同时要考虑接地短路发生在中性点附近时保护的灵敏度。
(3)匝间或层间短路。
对于大型变压器，为改善其冲击过电压性能，广泛采用新型结构和工艺，匝间短路故障发生的几率有增加的趋势。
当短路匝数少，保护对其反应灵敏度又不足时，在短路环内的大电流往往会引起铁芯的严重烧损。
如何选择和配置灵敏的匝间短路保护，对大型变压器就显得比较重要。
(4)铁芯局部发热和烧损。
由于变压器内部磁场分布不均匀、制造工艺水平差、绕组绝缘水平下降等因素，会使铁芯局部发热和烧损，继而引发更严重的相间短路。
因此，应及时检测这一类故障。
(5)油面下降。
由于变压器漏油等原因造成变压器内油面下降，会引起变压器内部绕组过热和绝缘水平下降，给变压器的安全运行造成危害。
因此当变压器油面下降时，应及时检测并予以处理。
二、变压器不正常运行状态变压器不正常运行状态，是指变压器本体没有发生故障，但外部环境变化后引起了变压器的非正常工作状态。
这种非正常运行状态如果不及时处理或告警，预示着将会引发变压器的内部故障。
因此，从这种观点看，这一类保护也可称之为故障预测保护。
(1)过负荷。
变压器有一定的过负荷能力，但若长期处于过负荷下运行，会使变压器绕组的绝缘水平下降，加速其老化，缩短其寿命。
运行人员应及时了解过负荷运行状态，以便能作相应处理。
(2)过电流。
过电流一般是由于外部短路后，大电流流经变压器而引起的。
由于变压器在这种电流下会烧损，一般要求和区外保护配合后，经延时切除变压器。
(3)零序过流。
由于变压器的绕组一般都是分级绝缘的，绝缘水平在整个绕组上不一致，当区外发生接地短路时，会使中性点电压升高，影响变压器安全运行。
(4)其他故障。
如通风设备故障、冷却器故障等。
这些故障也都必须作相应的处理。
三、变压器保护配置根据《电力系统继电保护及自动装置技术规程》规定，对电力变压器的下列故障及异常运行方式应装设相应的保护装置：1．0.8MVA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。
2．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下列规定：（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-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。
3．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并应符合下列规定：（1)过电流保护宜用于降压变压器；（2)复合电压起动的过电流保护或低电压闭锁的过电流保护宜用于升压变压器系统联络变压器和过电流不符合灵敏性要求的降压变压器；（3）外部相间短路保护应符合下列规定：1）双绕组变压器应装于主电源侧，根据主接线情况保护装置可带一段或两段时限，以较短的时限动作于缩小故障影响范围，以较长的时限动作于断开变压器各侧断路器；2）三绕组变压器宜装于主电源侧及主负荷侧。
主电源侧的保护，应带两段时限，以较短的时限断开未装保护侧的断路器；当不符合灵敏性要求时，可在各侧装设保护装置，各侧保护装置应根据选择性的要求装设方向元件。
（3）三绕组变压器的外部相间短路保护可按下列原则进行简化：1）除主电源侧外，其它各侧保护可仅作本侧相邻电力设备和线路的后备保护；2）保护装置作为本侧相邻电力设备和线路保护的后备时，灵敏系数可适当降低，但对本侧母线上的各类短路应符合灵敏性要求；4．中性点直接接地的110kV电力网中，当低压侧有电源的变压器中性点直接接地运行时，对外部单相接地引起的过电流应装设零序电流保护并应符合下列规定：（1）零序电流保护可由两段组成，每段应各带两个时限并均应以较短的时限动作于缩小故障影响范围，以较长的时限有选择性地动作于断开变压器各侧断路器；（2）双绕组及三绕组变压器的零序电流保护应接到中性点引出线上的电流互感器上。
（3）110kV中性点直接接地的电力网中，当低压侧有电源的变压器中性点可能接地运行或不接地运行时，对外部单相接地引起的过电流以及对因失去接地中性点引起的电压升高，应装设相应的保护装置并应符合下列规定：1）全绝缘变压器应按本规范规定装设零序电流保护，并应装设零序过电压保护。
当电力网单相接地且失去接地中性点时，零序过电压保护宜经0.3~ 0.5s时限动作于断开变压器各侧断路器；2）分级绝缘变压器的零序保护应符合下列要求：①中性点装设放电间隙时，应按本规范规定装设零序电流保护，并增设反应间隙回路的零序电压和间隙放电电流的零序电流保护，当电力网单相接地且失去接地中性点时，零序流电压保护宜经0.3 ~0.5s 时限动作于断开变压器各侧断路器；②中性点不装设放电间隙时，可装设两段零序电流保护和一套零序电流电压保护。
