第七章-电力变压器的继电保护知识讲解
第7章第5节电力变压器的继电保护课件
缺点：有死区，不能保护变压器二次侧出口 处短路，必须与过电流保护配合使用。
过电流保护
过电流保护既可作本级变压器的近后备保 护，又可 作下级线路的远后备保护。
1。动作电流整定
动作电流：躲过最大负荷电流
Iop1
Krel Kre
IL•max
K rel ——可靠系数 ，DL取1.2～1.3，
K re ——返回系数 ，DL取0.85。
工作原理：
作用：抑制励磁涌流产生的不平衡电流 缺点：当内部短路时，会因短路电流非周期分量
的存在，动作有一定延时。
(2) 短路线圈工作原理
工作原理：正常或内部短路时，铁心未饱和， 短路线圈不起作用；外部短路或有励磁涌流 时，铁心饱和A柱比B柱严重，因此对主磁通 起削弱作用，防止误动作。
作用：抑制励磁涌流和外部短路时产生的不平 衡电流。而且匝数越多，作用越大。同时内 部短路时延时越严重。一般10M容量左右的 变压器选3-3′抽头。
供配电系统
第七章 供配电系统的继电保护
第五节 电力变压器的继电保护
本节主要内容
一、常见故障类型、不正常工作状态及其保护 方式
二、变压器的电流和电压保护 三、变压器的瓦斯保护 四、变压器的差动保护
一、 常见故障类型、不正常工作 状态及其保护方式
➢ 常见故障类型★
➢ 不正常工作状态 ➢ 相应的保护方式 二、变压器的电流和电压保护 ➢ 电流速断保护 ➢ 过电流保护★ ➢ 复合电压启动的过电流保护★ ★ ➢ 变压器的过负荷保护
2。动作时限整定：
比后备保护大Δt以上，一般取5～10 s。
瓦斯保护
轻瓦斯：动作于信号
（气体保护） 重瓦斯：动作于跳闸
安装：
气体继电器装设在变压器的油箱与油枕之间的 联通管上。变压器安装时应取1%～1.5%的倾斜度； 联通管对油箱顶盖也有2%～4%的倾斜度。
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。
电力变压器的继电保护
电力变压器的继电保护前言电力变压器是电力系统中重要的电器设备之一，也是电能转化和传输的核心设备之一。
在长期运行中，变压器会面临各种各样的故障风险，其中一些故障甚至会导致损失极大的事故。
因此，对于变压器的保护至关重要。
而继电保护是一种重要的保护方式之一，本文将讨论电力变压器的继电保护。
继电保护概述继电保护是一种在电力系统中使用的保护技术，利用电流、电压等电气信号作为控制或触发信号，对电力系统进行监控和保护。
其目的是检测电力系统中的故障，及时确定故障位置和类型，并采取相应的措施避免故障继续扩大，从而确保电力系统的正常运行。
继电保护经过多年的发展，已经成为电力系统中重要的保护手段之一。
它具有灵敏、快速、准确、可靠的特点，大大提高了电力系统的安全性和稳定性。
同时，随着科技的不断进步，继电保护的应用领域也不断拓展，越来越多的电器设备开始采用继电保护技术。
变压器的故障与保护电力变压器作为电力系统的关键设备之一，其安全运行对于电力系统的正常运转至关重要。
变压器在长期运行中可能面临多种故障，例如：1.绕组短路；2.油变质和泄漏；3.绝缘劣化等。
当变压器发生故障时，其对电力系统的影响将是很严重的。
因此，对于变压器的保护，早期主要是采用熔断器等保护方式，但这种保护方式在检测故障时速度慢、精度低、可靠性差等问题面前显得力不从心。
随着继电保护技术的成熟和发展，变压器的保护方式也得到了极大的提升。
目前常用的变压器保护方案包括过电压保护、欠电压保护、差动保护、绕组温度计保护等。
变压器差动保护变压器差动保护是变压器保护中最常用的保护方式之一。
它可以对变压器的绝大多数故障进行保护，包括内部故障、一侧绕组与另一侧绕组之间的短路故障等。
差动保护的核心思想是比较变压器的两个绕组所流过的电流是否相等，若不相等则表示变压器内部可能存在故障。
在差动保护系统中，将电流变压器（CT）的输出作为输入，通过比较两边输入信号的大小，判断系统故障类型以及故障位置。
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
电力变压器的继电保护知识
由于过电流保护Iop1大于Ire1，所以，以Ire1＞IL.max整定动作 电流，同时引入可靠系数Krel，将不等式改写成等式。继 电器的动作电流Iop.KA为
No Image
式中,Krel为可靠系数,DL型继电器取1.2，GL型继电器取1.3；Kw为接线 系数，由保护的接线方式决定；Kre为继电器的返回系数，DL型继电器 取0.85，GL型继电器取0.8；Ki为电流互感器变比。
a、计算线路2WL首端K点三相短路时保护2的动作电流倍数n2。
式中， 为K点三相短路时，流经保护2 No Image
继电器的电流，
，Kw.2和Ki.2分
别为保护2的接线系数和电流互感器变比。
b、由n2从特性曲线2求K点三相短路时保护2的动作时限t2。 c、计算K点三相短路时保护1的实际动作时限t1，t1应较t2大一 个时限级差Δt，以保证动作的选择性，即
3.动作电流和动作时限的调节
