继电保护(7)-变压器保护讲解
主变压器的继电保护
主变压器的继电保护一、保护的装设原则1）电力变压器应装设的保护装置（1）线圈及其引出线的相间短路、中性点直接接地侧的接地短路、绕组的匝间短路，应装设瞬时动作作于跳闸的保护装置。
（2）外部相间短路引起的过电流，直接接地电力网外部接地短路引起的过电流，中性点过电压，应装设带时限动作于跳闸的保护装置。
（3）变压器过负荷、油面降低、变压器温度升高和冷却系统故障时，应装设信号装置。
2）对变压器保护装置的要求（1）对变压器内部故障和油面降低采用瓦斯保护，油面降低和轻瓦斯时，应动作与信号；重瓦斯则动作与跳闸，断开变压器各测的断路器。
（2）对变压器引出线、套管及内部故障，采用纵联差动保护或电流速段保护。
故障时，断开变压器各侧的断路器。
（3）对变压器外部的相间短路，一般采用过电流保护，如过电流保护灵敏度不满足要求时，可装设复合电压或低电压启动的过电流保护，过电流保护均装设在主电源侧。
根据实际情况本设计对变压器采用纵联差动保护、过负荷保护和瓦斯保护三种保护形式。
二、纵联差动保护变压器的差动保护，一般采用BCH-2型差动继电器。
1）电流互感器接线方式及其变比的选择为了保证正常情况下流过差动继电器的不平衡电流最小，在整定计算前应恰当地选择电流互感器的接线方式和电流互感器的变比。
（1）电流互感器的接线。
对于Y，d接线的变压器，Y侧的电流互感器应接成d形，d侧的电流互感器应接成Y形，使电流互感器二次电流的相位一致。
（2）电流互感器的变比。
应按下式计算出变压器各侧电流互感器的变比，并根据计算结果选择适当变比的电流互感器。
式中Ki-----电流互感器的变比的计算值Kkx----电流互感器二次回路的接线系数，电流互感器Y接是为1，d接时为IN.T----变压器各侧额定电流，A2）电流互感器二次工作电流计算变压器为额定电流时，分别按下式计算变压器各侧电流互感器二次回路的工作电流。
即式中I2i----变压器为额定电流时，电流互感器二次回路的工作电流，AKi-----电流互感器的实际变比3）计算基本侧保护装置的一次动作电流取上述电流互感器二次回路工作电流最大的一侧为基本侧，并按以下三个条件计算该侧的动作电流，最后取其中最大者。
电力系统继电保护装置变压器保护分类以及概述
电力系统继电保护装置变压器保护分类以及概述另外还有些非电气量保护，比如轻、重瓦斯保护，压力释放保护，冷却器全停保护，油温高保护，绕组温度高保护等。
针对其中一部分做了简单的概述！纵差保护：包括纵差、高阻抗纵差、零序纵差、发电机变压器组纵差、引线差动保护。
1 变压器的差动保护、电流速断保护：保护变压器绕组或引出线各相的相间短路、大接地电流系统的接地短路以及绕组匝间短路。
6300kV A及以上并列运行的变压器，10000kV A及以上单独运行的变压器，发电厂厂用或工业企业中自用6300kV A及以上重要的变压器，应装设纵差保护。
其他电力变压器，应装设电流速断保护，其过电流保护的动作时限应大于0.5S。
对于2000kV A以上的变压器，当电流速断保护灵敏度不能满足要求时，也应装设纵差保护。
纵差保护用于反应电力变压器绕组、套管及引出线发生的短路故障，其保护动作于跳开变压器各电源侧断路器并发相应信号。
2 瓦斯保护它主要保护变压器内部短路和油面降低的故障。
当油箱内故障产生轻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。
带负荷调压的油浸式变压器的调压装置，亦应装设瓦斯保护。
变压器一般采用的保护方式二：纵联差动保护或电流速断保护反应变压器引出线、套管及内部短路故障的纵联差动保护或电流速断保护。
保护瞬时动作于断开变压器的各侧断路器。
轻瓦斯保护反应于气体容积，动作于信号。
重瓦斯保护反应于油流流速，动作于跳闸。
瓦斯保护可作为变压器内部故障的一种主保护，但不能作为防御各种故障的唯一保护。
3、变压器的过电流保护：保护外部相间短路，并作为瓦斯保护和差动保护(或电流速断保护)的后备保护。
包括负序过流、低压过流、复合电压过流、方向过流保护，如发电机变压器组共用，装设在发电机侧的低压过流保护按发电机保护统计。
4、接地保护：包括间隙接地保护、零序电流电压、零序电流保护。
零序电流保护：保护大接地电流系统的外部单相接地短路。
