第七章-电力变压器的继电保护知识讲解
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(2)利用二次谐波制动而躲开励磁涌流；
(3)用比较波形间断角来鉴别短路电流和励 磁涌流；
2．由变压器两侧电流相位不同而产生的不平 衡电流
由于变压器常常采用Y,dll的接线方 式, 因此, 其两侧电流的相位差30º。此 时，如果两侧的电流互感器仍采用通常 的接线方式，则二次电流由于相位不同， 会有一个差电流流入继电器。
为了保证纵联差动保护的正确 工作，正应常使运由得行于及在受保正不护平常范衡运围电行外流和部Iu短n外b 影路部响时故差， 障时，回两路个中二的电次流电不流为相零。等，差回路
电流为零。在保护范围内故障时，
流入差回路的电流为短路点的短路
或
电流的二次值，保护动作。
二、变压器纵联差动保护在稳态情况下的不平衡 电流
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➢ 由变压器两侧相位不同而产生的不平衡电流
变压器两侧电流互感器有电流误差△I，在 正常运行及保护范围外部故障时流入差回路中 的电流不为零，为什么？
为什么在正常运行时，不平衡电流很小 ？ 原因：铁芯饱和、励磁电流很小，不平衡电流很小
为什么当外部故障时，不平衡电流增大？
原因：短路电流很大，使两侧电流迅速饱和,励磁电流 很大，不平衡电流很大
ωt
励磁涌流具有以下特点：
(1)包含有很大成分的非周期分量，往往使 涌流偏于时间轴的一侧；
(2)包含有大量的高次谐波，而以二次谐波为 主；
(3)波形之间出现间断，如图所示，在一个周期 中间断角为α。
iL
θ
α
ωt( )
在变压器纵差动保护中防止励磁涌流影 响的方法有：
(1)采用具有速饱和铁心的差动继电器；
+Φ
mU, u
m
－m
U,
2m＋s
u
00
s
m
0
I Le
如果空载合闸时，正好在
u=0时接通，则铁芯中该具
有磁通-Φm。但由于铁芯中
t
的磁通不能突变，将出现一 个非周期分量其磁通为
+Φm。半个周期后铁芯中
的磁通就达到了2Φm。
t
2m＋s
I LY
IL
如果铁芯中有剩余磁通Φs 。则总的磁通将为2Φm+ Φs
，则变压器铁芯严重饱和，
励磁电流将急剧增大，称为 变压器的励磁涌流IL。
变压器的励磁涌流，其数值最大可达额定 电流的6～8倍，同时包含有大量的非周期分量 和高次谐波分量。
φ φm
φ0s
iL
2φm+φs IL
励磁涌流的大 小和衰减时间与外 加电压的相位，铁 芯中剩磁的大小和 方向，电源容量的 大小，回路阻抗以 及变压器容量的大 小等都有关。
短路，应装设纵差保护或电流速断保护。
(3) 为反应外部相间短路引起的过电流和作为瓦斯、 后 纵差保护(或电流速断保护)的后备，应装设过电流保 备 护、复合电压过流保护或负序过流保护。 保 (4) 为反应大接地电流系统外部接地短路，应装设零序 护 电流保护。
(5) 为反应过负荷应装设过负荷保护。 (6) 为反应变压器过励磁应装设过励磁保护。
第二节 变压器的差动保护 一、变压器纵联差动保护的原理
二、变压器纵联差动保护中引起不平衡电流 的原因及减小不平衡电流的措施
三、变压器纵联差动保护的整定原则
一、变压器纵联差动保护的原理
纵联差动保护是反应被保 护变压器各端流入和流出电流 的相量差。对双绕组变压器实 现纵差动保护的原理接线如图 所示。
如何消除这种不平衡电流的影响？
通常都是将变压器星形侧的三个电流 互感器接成三角形，而将变压器三角形 侧的三个电流互感器接成星形。
➢ 由变压器两侧相位不同而产生的不平衡电流
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变压器的不正常状态 油箱内部油面降低
过励磁
变压器应装设如下保护：
(1) 为反应变压器油箱内部各种短路故障和油面降低，
主 对于0.8MVA及以上的油浸式变压器和户内0.4MVA以
保 上变压器应装设瓦斯保护。
护
(2) 为反应变压器绕组和引出线的相间短路，以及中
性点直接接地电网侧绕组和引线接地短路及绕组匝间
在正常运行及保护范围外部短路稳态情况 下流入纵联差动保护差回路中的电流叫稳态不 平衡电流Iunb。
差动保护的动作电流应大于最大不平衡电 流，以保证保护范围外部短路时差动保护不动 作。不平衡电流增大，将使保护的灵敏度降低。
1．由变压器励磁涌流所产生的不平衡电流
变压器的励磁电流IL仅流经变压器的某一侧， 因此，通过电流互感器反应到差动回路中不能被平
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当电流互感器采用上
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述联接方式以后，在互 感器接成三角形侧的差 动一臂中，电流又增大
了 31/2 倍。如何保证在正
•
IB1
• 常运行及外部故障情况 I B 2 下差动回路中应没有电
•Y
流？
IC2
➢ 由变压器两侧相位不同而产生的不平衡电流
将该侧电流互感器的变比加大 3 倍，以减 小二次电流，使之与另一侧的电流相等，故此 时选择变比的条件是
3．由两侧电流互感器的误差引起的不平衡 电流
衡。正常情况下，此电流很小，一般不超过额定电 流的2%~10%。在外部故障时，由于电压降低，励 磁电流减小，它的影响就更小。
u,φ u φm
u,φ u 2φm +φs
φ
0
φ
ωt0
-φm
ωt
（a )
（b)
但是当变压器空载投入和外部故障切除后电 压恢复时，则可能出现数值很大的励磁电流(又称 为励磁涌流)。
第七章-电力变压器的继电保护
第七章 变压器保护
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 变压器的差动保护
第三节 变压器的后备保护
一 电力变压器的故障类型，不正常运 行状态
