继电保护 第六章 电力变压器的继电保护
继电保护 第六章 电力变压器的继电保护
六章电力变压器的继电保护第一节概述一、变压器的故障：各相绕组之间的相间短路油箱内部故障单相绕组部分线匝之间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....I-J1'I双绕组变压器纵差动保护单相原理图正常运行或外部故障时B n I I =2'1'/所以两侧的CT 变比应不同，且应使 2"1"I I = 即：212'1'l l n I n I =或2'1'/21I In n l l ==B n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。
电力变压器运行的安全与继电保护(三篇)
电力变压器运行的安全与继电保护电力变压器是电力系统中重要的电气设备，用于将高电压电能变换为低电压电能或者将低电压电能变换为高电压电能。
它承担着电力传输和分配过程中的重要功能，因此对电力变压器的安全运行和继电保护都非常重要。
一、电力变压器的安全运行电力变压器的安全运行涉及到多个方面，包括设备的可靠性、运行的稳定性、工作环境的适应性等。
1. 设备的可靠性电力变压器作为电力系统中的重要设备，其可靠性直接关系到整个电力系统的稳定运行。
在电力变压器的设计、制造和安装过程中，需要严格按照相关标准和规范进行，以确保电力变压器的可靠性。
此外，还需要对电力变压器进行定期的检修和维护，及时发现和排除隐患，保障设备的正常运行。
2. 运行的稳定性电力变压器在运行过程中需要保持稳定的电压和电流输出。
为了确保变压器的稳定运行，需要对变压器进行科学合理的运行管理。
具体包括合理选择变压器的额定容量、运行方式和负载率，保持合理的温度和湿度条件，及时发现和处理过载和短路等问题，以确保变压器的稳定运行。
3. 工作环境的适应性电力变压器的工作环境可能存在很多外部因素，如温度、湿度、气候条件等。
为了保证变压器的安全运行，需要对变压器的工作环境进行合理的规划和设计，同时还需要对变压器的防护措施进行加强，确保变压器能够适应各种不利的工作环境，并且不受其影响，保证其正常运行。
二、电力变压器的继电保护继电保护是指通过电气装置来监测电力系统中的故障状态，并在出现故障时，发出信号使分断故障电路，保护人员和设备的安全。
对于电力变压器来说，变压器的继电保护主要包括过电流保护、微机保护、差动保护、短路保护等。
1. 过电流保护过电流保护是根据电流大小来判断系统是否出现短路或过载故障的保护装置。
对于电力变压器来说，通过安装过电流保护装置，可以检测系统中的过电流故障，并及时采取措施，保护变压器不受损坏。
2. 微机保护随着计算机技术的不断发展，微机保护在电力系统中得到了广泛应用。
继电保护(6.1-6.4)
四、带有速饱和变流器的差动继电器 • 当TAM的一次线圈只通过周期分量时， 电流沿曲线2变化，铁芯中的B沿磁滞回 线3变化，这时周期分量电流可以顺利通 过TAM使继电器动作。 • 当TAM一次线圈中通过励磁涌流时，电 流偏于时间轴一侧，沿曲线2’变化，B沿 3’变化，非周期分量不易通过，继电器 不动作。 • 当短路故障时，短路电流也包含有非周
I1 I1 nTA2 I1 I 2 I 2 , nT nTA1 nTA2 nTA1 I1
二、变压器纵差动保护的特点 1、由变压器励磁涌流I EF 所产生的不平衡 电流 • 变压器励磁电流只流 过原边一侧，因此反应 到差动回路中引起不平 衡电流。正常时很小，外部故障时因为 电压降低，励磁电流就更小。
• 和线路保护不一样的是，变压器保护的 灵敏系数实际是个相对的标准。即使灵 敏系数满足要求，对于变压器内部的匝 间短路，轻微故障等情况，纵差动保护 往往也不能反应。实际运行中，变压器 内部故障时，往往瓦斯保护首先动作， 然后待故障进一步发展，差动保护才动 作。因此变压器在线绝缘监测近来日益 受到重视。
3、外部相间短路时应采用的保护（后备） 对于外部相间短路引起的变压器过电流： （1）过电流保护，一般用于降压变压器， 整定值应考虑事故状态下可能出现的过 负荷电流； （2）复合电压起动的过电流保护，一般用 于升压变压器、系统联络变压器及过电 流保护灵敏度不满足要求的降压变压器； （3）负序电流及单相式低电压起动的过电
• 实际继电器工作情况在4、5之间，相应 继电器起动电流在 I k .act .0 ~ I k .act .2 ，远小于无 制动时的直线2对应的定值。在内部故障 时，具有较高的灵敏性。 • 根据以上分析，在双绕组变压器的纵差 动保护中，制动线圈应接于无电源或小 电源一侧，将具有较高的灵敏性。