继电保护-变压器的继电保护
电力系统对变压器的继电保护作用学号：*****************班级：自动化3班电力系统对变压器的继电保护一：绪论电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，因此，继电保护技术得天独厚，在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。
什么是电力系统中的继电保护系统事故的发生，除了由于自然条件的因素以外，一般者是由于设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、检修质量不高或运行维护不当而引起的。
因此，只要充分发挥人的主观能动性，正确地掌握客观规律，加强对设备的维护和检修，就可能大大减少事故发生的机率，把事故消灭在发生之前。
在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。
切除故障的时间常常要求小到十分之几甚至百分之几秒，实践证明只有装设在每个电气元件上的保护装置才有可能满足这个要求。
这种保护装置直到目前为止，大多是由单个继电器或继电器与其附属设备的组合构成的，故称为继电保护装置。
继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气元件发生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。
它的基本任务是：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破坏，保证其它无故障部分迅速恢复正常运行；2.反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件（例如有无经常值班人员），而动作于发出信号、减负荷或跳闸。
此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免不必要的动作和由于干扰而引起的误动作。
二：变压器的继电保护变压器的不正常工作状态主要有过负荷、外部短路引起的过电流、外部接地短路引起的中性点过电压、油箱漏油引起的油面降低或冷却系统故障引起的温度升高等。
此外，大容量变压器，由于其额定工作磁通密度较高，工作磁密与电压频率比成正比例，在过电压或低频率下运行时，可能引起变压器的过励磁故障等。
继电保护-第章变压器保护
继电保护-第章变压器保护————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第七章变压器保护第一节概述一、电力变压器的故障和继电保护的设置变压器在电力系统中使用非常普遍而且占有十分重要的地位。
如果变压器发生故障和处于不正常运行状态，将会给系统运行和安全供电带来严重的后果，所以有必要根据变压器的电压等级、容量和重要成度装设专用的继电保护装置。
变压器可能发生的故障一般分为变压器箱体内部故障和箱体外部故障两大类。
箱体内部故障主要有：变压器绕组的相间短路、绕组内的层间或匝间短路，单相接地短路故障。
这些故障对供用电系统及其设备会产生很大的危害，短路电流产生的电弧会破坏绕组的绝缘，烧毁铁芯，电弧还会使绝缘材料和变压器油受热分解产生大量气体，可能导致密闭的变压器油箱因气体迅速膨胀而爆炸。
箱体外部故障主要是：引出线绝缘套管的故障，它可能引起引出线的相间短路或对变压器外壳的接地短路。
由于变压器的故障，危及供用电系统的安全运行和供电的可靠性，所以应装设动作于跳闸的继电保护装置。
变压器的不正常运行状态有：外部短路或过负荷所引起的绕组中过电流、油面降低，电压升高等。
长时间的不正常运行状态会使变压器的温度升高、绝缘老化、寿命缩短，甚至会引起故障，因此，应装设动作于信号或跳闸的继电保护装置：二、继电保护的设置根据以上情况分析，变压器一般应装设下列继电保护装置：（1）瓦斯保护。
变压器箱体内部故障的保护，即箱体内发生故障伴随油分解产生气体或变压器油面不论任何原因下降时，瓦斯保护动作。
轻瓦斯保护动作于信号，重瓦斯保护动作于变压器的断路器跳闸。
瓦斯保护一般装设在容量为800千伏安及以上的变压器上。
（2）电流速断保护。
