电力变压器保护概述PPT课件(51页)
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电力系统继电保护课件-第八章电力变压器保护
利用变压器短路或异常时电流 增大的特点，通过电流互感器 将大电流变为小电流，使保护 装置动作。
保护装置根据电流的大小和设 定的动作值进行比较，判断是 否需要动作。
过电流保护通常作为变压器的 主保护或后备保护，能够反映 变压器内部故障和外部故障。
过电流保护的接线方式
三相三继电器接线方式
01
适用于三相星形接线的变压器，每相配置一个电流继电器，反
灵敏性
保护装置应对各种故障和异常 运行方式有足够的灵敏性。
速动性
保护装置应尽快地切除短路故障， 以减轻故障设备的损坏程度，提高
系统并列运行的稳定性。
02 电力变压器的故障类型与 保护方式
电力变压器的故障类型
内部故障
包括绕组短路、铁芯故障、油面下降 等。这些故障可能导致变压器严重损 坏，甚至引发火灾。
其正常运行。
B
C
D
运行记录
详细记录保护装置的运行情况和维护过程， 整理成运行记录，为后续故障分析和处理 提供参考。
故障处理
在保护装置发生故障时，及时进行处理， 包括更换故障元件、修复接线等，确保保 护装置尽快恢复正常运行。
保护动作后的处理
记录保护动作信息
在保护动作后，及时记录保护动作 信息，包括动作时间、动作类型、 故障相别等。
过电流保护
零序电流保护
当变压器外部故障导致电流增大时，过电 流保护装置会动作，切断故障电路。
主要用于保护变压器中性点直接接地系统中 的接地短路故障。
保护方式的选择原则
可靠性
保护装置应能正确动作，不拒动 、不误动。
速动性
保护装置应对故障有足够的灵敏 性，能在故障发生时及时动作。
灵敏性
保护装置应能有选择地切除故障 部分，保证非故障部分继续运行 。
变压器保护.ppt
2、变压器两侧接线组别不同引起的差动回路不 平衡电流
电力系统中常用的Y,d11接线组别的变压器,三角 形侧的线电流比星形侧的同一相电流超前
°, 30 若两侧电流互感器接成星形,即便二次电
流数值相等,在差动回路中也会出现不平衡电流。
措施： 相位补偿法。
3、两侧电流互感器变比不等引起的不平衡电流 措施： 电流补偿法。
影响变压器差动保护因素及处理的措施：
1、激磁涌流引起的差动回路不平衡电流
当变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复过程中， 由于变压器铁芯中磁通量的突变，使铁芯瞬间饱和， 这时出现很大的励磁电流，达5-10的额定电流，这个电 流叫激磁涌流。
常用的措施：
A、延时动作、增大动作值；
B、利用二次谐波制动。
单线原理图
需装设过流保护。 根据变压器容量的不同和系统短路电流水平的不同可采用的保护方式有： 过电流保护； 低电压启动的过电流保护； 复合电压启动的过电流保护； 负序过电流保护。
复合电压启动的过电流保护
普通过电流保护是按躲过变压器 可能出现的最大负荷电流整定的,因此保护灵敏度不 够。 复合电压闭锁过流按躲过变压器额定电流整定的。
变压器保护.ppt
1、气体继电器 2、油枕 3、变压器顶盖 4、连接管道
1、罩
6、重锤 12、螺丝杆
2、顶针
7、探针 13、干簧接点
3、气塞
8、开口销 14、调节杆
4、永久磁铁 9、弹簧 15、干簧接点
5、开口杯 10、挡板 16、套管
17、排气孔
变压器的电流保护
一、差动保护 变压器差动保护通过比较各侧电流的大小和相位而构成的保护。 ICD=I1-I2=0 两侧电流互感器TA1、TA2之间的区域为差动保护的范 围，保护动作断开两侧断路器QF1、QF2。
电力变压器保护PPT课件
6.1 电力变压器的故障、不正常工作状态及 保护方式
（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。
（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。
电力变压器的保护ppt
15
2、变压器接线组别的影响
（1）原因：变压器接线形式Y/Δ-11