继电保护课程学习要点
继电保护课程学习要点第一章绪论一、本章的学习要点1、了解继电保护的作用。
在学习时要了解电力系统中常见的故障类型和不正常运行状态，以及发生短路时对电力系统的危害。
认识继电保护、继电保护装置的概念，及继电保护在电力系统中的任务。
2、了解继电保护的基本原理和继电保护装置的的组成。
学习时应了解和认识电力系统在正常运行与发生故障或不正常运行状态时电气量参数的差别。
它们是实现继电保护的理论依据。
3、对电力系统继电保护的四项基本要求是选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
它们是设计、分析与评价继点保护装置是否先进、实用和完善的出发点和依据，应熟练掌握并应用于今后的学习中。
第二章电网的电流保护和方向性电流保护第一节单侧电源网络相间短路的电流保护一、本节的学习要点1、了解继电器的有关概念---动作、返回、动作电流、返回电流、返回系数等。
2、熟练掌握三段式电流保护的配置、基本工作原理、整定计算原则、整定计算方法、原理接线及其评价与应用范围。
电流保护是反应故障时电流增大而动作的保护，所以在学习中首先要掌握线路上发生相间短路时，短路电流的计算方法。
其次，要搞清楚短路电流的大小与故障点、故障类型及运行方式之间的关系，以便更好地理解继电保护的工作原理，掌握电流保护的整定计算方法。
通过学习，应理解并掌握三段式电流保护的逐级配合关系。
既相邻保护在灵敏度和动作时间上均应相互配合。
3、掌握相间短路电流保护的基本接线方式及其特点与应用范围。
要求会画原理接线图。
第二节电网相间短路的方向性电流保护1、了解并认识在双侧电源网络中继电保护动作带有方向性的必要性。
2、熟练掌握方向元件（功率方向继电器）的工作原理、构造及动作特性。
学习中首先要弄清楚电压电流的参考方向是如何规定的，以及参考方向与实际方向之间的关系。
其次，要了解并认识电力系统正常运行及发生故障时电压电流之间的相位关系。
并掌握有关功率方向继电器的最大灵敏角、内角和死区等基本概念。
3、熟练掌握相间短路的功率方向继电器的典型接线方式----90 接线及其动作行为分析方法。
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。
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的重要设备，其作用是将输送线路上的高压电能转变为用户所需的低压电能，为工业生产和居民生活提供电力保障。
而变压器继电保护则是保证变压器正常运行和安全的重要保障措施。
本文将从变压器继电保护的基本原理、作用和常见故障进行深入介绍。
一、继电保护的基本原理继电保护是电力系统中保护设备和线路的一种重要控制保护手段，其基本原理是通过选择合适的保护装置和电气元件，对电力系统中的故障或异常状态进行检测和判别，及时采取必要的措施，避免故障扩大，保证电力系统的安全稳定运行。
继电保护的基本原理包括以下几个方面：1. 故障检测：通过对电力系统中的各种故障进行检测，包括短路故障、接地故障、过载故障等，确定故障的类型和位置，以便及时采取保护措施。
2. 故障判别：根据故障发生的情况和故障信号的特点，对故障类型进行判别，确定是否需要启动继电保护装置。
3. 信号传输：将故障信号传输给继电保护装置，启动相应的保护动作，以保护变压器和电力系统的安全运行。
二、继电保护的作用继电保护在电力系统中起着非常重要的作用，其主要作用包括以下几个方面：1. 故障保护：及时发现电力系统中的各种故障，如短路故障、接地故障、过载故障等，采取必要的保护措施，避免故障扩大，保证电力系统的安全运行。
2. 过载保护：对电力系统中的过载情况进行监测和保护，及时减小负荷或切断电源，避免设备的过载烧坏。
3. 过电压保护：对电力系统中的过电压情况进行监测和保护，避免设备被过电压烧坏。
4. 欠电压保护：对电力系统中的欠电压情况进行监测和保护，确保设备在安全的电压范围内运行。
继电保护的作用主要是保障电力系统的安全运行，避免各种故障对设备和线路造成损害，保证供电的可靠性和稳定性。
特别是对于电力变压器来说，继电保护的作用更为突出，因为变压器在电力系统中扮演着重要的角色，一旦出现故障可能会导致整个系统的停电。
三、常见的变压器继电保护四、结语在当前电力系统中，变压器继电保护技术不断发展，涌现出越来越多的先进的保护装置和技术手段，提高了变压器继电保护的智能化和精准化水平。
电力系统 继电保护最全复习题.