变压器套管处及变压器箱体内部故障的保护，即变压器发生故障引起绕组电流突然增大时，电流速断保护动作。
电流速断保护一般装设在容量为10000千伏安以下单台运行的变压器和容量在6300千伏安以下并列运行的变压器上，动作于变压器的断路器跳闸。
继电保护流程详解
变压器继电保护原理图动作过程讲解目录：一、变压器的保护方式二、断路器在分闸状态，用控制开关合闸过程三、断路器在合闸状态，用控制开关分闸过程四、断路器的“试合闸”动作过程五、断路器合闸到永久性短路故障点，变压器保护动作过程及跳跃闭锁继电器的“防跳”功能分析六、断路器在合闸工作状态，变压器电流速断保护范围内发生故障，保护动作过程分析七、断路器在合闸工作状态，变压器过电流保护范围内发生故障，保护动作过程分析八、断路器在合闸工作状态，变压器轻瓦斯信号动作过程九、断路器在合闸工作状态，变压器重瓦斯保护动作过程十、断路器在合闸工作状态，变压器温度信号动作过程十一、断路器在合闸工作状态，变压器单相接地保护动作过程十二、断路器在合闸工作状态，断路器跳闸回路断线监视功能分析十三、断路器在合闸工作状态，变压器电流测量回路工作原理分析过程讲解：一、变压器的保护方式1．对于6～10kV车间变电所的主变压器，通常装设带时限的过电流保护，如果过电流保护动作时间大于0.5～0.7s时，还应装设电流速断保护。
2．瓦斯保护容量在800kV．A及其以上的油浸式变压器应装设瓦斯保护，作为变压器油箱内部故障和油面降低的主保护。
3．电流速断保护它与瓦斯保护相互配合，可快速切除变压器高压侧及其内部的各种故障，均为变压器的主保护。
4．过电流保护是为了防止变压器外部短路引起的过电流和作为变压器主保护的后备保护而装设的继电保护装置。
5．温度保护作为变压器油温升高和冷却系统工作不良的保护装置。
6．单相接地保护由零序电流互感器及与之连接的电流继电器构成。
作为变压器高压侧出现单相接地故障的保护。
二、断路器在分闸状态，用控制开关合闸过程1．当断路器QF在分闸位置，控制开关SA在“跳闸后”位置。
“工作位置”行程开关2SQ 触点已闭合，控制开关SA（11，10）触点接通，常闭辅助触点QF1闭合，此时，绿灯GN接通控制小母线WC而亮平光。
电流路径：WC+→1FU→SA11－10→GN→2SQ→QF1→KO→2FU→WC-2．控制开关SA切至“预备合闸”位置时：其一，控制开关SA（9，10）触点接通,SA（11，10）触点断开，绿灯GN接通闪光小母线WF，断路器位置和控制开关位置不对应，绿灯GN闪光；电流路径：WF+→SA9－10→GN→2SQ→QF1→KO→2FU→WC-其二，控制开关SA（1，3）触点接通，为“事故跳闸”音响信号接通做准备。
继电保护第七章2
K rel I act= I N .T K re
低电压起动的过流保护 •低电压元件的起动值应小于在正常运行情况下母线可能出 现的最低工作电压，同时，在外部故障切除后电动机自起 动过程中，保护必须返回。根据运行经验，低电压继电器 的动作电压为
U act = 0.7U N .T
如果低电压继电器只 接在一侧电压互感器， 当另一侧短路时，往 往灵敏度不够，此时 可采用两套低电压元 件分别接在变压器两 侧的电压互感器上， 两组电压继电器的接 点并联。 为防止电压互感器二 次断线低电压继电器 误动，应加装电压互 感器断线监视继电器 发出断线信号。
变压器相间短路的后备保护及过负荷保护
过电流保护 •简单过电流保护装置的起动电流按躲开变压器可能出现的 最大负荷电流进行整定
应考虑电动机的自起动电流。过电流保护的动作电流为
I act= K Ms
K rel I L. max K re
•灵敏度校验
K sen
I k . min = I act
过电流保护作为变压器的近 后备保护，灵敏系数要求大 于1.5～2，远后备保护的灵 敏系数大于1.2。 • 保护的动作时限比相邻元 件保护的最大动作时限大1个 时限阶段。 • 过电流保护装置应装于变 压器的电源侧，采用完全星 形接线。保护动作后，跳开 变压器两侧断路器。
基本侧继电器工作线圈匝数
WG⋅ js = AW0 / I K .act⋅ js = 60(安匝） I K .act⋅ js /
Wcd . z、WG⋅ z＝W ph. jb. z＋Wcd . z →