原、副边电流相位差300Ibp （2）采取措施：相位补偿
Y侧LH接成Δ，Δ侧LH接成Y
接线图及相量图见P.189
（3）变比选择：Y接LH变比——nLH（Y）=IeB（Δ）/5 Δ侧LH变比——nLH（Δ）=IeB（Y）/5
实际上选一个接近和稍大于计算值的标准变比
包权
人书友圈7.三端同步
原理： a、正常运行：
浮筒浮起→挡板下降（重力作用）→水银接点断开 b、轻微故障：
气体上升→漏油层→油面下降→浮筒下转→水银接 点动作，发信号→轻瓦斯 c、严重故障：
油流、气流→冲击挡板→水银接点动作→DL跳闸， 且发信号→重瓦斯
7
放气阀作用： a、初次运行或换油→油中气体可能导致轻瓦斯误动作， 可将继电器顶部放气阀打开，放气 b、故障发生后，可通过放气阀收集瓦斯气体，分析其 成分，便于故障分析 。 特点：浮筒长时间浸泡在油中会向内渗油，水银接点 抗震性差
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第六章 电力变压器的保护 §6-1 电力变压器的故障类型和保护措施 一、故障 1、油箱内部故障：绕组相间短路、单相匝间短路、 单相接地短路等 2、油箱外部故障：绝缘套管及引出线上的多相短路、 单相接地短路等 二、不正常运行情况 1、油箱渗漏造成油面降低 2、外部短路引起的过电流 3、过负荷 三、变压器应设置的保护 1、瓦斯保护（800KVA以上）：重瓦斯（故障）
2、变压器接线组别的影响
（1）原因：变压器接线形式Y/Δ-11
原、副边电流相位差300Ibp （2）采取措施：相位补偿
Y侧LH接成Δ，Δ侧LH接成Y
接线图及相量图见P.189
（3）变比选择：Y接LH变比——nLH（Y）=IeB（Δ）/5 Δ侧LH变比——nLH（Δ）=IeB（Y）/5
实际上选一个接近和稍大于计算值的标准变比
包权
人书友圈7.三端同步
原理： a、正常运行：
浮筒浮起→挡板下降（重力作用）→水银接点断开 b、轻微故障：
气体上升→漏油层→油面下降→浮筒下转→水银接 点动作，发信号→轻瓦斯 c、严重故障：
油流、气流→冲击挡板→水银接点动作→DL跳闸， 且发信号→重瓦斯
7
放气阀作用： a、初次运行或换油→油中气体可能导致轻瓦斯误动作， 可将继电器顶部放气阀打开，放气 b、故障发生后，可通过放气阀收集瓦斯气体，分析其 成分，便于故障分析 。 特点：浮筒长时间浸泡在油中会向内渗油，水银接点 抗震性差
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第六章 电力变压器的保护 §6-1 电力变压器的故障类型和保护措施 一、故障 1、油箱内部故障：绕组相间短路、单相匝间短路、 单相接地短路等 2、油箱外部故障：绝缘套管及引出线上的多相短路、 单相接地短路等 二、不正常运行情况 1、油箱渗漏造成油面降低 2、外部短路引起的过电流 3、过负荷 三、变压器应设置的保护 1、瓦斯保护（800KVA以上）：重瓦斯（故障）
《变压器的保护》PPT课件
元件发生的故障或不正常运行状态，并动作于断
路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
继电保护装置的基本任务
(1) 自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中 切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证其它无故 障部分迅速恢复正常运行。
• 即内部故障时发出跳闸命令。 (2) 反应电气元件的不正常运行状态，根据运行维护的 具体条件（例如有无经常值班人员）和设备的承受能 力， 发出警报信号、减负荷或延时跳闸。 即不正常工作时发出告警信号。
反应由于对称性过负荷引起的过电流 6、过励磁保护：
用于大容量的变压器，反应变压器过励磁，且动作于信 号或跳开变压器。（频率下降引起的）
四、变压器的主保护
主保护:反映元件严重故障，快速动作于跳闸的保护 后备保护：主保护不动作时备用的保护，由相邻设备的保 护来完成。
1、瓦斯保护：