1.继电保护复习资料2.电力系统对继电保护的要求答：一、选择性选择性是指保护装置动作时仅将故障元件从电力系统中切除使停电范围尽量缩小以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。
主保护能有选择性地快速切除全线故障的保护。
后备保护当故障线路的主保护或断路器拒动时用以切除故障的保护。
近后备保护作为本线路主保护的后备保护。
远后备保护作为下一条相邻线路主保护或开关拒跳后备保护。
二、速动性速动性是指尽可能快地切除故障短路时快速切除故障可以缩小故障范围减轻短路引起的破坏程度减小对用户工作的影响提高电力系统的稳定性。
三、灵敏性灵敏性是指对保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。
保护装置的灵敏性通常用灵敏系数来衡量灵敏系数越大则保护的灵敏度就越高反之就越低。
四、可靠性可靠性是指在规定的保护范围内发生了属于它应该动作的故障时它不应该拒绝动作而在其他不属于它应该动作的情况下则不应该误动作。
以上四个基本要求之间有的相辅相成有的相互制约需要针对不同的使用条件分别地进行协调。
此四个基本要求是分析研究继电保护的基础也是贯穿全课程的一个基本线索。
根据保护元件在电力系统中的地位和作用来确定具体的保护方式以满足其相应的要求3. 2.功率方向判别元件实质上是在判别什么？为什么会存在“死区”？什么时候要求它动作最灵敏？答：功率方向判别元件实质是判别加入继电器的电压和电流之间的相位Φ，并且根据一定关系[cos(Φ+a)是否大于0]判别出短路功率的方向。
为了进行相位比较，需要加入继电器的电压、电流信号有一定的幅值（在数字式保护中进行相量计算、在模拟式保护中形成方波），且有最小的动作电压和电流要求。
当短路点越靠近母线时电压越小，在电压小于最小动作电压时，就出现了电压死区。
在保护正方向发生最常见故障时，功率方向判别元件应该动作最灵敏.4. 3.简述下列电流保护的基本原理，并评述其优缺点: (l)相间短路的三段式电流保护; (2)零序电流保护; (3)中性点非直接接地系统中的电流电压保护。
《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
电力变压器是输电和配电系统中不可或缺的设备，其作用主要是将高压输电线路的电压降至中压或低压电平，从而满足用电设备的需要。
然而，由于变压器的大量使用和长时间运行，可能会发生各种故障，如短路、过流、过压、过载等，这些故障可能对变压器和整个电网造成严重的危害。
因此，必须采取有效的继电保护措施来保护变压器及其它设备。
电力变压器继电保护的目的是在发生变压器故障时，快速地将变压器隔离，从而保护变压器和整个电网。
其原理是通过继电器感应电流、电压等指标，并将信号传递给开关装置，以启动故障保护动作。
以下是电力变压器继电保护的几种常见保护方式。
1. 欠电流保护
欠电流保护通常用于保护变压器的主回路，其原理是检测变压器的内部电流，一旦检测到电流值小于某一预设值，说明电路已经发生了故障，此时应该立即停止供电并进行维修。
欠电流保护装置通常设置在变压器高压侧的主回路保护开关上。
过流保护是一种常见的继电保护方式，用于保护变压器的高压侧和低压侧。
过流保护装置通常采用电流互感器检测电路中的电流值，一旦检测到电流值超过预设阈值，就会启动保护装置进行动作。
过流保护的阈值可根据变压器的电性能和工作环境进行设置。
3. 过压保护
过载保护通常用于保护变压器的额定容量，其原理是检测变压器负载电流，一旦负载电流超过变压器的额定容量，就会启动保护动作。
过载保护通常设置在变压器低压侧的保护开关上。
总之，电力变压器继电保护是保护变压器及其它设备的重要手段，可有效地保护电力系统的正常运行。
因此，在变压器的设计、安装和运行过程中，必须严格遵守安全操作规程和技术规范，以确保电力系统的可靠性和安全性。
电力系统继电保护第六章课后习题答案
6.电力变压器保护习题与思考题6.5 一台双绕组降压变压器的容量为15MVA,电压比为35KV±2×2.5%/6.6KV，Yd11接线，采用BCH—2型继电器。
求差动保护的动作电流。
已知：6.6KV外部短路的最大三相短路电流为9420A；35KV侧电流互感器变比为600/5， 6.6KV侧电流互感器变比为1500/5；可靠系数取K rel=1.3。