I act = I K ⋅act nTA / K c
I K ⋅act = 60 / WG. z
•利用BCH－2型差动继电器构成的变压器差动保护的整定计算
变压器继电保护原理(非电量保护)
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4 瓦斯继电器的原理接线
由于重瓦斯保护是靠油流的冲击而动作的，而油流速 度的不稳定可能造成触点的抖动，为使断路器能可靠跳闸， 出口中间继电器KM必须有自保持回路。
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三、 变压器的压力释放保护
1 压力释放阀的保护原理： 为提高设备运行可靠性，早期投运的大型电力变压器，逐步
放出的油 喷到周围其他设备及带电部位。
（7）运行中的压力释放阀动作后，应将释放阀的机械电气信号手动复位。
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四、变压器的压力突变保护
1、保护原理 感应特定故障下油箱内部压力的瞬时升高
，根据油箱内由于事故造成的动态压力增长来 动作的。当变压器内部发生故障，油室内压力 突然上升，当上升速度超过一定数值，压力达 到动作值时，压力开关动作，发出信号报警或 切断电源使变压器退出运行。该保护比压力释 放阀动作速度更快，但不释放内部压力。 2、设置原则
6
1 瓦斯继电器的基本原理
轻瓦斯保护
(1)保护原理 内部故障比较轻微或在故障的初期，油箱内的油被分解、汽化，产生少量
气体积聚在瓦斯继电器的顶部，当气体量超过整定值时，发出报警信号，提示 维护人员进行检查，防止故障的发展。 (2)设置原则
气体容积动作整定值一般为250～300mL，其动作接点应接入报警信号。
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五、 变压器的温度保护
（2）绕组温度控制器的测温原理。 变压器油面温度是可以直接测量出来的，但绕组由于处于高压下而无法
直接测量其温度，其温度的测量是通过间接测量和模拟而成的。绕组和冷 却介质之间的温差是绕组实际电流的函数，电流互感器的二次电流(一般用 套管的电流互感器)和变压器绕组电流成正比。电流互感器二次电流供给温 度计的加热电阻，产生一个显示变压器负载的读数，它相当于实测的铜一 油温差(温度增量)。这种间接测量方法提供一个平均或最大绕组温度的显 示即所谓的热像。
铁路供电继电保护-牵引变压器保护
Ibr
1 2
I1'
I2'
Id.set1 Krel Idsq Krel (f u 0.1Kst )I L.max
2. 差动速断保护
为了在变压器发生严重故障时差动保护能迅速动作， 往往增加一个不需要考虑励磁涌流影响的差动速断保护元 件，其动作判据为：
Id ≥ Id.set 2
第四节 牵引变压器的后备保护及辅助保护
第五章 牵引变压器保护
第一节牵引变压器运行状态分析及保护配置方案
一、 牵引变压器运行状态分析
1.牵引变压器的正常运行 2.牵引变压器的短路故障 （1）内部故障：变压器油箱内所发生的故障。绕组的相间 短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的烧损
（2）外部故障：变压器油箱外所发生的故障。
3.牵引变压器的不正常运行状态 （1）过电流：外部短路或过负荷引起； （2）过热：过电流或冷却系统异常引起； （3）油面异常降低：漏油引起。 4.牵引变压器的空载合闸
二、牵引变压器的保护配置方案
⒈主保护 主保护由瓦斯保护和差动保护构成，用于反应变压器上的短路故障。 ⒉后备保护 当主要保护拒动时，由后备保护经一定延时后动作，变压器退出运行。 （1）低电压启动过电流保护 （2）零序过电流保护 （3）低压侧过电压保护 （4）高压侧低电压保护 （5）过负荷保护 3.辅助保护 辅助保护包括变压器的过热保护和轻瓦斯保护。保护动作后，一般只发 出相应的信号。
2.召测功能
（1）实时电量：包括主变压器高压侧三相相间电压（幅值、相 位）、高压侧三相相电流（幅值、相位）、低压侧非接地相相 电流（幅值、相位）、反应在高压侧三相的差动电流（幅值） 和制动电流（幅值）。
