电力变压器保护(1)
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重要的电力设备之一，用于升降电压以及提供电力输送中途的电力支撑。
为了保护电力变压器运行安全，必须采用继电保护，它是电力系统中最重要的保护手段之一。
本文将介绍电力变压器继电保护的原理、类型、应用以及故障处理方法。
一、原理继电保护是指利用电气原理和电气器件，通过电气信号实现保护、控制、监视等功能的一种自动化保护措施。
在电力系统中，继电保护通过对电压、电流、功率、状态等参数进行监测和判断，实现对电气设备的保护。
电力变压器作为电力系统中的重要设备，需要采用多种继电保护手段进行保护。
电力变压器继电保护的原理主要有以下几个方面：1、过电流保护过电流保护是指当电力变压器发生短路、过负荷等故障时，通过对电流进行测量，对相应的故障进行保护。
通常采用电流互感器（CT）对电流进行测量，并通过电流保护装置实现对变压器的保护。
3、差动保护4、绝缘监测保护绝缘监测保护是指通过对电力变压器绝缘状态进行监测，判断绝缘状态的变化情况，实现对电力变压器的保护。
通常采用绝缘监测装置对电力变压器绝缘状态进行监测，并通过绝缘监测装置的报警信号实现对变压器的保护。
二、类型主保护是指继电保护中最基本、最重要的保护方式。
它是指对电力变压器主要运行参数进行监测和判断，如对电流、电压、功率等根据规定的保护定值进行测量和判断，从而实现对电力变压器的保护。
2、备用保护备用保护是指当主保护失效或不能正常工作时，采用备用保护来对变压器进行保护。
通常备用保护是由多个继电保护组成的，当主保护失效时，备用保护可以及时地发挥作用，对变压器进行保护。
三、应用电力变压器继电保护在电力系统中的应用非常广泛，主要是用于保护电力变压器运行的安全与稳定。
1、电力供应管理电力供应管理是电力系统中非常重要的一环，电力变压器作为输电的关键设备，必须要有可靠的继电保护装置，确保电力的稳定供应。
2、防止故障电力变压器继电保护主要用于防止电力变压器的短路、过负荷等故障，当发生故障时，继电保护可及时切断电力变压器，确保安全运行。
电力变压器保护PPT课件
（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。
电力变压器继电保护
电力变压器继电保护电力变压器是电力系统中不可或缺的设备，它在电力系统中起着调整电压、升降电压、保护电器设备等作用。
而变压器继电保护则是为了保护变压器的安全运行，防止发生故障而设计的一项重要技术措施。
本文将从电力变压器的基本原理、变压器继电保护的作用及特点等方面进行详细介绍。
一、电力变压器的基本原理电力变压器是一种通过电磁感应原理实现电压变化的设备，其基本原理可以简单地表述为：在变压器的铁心上绕有两个或多个线圈，分别为高压线圈和低压线圈。
当高压线圈通电时，产生的磁场会使铁心中的低压线圈感应出电动势，从而使得输入电压和输出电压之间实现了降压或升压的变换。
这样，变压器可以实现从高电压向低电压、或者从低电压向高电压的转换，以满足不同电器设备的电压需求。
二、变压器继电保护的作用及特点1. 作用电力变压器在电力系统中起着重要的作用，一旦发生故障则可能导致系统的停运，给生产和生活带来严重的影响。
而变压器继电保护的作用就是为了及时发现并隔离变压器的故障，保证电力系统的安全稳定运行。
变压器继电保护系统可以通过实时监测变压器的运行状态，发现变压器的异常情况，并及时做出响应，保护变压器免受损害。
2. 特点变压器继电保护系统有以下特点：（1）灵敏性高：变压器继电保护系统可以对电路的异常情况做出及时反应，实现对变压器的快速保护。
（2）鲁棒性强：变压器继电保护系统可以适应不同的工作环境和电压等级，保证变压器在各种复杂条件下的安全运行。
（3）自动化程度高：现代的变压器继电保护系统采用先进的数字化技术，可以实现自动化的监测、诊断和响应，减轻运维人员的工作负担。
（4）全面性强：变压器继电保护系统可以监测变压器的各种参数，对变压器的各种异常情况都能做出有效的保护措施。
三、变压器继电保护的实现方式变压器继电保护可以通过多种方式实现，下面介绍常见的几种方式：1. 电压继电保护电压继电保护是采用电压传感器对变压器的输入、输出电压进行实时监测，当输入、输出电压偏离正常范围时，可及时发出警报信号并采取措施，以保护变压器不受损害。