答：变压器一、二次回路电流计算值见表1表1 变压器一、二次回路电流计算值由表1可以得出6.6KV侧的二次回路电流较大，因此确定6.6KV侧为基本侧。
（1）按躲过最大不平衡电流条件，有(0.1).maxI K f U K K Idz rel za np st k=∆+∆+（1）此处.maxI k应取最大运行方式下，6.6kV母线上三相短路电流，因此，9420.maxI Ak=；f za∆是由于电流互感器计算变比和实际变比不一致引起的相对误差，110.22f za∆===；U∆是由变压器分接头改变引起的相对误差，一般取为调整范围的一半，则0.05U∆=；K np为非周期分量系数，由于采用BCH—2型继电器，故取为1；K st为电流互感器同型系数，这里取1；K rel为可靠系数，由已知条件可知为1.3. 将上述值均代入式（6—3），可得 1.3(0.220.050.111)94204531()I Adz=⨯++⨯⨯⨯=（2）按躲过励磁涌流条件，有 1.3113121705.6()1I K K I Adz rel eμ==⨯⨯=式中，Kμ为励磁电流的最大倍数，由于选取BCH—2型继电器，故取1.（3）按躲过电流互感器二次回路断线的条件，有 1.313121705.6()1.maxI K I Adz rel==⨯=以第一条件为最大，故取4531()I Adz=6.6 为什么具有制动特性的差动继电器能够提高灵敏度？何谓最大制动比、最小工作电流、拐点电流？set I set I .res g .max res res I .RI答：由互感器变比不一致和互感器传变误差产生的不平衡电流的讨论可知，流入差动继电器的不平衡电流与变压器外部故障时的穿越电流有关。
继电保护原理基础_第六章
三、复合电压起动的过电流保护
负序过电压继电器4 发生各种不对称短 路时，出现负序电 压 三相短路开始瞬间， 一般会短时出现一 个负序电压 负序电压元件按躲 正常运行方式下负 序过滤器最大不平 衡电压来整定，定 值较小
四川大学电气信息学院 吕飞鹏
四川大学电气信息学院 吕飞鹏
第三节 变压器的电流和电压保护
一、变压器的过电流保护
反应变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流 在变压器内部故障时作为差动保护和瓦斯保护的 后备 保护动作后、应跳开变压器各侧断路器。 起动电流应按照躲开变压器可能出现的最大负荷 电流Ifmax来整定。 往往不能满足作为相邻元件的远后备保护
四川大学电气信息学院 吕飞鹏
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： （Y/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 差动臂中的电流同相位，但 大小增大了，为使正常运行 或区外故障时， Ij=0，则应使：
nl 2 3 1 A1 A1 nB nl1 nl 2 nl1 / 3 1
措施:
采用具有速饱和铁芯的差动继电器; 间断角原理的差动保护; 利用二次谐波制动; 利用波形对称原理的差动保护。
四川大学电气信息学院 吕飞鹏
带有速饱和变流器BLH的差动继电器
速饱和变流器BLH的工作原理：
在差动回路中接入具有快速饱和特性的中间变流器BLH，是防止哲态 1. 周期分量容易通过速饱和变流器变换到二次侧，使继电器动作； 过程中不平衡电流（非周期分量）影响的有效方法。 2. 非周期分量不容易通过速饱和变流器变换到二次侧，继电器不动作；
电力系统继电保护测试考核复习题解第六章
第六章电力变压器保护6．1判断题6．1．1变压器的差动是变压器的主保护，他们的作用不能完全替代。
（）答：对6．1．2变压器瓦斯保护的保护范围不如差动保护大，对电气故障的反应也比差动保护慢。
所以，差动保护可以取代瓦斯保护。
（）答：错6．1．3瓦斯保护能反应变压器油箱内的任何故障，差动保护却不能，因此差动保护不能代替瓦斯保护。
（）答：对6．1．4当变压器发生少数绕组匝间短路时，匝间短路电流很大，因而变压器瓦斯保护和纵差保护均动作跳闸。
（）答：错6．1．5对三绕组变压器的差动保护各侧电流互感器的选择，应安各侧的实际容量来选择电流互感器的变比。