(1)继电器的动作电流的调节
用插销16改变线圈抽头（匝数）进行级进调节；也 可以用调节弹簧7的拉力进行平滑调节。
(2)继电器的动作时限的调节
用螺杆13改变扇形齿轮顶杆行程的起点进行调节。 继电器速断电流倍数可用螺钉14改变衔铁与电磁铁之间的 气隙进行调节。
第三节 电力线路的继电保护
No
如图7-1所示系I 统Km 点发生短a 路，保g 护3不e 应该拒动作，保 护1和保护2不应该误动作。
3.速动性：发生故障时，继电保护应该尽快地动作切除故 障，减小故障引起的损失，提高电力系统的稳定性。
4.灵敏性：灵敏性是指继电保护在其保护范围内，对发生 故障或不正常运行状态的反应能力。在继电保护的保护范 围内，不论系统的运行方式、短路的性质和短路的位置如 何，保护都应正确动作。继电保护的灵敏性通常用灵敏度 KS来衡量，灵敏度愈高，反应故障的能力愈强。
电力变压器的继电保护
电力变压器的继电保护电力变压器的继电保护第一节概述一、变压器的故障：各项绕组之间的相间短路油箱内部故障单项绕组部分线匝之间的匝间短路单项绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障引出线的相间短路油箱外部故障绝缘套管闪烁或破坏引出线通过外壳发生的单相接地短路二、变压器不正常工作状态：外部短路或过负荷过电流油箱漏油造成油面降低变压器中性点接地外加电压过高或频率降低过励磁等三、应装设的继电保护装置（1）瓦斯保护防御变压器油箱内各种短路故障和油面降低重瓦斯跳闸轻瓦斯信号（2）纵差动保护和电流速断保护防御变压器绕组和引出线的多相短路、大接地电流系统侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路（3）相间短路的后备保护。
作为（1）(2)的后备（a）过电流保护（b）复合电压起动的过电流保护（c）负序过电流（4）零序电流保护：防御大接地电流系统中变压器外部接地短路（5）过负荷保护：防御变压器对称过负荷（6）过励磁保护：防御变压器过励磁第二节：变压器纵差动保护一、构成变压器纵差动保护的基本原则正常运行或外部故障时所以两侧的CT变比应不同，且应使即：或=即：按相实现的纵差动保护，其电流互感器变比的选择原则是两侧CT变比的比值等于变压器的变比。
二．不平衡电流产生的原因和消除方法：理论上，正常运行和区外故障时，Ij=I1'- I2'=0。
实际上，很多因素使Ij= Ibp≠0 。
（Ibp为不平衡电流）下面讨论不平衡电流产生的原因和消除方法：1．由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流：（Υ/Δ-11）Y.d11 接线方式——两侧电流的相位差30°。
消除方法：相位校正。
变压器Y侧CT（二次侧）：Δ形。
Y.d11变压器Δ侧CT（二次侧）：Y形。
Y.Y12可见,差动臂中的同相位了,但.为使正常运行或区外故障时, Ij=0,则应使即高压侧电流互感变比应加大√3倍.该项不平衡电流已清除.2.由计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流:CT的变比是标准化的,如:600/5,800/5,1000/5,1200/5.所以,很难完全满足或即Ij≠0,产生Ibp.消除方法:利用差动继电器的平衡线圈进行磁补偿.假设正常运行和区外故障时, I2'>I2',Wph接电流小的一侧, I2'.I2'- I2'→Wcd(I2'- I2') I2'→Wph I2'调整Wph,使Wcd(I2'- I2')= Wph I2'.磁势抵消.铁芯中,Φ=Φcd-Φph=0. 所以W2中无感应电势,J不动作.实际上, Wph.js可能不是整数. Wph.zd应是整数.故仍有一残余的不平衡电流.Ibp=ΔfzdId.max/ nl1其中: Δfzd=(Wph.js-Wph.zd)/ (Wph.js+Wph.zd)Id.max ―外部故障时,流过变压器高压侧的最大短路电流.此不平衡电流在整定计算中应予以考虑.3.由两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流:(CT变换误差)Ibp.CT =Ktx?Ker?Id.max/ nl1 其中Ktx =1此不平衡电流在整定计算中应予以考虑.4.由变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流:改变分接头→改变nB→破坏nl2/ nl1= nB或的关系.产生新的不平衡电流.(CT二次侧不允许开路,即nl2, nl1不能改变), Ibp. ΔU=±ΔU? Id.max/ nl1 无法消除.此不平衡电流在整定计算中应予以考虑.由以上分析可知,稳态情况下, Ibp由三部分组成.Ibp= Ibp.T+ Ibp.CT +Ibp. ΔU5.暂态情况下的不平衡电流:⑴ 非周期分量的影响:比稳态Ibp大,且含有很大的非周期分量,持续时间比较长(几十周波).最大值出现在短路后几个周波. 引入非周期分量函数Kfzq.Ibp.CT=Kfzq?Ker?Ktx?Id.max/ nl1措施:快速饱和中间变流器,抑制非周期分量.⑵ 由ILy产生的不平衡电流:当变压器电压突然增加的情况下(如:空载投入,区外短路切除后).IL↑→ 励磁涌流. 可达(6-8) Ie.其波形参看教材173页,图6-2.特点:① 有很大的直流分量.(80%基波)② 有很大的谐波分量,尤以二次谐波为主.(20%基波)③ 波形间出现间断.(削去负波后)措施:① 采用具有速饱和铁芯的差动继电器;② 间断角原理的差动保护;③ 利用二次谐波制动;④ 利用波形对称原理的差动保护。