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。
电力变压器的保护要求
电力变压器的保护要求（1）对电力变压器的以下故障及异常运行方式，应装设相应的保护装置：1）绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路；2）绕组的匝间短路；3）外部相间短路引起的过电流；4）中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；5）过负荷；6）油面降低；7）变压器温度升高或油箱压力升高或冷却系统故障。
（2）0.8MVA及以上的油浸式变压器和0.4MVA及以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。
当壳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。
当变压器安装处电源侧无断路器或短路开关时，可作用于信号。
（3）对变压器引出线、套管及内部的短路故障，应装设相应的保护装置，并应符合以下规定：1）10MVA及以上的单独运行变压器和6.3MVA及以上的并列运行变压器，应装设纵联差动保护。
6.3MVA及以下单独运行的重要变压器，亦可装设纵联差动保护。
2）10MVA以下的变压器可装设电流速断保护和过电流保护。
2MVA及以上的变压器，当电流速断灵敏系数不符合要求时，宜装设纵联差动保护。
3）0.4MVA及以上，一次电压为10kV及以下，线圈为三角一星形连接的变压器，可采用两相三继电器式的过流保护。
4）本条规定的各项保护装置，应动作于断开变压器的各侧断路器。
（4）变压器的纵联差动保护应符合以下要求：1）应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流。
2）差动保护范围应包括变压器套管及其引出线。
如不能包括引出线时，应采取快速切除故障的辅助措施。
但在63kV或110kV电压等级的终端变电所和分支变电所以及具有旁路母线的电气主接线，在变压器断路器退出工作由旁路断路器代替时，纵联差动保护可利用变压器套管内的电流互感器，引出线可不再采取快速切除故障的辅助措施。
（5）对由外部相间短路引起的变压器过电流，应装设相应的保护装置。
保护装置动作后，应带时限动作于跳闸。
电力变压器继电保护配置
电力变压器继电保护配置摘要：本文从差动保护、瓦斯保护、过电流保护、过负荷保护等方面介绍了变压器各种保护配置的原理及作用，最后针对具体变电站给出了变压器保护配置举例。
关键词：电力变压器；保护配置电力变压器是电力系统中大量使用的重要电气设备，同时也是非常贵重的元件，发生故障时将对供电可靠性及系统的正常运行带来严重后果，同时也会造成严重的经济损失。
因此，变压器具有合理的保护配置对变压器保护具有了非常重要的意义。
一、变压器保护的基本原理和作用（一）变压器的主保护变压器的主保护包括差动保护、瓦斯保护。
主保护是为满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择的切除被保护设备和线路故障的保护。
1、差动保护（1）差动保护原理变压器差动保护是按照循环电流原理构成的,主要是用来反应变压器绕组、引出线及套管上的各种短路故障，是变压器的主保护。
（2）差动保护特点从保护范围上来说，可以保护三侧开关CT（包括CT）至主变部分，可以反应保护范围内的接地、相间、匝间故障。
从动作特性上看，瞬时跳三侧开关 (0秒动作)。
2、瓦斯保护（1）瓦斯保护可以反应主变内部各种故障（包括接头过热、局部放电、铁芯故障等）的非电量主保护。
轻瓦斯保护动作于发信号，重瓦斯保护动作瞬时跳开各侧开关。
（2）瓦斯保护原理当变压器发生内部故障时产生大量的气体将聚集在瓦斯继电器的上部，使油下降，当油面降低到一定程度时，上浮筒下沉使水银接点接通，发轻瓦斯动作信号。
如果是严重的故障时，油箱内的压力增大使油流冲击挡板，挡板克服弹簧阻力，带动磁铁向干簧触点方向移动使水银接点闭合接通跳闸回路。
（3）瓦斯保护的特点瓦斯保护的范围是油箱内部的相间短路故障，绕组匝间、层间短期故障，绕组与铁芯与外壳间的短路故障，铁芯故障，油面下降或漏油和分接头接触不良等故障。
（二）变压器的后备保护后备保护是指当主保护或开关拒动时，用来切除故障的保护。
后备保护分为远后备和近后备两种。