（1）原理：当油箱内发生故障时，由于故障点电弧的作 用，变压器油及其它绝缘材料分解，产生气体，利用这种 气体实现的保护称为瓦斯保护。
。。
1IL1H
I3
形成环流比较接线
CJ
a：LH变比的选择：
分别按变压器两侧额定电流选择：
2IL2H
。。
I4
Ij
n1lh= Ie。A/5
n2lh= Ie。B/5
即使变压器正常运行时：IJ= I3-I4=0
b：工作原理：
正常运行或外部故障时：IJ= I3-I4≐Ibp（有Ibp存在） 内部故障时：IJ= I3-I4≠0 CJ起动，保护动作，跳闸。
过负荷；外部短路引起的过电流；中性点过电压；油 面降低；过励磁等。
三、保护方式
1、瓦斯保护：用来反应油箱内部各种短路及油面降低 分类：轻瓦斯保护作用于信号；重瓦斯保护作用于跳开变
路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
继电保护装置的基本任务
(1) 自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中 切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证其它无故 障部分迅速恢复正常运行。
• 即内部故障时发出跳闸命令。 (2) 反应电气元件的不正常运行状态，根据运行维护的 具体条件（例如有无经常值班人员）和设备的承受能 力， 发出警报信号、减负荷或延时跳闸。 即不正常工作时发出告警信号。
反应由于对称性过负荷引起的过电流 6、过励磁保护：
用于大容量的变压器，反应变压器过励磁，且动作于信 号或跳开变压器。（频率下降引起的）
四、变压器的主保护
主保护:反映元件严重故障，快速动作于跳闸的保护 后备保护：主保护不动作时备用的保护，由相邻设备的保 护来完成。
1、瓦斯保护：
（1）原理：当油箱内发生故障时，由于故障点电弧的作 用，变压器油及其它绝缘材料分解，产生气体，利用这种 气体实现的保护称为瓦斯保护。
。。
1IL1H
I3
形成环流比较接线
CJ
a：LH变比的选择：
分别按变压器两侧额定电流选择：
2IL2H
。。
I4
Ij
n1lh= Ie。A/5
n2lh= Ie。B/5
即使变压器正常运行时：IJ= I3-I4=0
b：工作原理：
正常运行或外部故障时：IJ= I3-I4≐Ibp（有Ibp存在） 内部故障时：IJ= I3-I4≠0 CJ起动，保护动作，跳闸。
过负荷；外部短路引起的过电流；中性点过电压；油 面降低；过励磁等。
三、保护方式
1、瓦斯保护：用来反应油箱内部各种短路及油面降低 分类：轻瓦斯保护作用于信号；重瓦斯保护作用于跳开变
电力变压器的继电保护PPT课件
1、BCH-1型差动继电器结构
第42页/共102页
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
第43页/共102页
➢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。
第10页/共102页
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”。
第11页/共102页
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”。
第12页/共102页
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
第13页/共102页
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。
第14页/共102页
三、瓦斯保护的原理接线图
第15页/共102页
第22页/共102页
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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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变压器保护介绍PPT课件
