变压器的控制及保护原理

式中，Kk为保护装置的可靠系数，对DL型电流继电器可取Kk=1.2，
对GL型继电器可取Kk=1.3；Kjx为保护装置的接线系数，对两相两继电
器式结线，取Kjx=1，对两相一继电器式结线，取Kjx= 3 ；Kre为保护 装置的返回系数，一般Kre=0.8~0.85，；Ki为电流互感器变流比；
IL.max为线路或变压器的最大负荷电流，IL.max=（1.5~3）Ijs，Ijs为线
4 带时限过电流保护动作电流的整定
⑴ 过电流保护电流动作的整定原则
保护装置的动作电流Iop ★ 应躲过被保护线路（或变压器）的最大负荷电流； ★ 保护装置的返回电流Ire也应躲过此时最大负荷电流IL.max。
⑵ 过电流保护动作电流整定计算公式
K K K jx K re K i
I op
I L. max
变压器的控制及保护原理
1、 带时限的过电流保护
1 带时限过电流保护装置的分类和组成
⑴ 过电流保护的分类
① 定时限过电流保护，其动作时间按整定的动作时间固定不变，
与一次电路短路电流大小无关。
② 反时限过电流保护，其动作时间与一次电路短路电流平方成反 比关系，具有反时限特性。
⑵ 过电流保护的组成
其组成框图如右图所示，包括起动元件
3 变压器的纵联差动保护
⑴、变压器的纵联差动保护的接线及原理
在变压器正常运行或在保护区外部（如k-1点）短路时，电流互感器TAl和TA2的 二次电流的差流，继电器KD不会动作。实际上流过KD的差流由于变压器两侧互感器 的结线和变比配合及互感器结构性能的差异等关系，不可能为零，也同样存在一个 不平衡电流Idsq。不过在设计和安装时，应尽量减小Idsq。确保Idsq的存在不致使 KD误动作。 当被保护的区域内发生短路时（如k-2点），这时Id = I2，将使继电器KD动作， 从而使变压器两侧断路器QFl和QF2跳闸，切除短路故障。
⑵ Yd11（Y/△-11）连接的变压器采用的补偿相位差的纵联差动保护的接线及原理
由于Yd11（Y/△-11）联结 的变压器的两侧电流有30°相 位差．因此两侧电流互感器采 用如下图所示的补偿相位差的结 线，以使两侧互感器二次电流I2
Hale Waihona Puke Baidu
与 相位一致。
⑶ 变压器差动保护的差动保护动作电流整定原则
变压器差动保护的差动继电器动作电流整定原则为：
（电流继电器KA）、时限元件（时间继电 器KT）、信号元件（信号继电器KS）和出
口元件（中间继电器KM）等四部分。
定时限过电流保护由上述四种继电器组 成。
反时限过电流保护则可由感应式过电流
继电器（GL型）一种组成，它一身兼有起 动、时限、信号和出口四种元件的功能。
过电流保护组成示意图
断 路 器
KA
路的计算电流；而变压器取IL.max=（1.5~3）Ie，Ie变压器一次绕组额 定电流。
5 带时限过电流保护动作时间的整定
1）阶梯原则
过电流保护动作时间的整定原则按“阶梯
原则”整定，即前一级保护装置动作时间t1， 如应比后一级保护最长的动作时间t2大一个时 间级差⊿t，即
t1≥t2+⊿t
2）时间级差⊿t
3 反时限过电流保护的接线和原理
当一次电路发生相间短路时，电流继电器KA启动，经过一定延时后，其常开接点
闭合，紧接着其常闭触点断开。这时断路器因其跳闸线圈YR去分流而跳闸，切除短路故 障。与此同时，继电器的信号牌掉下，指示保护装置已经动作。在短路故障被切除后， 继电器自动返回，而信号牌可手动复位。
1电流速断保护的组成、结线和原理
⑴ 电流速断保护的组成
其组成框图如图所示，包括起动元件
（电流继电器KA）、信号元件（信号继电器
KS）和出口元件（中闻继电器KM）等三部分。 由电磁式电流继电器组成的电流速断保护， 是由上述三种继电器组成的；而采用感应式 电流继电器时，其电磁元件（速断元件）就 可组成电流遮断保护。
⑵ 电流速断保护的结线
采用电磁式电流继电器的两相
两继电器式结线的电流速断保护 的电路图如图所示。
⑶电流速断保护的工作原理
当一次电路发生相间短路时，电流继电器KA瞬时动作，接通信号继 电器KS和中间继电器KM，KS给出信号，KM接通断路器QF的跳闸线圈YR的 回路，使断路器QF跳闸，快速切除短路故障。
2 电流速断值的整定
（1）速断电流的整定
速断电流应躲过被保护线路末端的最大短路电流Ik.max。 这样才能避免在后一级速断保护所保护线路的首端发生三相短路时前一级 速断保护误动作的可能。
（2）速断电流的整定公式