远后备保护是指当主保护或开关拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。
变压器保护定值整定计算方法(一)
变压器保护定值整定计算方法(一)变压器保护定值整定计算介绍变压器是电力系统中重要的设备之一，为了保护变压器的安全运行，需要对其进行定值整定计算。
本文将介绍变压器保护定值整定计算的各种方法。
1. 电压差动保护定值整定计算电压差动保护是变压器保护中常用的一种方法。
其定值整定计算的步骤如下： - 确定距离保护的动作特性； - 确定电流变比和电压变比； - 计算变压器的额定转差电流； - 确定动作电流比和动作时间限定值。
2. 电流差动保护定值整定计算电流差动保护也是一种常用的变压器保护方法。
其定值整定计算的步骤如下： - 确定距离保护的动作特性； - 确定电流变比和电压变比； - 计算变压器的额定转差电流； - 确定主保护和备用保护的整定值，确保主保护在母线故障条件下动作。
过电流保护是保护变压器的常用方法之一。
其定值整定计算的步骤如下： - 确定过电流保护的动作特性； - 确定电流变比； - 计算变压器的额定电流； - 确定过电流保护的动作电流和动作时间。
4. 频率保护定值整定计算频率保护是一种对变压器进行保护的重要方法。
其定值整定计算的步骤如下： - 确定频率保护的动作特性； - 确定额定频率和额定电压； - 确定频率保护的动作频率和动作时间。
5. 温度保护定值整定计算温度保护是对变压器温度进行保护的一种方法。
其定值整定计算的步骤如下： - 确定温度保护的动作特性； - 确定变压器的温度上限； - 确定温度保护的动作温度。
结论变压器保护定值整定计算是保证变压器安全运行的重要环节。
不同保护方法需要根据具体情况进行对应的定值整定计算，以确保变压器在故障发生时能够及时切除故障，并保护设备不受损失。
以上介绍了电压差动保护、电流差动保护、过电流保护、频率保护和温度保护等常见的变压器保护方法的定值整定计算步骤，希望对读者有所帮助。
湿度保护是对变压器湿度进行保护的一种方法。
其定值整定计算的步骤如下： - 确定湿度保护的动作特性； - 确定变压器的湿度上限和下限； - 确定湿度保护的动作湿度。
变压器保护的基本知识
变压器保护的基本知识简介：变压器是电力系统中广泛应用的一种电气设备，用于改变交流电的电压。
为了确保变压器的安全运行和延长其使用寿命，电力系统需要对变压器进行有效的保护。
本文将介绍变压器保护的基本知识，包括常见的保护方案和保护装置。
一、变压器的运行原理变压器是一种通过电磁感应原理来改变电压的电气设备。
它主要由铁芯和线圈组成。
当通过一侧线圈的电流发生变化时，会在另一侧线圈中感应出相应的电压。
通过调整一侧线圈和另一侧线圈的匝数比例，可以实现电压的升降。
二、变压器的故障情况变压器在运行过程中可能会遇到各种故障情况，如短路、过载、过热等。
这些故障如果不能及时得到处理，可能会导致变压器的损坏甚至引发火灾等严重后果。
三、常见的变压器保护方案为了确保变压器的安全运行，通常采用多种保护方案进行综合保护。
以下是几种常见的变压器保护方案。
1. 短路保护短路是变压器故障中最常见的类型之一。
短路保护的主要目的是在短时间内将变压器与故障点隔离，防止故障扩大。
短路保护装置通常包括熔断器或断路器，能够迅速切断故障电路。
2. 过载保护过载是指变压器长时间运行超过其额定容量。
过载可能导致变压器的过热和损坏。
过载保护的主要目的是在变压器超过额定容量一定时间后切断电源，以防止变压器损坏。
过载保护装置通常包括热继电器或电流保护装置。
3. 过压保护过压是指变压器输入端或输出端电压超过额定值。
过压可能会导致绝缘击穿和设备损坏。
过压保护的主要目的是在电压超过额定阈值一定时间后切断电源，以保护变压器和其他设备。
过压保护装置通常包括电压继电器或自动开关。
4. 欠压保护欠压是指变压器输入端或输出端电压低于额定值。
欠压可能导致设备无法正常工作，甚至引发其他故障。
欠压保护的主要目的是在电压低于额定阈值一定时间后切断电源，以确保设备的正常运行。
欠压保护装置通常包括电压继电器或自动开关。
5. 温度保护变压器的温度过高可能会导致绝缘老化和设备损坏。
因此，温度保护对于保护变压器至关重要。
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备注
保护动作时间应大于 各侧带方向保护的动
作时间
不经复压闭锁