变压器保护介绍
变压器保护介绍
RCS-978变压器电量保护
差动保护原理 后备保护原理 调试方法和软件应用
变压器保护介绍
差动保护逻辑组成
比例制动元件 励磁涌流元件 TA饱和元件 TA断线元件 过激磁元件(330kV及其以上专用)
变压器保护介绍
比例制动元件
动作电流
有TA饱和 判据区
1.2Ie
后备保护中的定值校验，III侧和IV侧和 电流后备保护投入情况下III侧的TA变比 必需和IV侧相同
变压器保护介绍
隐含定值的处理
一般隐含定值直接采用典型定值即可 一般版本隐含定值只存在于系统参数和装置参
数中 近期一些地区版本中可能含有较多的隐含定值，
需要在下载程序之后给每一个定值区下载一次 典型定值 含有隐含定值的程序版本在更换CPU和MON插 件时必须注意更换前隐含定值的状态并在更换 之后恢复到更换前的状态
无TA饱和 判据区
Icdqd
0.5Ie 0.8Ie
6Ie 制动电流
变压器保护介绍
励磁涌流元件
分为三个阶段 二次谐波闭锁元件 三次谐波闭锁元件 波形对称闭锁元件 浮动门槛的二次谐波和波形对称元件 二次谐波趋势判据
变压器保护介绍
最初的励磁涌流判据
二次谐波元件 三次谐波元件 波形对称元件 三次谐波闭锁可由定值整定选择性投入，
TA断线，回路上肯定存在问题，需要人员进行 排查，确认问题之后再复位装置恢复TA断线信 号 通过按复归键的返回方式也不可靠，可能导致 在按复归键的过程中导致差动保护动作 双重化的保护不会出现同时断线的情况，复位 装置不会有恶劣的影响
变压器保护介绍
8U装置和10U装置断线判据
8U装置判断TA断线时间和10U装置不一 样
变压器保护介绍
RCS-978变压器电量保护
差动保护原理 后备保护原理 调试方法和软件应用
变压器保护介绍
差动保护逻辑组成
比例制动元件 励磁涌流元件 TA饱和元件 TA断线元件 过激磁元件(330kV及其以上专用)
变压器保护介绍
比例制动元件
动作电流
有TA饱和 判据区
1.2Ie
后备保护中的定值校验，III侧和IV侧和 电流后备保护投入情况下III侧的TA变比 必需和IV侧相同
变压器保护介绍
隐含定值的处理
一般隐含定值直接采用典型定值即可 一般版本隐含定值只存在于系统参数和装置参
数中 近期一些地区版本中可能含有较多的隐含定值，
需要在下载程序之后给每一个定值区下载一次 典型定值 含有隐含定值的程序版本在更换CPU和MON插 件时必须注意更换前隐含定值的状态并在更换 之后恢复到更换前的状态
无TA饱和 判据区
Icdqd
0.5Ie 0.8Ie
6Ie 制动电流
变压器保护介绍
励磁涌流元件
分为三个阶段 二次谐波闭锁元件 三次谐波闭锁元件 波形对称闭锁元件 浮动门槛的二次谐波和波形对称元件 二次谐波趋势判据
变压器保护介绍
最初的励磁涌流判据
二次谐波元件 三次谐波元件 波形对称元件 三次谐波闭锁可由定值整定选择性投入，
TA断线，回路上肯定存在问题，需要人员进行 排查，确认问题之后再复位装置恢复TA断线信 号 通过按复归键的返回方式也不可靠，可能导致 在按复归键的过程中导致差动保护动作 双重化的保护不会出现同时断线的情况，复位 装置不会有恶劣的影响
变压器保护介绍
8U装置和10U装置断线判据
8U装置判断TA断线时间和10U装置不一 样
《电力变压器的保护》课件
。
零序保护配置
零序保护通常配置在变压器的高 压侧和低压侧，以实现对变压器
内部单相接地故障的保护。
零序保护特点
能够快速切除变压器内部单相接 地故障，但受中性点接地方式的
影响较大。
03
电力变压器保护装置
电力变压器保护装置的种类与作用
种类
差动保护装置、过电流保护装置 、过电压保护装置、瓦斯保护装 置等。
总结词：工作原理
详细描述：电力变压器的工作原理基于电磁 感应定律。当交流电通过一次绕组时，会在 铁芯中产生变化的磁场，进而在二次绕组中 感应出电压。通过改变一次绕组的匝数，可 以实现电压的升高或降低。
Байду номын сангаас
电力变压器的分类与特点
01
总结词：分类
02
