变压器电流和电压保护分析

⑤低电压元件的起动值应小于在正常运行情况下 母线上可能出现的最低工作电压，同时，外部故 障切除后，电动机自起动的过程中，它必须返回。 根据运行经验，通常采用Uset=0.7Un
其中Un为变压器的额定线电压
低电压继电器的动作电压按以下条件整定，并取最小值。 (1)按躲过正常运行时可能出现的最低工作电压整定
③当发生三相短路时，由于在短路开始瞬间一般会
短时出现一个负序电压，使继电器4动作，因此，低 电压继电器5不动作 ，5触点闭合，待负序电压消失 后，继电器4返回，触点闭合，则继电器5又接于线 电压Uca上，由于三相短路时，三相电压均降低，故 继电器5仍将处于动作状态，这时保护装置的工作情 况就相当于一个低电压起动的过电流保护。
Krel=1.2-1.3 Kre=0.85-0.95
2)对降压变压器，考虑低压侧负荷电动 机自起动时的最大电流KssIL.max,起动 电流应整定为：
I set K rel K rel K ss K rel K ss I ss.max I L.max In K re K re K re
U set U L.min K rel K re
UL.min最低工作电压，一般取0.9Un；
Krel可靠系数，取1.1～1.2；
Kre 继电器的返回系数，取1.15～1.25。
(2)按躲过电动机自起动时的电压整定
当低压继电器由变压器低压侧互感器供电时
Uset (0.5 ~ 0.6)U N
当低压继电器由变压器高压侧互感器供电时
3. 复合电压起动的过电流保护
将原来的三个低电压继电器改由一个负序电压
继电器和一个接于线电压的低电压继电器５组成。
分析
①正常时，无负序电压，４触点闭合，５触点
断开，６线圈中无电流，触头断开，无跳闸信号 ②当发生各种不对称短路时，由于出现负序电压，因 此继电器４动作，其常闭触点打开，于是加于低电压 继电器５上的电压被迫变成零，则５动作，触点闭合。 这时电流继电器１～３中至少应有两个动作，于是就 可以起动时间继电器７，经过预定的时限动作于跳闸。
I1
I2
I3
Ｕ<
Ｕ<
Ｕ<
a b c
～
①正常时，低压继电器的触点全部断开，中间继 电器线圈中无电流，故中间继电器触点断开
电压回路断线指示
跳闸回路
I1
I2
I3
Ｕ<
Ｕ<
Ｕ<
a b c
～
②当a、b相相间短路，低压继电器（1）触头闭 合，中间继电器线圈有电流；电流继电器I1、 I2动作，跳闸回路有信号输出
电压回路断线指示
跳闸回路
I1
I2
I3
Ｕ<
Ｕ<
Ｕ<
a b c
～
③当某路电压回路断线，中间继电器触点闭合， 因跳闸回路无信号通过中间继电器另一头， 故只发出电压回路断线指示
④低电压元件的作用是保证在上述一台变压器突
然切除或电动机自起动时不动作（母线电压正常， 低电压元件不动作），因而电流元件的整定值就 可不再考虑可能出现的最大负荷电流，而按大于 变压器的额定电流整定，即： K rel I set IN K re
U set 0.7U N
低电压继电器的灵敏
系数按下式校验:
K sen
U set U k .min
要求 K sen 1.25
3.复合电压起动的过电流保护 I 6
U2>
电压回路 跳闸回路
4
U<
5
U2过滤器
a b c 低电压继电器 U< ：大于整定值不动作触点断开，小于整定 值动作触点闭合。 过电压继电器 U> ：大于整定值动作触点断开，小于整定值 不动作触点闭合。
由于具有上述优点且接线比较简单，复合电 压起动的电流保护得到广泛应用。
4.三绕组变压器相间短路后备保护的特点
I
t
QF1
I
QF2
II
t
II
III
三绕组变压器一侧断路器跳开 后，另外两侧还能够继续运行。 所以三绕组变压器的相间后备 保护在作为相邻元件的后备时， 应该有选择性地只跳开近故障 点一侧的断路器，保证另外两 侧继续运行，尽可能的缩小故 障影响范围；而作为变压器内 QF3 部故障的后备时，应该跳开三 t 侧断路器，使变压器退出运行。 III
变压器电流 和电压保护
为反应变压器外部故障而引起的变压器绕组
过电流，以及在变压器内部故障时作为差动保
护和瓦斯保护的后备（变压器主保护的近后
备保护，相邻母线或线路的远后备保护），
变压器应装设过电流保护，根据变压器容量和
系统短路电流水平不同，实现保护的方式有：
过电流保护，低电压启动的过电流保护，复合
IL.max可按以下情况考虑，并取最大值：
1) 对并列运行的变压器应考虑因故障突 然切除一台所出现的过负荷，当各台 变压器容量相同时，可按： n I Lmax In n 1 此时保护装置的起动电流应整定为：
其中：n并列运行变压器的最小台数 I n每台变压器的额定电流
I set
Krel n In Kre n 1
Kss－自起动系数。其值与负荷性质及用户与电源 间的电气距离有关
110kV降压变电站的6-110kV侧:
取Kss=1.5-2.5; 110kV降压变电站的35kV侧:
取Kss=1.5-2.0
3)保护的动作时限应比相邻元件保护的 最大动作时限大△t 按上述条件选择的起动电流，其值一
般较大，往往不能满足作为相邻元件后
4.三绕组变压器相间短路后备保护的特点
k1点故障时，应只跳开断路器QF3；
I
t
QF1
I
k2点故障时则将QF1、QF2、QF3全部跳 开。
QF2
II
t
II
为此，通常要在变压器的两 k 侧或三侧都装设过电流保护 2 装置(或复合电压起动过电流 等)，各侧保护之间要相互配 合。保护的配置与变压器主 QF3 接线方式及其各侧电源情况 III t III 等因素有关，不同的运行单 k 1 位配置方法也有所不同。
备保护的要求，需采用以下几种提高灵
敏性的措施。
2. 低电压起动的过电流保护
电压回路断线指示
跳闸回路
I1
I2
I3
Ｕ<
Ｕ<
Ｕ<
a b c
～
低电压起动过电流保护的原理接线图
只当电流元件和电压元件同时动作后，才能 起动时间继电器，经过预定的延时，起动出口 继电器动作于跳闸。
电压回路断线指示 跳闸回路
④负序电压元件的起动电压按躲开正常运行方式下
负序过滤器出现的最大不平衡电压来整定。根据运 行经验，起动电压U2.set可取为： U 2.set=(0.06~0.12)Un
复合电压起动的过电流保护具有以下优点：
1) 由于负序电压继电器的整定值小，故在不对称短 路时，电压元件的灵敏系数高。
2) 由于保护反应负序电压，因此对于变压器的不对 称短路，与变压器的接线方式无关。 3) 在三相短路时，如果由于瞬间出现负序电压，使 继电器4和5动作，则在负序电压消失后，5又接于 线电压上，只要5不返回，就可保证保护装置继续 处于动作状态。
电压起动的过电流保护及负序过电流保护。
1. 变压器的过电流保护
变压器过电流保护与线路保护中定时限过 电流保护原理相同，保护动作后应跳开变压 器两侧的断路器。
跳QF1 跳QF2
QF1
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I
t
•变压器过电流保护的单相原理接线图
QF2
~
保护装置的起动电流应按照躲开变压器可能出 现的最大负荷电流 K rel I I Lmax I set I Lmax I L.max来整定： set K re