（）答：错6．1．6双绕组变压器差动保护的正确接线，应该是正常及外部故障时，高、低压侧二次电流相位相同，流入差动继电器差动线圈的电流为变压器高、低压侧二次电流之相量和。
（）答：错6．1．7变压器各侧电流互感器型号不同，变流器变比与计算值不同，变压器调压分接头不同，所以在变压器差动保护中会产生暂态不平衡电流。
（）答：错6．1．8相对于变压器的容量来说，大容量的变压器的励次涌流大于小容量变压器的励次涌流。
（）答：错6．1．9变压器励次涌流含有大量的高次谐波分量，并以二次谐波为主。
（）答：对6．1．10变压器采用比率制动式差动继电器主要是为了躲励次涌流和提高灵敏度。
（）答:错6．1．11从频域角度分析，波形对称原理差动继电器判据的动作条件，输入电流中的偶次谐波为制动量，相应基波及奇次谐波为动作量，因此躲励次涌流的特性比二次谐波制动的特性好。
（）答：对6．1．12谐波制动的变压器保护中设置差动速断元件的主要原因是为了提高差动保护的动作速度。
（）答：错6．1．13主接线为内桥或者3/2接线的电站，为了简化二次回路，可将高压侧两断路器的电流互感器二次并联后接入变压器比率制动式差动保护。
（）答：错6．1．14Ynd11电源变压器的YN绕组发生单相接地短路时，两侧电流相位相同。
（）答：错6．1．15在变压器差动保护范围以外改变一次电路的相序时，变压器差动保护用的电流互感器的二次接线也应随着做相应的变动。
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第一章绪论习题1-1在图1—1所示的网络中，设在d点发生短路，试就以下几种情况评述保护1和保护2对四项基本要求的满足情况：（1）保护1按整定时间先动作跳开1DL,保护2起动并在故障切除后返回；（2）保护1和保护2同时按保护1整定时间动作并跳开1DL和2DL；（3）保护1和保护2同时按保护2整定时间动作并跳开1DL和2DL;（4）保护1起动但未跳闸，保护2动作跳开2DL;（5）保护1未动,保护2动作并跳开2DL；（6）保护1和保护2均未动作图1-1 习题1-1图第二章电网的电流保护和方向性电流保护一、三段式相间电流保护例题例题2。
1欲在图2-1所示的35KV中性点不接地电网中变电所A母线引出的线路AB上，装设三段式电流保护，保护拟采用两相星形接线。
试选择电流互感器的变比并进行I段、II 段、III段电流保护的整定计算,即求I、II、III段的一次和二次动作电流（I'dz、I'dz·J、I’’dz、I''dz·J、I dz、I dz·J）、动作时间（t'、t’’、t)和I段的最小保护范围l min％，以及II段和III段的灵敏系数K’'lm、K lm（1）、K lm（2）.对非快速切除的故障要计算变电所母线A的残余电压。
已知在变压器上装有瞬动保护，被保护线路的电抗为0.4Ω/km，可靠系数取K’k=1.3，K'’k=1。
1,K k=1.2，电动机自启动系数K zq=1.5，返回系数K h＝0。
85，时限阶段△t=0.5s，计算短路电流时可以忽略有效电阻.其他有关数据按3种方案列于表1中。
图2—1 例题2.1图表1 三种方案解参见图2-1。
已知X s=0.3Ω,l =10km，S B=2×10 MV A，U d%=7。
5，S fh=15MV A，t10＝2。
5s.1 求电流I段定值（1) 动作电流I’dzI’dz＝K’k×Ｉd·B·max＝1。
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六章电力变压器的继电保护第一节概述一、变压器的故障：各相绕组之间的相间短路油箱内部故障单相绕组部分线匝之间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....I-J1'I 双绕组变压器纵差动保护单相原理图正常运行或外部故障时Bn I I 2'1'/所以两侧的CT 变比应不同，且应使2"1"I I即：212'1'l l n I n I或2'1'/21I I nn l l =B n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A2B2A2I 3I -I .为使正常运行或区外故障时, Ij=0,则应使A2A2I I 3BA l l l A l n n n n n111221113/3即高压侧电流互感变比应加大√3倍. 该项不平衡电流已消除.。