详细描述：电力变压器可以根 据不同的分类标准进行划分， 如按相数可分为单相和三相变 压器；按冷却方式可分为油浸 式和干式变压器；按用途可分 为输配电变压器、专用变压器 等。
利用电力系统中元件发生异常或短路时，电 气量（电流、电压、功率等）的变化来构成 继电保护动作的原理。
继电保护装置
用于实现继电保护功能的设备，包括测量元 件、逻辑元件和执行元件。
继电保护配置
根据电力变压器的容量、重要性和运行环境 等因素，配置相应的继电保护装置。
电力变压器的差动保护
差动保护原理
利用比较变压器两侧电流的大小和方 向来实现保护功能。当变压器内部发 生故障时，差动电流增大，差动保护 动作切除故障。
05
电力变压器保护的案例分析
某地区电网的电力变压器故障分析
01
02
03
故障情况
某地区电网的电力变压器 发生故障，导致部分区域 停电。
零序保护配置
零序保护通常配置在变压器的高 压侧和低压侧，以实现对变压器
内部单相接地故障的保护。
零序保护特点
能够快速切除变压器内部单相接 地故障，但受中性点接地方式的
影响较大。
03
电力变压器保护装置
电力变压器保护装置的种类与作用
种类
差动保护装置、过电流保护装置 、过电压保护装置、瓦斯保护装 置等。
总结词：工作原理
详细描述：电力变压器的工作原理基于电磁 感应定律。当交流电通过一次绕组时，会在 铁芯中产生变化的磁场，进而在二次绕组中 感应出电压。通过改变一次绕组的匝数，可 以实现电压的升高或降低。
Байду номын сангаас
电力变压器的分类与特点
01
总结词：分类
02
详细描述：电力变压器可以根 据不同的分类标准进行划分， 如按相数可分为单相和三相变 压器；按冷却方式可分为油浸 式和干式变压器；按用途可分 为输配电变压器、专用变压器 等。
利用电力系统中元件发生异常或短路时，电 气量（电流、电压、功率等）的变化来构成 继电保护动作的原理。
继电保护装置
用于实现继电保护功能的设备，包括测量元 件、逻辑元件和执行元件。
继电保护配置
根据电力变压器的容量、重要性和运行环境 等因素，配置相应的继电保护装置。
电力变压器的差动保护
差动保护原理
利用比较变压器两侧电流的大小和方 向来实现保护功能。当变压器内部发 生故障时，差动电流增大，差动保护 动作切除故障。
05
电力变压器保护的案例分析
某地区电网的电力变压器故障分析
01
02
03
故障情况
某地区电网的电力变压器 发生故障，导致部分区域 停电。
电力系统继电保护——电力变压器的继电保护PPT课件
• 定义： • 瓦斯是一种气体，瓦斯保护是一种反映于非电气量的保护。它检测气体及内部液体的流动。当变压器 邮箱内部发生各种故障时，油温上升，气体膨胀，瓦斯保护动作。
• 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
6
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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
9
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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
30
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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
• 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：
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)I2
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(4) 两侧电流互感器型号不同
I2
理想
1LH
2LH
Iumb