《变压器继电保护》PPT课件
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取上述两条件较大值为整定值。 要求在保护安装处K2点发生两相金属性短路进行 校验：
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6.3 电力变压器的纵差保护 1、变压器纵差保护的基本原理
纵联差动保护是按比较被保护的变压器两侧电 流的大小和相位的原理实现的。
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若空载合闸正好在电压瞬时值u=0的瞬间接通电路， 则铁芯中就具有一个相应的磁通，而铁芯中的磁通 又是不能突变的，所以在合闸时必将出现一个的磁 通分量。因非周期性磁通分量的衰减比较慢，经过 半个周期后，它与稳态磁通相叠加的结果，将使铁 芯中的总磁通达到的数值2Фmax，如果铁芯中还有 方向相同的剩余磁通Фres，则总磁通将为2Фmax+ Фres。由于铁芯高度饱和，使励磁电流剧烈增加， 从而形成了励磁涌流 。
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2、变压器纵联差动保护的特点 1）电流互感器型号不同而产生的不平衡电流 解决办法：应按误差的要求选择两侧的电流互感 器 ，确定差动保护的动作电流时，引入一个同型 系数 Kst 。 2）计算变比与标准变比不同 ①用自耦变流器升流；②用差动继电器的平衡线 圈办法。
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温度及油位保护
温度保护是反应邮箱油温异常的保护。当变压器温度升 高时，温度保护动作发出报警信号。
油位保护是反应邮箱油位异常的保护。运行时，因变压 器漏油或其他原因使油位降低时动作，发出报警信号。
冷却器全停保护
为提高传输能力，对于大型变压器均配置有各种冷却系 统。在运行中，若冷却系统全停，变压器的温度将升高 。若不及时处理，可能导致变压器绕组绝缘损坏。
电力系统继电保护教学课件ppt第七章 电力变压器保护
（5）过负荷保护
反映变压器的对称过负荷，接于一相电流上， 延时作用于信号
2020/7/18
（6）过励磁保护
高压侧电压为500kV及以上的变压器装设 在变压器允许的过励磁范围内，保护作用于信号；当过
励磁超过允许值时，可动作于跳闸
（7）其它非电量保护 压力释放保护—防御变压器油箱内部故障 温度及油位保护
单相绕组通过外壳发生的 单相接地短路
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7-1变压器的故障、异常状态及保护配置
1.变压器的故障 2）油箱外部故障：
引出线间的相间短路 引出线因绝缘套管闪烁或破 坏通过外壳发生的单相接地 短路
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2.变压器的不正常运行状态
外部相间短路引起的过电流 外部接地短路引起的过电流和中性点
Id.A 0
Id.B Ik I d .C I k
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二、微机型变压器差动保护相位校正方法
Y , d 11
Y
d
iAYk
(i
Y Ak
iBYk ) /
iBYk (iBYk iCYk ) /
3
3
iCYk (iCYk iYAk ) /
3
iAYk iBYk
i
Y Ak
i
Y Bk
过电压 负荷超过额定容量引起的过负荷 漏油等原因引起的油面降低 大容量变压器的过励磁 油温过高 压力过高
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3.变压器的保护配置
（1）瓦斯保护 变压器的主保护 反应油箱内部的气流和油流 防御变压器油箱内各种短路故障和油面降低 分重瓦斯和轻瓦斯，重瓦斯瞬时动作于跳开各电 源侧断路器，轻瓦斯动作于信号 不能反映油箱外部的短路故障
电力变压器的继电保护PPT课件
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2、带有制动绕组的变压器差动保护原理接线 ➢制动绕组的接入原则：保护区外短路时制动作用 最大，而保护区内部短路时制动作用最小。