（2）故障录波量：包括主变压器高压侧三相相间电压、高压侧 三相相间电流、低压侧非接地相相电流。
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
电力系统继电保护教学课件 主变压器保护
➢ 零序比率差动保护范围: 为变高，变中，中性点套管差 动CT之间设备和连线短路故障。
2021/7/13
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• 500kV侧后备保护配置
➢ 主变瓦斯保护退出运行时，主变应停用。
2021/7/13
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• 差动保护的运行
➢ 差动保护在第一次投入运行时，应作空载 合闸试验，以检验其躲励磁涌流的性能。
➢ 在差动回路上工作时，应将差动保护退出。
➢ 新投产的和二次差动回路经过工作改动后 的差动保护，应带负荷作六角图试验，证 明二次回路变比、极性正确以及差压满足 要求，然后方可将差动保护投入运行。
2021/7/13
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保护的运行及维护
• 保护的运行注意事项
➢ 在保护装置内进行工作时，必须做好安全 措施，防止误动作，必要时申请将有关保 护退出；
➢ 在运行的CT回路上工作时，必须将该CT 回路所接的差动保护退出，禁止将运行中 的差动保护CT回路短接；
➢ 某一套保护需单独退出时，可退出其相应 功能压板；
➢ 零序方向过流保护：主要作为变压器中性点接地运行时 接地故障后备保护，可经谐波闭锁，可经方向闭锁。按
一段一时限设置，延时动作跳开主变各侧断路器；
2021/7/13
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➢ 零序反时限过流保护：不带方向的零序反时限过流保护， 延时动作跳开主变各侧断路器；
➢ 过励磁保护：过励磁采用V/HZ特性,以变压器厂家提供 的励磁特性曲线为依据整定,低定值发信号,高定值动作 跳开主变各侧断路器。主要防止过电压和低频率对变压 器造成的危害，通过测量U/F之比来实现。
变压器保护
第四节 变压器纵联差动保护
一,变压器纵联差动保护的原理 二,变压器纵联差动保护在稳态情况下的不平衡电 流及减 小不平衡电流的措施 三 , 暂态情况下的不平衡电流及减小其影响的措 施 四,BCH—2型差动继电器 型差动继电器 五,带制动特性的差动保 护 六,二次谐波制动的差动保护
一,变压器纵联差动保护的原理
第三节
变压器的电流速断保护
变压器的电流速断保护是反应电流增大而瞬时动作的保 装于变压器的电源侧, 护.装于变压器的电源侧,对变压器及其引出线上各种型式 的短路进行保护.为保证选择性, 的短路进行保护.为保证选择性,速断保护只能保护变压器 的部分,它适用于容量在10MVA以下较小容量的变压器 当 以下较小容量的变压器, 的部分,它适用于容量在 以下较小容量的变压器 过电流保护时限大于0.5s时, 可在电源侧装设电流速断保护 , 过电流保护时限大于 时 可在电源侧装设电流速断保护, 其原理接线如下图所示. 其原理接线如下图所示.
第七章
电力变压器的继电保护
电力变压器的故障类型, 第一节 电力变压器的故障类型,不正常运行 状态和应加装的保护 第二节 变压器的瓦斯保护 第三节 变压器的电流速断保护 第四节 变压器纵联差动保护 第五节 变压器相间短路的电流和电压保护 第六节 变压器的零序电流保护
电力变压器的故障类型, 第一节 电力变压器的故障类型,不正 常运行状态和应加装的保护
第二节
变压器的瓦斯保护
瓦斯保护是反应变压器油箱内部气体的数量和流动的 速度而动作的保护,保护变压器油箱内各种短路故障, 速度而动作的保护 ,保护变压器油箱内各种短路故障, 特 别是对绕组的相间短路和匝间短路. 别是对绕组的相间短路和匝间短路. 工作原理: 工作原理: 由于短路点电弧的作用,将使变压器油和其他绝缘材 由于短路点电弧的作用, 料分解,产生气体.气体从油箱经连通管流向油枕, 料分解,产生气体.气体从油箱经连通管流向油枕,利用 气体的数量及流速构成瓦斯保护. 气体的数量及流速构成瓦斯保护.
