电力变压器保护3讲义教材

或 i Iset
I 2 I set.2
Iset 、 Iset.2通常均取电流互感器二次额定电流的 0.2 倍。
2．阻抗元件 阻抗元件采用0°接线方式 动作的正方向:可以指向变压器，也
可以指向母线，由保护的控制字控制。 断线检测元件
当该元件检测到TV二次回路断线时， 将阻抗保护闭锁，并且发出告警信息。
• 组成: 起动元件 相间阻抗测量元件 时间元件 电压回路断线闭锁元件等
Iu,v,w Iu,v,w Uu,v,w
启动元件 阻抗元件
Y
t
跳闸
＆
Uu,v,w
TV 断线检测 元件
阻抗压板投入
图 8－15 变压器阻抗保护逻辑框图
1.起动元件
组成：相电流突变量启动元件
负序电流启动元件两部分，
启动元件动作判据为：
五、变压器相间短路后备保护的配置原则
G
I
·
1QF
起动元件
跳三侧
断路器
t1
出口
t2
II 2QF
3QF
起动元件
t3
III
图 8－16 单侧电源变压器后备保护配置示意图
1）对于双绕组变压器： 相间短路的后备保护应装设于主电源侧
2）对于单侧电源的三绕组变压器或自耦变压器： 相间短路的后备保护宜装于电源侧和主负荷侧 负荷侧的过流保护以t3 时限跳开 3QF， 主电源侧保护带有两级时限t1 和t2 ： 以较短的时限t2 跳开变压器Ⅱ侧的断路器 2QF， 以较长的时限t1 跳开变压器各侧断路器。
低电压
跳闸 &
t
本侧
Iu ,v ,w
过电流
1.复合电压元件 复合电压元件动作的判据是： U 2 U 2.set或U1 U set
2.相间功率方向元件 功率方向元件与线路保护中的方向元件原理相同 按 90°接线方式， 通过软件实现-30°或-45°最大灵敏角。
四、微机型变压器阻抗保护
• 变压器阻抗保护通常作为330KV及以上大型 变压器相间短路的后备保护
的接地保护
1．全绝缘变压器的接地保护
H
跳各侧
1QF
3U0
t3
≥1
断路器
t2
3I0
t1
1QF1
跳QF
图8－18 全绝缘变压器接地保护原理框图
对于中性点可能接地也可能不接地运行 的全绝缘变压器：
• 要求：保护动作后应先切除中性点接地 运行的变压器，后切除中性点不接地运 行的变压器。
• 动作电压整定：一般二次值取180伏。 • 动作时限：躲过暂态过电压的时限，无
二、中性点直接接地运行变压器的接地保护
1QF
t1
1QF1 跳QF
I
t2
3I0
II
t3
3I0
t4
跳各侧 断路器
图8－17 中性点直接接地运行变压器接地保护原理框图
三、中性点可能接地也可能不接地 运行变压器的接地保护
分为： 1．全绝缘变压器的接地保护 2．分级绝缘且中性点不装设放电间隙的
变压器 3．分级绝缘且中性点装设放电间隙变压器
第五节 变压器相间短路 的后备保护
本节主要内容:
一、过电流保护 二、低电压起动的过电流保护 三、微机型复合电压起动的方向过电流保护 四、微机型变压器阻抗保护 五、变压器相间短路后备保护的配置原则
变压器相间短路的后备保护
变压器相间短路的后备保护是用 来反应变压器外部故障而引起的变压 器绕组过电流，同时也作为差动保护 和瓦斯保护的后备保护。
3)对于多侧电源的三绕组变压器
应在各侧都配置后备保护:各侧保护 均动作于跳开本侧断路器。
对于动作时限最小的保护:应装设方 向元件. 同时，在加装方向保护的一侧，加装 一套不带方向的后备保护，保护动作 后，跳开三侧断路器。
220KV变压器过流保护的配置
变压器侧 过流段
220KV侧
复压过流I 复压过流II
只有电源侧和容量较小的一侧装设过负荷 保护； (4) 两侧电源的三绕组降压变压器或联络变 压器，三侧均装设过负荷保护。
二、过励磁保护
• 变压器在电压增高或频率降低时，会 出现过励磁。大型变压器均要求安装 过励磁保护。
• 当过励磁倍数大于过励磁保护的告警 定值时，保护发出延时告警信号；当 过励磁倍数大于过励磁保护的跳闸定 值时，保护延时跳闸。
灵敏度 Ks 要求同电流元件，即：
Ks
Uop U K .max
三、微机型复合电压起动的方向过电流 保护
复合电压:负序电压加全电压
负序电压----反映不对称短路 全电压----反映对称短路
微机型复合电压起动的方向过电流保护
对侧
U u ,v ,w