(A侧有电源，B侧无电源时：制动绕组接在B侧。)
区外：制动最大 区内：无制动
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➢继电器的最小动作电流 I act0：制动绕组中无电流 时，为使差动继电器动作，需要在差动绕组中通 入的最小电流。
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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， 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，为 “重瓦斯动作”。
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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。
94c全绝缘变压器零序保护原理框图95d全绝缘变压器零序保护原理图96e中性点无放电间隙的分级绝缘变压器零序保护原理框图中性点无放电间隙的分级绝缘变压器零序保护原理框图97f中性点装有放电间隙的分级绝缘变压器零序保护原理框图9899一变压器过励磁的危害变压器一次侧电压可表示为
第一节 电力变压器的故障类型及其保 护
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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％～％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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三、瓦斯保护的原理接线图
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电力系统继电保护——电力变压器的继电保护PPT课件
• 保护的对象： • 反应变压器油箱内各种短路以及油面的降低。
分类：
• 轻瓦斯保护动作于信号 • 重瓦斯保护动作于跳闸
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4. 变压器应装设的后备保护（2）
• 反应外部接地故障的后备保护 • 变压器中性点接地运行：零序电流保护 • 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：零序方向电流保护 • 防止中性点过电压：零序电压保护、间隙零序电流保护
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5. 变压器应装设的其他保护
• 过负荷保护：接一相电流，一般延时动作于信号 • 过励磁保护：严重过励磁时动作于跳闸 • 其他非电量保护：
(1
nTAnM nN
)I2
(1
nTAnM nN
)I2
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(4) 两侧电流互感器型号不同
I2
理想
1LH
2LH
Iumb
0
I1
Iunb 0.1Kst I R.max Kst 1.0 同型系数 Ik max 外部故障最大短路电流
由于两侧电流互感器的型号不同，因此同型系数Ktx取1.0
具有制动特性的差动继电器的整定
Iact.r (无制动) 2 a
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 3
Iact.r f IR 1
Iumb f IR
a
I R2.max
• 起动电流随着外部短路电流的 增大而增大
• 由于曲线3始终在直线1之上， 因此外部故障时差动继电器不 会误动
zh.3
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设备之一，起着将电能从一个电压等级变换到另一个
电压等级的作用。
为了确保变压器的安全运行，需要在变压器上安装继电保护装置。
电力变压器继电保护是指通过继电器和其他辅助装置对变压器进行监测、保护和控制
的系统。
其主要功能包括故障检测、故障跳闸、故障隔离及自动恢复。
电力变压器继电保护的工作原理是基于电流、电压和温度等要素监测变压器的工作状态。
当变压器出现故障时，继电保护装置会迅速出现动作，通过切断故障电路，保护变压
器和电力系统的安全运行。
常见的电力变压器继电保护装置包括差动保护、过电流保护、过温保护和接地保护等。
差动保护是最常用的继电保护装置之一，其原理是通过测量进出变压器的电流差值来判断
是否发生故障，并采取保护措施。
过电流保护是指当变压器的电流超过额定值时，继电保
护装置会迅速动作，切断故障电路。
过温保护是通过测量变压器的温度来判断是否超温，
并采取保护措施。