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12l l n n B n 或3/12l l n n B n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。
三．BCH —2型差动继电器的工作原理：具有比较良好的躲过变压器励磁涌流特性的差动继电器。
两部分组成：速饱和变流器和执行元件（电流继电器）速饱和变流器有三个铁芯柱A 、B 、C ，A 、C 柱截面积相等且为B 柱截面积的一半。
B 柱：Wph1,Wph2,Wcd,W d’ A 柱：Wd” C 柱：W2"""'''"'"'dac dAB d Id dBC dBA d Id cd cd cd Icd W d W d W cd各柱上的磁通：'"""'"''dBC dAC cd c dAB d cd B d dBA cd AW2中感应的电流达到一定数值时，执行元件动作 分析Wd’,Wd”的作用：1） 当通入正弦电流时，"dAC 与'dbc 相抵消，短路线圈不起作用 2） 外部短路时，有较大的非周期分量。
因为有较大的非周期分量电流—>铁芯饱和所以使——>躲过励磁涌流的根本原因。
四．带制动特性的BCH —1型差动继电器的工作原理。
1．构成：三个铁心柱，六个线圈。
Wg—工作线圈，接在差动回路中。
Wph—平衡线圈，作用同前述。
两个Wph—制动线圈接差动回路的一个臂上。
两个W2—二次线圈输出接电流继电器。
2．工作原理：1）假设不考虑制动线圈的作用：I2h=0Ig→Φg╱Φg’→E2’╲E=E2’+E2”╲Φg”→E2”╱即工作线圈与二次线圈之间的电流就相当于一个速饱和的变流器。
因此，它可减少暂态不平衡电流了和励磁涌流的影响。
2）Ig=0I2h→Φ2h(仅在两个边柱上环流)—>E2’=E2”→E=E2’-E2”3）Ig≠0, I2h≠0I2h→Φ2h→磁路状态改变—>铁心饱和→动作安匝↑即，动作电流上升↑I2h→Id2 W2h↑→Id2↑→具有制动特性3．制动特性：Id2.J=F(I2h)由实验得出如下图。
制动特性曲线：1）当I2h很小时，铁芯还未饱和，所以起动电流变化不大，制动特性起始部分比较平缓。
2）当I2h很大时，铁芯严重饱和，启动电流迅速增加，特性曲线上翘。
从原点作特性曲线的切线，它与水平轴线的夹角为αK2h=tgα ------制动系数一般取0。
3-0。
44．为什么能改善内部故障时保护的灵敏性：上图中：直线1为与外部故障时Id的关系直线2为元制动特性纵差保护的动作电流(Idz.J=Kk*Ibp.max)曲线3 为制动特性曲线由图中可见，对无制动的纵差保护为短路电流较小的内部故障时，灵敏度往往不能满足要求，而如果采用BCH—1型继电器，应在I2h=Id.max时，使Idz.J=Kk*Ibp.max。
即通过a点的曲线3。
因为曲线3始终位于直线1上面，即在任何大小的外部短路电流作用下，继电器不会误动。
对于内部故障，分三种情况说明如何改善灵敏性：1）单侧供电变压器：B侧无电源，W2h接于负荷侧，内部故障时,I2h=0继电器动作电流为Idz.J对应图中d点，显然灵敏度提高很多。
2）单侧供电变压器：B侧无电源，接于电源侧，内部故障时，Ig=Id2—直线4（这是最不利的电流）它与制动电流特性曲线交于b点（Idz.J2），在b点以上，是继电器的动作区（4高于3）可见灵敏度提高很多。
3）双侧供电变压器：设Ig=2I2h—直线5它去制动特性曲线交于c点（Idz.J1），在c点之上（5高于3）动作。
实际上，介于b—d之间，显然，灵敏度提高很多。
另外，制动线圈的接入方式时，保护的灵敏度是有影响的。
原则：在外部故障时，使制动作用最大，保护不误动在内部故障时，使制动作用最小，保护灵敏度最好。
综上分析可见，在各种可能的运行方式下，变压器发生内部故障时，BCH—1型差动继电器的起动电流均在Idz.J0—Idz.J2之间变化。
且Idz.J0，Idz.J1，Idz.J3相差不大，但却比不带制动特性的差动继电器的启动电流小得多。
所以BCH—1型差动继电器有较灵敏。