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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
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连接管道上。
安装要求：
变压器安装时，应使顶盖与水平面之间夹角应 有1％～1．5％的坡度，连接管有2％～4％的升 高坡度。
气体继电器的安装
2.气体继电器的结构
外形：
QJ-15,50,80（直径） 型气体继电器
QJ4-50C型气体继电器
开口杯挡板式气体继电器结构图
瓦斯 继电 器结 构
上 开 口 杯
光电隔 离器
保护连 接片
保护 CPU
信号 中间
保护出口 中间
记录
信号 跳闸
四、瓦斯继电器运行中常遇见的问题
1. 新投运变压器，轻瓦斯动作：新变压器投 运后，线圈发热，变压器油发热循环流动， 将变压器内部一些空气排除，积聚在变压 器上部，使变压器油面下降，造成轻瓦斯 动作。
处理方法：将瓦斯继电器放气阀打开，排 出变压器本体内气体即可。
3.气体保护分为:
重瓦斯
轻瓦斯
当变压器油箱内轻微故障或严重
漏油时，轻瓦斯保护动作，延时作用 于信号；
当变压器内部发生严重故障时，
重瓦斯保护动作，瞬时动作跳开变压 器的各侧断路器。
4.气体保护的实现
采用： 气体继电器 瓦斯继电器 非电量继电器
二、气体继电器
1.气体继电器的安装位置 安装在变压器油箱与油枕之间的
动作值：采用气体容积大小表示； 整定范围通常为： 250cm3～300cm3。
调整方法：通过移动重锤6的位置， 调整动作值。
（2）重瓦斯保护的整定与调试
动作值：采用油流速度大小表示； 整定范围通常为： 0.6～1.5m／s。
调试方法： 通过调整调节螺杆， 改变弹簧的松紧程度，调整重瓦 斯的动作值，其动作值。
(5) 其他保护
讨论：
某一200KV变电站的值班员， 在控制室突然听到蜂鸣器响；看到后 台机显示器屏幕上1#主变三侧的断 路器均闪光、告警对话框提示： 1# 主变差动保护动作。请根据上述现象， 判断1#主变的哪些地方可能发生了 故障？为什么？
第二节 变压器的气体保护
一、气体保护的作用及原理 1.变压器内部发生故障，故障处产生的高温会引
（2）重瓦斯保护
变压器内部发生严 重故障时，油箱内产生 大量气体，强大的气流 伴随着油流冲击挡板， 当油流的速度达到整定 值时，挡板克服弹簧的 反作用力向前移动，带 动永久磁铁靠近干簧触 点，使干簧触点闭合， 发出重瓦斯跳闸脉冲， 断开变压器各侧的断路 器。
4.气体继电器的整定与调试
（1）轻瓦斯保护整定与调试
油箱外故障：套管和引出线上发生的相 间短路和接地短路。
严重的突发性绝缘故障可能导致：
变压器的不正常运行状态： 过电流、中性点过电压，过负
荷以及油面降低。
此外，对大容量变压器，还 会发生变压器的过励磁故障。
三、电力变压器保护的配置原则
1. 电力变压器的主保护
气体保护 纵联差动保护 电流速断保护
（1）气体保护 反应变压器油箱内的各种故障及异
常的一种保护。
装设原则：
容量在800kVA及以上的油浸式变 压器和400kVA及以上的车间内油浸式 变压器，应装设气体保护。
（2）纵联差动保护或电流速断保护 作用：反应变压器绕组、套管及
引出线上的各种故障。 装设原则：根据变压器容量的不同
装设。
电流速断保护：用于10000kVA以下，其 过电流保护的动作时限大于0.5s的变压 器。
纵联差动保护：用于:
1）容量为10000kVA及以上单独运行 的变压器；
2）容量为6300kVA及以上并列运行 的变压器或厂用变压器及企业中的重 要变压器；
3）容量为2000kVA及以上的变压器， 且其电流速断保护的灵敏性不能满足 要求时。
2. 电力变压器的后备保护
（1）对于外部相间短路引起的变压器 过电流，应采用下列保护
6.重瓦斯的试验：
气体继电器安装完毕，从排气 口打进空气，检查轻瓦斯动作的可靠 性；通 试 验
三、气体保护的接线 常规型保护 与微机型保护的接口
1. 常规型保护的接线
气体保护接线特点 （1）出口继电器必需带有自保持线圈. （2）XB在必要时可将保护退出. （3）Rf 起续流电阻的作用.
