电力变压器的故障类型和不正常工作状态
继电保护(8变压器保护)
1. 纵差动保护起动电流的整定原则
① 在正常运行情况下，防止电流互感器二次断线引 起误动，保护装置应躲过最大负荷电流（二次断 线时，只有一侧有负荷电流）
I act Krel I L.max , Krel 1.3
② 躲开保护范围外部短路时的最大不平衡电流
I act Krel Iunb.max , Krel 1.3
I res I res.min I act I act .min I act I act .min m I res I res.min I res I res.min
微机比率制动特性的纵联差动保护的整定 ① 最小动作电流 Iact.min 躲过变压器额定负载时的不平衡电流 I I act .min K rel Iunb.load K rel Ker f za U N
三、变压器励磁涌流的影响及其对策
1. 励磁涌流的产生原因及其影响 变压器励磁电流 ie 只流过原边一侧，因此反应
到差动回路中引起不平衡电流。正常运行情况下 很小，一般不超过额定电流的2％－5％。外部故 障时因为电压降低，励磁电流就更小。
变压器空载合闸时的励磁涌流
变压器空载合闸时相当于电压瞬时加在一电感上， 稳态时电流滞后电压90o（即电压最大、电流过零； 电压过零、电流最大） ，磁通也滞后电压90o。 （如图a） 在空载合闸瞬间，磁通（电流）不能突变，为反抗 磁通（电流）由零变化到稳态值，因此必产生一个 反电势，其作用抵消外加电压引起的稳态磁通影响， 而维持合闸前磁通不变。
降压变压器
I L.max KMS I NT
灵敏系数校验：应考虑在变压器保护范围末端发生 故障的最小短路电流。
K sen
配电变压器的故障分析
配电变压器的故障分析
1、变压器常见故障
配变在送电和运行中，常见的故障和特别现象有：
(1)变压器在经过停运后送电或试送电时，往往发觉电压不正常，如两相高一相低或指示为零；有的新投运变压器三相电压都很高，使部分用电设备因电压过高而烧毁；
(2)高压保险丝熔断送不上电；
(3)雷雨过后变压器送不上电；
(4)变压器声音不正常，如发出“吱吱”或“霹啪”响声；在运行中发出如青蛙“唧哇唧哇”的叫声等；
(5)高压接线柱烧坏，高压套管有严峻破损和闪络痕迹；
(6)在正常冷却状况下，变压器温度失常并且不断上升；
(7)油色变化过甚，油内消失炭质；
(8)变压器发出吼叫声，从平安气道、储油柜向外喷油，油箱及散热管变形、漏油、渗油等。
2、变压器故障分析
2.1从变压器的声音推断故障
（1）缺相时的响声
当变压器发生缺相时，若其次相不通，送上其次相仍无声，送上第三相时才有响声；假如第三相不通，响声不发生变化，和二相时一样。
发生缺相的缘由大致有三方面：①电源缺一相电；②变压器高压保险丝熔断一相；③变压器由于运输不慎，加上高压引线较细，造成振动断线(但未接壳)。
（2）调压分接开关不到位或接触不良
当变压器投入运行时，若分接开关不到位，将发出较大的“啾啾”响声，严峻时造成高压熔丝熔断；假如分接开关接触不良，就会产生稍微的“吱吱”火花放电声，一旦负荷加大，就有可能烧坏分接开关的触头。
遇到这种状况，要准时停电修理。
电力变压器保护PPT课件
（一）变压器故障
变压器故障类型：油箱内部故障和油箱外部故障。
油箱内故障： 绕组相间、匝间短路、绕组接地（绕组和外壳短路）
铁芯烧损。 油箱外故障： 套管和引出线上发生相间和接地故障。
6.1 电力变压器的故障、不正常工作状态及 保护方式 (二) 变压器不正常工作状态 变压器不正常工作状态：
电流变换到二次侧过程中的传变误差不一致，从而在差
动回路中产生较大的不平衡电流。
6.2 变压器的纵差动保护
6.2.2不平衡电流产生的原因
（一）稳态情况下的不平衡电流
3）变压器正常运行时由励磁电流引起的不平衡电流
变压器的励磁支路相当于变压器内部故障支路，
励磁电流全部流入差动继电器。变压器正常运行时，励
变压器 一次侧按Y 接n线TA(时Y)电 流3I互T5N感(Y器) 的变比为：
nTA()
ITN() 5
ITN变(Y压) 器 二ITN次()侧按Δ接线时电流互感器的变比为：
6.2 变压器的纵差动保护
6.2.4 减小不平衡电流的措施
（二）减小暂态不平衡电流的影响
1. 采用带小气隙的电流互感器 2. 采用速饱和变流器以减小暂态过程中非周期分量电流的影响
6.2 变压器的纵差动保护 6.2.4减小不平衡电流的措施
（一）减小稳态情况下的不平衡电流
1. 采用自耦变流器
图6.6 不平衡电流的补偿
I2.Y I2.