变压器保护
瓦斯继电器的动作原理：
油箱内发生轻微故障时，产生的气体聚集在继电器 的上部，迫使油面下降，轻瓦斯触点闭合，发出“ 轻瓦斯”信号。
油箱内发生严重故障时，产生大量的气体以及强烈 的油流冲击挡板，重瓦斯触点闭合，发出“重瓦斯 ”跳闸脉冲，切除变压器。
变压器漏油使油面降低时，轻瓦斯触点闭合，发出 “轻瓦斯”信号。
变压器空载投入时：
iL
～
空载
变压器外部故障切除后系统电压恢复时：
iL
～
U
d
对三相变压器，无论在任何瞬间合闸，至少有两大成分的非周期分量，使涌流偏向时间轴 的一侧。 (2)含有大量的高次谐波，而以二次谐波为主。 (3)波形之间出现间断，在一个周期中间断角为θ 。
接成Y形，正常运行时，两侧电流互 感器的二次电流也会有300的相位差， 此时会有一个相当大的不平衡电流
Ibp IΔ 300 IY
流入差动继电器，造成保护误动作。
为此通常将变压器Y侧的电流互感器接成△形，将 变压器△侧的电流互感器接成Y形。
正常运行时，两侧电流 互感器的二次电流IaY、 IbY、IcY与IA△、IB△、IC△ 同相位，再通过适当的选 择两侧电流互感器的变比, 使二次电流IaY、IbY、IcY与 IA△、IB△、IC△相等，保证 流入差动继电器中的电流 为零，防止正常运行或外 部故障时差动继电器误动 作。
④ 五次谐波制动元件：为了在变压器过励磁时防止 差动保护误动，其动作判据为： I(5)>Id * XB5 其中： I(5)—二次谐波电流 Id—差 动电流 XB5—制动系数
⑤ 比率制动元件：为了在变压器区外故障时差动保 护有可靠的制动作用，同时在内部故障时又较高的 灵敏度，其动作判据为：
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nTA2 nTA1 /
3 nT变压器星形侧互感 器采用三角接nTA2 nTA1 /
3
nT
变压器三角侧：互感器 采用星形接法
三、不平衡电流产生的原因及消除措施
1、由变压器励磁涌流IEF 所产生的不平衡 电流
量的磁通，其幅值为 m ，如果不计其
衰减，半个周期后（ 180o ）， m 也变
成 m
2m
，铁芯中的磁通r 就达到
，2加m上 r
铁芯的剩余磁通 ，总磁通将为
铁芯严重饱和，励I EF 磁电流将剧烈增大， 而成为励磁涌流 。其最大值可达额定 电流的6-8倍。
• 励磁涌流特点 （1）包含有很大的非周期分量（直流分量），
• 变压器保护方式
1、瓦斯保护：针对变压器油箱内的各种故 障以及油面的降低，它反应与油箱内所 产生的气体和油流而动作。轻瓦斯保护 动作于信号，重瓦斯动作于跳闸。
2、纵差动保护或电流速断保护（动作于跳 闸）
• 纵差动保护：大型重要变压器
• 电流速断保护：中小型变压器，且过电 流保护时限大于0.5s时。
（4）阻抗保护，对于采用（2）、（3）的保护不 满足灵敏性和选择性要求时。
4、外部接地短路时，应采用的保护
• 如变压器中性点接地运行，应装设零序电流 保护。对自耦变压器和高、中压侧中性点都 直接接地的三绕组变压器，当有选择性要求 时，应增设零序方向元件。
• 对于电网中部分变压器中性点接地运行时 （一般110kV电网为保证零序等值电路不变化， 只一台变压器接地，其他变不接地），为防 止中性点接地变压器跳开后，不接地变压器 仍带接地故障运行，可装设零序过电压保护、 中性点装放电间隙加零序电流保护等。
I1
I 2
I1 nTA1
I2 nTA 2
,
nTA 2 nTA1
I1 I2
nT
• 因此，变压器纵差动保护需合适选择两 侧电流互感器变比，使其比值等于变压 器变比 nT 。
• 由于互感器变比有系列标准，因此纵差 保护需要应用硬件或软件进行变比补偿。
二、变压器纵差动保护的接线方式
• 变压器常常采用Y，d11的接线方式，因 此两侧电流相位差90o ，这样在二次电流 相量相减时会形成一个差电流。
• 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。
• 变压器空载合闸时的励磁涌流
• 根据变压器等值电路，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） ，因此磁 通也滞后电压90o。（如图a）