2. 气体保护与微机保护的接口
（1）重瓦斯保护接线 将瓦斯继电器的触点引入保护装置（非电量
保护装置），经保护出口继电器和信号辅助插件， 实现保护的跳闸功能和信号功能；
同时还将瓦斯继电器的触点引入保护模块 CPU中，供CPU检测保护动作时刻，以便记 录和打印动作信息。
重瓦斯保护接线示意框图：
重瓦斯 继电器 触点
电力变压器保护
第一节 概 述
一、电力变压器的结构 二、电力变压器的故障和异常 三、电力变压器保护的配置原则
一、电力变压器的结构
电力变压器的主要部件： 铁芯、绕组、绝缘、油箱、分接开关、
油枕、吸湿器、气体继电器等。
二、电力变压器的故障和异常
变压器的故障：油箱内故障 油箱外故障。
油箱内故障：绕组的相间短路、 接地短 路、 匝间短路; 铁芯的烧 损等。
2.瓦斯继电器接线盒内进水，造成轻、重瓦斯
下 挡 板
磁 铁 及 干 簧 接 点
气 孔 及 接 线 柱
探 针
3.气体继电器的工作原理
（1）轻瓦斯保护 变压器内部发生轻微故障时，变压器油
分解产生的气体汇集在气体继电器上部，迫使 继电器内的油面下降，开口杯露出油面，因其 受到的浮力减小失去平衡而下沉，带动永久磁 铁下降，当永久磁铁靠近干簧触点时，干簧触 点接通，发出轻瓦斯动作信号。
起附近的变压器油膨胀，甚至沸腾，油内溶解 的空气被逐出，形成空气泡上升。 2.当故障严重时，变压器油会迅速膨胀并产生大 量的气体，此时将有剧烈的气体夹杂着油流冲 向油枕的上部。
根据油箱内部故障时的这一特点，构成气体 保护。
第二节 变压器的气体保护
一、 气体保护的作用及原理 二、气体继电器 三、气体保护的接线 四、气体保护运行中常见问题 五、轻瓦斯动作后的处理
1）过电流保护； 2）复合电压起动的过电流保护； 3）负序电流及单相式低电压起动的过
电流保护； 4）阻抗保护。
（2）对于外部接地短路引起的变压器 过电流保护
1）零序电流保护； 2）零序方向保护； 3）专用的保护装置。例如零序过电 压保护，中性点装放电间隙及零序电 流保护等。
（3）过负荷保护 （4）过励磁保护
安装要求：
变压器安装时，应使顶盖与水平面之间夹角应 有1％～1．5％的坡度，连接管有2％～4％的升 高坡度。
气体继电器的安装
2.气体继电器的结构
外形：
QJ-15,50,80（直径） 型气体继电器
QJ4-50C型气体继电器
开口杯挡板式气体继电器结构图
瓦斯 继电 器结 构
上 开 口 杯
光电隔 离器
保护连 接片
保护 CPU
信号 中间
保护出口 中间
记录
信号 跳闸
四、瓦斯继电器运行中常遇见的问题
1. 新投运变压器，轻瓦斯动作：新变压器投 运后，线圈发热，变压器油发热循环流动， 将变压器内部一些空气排除，积聚在变压 器上部，使变压器油面下降，造成轻瓦斯 动作。
处理方法：将瓦斯继电器放气阀打开，排 出变压器本体内气体即可。
3.气体保护分为:
重瓦斯
轻瓦斯
当变压器油箱内轻微故障或严重
漏油时，轻瓦斯保护动作，延时作用 于信号；
当变压器内部发生严重故障时，
重瓦斯保护动作，瞬时动作跳开变压 器的各侧断路器。
4.气体保护的实现
采用： 气体继电器 瓦斯继电器 非电量继电器
二、气体继电器
1.气体继电器的安装位置 安装在变压器油箱与油枕之间的
动作值：采用气体容积大小表示； 整定范围通常为： 250cm3～300cm3。
调整方法：通过移动重锤6的位置， 调整动作值。
（2）重瓦斯保护的整定与调试
动作值：采用油流速度大小表示； 整定范围通常为： 0.6～1.5m／s。
调试方法： 通过调整调节螺杆， 改变弹簧的松紧程度，调整重瓦 斯的动作值，其动作值。
(5) 其他保护
讨论：
某一200KV变电站的值班员， 在控制室突然听到蜂鸣器响；看到后 台机显示器屏幕上1#主变三侧的断 路器均闪光、告警对话框提示： 1# 主变差动保护动作。请根据上述现象， 判断1#主变的哪些地方可能发生了 故障？为什么？
第二节 变压器的气体保护
一、气体保护的作用及原理 1.变压器内部发生故障，故障处产生的高温会引