6.2 变压器的纵差动保护
6.2.4减小不平衡电流的措施
（一）减小稳态情况下的不平衡电流
2. 利用带速饱和铁芯的差动继电器中的平衡线圈 3. 减小电流互感器的二次负荷 4. 减小因电流互感器性能不同引起的稳态不平衡电流。 5. 减小因 接线两侧相位不一致引起的稳态不平衡电流。
电力变压器常见故障及处理方法
电力变压器常见故障及处理方法导语：电力变压器是电力系统中重要的电气设备之一，它起着电能传输和分配的重要作用。
然而，由于长期运行和环境等因素的影响，电力变压器也会出现一些故障。
本文将介绍电力变压器常见的故障类型及相应的处理方法，以便及时识别和解决问题，确保电力系统的正常运行。
一、温升过高故障温升过高是电力变压器常见的故障之一，主要由于变压器内部的铁芯和线圈产生的焦耳热量无法及时散发导致。
其常见的处理方法如下：1. 检查变压器的冷却系统，确保散热器、风扇和冷却水的正常运行。
清洗冷却水道的污垢，并注意水流的通畅。
2. 检查变压器的温控装置，保证温度在正常范围内。
如需要更换温度传感器或调整报警温度值，及时进行维修。
3. 规范变压器的运行负荷，避免过载或长时间处于超载状态。
如需提高变压器的额定容量，应优选合适的容量和规格进行更换。
二、绝缘破损故障绝缘破损是电力变压器中常见的故障类型之一，主要包括绝缘油的破坏和绝缘材料的老化。
处理方法如下：1. 定期检查变压器绝缘油的质量和绝缘材料的状态。
如发现油中有杂质或绝缘材料有老化痕迹，应及时进行维修或更换。
2. 注意维护变压器的现场环境，避免灰尘、湿气等对绝缘材料产生负面影响。
及时清洁变压器周围的环境，并保持干燥。
3. 增加变压器的绝缘测试次数，提前发现绝缘破损的迹象。
定期进行局部放电检测，并及时处理检测出的问题。
三、短路故障短路是电力变压器中较为严重的故障之一，主要是指变压器内部的线圈或绝缘材料发生短路现象。
处理方法如下：1. 及时检测变压器的温度、电流等参数，发现异常情况应立即停机检修。
避免短路引起更大的损坏。
2. 检查变压器的绝缘材料是否有老化或裂纹，如发现问题，应及时更换或修复。
定期进行绝缘测试，确保绝缘性能良好。
3. 建立完善的保护系统，包括短路保护装置和绝缘监测仪等。
及时报警和切断故障电路，保护变压器和系统的安全运行。
四、过电压故障过电压是电力变压器中常见的故障类型之一，主要是指变压器继电器和电气绝缘强度无法承受电压的突变或过高的情况。
变压器保护基本原理、保护配置和不正常运行状态相关知识培训讲解
一、变压器简介
1、按功能分： 电力变压器按功能分，有升压变压
器和降压变压器两大类。
2、按容量分：有R8容量（R8≈1.33倍数递增）系列
和R10容量（R10 ≈ 1.26倍数递增）系列两大类。
3、按相数分：有单相和三相两大类。 4、按调压方式分：有无载调压（又称无励磁调压）
和有载调压两大类。
5、按绕组结构分：有单绕组自耦变压器、双绕组
四、变压器保护的基本原理
四、变压器保护的基本原理
四、变压器保护的基本原理
四、变压器保护的基本原理
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四、变压器保护的基本原理
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目录
变压器简介 变压器的故障类型及不正常运行情况 变压器保护配置 变压器保护的基本原理
一、变压器简介
变压器是传输电能而不改变其频率的静止的电 能转换器。
变压器是电力系统中数量极多且地位十分重要的电气 设备，变压器的总容量大约是发电机总容量的9倍以上。其 功能是将电力系统中的电能电压升高或降低，以利于电能 的合理输送、分配和使用。
在电力系统中，输送同样功率的电能，电压越高，电 流就越小，输电线路上的功率损耗也越小；输电线的截面 积也可以减小，这样就可以减少导线的金属用量。
一、变压器简介
由于制造上的困难，发电机电压不可能很高（目前 在20KV以下），所以在发电厂中要用升压变压器将发电 机电压升到很高，才能将大量的电能送往远处的用电地 区，如35KV、66KV、110KV、220kv、330kv、500kv等。 而在用电负荷处，再用降压变压器将电压降低到适当的 数值供用户电气设备使用。电力变压器在传输电能的时 候，本身也有一些有功损耗，但数量不大，因而传输效 率很高。中小型变压器的效率不低于95％，大型变压器 效率可达到98％以上。
《电力系统继电保护实用技术问答(第二版)》第六章