零序电流保护第一段宜设置一个时限，第二段宜设置两个时限。
当每组母线上至少有一台中性点接地变压器时，第一段和第二段的较短时限宜动作于缩小故障影响范围，零序电流电压保护用于在中性点不接地运行时保护变压器，其动作时限应与零序电流保护第二段时限相配合，先切除中性点不接地变压器，后切除中性点接地变压器；当某一组母线上的变压器中性点均不接地时，零序电流保护不应动作于断开母线联络断路器，应先断开中性点不接地的变压器。
5．0.4MVA及以上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，对三绕组变压器保护装置应能反应各侧过负荷的情况。
过负荷保护采用单相式带时限动作于信号，在无经常值班人员的变电所，过负荷保护可动作于跳闸或断开部分负荷；6．对变压器温度升高和冷却系统故障应按现行电力变压器标准的要求装设可作用于信号或动作于跳闸的装置。
(1)差动保护。
能反应变压器内部各种相间、接地以及匝间短路故障，同时还能反应引出线套管的短路故障。
它能瞬时切除故障，是变压器最重要的保护。
图 7-1 双绕组单相变压器纵差动保护的原理接线(2)气体[重(轻)瓦斯]保护。
能反应铁芯内部烧损、绕组内部短路及断线、绝缘逐渐劣化、油面下降等故障，不能反应变压器本体以外的故障。
它的优点是灵敏度高，几乎能反应变压器本体内部的所有故障。
但也有其缺点，动作时间较长。
(3)零序电流保护。
能反应变压器内部或外部发生的接地性短路故障。
一般是由零序电流、间隙零序电流、零序电压共同构成完善的零序电流保护。
(4)过负荷保护。
反应变压器过负荷状态。
(5)后备保护。
阻抗保护、复合电压过流保护、低压过流保护、过流保护都能反应变压器的过流状态。
但它们的灵敏度不一样，阻抗保护的灵敏度最高，过流保护的灵敏度最低。
(6)开入量保护。
温度保护、油位保护、通风故障保护、冷却器故障保护等等。
反应相应的温度、油位、通风等故障。
第二节 变压器纵差保护一、变压器纵差保护的基本原理和接线方式如图7-1所示为双绕组变压器单相纵差保护的原理接线图。
1I ⋅、2I ⋅分别为变压器一次侧和二次侧的一次电流，参考方向为母线指向变压器；'1I ⋅、'2I ⋅为相应的电流互感器的二次侧电流。
流入差动继电器的电流为..''12d I I I ⋅=+ 纵差保护的动作判据为d set I I ≥ （7-1）式中set I 为纵差动保护的动作电流，''12d I I I ⋅⋅⋅=+为差动电流的有效值。
忽略变压器损耗，正常运行时和外部故障时，由于变压器两侧电流相位相差180°，所以差动电流为零，保护不会误动作；当变压器发生内部故障时，差动继电器中，将流入两侧的短路电流之和，只要故障电流大于保护的动作电流，保护即可以迅速动作。
1．相位补偿由于三相电力变压器的通常采用Y ，d11的接线方式，在正常运行时，两侧电流存在30°的相位差，若仍然采用上述的变压器的单相差动保护接线方式，将两侧电流直接引入差动保护，则会在继电器中产生很大的差动电流。
通常采用相位补偿法接线方式来消除这个电流，即变压器的Y 侧电流互感器二次侧采用△连接，△侧电流互感器二次侧采用Y 连接，如图7-2所示。
这样引入差动继电器的Y 侧电流就是两相电流差，即'''.d Y Y d '''.d Y Y d '''.d Y Y d ()()()U U V U V V W V W W U W I I I I I I I I I I I I ⎫=-+⎪=-+⎬⎪=-+⎭（7-2）图7-2 双绕组三相变压器纵差动保护原理接线图 （a ）接线图；（b ）对称工况下的相量关系图7-3 相位补偿电流相量图（a ）变压器高压侧电流相量；（b ）变压器低压侧电流相量式中，.d U I 、 .d V I 、.d W I 分别为流入三个差动继电器的差动电流。
这样就可以消除两侧电流的相位的不对应。
由于Y 侧采用了两相电流差，该侧流入差动继电器的电在微机保护中，如果Y 侧电流互感器三相电流采样值为'Y U I 、 'Y V I 、'Y W I ，则软件按下式可求得差动保护所需要计算的三相电流U I 、 V I 、W I ，其相量图如图7-3所示。
''Y Y ''Y Y ''Y Y ()3()3()3U U V V V W W W U I I I I I I I I I ⎫=-⎪⎪=-⎬⎪=-⎪⎭（7-3） 经软件转换后的U I 、 VI 、W I 就与'd U I 、 'd V I 、'd W I 同相位了。