相间短路 油箱内部故障 绕组的匝间短路
单相接地短路
变压器故障
引线及套管处会产生 各种相间短路 油箱外部故障 接地故障 由于外部短路故障引起的过电流
(3)用比较波形间断角来鉴别短路电流和励 磁涌流；
2．由变压器两侧电流相位不同而产生的不平 衡电流
由于变压器常常采用Y,dll的接线方 式, 因此, 其两侧电流的相位差30º。此 时，如果两侧的电流互感器仍采用通常 的接线方式，则二次电流由于相位不同， 会有一个差电流流入继电器。
为了保证纵联差动保护的正确 工作，正应常使运由得行于及在受保正不护平常范衡运围电行外流和部Iu短n外b 影路部响时故差， 障时，回两路个中二的电次流电不流为相零。等，差回路
电流为零。在保护范围内故障时，
流入差回路的电流为短路点的短路
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电流的二次值，保护动作。
二、变压器纵联差动保护在稳态情况下的不平衡 电流
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变压器两侧电流互感器有电流误差△I，在 正常运行及保护范围外部故障时流入差回路中 的电流不为零，为什么？
为什么在正常运行时，不平衡电流很小 ？ 原因：铁芯饱和、励磁电流很小，不平衡电流很小
为什么当外部故障时，不平衡电流增大？
原因：短路电流很大，使两侧电流迅速饱和,励磁电流 很大，不平衡电流很大
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励磁涌流具有以下特点：
(1)包含有很大成分的非周期分量，往往使 涌流偏于时间轴的一侧；
(2)包含有大量的高次谐波，而以二次谐波为 主；
(3)波形之间出现间断，如图所示，在一个周期 中间断角为α。
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在变压器纵差动保护中防止励磁涌流影 响的方法有：
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，则变压器铁芯严重饱和，
励磁电流将急剧增大，称为 变压器的励磁涌流IL。
变压器的励磁涌流，其数值最大可达额定 电流的6～8倍，同时包含有大量的非周期分量 和高次谐波分量。
φ φm
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励磁涌流的大 小和衰减时间与外 加电压的相位，铁 芯中剩磁的大小和 方向，电源容量的 大小，回路阻抗以 及变压器容量的大 小等都有关。
短路，应装设纵差保护或电流速断保护。
(3) 为反应外部相间短路引起的过电流和作为瓦斯、 后 纵差保护(或电流速断保护)的后备，应装设过电流保 备 护、复合电压过流保护或负序过流保护。 保 (4) 为反应大接地电流系统外部接地短路，应装设零序 护 电流保护。
(5) 为反应过负荷应装设过负荷保护。 (6) 为反应变压器过励磁应装设过励磁保护。
第二节 变压器的差动保护 一、变压器纵联差动保护的原理
二、变压器纵联差动保护中引起不平衡电流 的原因及减小不平衡电流的措施
三、变压器纵联差动保护的整定原则
一、变压器纵联差动保护的原理
纵联差动保护是反应被保 护变压器各端流入和流出电流 的相量差。对双绕组变压器实 现纵差动保护的原理接线如图 所示。
如何消除这种不平衡电流的影响？
通常都是将变压器星形侧的三个电流 互感器接成三角形，而将变压器三角形 侧的三个电流互感器接成星形。
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变压器应装设如下保护：
(1) 为反应变压器油箱内部各种短路故障和油面降低，
主 对于0.8MVA及以上的油浸式变压器和户内0.4MVA以
保 上变压器应装设瓦斯保护。
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(2) 为反应变压器绕组和引出线的相间短路，以及中
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在正常运行及保护范围外部短路稳态情况 下流入纵联差动保护差回路中的电流叫稳态不 平衡电流Iunb。
差动保护的动作电流应大于最大不平衡电 流，以保证保护范围外部短路时差动保护不动 作。不平衡电流增大，将使保护的灵敏度降低。
1．由变压器励磁涌流所产生的不平衡电流
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➢ 由变压器两侧相位不同而产生的不平衡电流
将该侧电流互感器的变比加大 3 倍，以减 小二次电流，使之与另一侧的电流相等，故此 时选择变比的条件是
3．由两侧电流互感器的误差引起的不平衡 电流
衡。正常情况下，此电流很小，一般不超过额定电 流的2%~10%。在外部故障时，由于电压降低，励 磁电流减小，它的影响就更小。
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u,φ u 2φm +φs
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（a )
（b)
但是当变压器空载投入和外部故障切除后电 压恢复时，则可能出现数值很大的励磁电流(又称 为励磁涌流)。
第七章-电力变压器的继电保护
第七章 变压器保护
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 变压器的差动保护
第三节 变压器的后备保护
一 电力变压器的故障类型，不正常运 行状态
相间短路 油箱内部故障 绕组的匝间短路
单相接地短路
变压器故障
引线及套管处会产生 各种相间短路 油箱外部故障 接地故障 由于外部短路故障引起的过电流