5、过负荷保护 • 对并列运行的数台变压器，为防止运行方式
突变发生过负荷，应装设过负荷保护，延时 动作于信号或自动减负荷。
6、过励磁保护 • 对于500kV及以上变压器，对于频率降低或
电压升高引起的变压器励磁电流的升高，应 装设过励磁保护。
7、零序差动保护：自耦变或在变压器高、中压 侧发生单相接地故障时，纵差动保护灵敏度不 够，应装设零序差动保护。
• 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。
• 对于单相运行的变压器，励磁涌流出现
在外加电压瞬时值 u 0 时接通电路，此 时外加电压引起的磁通应为 m ，而由
于磁通不能突变，将出现一个非周期分
1）直线比率制动特性
Id ,Iub I ub.max
(无制动) 2
a
3
1
比率制动特性的动作方程为：
Id Kres Ires Id min
I d min
I k′.max I k′,I res
图7-7 具有制动特性的差动保护的整定图解
保护的动作电流是随着制 动电流（外部短路时的穿 越电流）的不同而改变的， 故称为穿越电流制动。由 于这种制动作用与穿越电 流的大小成正比，因而使 保护动作电流随着制动电 流的增大而自动增加，故 又称为比率制动。
往往偏于时间轴的一侧；
（2）包含大量高次谐波，以二次谐波为主； （3）波形之间出现间断。
• 变压器纵差动保护防止励磁涌流的方法 1）采用速饱和铁芯的差动继电器（躲过励
磁涌流，但影响故障时响应速度）；
2）鉴别短路电流和励磁涌流波形的差别； 3）利用二次谐波制动等。
2、由计算变比与实际变比不同而产生的不 平衡电流
（2）当出现外部故障伴随很大的穿越电流时， 应可靠不动作；
（3）正常时无论变压器发生何种形式的励磁 涌流和过励磁应可靠不动作。
比率制动特性的纵差动保护，既能在外部短路 时具有可靠的制动作用，又能保证在变压器内部短 路时具有较高的灵敏度。
1. 具有比率特性的纵差动保护
为了在变压器区外故障时差动保护有可靠的制 动作用，同时在内部故障时有较高的灵敏度，一般 采用比率制动特性，也称为穿越电流制动特性。由 不平衡电流的讨论可知，流入差动回路的不平衡电 流与变压器外部故障时的穿越电流有关。穿越电流 越大，不平衡电流也越大。利用这个特点，在差动 回路引入一个能够反应变压器穿越电流大小的制动 电流，使得差动保护的动作电流根据制动电流的大 小自动调整。
第七章
电力变压器的继电保护
第一节
电力变压器的故障类型、不正常运 行状态及其相应的保护方式
• 变压器故障
• 油箱内：绕组的相间短路、匝间短路、 接地短路以及铁芯的烧损等，有可能导 致变压器的爆炸；
• 油箱外：套管和引出线发生相间和接地 短路。
• 变压器的不正常状态
• 变压器外部相间短路引起的过电流和外 部接地短路引起的过电流和中性点过电 压；过负荷（运行方式的突变）；漏油 引起的油面降低。
8、非电量保护。
9、变压器绝缘监测装置：当变压器绕组发生局 部放电等轻微故障时，将引起变压器油中溶解 气体含量发生变化，通过传感器动态测量这些 变化趋势，分析出变压器的运行状况和潜在故 障，实现状态检修。
第二节
变压器的纵差动保护
一、构成变压器纵差动保护的基本原则
• 为保证变压器纵差动保护正确工作，应 使各侧在正常和外部故障时二次电流相 等，以双绕组变压器为例：
• 通过平衡线圈补偿 • 通过软件校正 • 整定计算时予以考虑 3、由变压器带负荷调整分接头而产生的不
平衡电流（变压器实际变比不是 nT）
4、由两侧电流互感器型号不同而产生的不 平衡电流
5、变压器外部短路而产生的不平衡电流
四、比率制动的纵差动保护
变压器纵差动保护应满足以下要求：
（1）当变压器内部发生短路性质的故障时应 快速动作于跳闸；故障变压器空载投入时，可 能伴随较大的励磁涌流，亦应尽快动作；
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，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流保护， 一般用于63MVA及以上的