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第六节 变压器的接地保护
作用：用于中性点直接接地系统中的 电力变压器 反映变压器高压绕组、引出线上
的接地短路，是变压器主保护和相邻 母线、线路接地故障的后备保护。
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23
一、电力变压器中性点接地方式选择的原则
1）在多电源系统中，每个发电厂至少有一台 变压器的中性点接地。
K re
为 0.85
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5
Ilmax 计算时应作以下考虑：
1） 对于并列运行的变压器，应考虑一台变压器突然切除时，
所出现的过负荷。
按下式计算：
Ilmax＝
n
n
1
It.n
2）对于降压变压器应考虑低压侧电动机自启动的影响。
Ilmax＝Kss It.n
Kss 为自起动系数，： 6～10KV侧取1.5 ~ 2.5，
不带方向
T1
4.2 S
T2
4.5 S
T1
4.8 S
T2
5.1 S
指向110KV侧母线
不带方向 不带方向 不带方向
T1
3.6 S
T2
3.9 S
T1
4.2 S
T2
4.5 S
T
1.0 S
T1
1.5 S
T2
1.8 S
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跳闸矩阵 跳中压侧母联或分
段 跳中压侧 跳高压侧
跳三侧 跳中压侧母联或分
段 跳中压侧 跳中压侧 跳三侧 跳低压侧 跳低压侧 跳三侧
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18
五、变压器相间短路后备保护的配置原则
G
I
·
1QF
起动元件
跳三侧
断路器
t1
出口
t2
II 2QF
3QF
起动元件
t3
III
图 8－16 单侧电源变编辑压pp器 t 后备保护配置示意图 19
1）对于双绕组变压器：
相间短路的后备保护应装设于主电源侧
2）对于单侧电源的三绕组变压器或自耦变压器：
相间短路的后备保护宜装于电源侧和主负荷侧
负荷侧的过流保护以t3 时限跳开 3QF，
主电源侧保护带有两级时限t1 和t2 ：
以较短的时限t2 跳开变压器Ⅱ侧的断路器 2QF，
以较长的时限t1 跳开变压器各侧断路器。
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20
3)对于多侧电源的三绕组变压器
应在各侧都配置后备保护:各侧保护 均动作于跳开本侧断路器。
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3
常用的后备保护主要有：
• 过电流保护 • 低电压启动的过电流保护 • 复合电压启动的方向过电流保护 • 负序过电流保护及阻抗保护
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4
一、过电流保护
1.起动电流的整定
电流元件的起动电流按躲过变压器可 能出现的最大负荷电流整定
Iop
Krel Kre
Ilmax
K r e l 为 1.2～1.3
35KV编侧辑取 ppt1.5 ~ 2 。
6
2. 动作时限的整定
动作时限按阶梯形原则整定。
3. 灵敏度 Ks 校验
Ks
I k min Iop
要求 Ks ≥1.2。
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7
二、低电压起动的过电流保护
采用低电压起动可以提高电流元 件的灵敏度
低电压起动的构成: 电流元件、低电压元件、时间元件。
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8
变压器 保护装置
k2
U u ,v ,w
来自高
U u ,v ,w
来自低
k1
压 侧 TV
压 侧 TV
图 8－ 13 变 压 器 低 电 压 启 动
过电流保护单相原理接线图
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9
1） 电流元件的起动值 Iop 按躲开变压器额定电流整定。
即： Iop
Krel Kre
It.n
灵敏度校验：作为近后备保护时，Ks ≥1.3；