I op
K K K jx K re K i
I k . max
式中，Ik.max为线路为末端的最大短路电流，对变压器为其二次侧母线的 最大短路电流换算到一次侧的数值。
作时间来标度的，而实际动作时间要根据实际动作电流倍数由继电 器的动作特性曲线才能查得，因此，反时限过电流保护的时限整定，
要根据前后两级保护的继电器的动作特性曲线来整定。
8 过电流保护的灵敏度及提高灵敏度的措施
⑴ 过电流保护灵敏度的检验公式
按GB50062-92规定，电流保护的最小灵敏系数（灵敏度）为1.5， 过电流保护灵敏度的检验公式为
U op
U U min (0.6 ~ 0.7) N K K K re K i Ki
式中，Umin为母线最低工作电压，取为（0.85~0.95）UN，U为线 路（母线）额定电压，可靠系数Kk，可取1.2，Kre为低电压继电器的返 回系数，一般取1.15。Ki为电压互感器的变压比。
2 电流速断保护
①动作电流Iop(d)，应躲过外部短路的最大不平衡电流Idsq.max Iop(d)≥1.3Idsq.max ②动作电流Iop(d)应躲过变压器空载投入或突然加上电压时的励磁涌流
过去规定动作电流还应躲过差动保护任一互感器二次回路断线时流过差动
继电器的最大负荷电流。现GB50062—92规定，为了使纵联差动保护能保护变
I op K K K jx K re K i I L. max
图中：QF—高压断路器，TA—电流互感器， TV—电压互感器KA—电流继电器，KM—中 间继电器，KS—信号继电器，KV—电压继 电器，YR一断路器跳闸线圈。
由于Iop减小，因此可提高保护的灵敏度.
低电压继电器动作电压的整定计算公式： 低电压继电器动作电压按躲过母线正常最低工作电压Umin来整定， 整定计算公式为：
互 感 器
KT 时 限
KS 信 号
KM 出 口
启 动
2 定时限过电流保护的接线和原理
当一次电路发生相间短路时，KA瞬时动作，触点闭合，KT通电动作，经过整定的时限后，
延时触点闭合，使信号继电器KS和中间继电器KM通电动作,KS动作后，其信号牌掉下，同时
接通信号回路，给出灯光或音响信号；KM动作后，接通跳闸线圈YR的回路，使断路器QF跳 闸。切除短路故障。QF跳闸时．其辅助触头QF1-2随之断开跳闸回路，同时KA和KT自 动返回起始状态，而KS则可手动复位。
时间级差⊿t，应考虑保护动作的提前、
延后，惯性动作的可能性和保险时间等因素， 定时过流保护一般取⊿t=0.5s．反时限过流 保护（GL型），一般取⊿t =0.7s
6 定时限过电流保护的时限整定
一般利用时间继电器来整定动作时间。
7 反时限过电流保护的时限整定
GL型电流继电器动作时间曲线组的标度
由于GL型电流继电器的时限调节机构是按10倍动作电流的动
K jx I k . min K i I op
Sp
1.5
Ik.min为系统在最小运行方式时保护区末端的两相短路电流。
⑵ 采用低电压闭锁提高过电流保护灵敏度
在供电系统正常运行时，母线电压 使KV处于激励状态，常闭触点断开并与 与KA的常开触点串联，KA即使由于线路 过负或出现尖峰电流而误动作，也不致 造成断路器QF误跳闸。这种低电压继电 器闭锁的过电流保护装置的动作电流， 只需按躲过线路的计算电流Ijs来整定， 这时过电流保护的动作电流的整定计算 公式为：
3. 电流速断保护的灵敏度
（1）电流速断保护的灵敏度检验计算公式
K jx I k . min K i I op
Sp
式中，Ik.min对线路为首端的最小运行方式下两相短路电流，对变压器为 保护安装地点（一次侧）的最小运行方式下两相短路电流。
（2）电流速断保护的灵敏度的要求
电流速断保护作为主保护时，Sp≥2；作为后备保护时，Sp≥1.2。
① 10000KVA及以上的单独运行变压器和6300kKVA及以上的并列运行变压
器，应装设； ② 6300KVA及以下单独遥行的重要变压器，可装设； ③ 2000KVA及以上的变压器．当电流速断保护灵敏度不满足要求时，宜 装设（据GB50062—92规定。
谢
谢
压器内部的匝间短路，降低差动保护的整定值，提高保护的灵敏度，差动保护 的动作电流可不考虑互感器二次回路断线的情况。
（4）变压器差动保护的差动保护的灵敏度
变压器差动保护的差动保护的灵敏度，按差动保护区域内的最小短路电 流（一般取变压器二次侧的两相短路电流）与动作电流之比值来检验，要求 Sp≥2。
（5）变压器差动保护的差动保护的适用范围