相间功率方向
整定
本侧
U u ,v ,w
负序过电压 ≥1
跳闸矩阵 跳中压侧母联或分
段 跳中压侧 跳高压侧
跳三侧 跳中压侧母联或分
段 跳中压侧 跳中压侧 跳三侧 跳低压侧 跳低压侧 跳三侧
备注
保护动作时间应大于 各侧带方向保护的动
作时间
不经复压闭锁
第六节 变压器的接地保护
作用：用于中性点直接接地系统中的 电力变压器 反映变压器高压绕组、引出线上
的接地短路，是变压器主保护和相邻 母线、线路接地故障的后备保护。
一、过电流保护
1.起动电流的整定
电流元件的起动电流按躲过变压器可 能出现的最大负荷电流整定
Iop
Krel Kre
Ilmax
K r e l 为 1.2～1.3
K r e 为 0.85
Ilmax 计算时应作以下考虑：
1） 对于并列运行的变压器，应考虑一台变压器突然切除时，
所出现的过负荷。
按下式计算：
3．分级绝缘且中性点装设放电间隙变压 器的接地保护
保护配置: (1)两段式零序过电流保护; (2)放电间隙零序过电流; (3)零序过电压保护。
1QF 跳1QF
（同8－18）
1QF1 跳QF
图8－19 分级绝缘变压器零序保护原理框图
220KV变压器零序保护的配置
变压器侧
过流段
方向
220KV侧
零序方向过 流
Ilmax＝
n
n
1
It.n
2）对于降压变压器应考虑低压侧电动机自启动的影响。
Ilmax＝Kss It.n
Kss 为自起动系数，： 6～10KV侧取1.5 ~ 2.5， 35KV侧取1.5 ~ 2 。
2. 动作时限的整定
动作时限按阶梯形原则整定。
3. 灵敏度 Ks 校验
Ks
I k min Iop
要求 Ks ≥1.2。
需与其它保护配合，通常小于0.3s。
2．分级绝缘且中性点不装设放电间隙的 变压器
（1）动作要求：先切除中性点不接地运行的 变压器，后切除中性点接地运行的变压器。
（2）保护配置：两段式零序过电流保护和零 序电流闭锁的零序电压保护。 零序过电流保护用于中性点直接接地运 行方式；零序电流闭锁的零序过电压保护用 于中性点不接地运行方式。
零序过流
指向220KV侧母线
（采用开关CT）
不带方向
（采用中性线CT）
110KV侧
零序方向过 流
零序过流
指向110KV母线 （采用开关CT）
不带方向
（采用中性线CT）
时间
跳闸矩阵
备注
T1
4 S 跳高压侧母联或分段
零压闭锁5V
T2
4.5 S
跳高压侧
T1
6S
跳高压侧
T2
6.5 S
跳三侧
T1
1.8 S 跳中压侧母联或分段
元 件的灵敏度
低电压起动的构成: 电流元件、低电压元件、时间元件。
变压器 保护装置
k2
U u ,v ,w
来自高
U u ,v ,w
来自低
k1
压 侧 TV
压 侧 TV
图 8－ 13 变 压 器 低 电 压 启 动 过电流保护单相原理接线图
1） 电流元件的起动值 Iop 按躲开变压器额定电流整定。
即： Iop
Krel Kre
It.n
灵敏度校验：作为近后备保护时，Ks ≥1.3；
作远后备保护时， Ks ≥1.2。
2） 低电压元件的动作电压整定值： 应按躲开正常运行时母线上可能出现的最低工作电压，
同时外部故障切除后、电动机自起动的过程中它必须返回 的条件整定。
通常采用 Uop 0.7Ut.n
方向
指向220KV变压器
不带方向
复压过流I段
110KV侧
复压过流II段
10KV侧
电流速断 复压过流
指向110KV侧母线
不带方向 不带方向 不带方向
时间
T1
4.2 S
T2
4.5 S
T1
4.8 S
T2
5.1 S
T1
3.6 S
T2
3.9 S
T1
4.2 S
T2
4.5 S
T
1.0 S
T1
1.5 S
T2
1.8 S
零压闭锁5V
T2
2.1 S
跳中压侧
T1
4.8 S
T2
5.1 S
跳中压侧 跳三侧
保护动作时间应大于 各侧带方向保护的动
作时间
第七节 变压器的其它保护
一、过负荷:反映变压器过负荷,动作于信号 装设原则: (1) 双绕组变压器:装设在电源侧； (2) 三绕组降压变压器:若三相容量相同的，
装在电源侧； (3) 三绕组降压变压器:若三相容量不同的，
一、电力变压器中性点接地方式选择的原则
1）在多电源系统中，每个发电厂至少有一台 变压器的中性点接地。