接地保护是指当变压器出现接地故障时，继电保护装置会迅速检测到并
切断故障电路。
电力变压器继电保护在电力系统中起到了至关重要的作用，它可以保护变压器的安全
运行，提高电力系统的运行可靠性。
对于电力变压器继电保护装置的选用和调试，需要严
格按照相关标准进行，以确保其工作可靠、准确。
变压器继电保护_PPT课件
即:
KTA2 KTA1
I2 I1
KT
KT为变压器变比
二、纵差保护在稳态情况下的不 平衡电流产生原因及减少措施
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。
10.2 变压器的纵差保护
当中小型电力变压器选用电流速断保护的 灵敏度不能满足要求时，应采用差动保护； 大型电力变压器（并列运行的变压器容量在 6300KVA及以上）均采用差动保护。
变压器的纵差保护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。
变压器纵差保护与线路、发电机的纵差保护 原理相同，但由于变压器在结构和运行上具 有一些特点。
1．由变压器两侧电流相位不同 而产生的不平衡电流
由于变压器常采用Y，d11的接线方式，因此，其 两侧电流相位差300。如果两侧的TA仍采用通常的 接线方式、则二次电流由于相位不同，也会有一个 不平衡电流流入继电器。
为了消除这种不平衡电流的影响，通常采用相位 补偿方法接线，即将变压器星形侧的三个TA 接成三角形，而将变压器三角形侧的三个TA 接成星形，并适当考虑联接方式后即可把二次电
如图（a）中K1点短路，短路电流由电 源I流向负荷侧II，KD中的电流等于和之 差，与正常时一样。适当选择电流互感 器，也可使KD中电流=0。亦即正常运 行和外部短路时，电流互感器二次侧电 流大小相等，方向相反，在继电器中流 过电流等于零，因此KD不动作。
纵差保护工作原理
3．保护范围内部短路故障时
过电流
油箱漏油造成油面降低
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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；
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。
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
ห้องสมุดไป่ตู้
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
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
•Y
IA1
30•℃Y
IC1
•
IA1
•Y
IC1
•Y •Y •
IA2IB2 IA2
•Y
•Y
IA2 IB2
•Y
IA2
•Y •
3 IA2 IA2
•Y
IB1
•Y
IC2
•
IA2
•Y
•Y
IB2 IC2
当电流互感器采用上
•Y
•Y
IC2 IA2
•Y
IB2
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
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
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
A
ABC
•Y
•Y
•Y
IA1
IA2 IB2
•Y
IA2
nl1 I&A 2
I&B 2
I&C 2
I&
A
1
I&
B
1
I&C 1
Y •d 1 1
(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。
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
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。
abc
nl2
I&A 2
I&B 2
I&C 2
I&A 1
I&B 1
I&C 1
I&
A
2
- I&B
2
•Y
IC1
I-I I-I
•
I&A 2
IA1
30℃
•Y
IC1
•Y
IB1
•Y
IC2
•Y
•Y
IB2 IC2
•Y
IB2
•Y
•Y
IC2 IA2
•
IA2
•
•
IB2
IB1
•Y
IC2
➢ 由变压器两侧相位不同而产生的不平衡电流
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)。
+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
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
，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。