第六章电力变压器保护1．电力变压器的不正常工作状态和可能发生的故障有哪些?一般应装设哪些保护?答：变压器的故障可分为内部故障和外部故障两种。
变压器内部故障系指变压器油箱里面发生的各种故障，其主要类型有：各相绕组之间发生的相间短路，单相绕组部分线匝之间发生的匝间短路，单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障等。
变压器外部故障系指变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，其主要类型有：绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接地(通过外壳)短路，引出线之间发生的相间故障等。
变压器的不正常工作状态主要包括：由于外部短路或过负荷引起的过电流、油箱漏油造成的油面降低、变压器中性点电压升高、由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁等。
为了防止变压器在发生各种类型故障和不正常运行时造成不应有的损失，保证电力系统安全连续运行，变压器一般应装设以下继电保护装置：(1)防御变压器油箱内部各种短路故障和油面降低的瓦斯保护。
(2)防御变压器绕组和引出线多相短路、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的(纵联)差动保护或电流速断保护。
(3)防御变压器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)后备的过电流保护(或复合电压起动的过电流保护、或负序过电流保护)。
(4)防御大接地电流系统中变压器外部接地短路的零序电流保护。
(5)防御变压器对称过负荷的过负荷保护。
(6)防御变压器过励磁的过励磁保护。
2．变压器差动保护的不平衡电流是怎样产生的(包括稳态和暂态情况下的不平衡电流)?答：变压器差动保护的不平衡电流产生的原因如下。
1．稳态情况下的不平衡电流(1)由于变压器各侧电流互感器型号不同，即各侧电流互感器的饱和特性和励磁电流不同而引起的不平衡电流。
它必须满足电流互感器的10％误差曲线的要求。
(2)由于实际的电流互感器变比和计算变比不同引起的不平衡电流。
(3)由于改变变压器调压分接头引起的不平衡电流。
2．暂态情况下的不平衡电流(1)由于短路电流的非周期分量主要为电流互感器的励磁电流，使其铁芯饱和，误差增大而引起不平衡电流。
电力变压器的故障类型和不正常工作状态
➢ 变压器套管和引出线上的相间短路、接地短路、绕组的匝间短路是常 见故障形式
➢ 油箱内发生相间短路较少
精选课件
6.1 电力变压器的故障类型和不正常工作状态
– 不正常运行状态
➢ 变压器外部短路引起的过电流 ➢ 负荷长时间超过额定容量引起的过负荷 ➢ 风扇故障或漏油等引起冷却能力下降等
– 不正常运行状态产生的影响
➢ 绕组、铁芯、金属件过热 ➢ 中性点不接地变压器，中性点过电压威胁绝缘
– 常用的保护：电量保护、非电量保护
精选课件
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电
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
力
系 统
6.1 电力变压器的故障类型和不正常 工作状态
继
电
保
护
南京信息工程大学 电气工程与自动化系
6.1 电力变压器的故障类型和不正常工作状态
– 变压器故障
➢ 邮箱外故障：套管和引出线上发生相间短路或接地短路 ➢ 油箱内故障：绕组的相间短路、接地短路、匝间短路及铁芯的烧损
内部故障时产生大量气体，严重时可能爆炸
电力系统变压器保护基础知识讲解
iμ =
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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
变压器的故障类型和不正常工作状态及相应的保护方式
2 短路故障的后备保护 故障产生的电弧——损坏绕组绝缘、烧毁铁心 中性点电压升高——外部接地短路
2 短路故障的后备保护 绕组相见短路、接地短路、匝间短路、铁心烧损
变压器短路故障的主保护，主要有：纵差保护、重瓦斯保护、压力释放保护。
过过励负磁 荷————铁符心合和长其时他间金 超属过目构额件定过容前热量 ，电力变压器上采用较多的短路故障后备保护种类