• 组成: 起动元件 相间阻抗测量元件 时间元件 电压回路断线闭锁元件等
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15
Iu,v,w Iu,v,w Uu,v,w
启动元件 阻抗元件
Y
t
跳闸
＆
Uu,v,w
TV 断线检测 元件
阻抗压板投入
图 8－15 变压器阻抗保护逻辑框图
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16
1.起动元件
组成：相电流突变量启动元件
负序电流启动元件两部分，
第五节 变压器相间短路 的后备保护
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1
本节主要内容:
一、过电流保护 二、低电压起动的过电流保护 三、微机型复合电压起动的方向过电流保护 四、微机型变压器阻抗保护 五、变压器相间短路后备保护的配置原则
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2
变压器相间短路的后备保护
变压器相间短路的后备保护是用 来反应变压器外部故障而引起的变压 器绕组过电流，同时也作为差动保护 和瓦斯保护的后备保护。
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13
1.复合电压元件 复合电压元件动作的判据是：
U 2 U 2.set或U1 U set
2.相间功率方向元件 功率方向元件与线路保护中的方向元件原理相同 按 90°接线方式， 通过软件实现-30°或-45°最大灵敏角。
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14
四、微机型变压器阻抗保护
• 变压器阻抗保护通常作为330KV及以上大型 变压器相间短路的后备保护
对于动作时限最小的保护:应装设方 向元件.
同时，在加装方向保护的一侧，加装
一套不带方向的后备保护，保护动作
后，跳开三侧断路器。
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21
220KV变压器过流保护的配置
变压器侧 过流段
220KV侧
复压过流I 复压过流II
复压过流I段
110KV侧
复压过流II段
10KV侧
电流速断 复压过流
方向
时间
指向220KV变压器
2）当发电厂或低压侧有电源的变电所中变压 器多于一台时，应将部分变压器的中性点 接地。
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24
保护原理：
• 采用两段式零序电流保护。 • 每段保护动作后，都以较小的时限t1
启动元件动作判据为：
或 i Iset
I 2 I set.2
Iset 、 Iset.2通常均取电流互感器二次额定电流的 0.2 倍。
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17
2．阻抗元件 阻抗元件采用0°接线方式 动作的正方向:可以指向变压器，也
可以指向母线，由保护的控制字控制。 断线检测元件
当该元件检测到TV二次回路断线时， 将阻抗保护闭锁，并且发出告警信息。
作远后备保护时， Ks ≥1.2。
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10
2） 低电压元件的动作电压整定值： 应按躲开正常运行时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 的条件整定。
通常采用 Uop 0.7Ut.n
灵敏度 Ks 要求同电流元件，即：
Ks
Uop U K .max
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11
三、微机型复合电压起动的方向过电流 保护
复合电压:负序电压加全电压
负序电压----反映不对称短路 全电压----反映对称短路
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12
微机型复合电压起动的方向过电流保护
对侧 U u ,v ,w
相间功率方向
整定
本侧 U u ,v ,w
负序过电压 ≥1
低电压
跳闸 &
t
本侧
过电流
Iu ,v ,w