（2）重瓦斯保护
变压器内部发生严 重故障时，油箱内产生 大量气体，强大的气流 伴随着油流冲击挡板， 当油流的速度达到整定 值时，挡板克服弹簧的 反作用力向前移动，带 动永久磁铁靠近干簧触 点，使干簧触点闭合， 发出重瓦斯跳闸脉冲， 断开变压器各侧的断路 器。
4.气体继电器的整定与调试
（1）轻瓦斯保护整定与调试
油箱外故障：套管和引出线上发生的相 间短路和接地短路。
严重的突发性绝缘故障可能导致：
变压器的不正常运行状态： 过电流、中性点过电压，过负
荷以及油面降低。
此外，对大容量变压器，还 会发生变压器的过励磁故障。
三、电力变压器保护的配置原则
1. 电力变压器的主保护
气体保护 纵联差动保护 电流速断保护
（1）气体保护 反应变压器油箱内的各种故障及异
常的一种保护。
装设原则：
容量在800kVA及以上的油浸式变 压器和400kVA及以上的车间内油浸式 变压器，应装设气体保护。
（2）纵联差动保护或电流速断保护 作用：反应变压器绕组、套管及
引出线上的各种故障。 装设原则：根据变压器容量的不同
装设。
电流速断保护：用于10000kVA以下，其 过电流保护的动作时限大于0.5s的变压 器。
纵联差动保护：用于:
1）容量为10000kVA及以上单独运行 的变压器；
2）容量为6300kVA及以上并列运行 的变压器或厂用变压器及企业中的重 要变压器；
3）容量为2000kVA及以上的变压器， 且其电流速断保护的灵敏性不能满足 要求时。
2. 电力变压器的后备保护
（1）对于外部相间短路引起的变压器 过电流，应采用下列保护
6.重瓦斯的试验：
气体继电器安装完毕，从排气 口打进空气，检查轻瓦斯动作的可靠 性；通 试 验
三、气体保护的接线 常规型保护 与微机型保护的接口
1. 常规型保护的接线
气体保护接线特点 （1）出口继电器必需带有自保持线圈. （2）XB在必要时可将保护退出. （3）Rf 起续流电阻的作用.
2. 气体保护与微机保护的接口
（1）重瓦斯保护接线 将瓦斯继电器的触点引入保护装置（非电量
保护装置），经保护出口继电器和信号辅助插件， 实现保护的跳闸功能和信号功能；
同时还将瓦斯继电器的触点引入保护模块 CPU中，供CPU检测保护动作时刻，以便记 录和打印动作信息。
重瓦斯保护接线示意框图：
重瓦斯 继电器 触点
电力变压器保护
第一节 概 述
一、电力变压器的结构 二、电力变压器的故障和异常 三、电力变压器保护的配置原则
一、电力变压器的结构
电力变压器的主要部件： 铁芯、绕组、绝缘、油箱、分接开关、
油枕、吸湿器、气体继电器等。
二、电力变压器的故障和异常
变压器的故障：油箱内故障 油箱外故障。
油箱内故障：绕组的相间短路、 接地短 路、 匝间短路; 铁芯的烧 损等。
2.瓦斯继电器接线盒内进水，造成轻、重瓦斯
下 挡 板
磁 铁 及 干 簧 接 点
气 孔 及 接 线 柱
探 针
3.气体继电器的工作原理
（1）轻瓦斯保护 变压器内部发生轻微故障时，变压器油
分解产生的气体汇集在气体继电器上部，迫使 继电器内的油面下降，开口杯露出油面，因其 受到的浮力减小失去平衡而下沉，带动永久磁 铁下降，当永久磁铁靠近干簧触点时，干簧触 点接通，发出轻瓦斯动作信号。
起附近的变压器油膨胀，甚至沸腾，油内溶解 的空气被逐出，形成空气泡上升。 2.当故障严重时，变压器油会迅速膨胀并产生大 量的气体，此时将有剧烈的气体夹杂着油流冲 向油枕的上部。
根据油箱内部故障时的这一特点，构成气体 保护。
第二节 变压器的气体保护
一、 气体保护的作用及原理 二、气体继电器 三、气体保护的接线 四、气体保护运行中常见问题 五、轻瓦斯动作后的处理
1）过电流保护； 2）复合电压起动的过电流保护； 3）负序电流及单相式低电压起动的过
电流保护； 4）阻抗保护。
（2）对于外部接地短路引起的变压器 过电流保护
1）零序电流保护； 2）零序方向保护； 3）专用的保护装置。例如零序过电 压保护，中性点装放电间隙及零序电 流保护等。
（3）过负荷保护 （4）过励磁保护