过励磁——铁心和其他金属构件过热
过故励障磁 产—生—的铁电主心弧和—其要ห้องสมุดไป่ตู้他损金坏有属绕构组：件绝过缘热、复烧毁合铁心电压闭锁过流保护；零序过电流或零序方向过 电流保护；低阻抗保护等。 变压器分解产生的气体——可能引起变压器油箱爆炸
中性点过电压——威胁变压器绝缘 过励磁——过电压或频率降低 过电流、过负荷、——引起绕组和铁心过热 故障产生的电弧——损坏绕组绝缘、烧毁铁心 过负荷——符合长时间超过额定容量 零序过电流或零序方向过电流保护；
零序过电流或零序方向过电流保护；
1 短路故障的主保护 绕组相见短路、接地短路、匝间短路、铁心烧损
变压器分解产生的气体——可能引起变压器油箱爆炸 过励磁——铁心和其他金属构件过热
2变压短器路分故解障产的生后的备气保体护——变可能引压起变器压器短油箱爆路炸 故障的主保护，主要有：纵差保护、重瓦斯 保护、压力释放保护。 变压器异常运行保护主要有：过负荷保护、过激磁保护、变压器中性点间隙保护、非全相、失灵启动
危害： 过电流、过负荷、——引起绕组和铁心过热 中性点过电压——威胁变压器绝缘 过励磁——铁心和其他金属构件过热
变压器的保护
过负荷——符合长时间超过额定容量 中性点电压升高——外部接地短路 变压器异常运行保护主要有：过负荷保护、过激磁保护、变压器中性点间隙保护、非全相、失灵启动
电力变压器故障异常状态及保护方式
电力变压器故障异常状态及保护方式电力变压器是电力系统中重要的电力设备之一，与发电机和高压输电线路相比，它的故障概率相对较低。
但一旦消失故障，它将对系统的供电牢靠性和运行平安性带来严峻的影响。
另外，大容量变压器也是特别昂贵的电力设备。
为保证变压器的平安运行，防止事故扩大，应依据变压器的容量、结构及故障类型装设相应牢靠、快速、灵敏选择性好的爱护。
电工学习网我搜集整理了电力变压器的故障、特别状态及爱护方式，从三个方面具体了解电力变压器。
变压器的故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障。
油箱内部故障有绕组的相间短路、匝间短路、直接接地系统侧绕组的接地短路。
变压器发生油箱内部故障是特别危急的，故障时产生的大电流往往会引起铁心严峻发热，状况严峻时甚至会使变压器整体报废。
此外，故障点的高温电弧不仅会烧毁铁心和绕组的绝缘，还可能使绝缘物和油在电弧作用下急剧汽化引起油箱爆炸。
油箱的外部故障有套管及引出线上发生相间短路和直接接地系统侧的接地短路。
变压器的特别工作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的变压器的非正常工作状态。
主要有过负荷、过电流、零序过电流、油面降低及因过电压或频率降低引起的过励磁、外部接地短路引起的中性点过电压、通风设备故障、变压器油温上升等。
对于上述的故障和不正常运行状态，依据《电力系统继电爱护及自动装置技术规程》的规定，对变压器应装设以下爱护装置：（1）瓦斯爱护。
为反映油箱内部故障和油面降低，容量在0.8MV·A 及以上的油浸式变压器和0.4MV·A及以上的车间内变压器应装设瓦斯爱护。
当油箱内部故障产生稍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）纵联差动爱护或电流速断爱护。
用于反映变压器绕组、套管及引出线相间短路；直接接地系统侧绕组、套管和引出线的接地短路以及绕组匝间短路。
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– 实际
变压器套管和引出线上的相间短路、接地短路、绕组的匝间短路是常 见故障形式 油箱内发生相间短路较少
电力系统继电保护
6.1 电力变压器故障类型和不正常工作状态
– 不正常运行状态
变压器外部短路引起的过电流 负荷长时间超过额定容量引起的过负荷 风扇故障或漏油等引起冷却能力下降等
– 不正常运行状态产生的影响
电 力 系 统 继 电 保 护
6.1 电力变压器的故障类型和不正常 工作状态
南京信息工程大学 电气工程与自动化系
6.1 电力变压器的故障类型和不正常工作状态
– 变压器故障
邮箱外故障：套管和引出线上发生相间短路或接地短路 油箱内故障：绕组的相间短路、接地短路、匝间短路及铁芯的烧损 内部故障时产生大量气体，严重时可能爆炸
绕组、铁芯、金属件过热 中性点不接地变压器，中性点过电压威胁绝缘
– 常用的保护：电量保护、非电量保护
电力系统继电保护