继电保护 变压器保护原理与配置

J
内部故障时，只有流进变压器
的电流而没有流出变压器的电
流，其纵差保护动作，切除变
I2 '
压器。
比率制动特性差动元件配置目的
1、提高内部故障的动作灵 敏度
2、可靠躲过外部故障的不 平衡电流
不平衡电流
1. 稳态不平衡电流

1）变压器有励磁电流

2）变压器有载调压

3）两侧差动TA的变比误差
变压器的联结组别
知识要点：
1、掌握主变基本构造； 2、了解变压器保护回路构成 ； 3、判断变压器连接组别（重点）。
二、变压器的常见故障和异常
变压器 常见故障 和异常
内内部部绕绕组组接相匝地间间短短路路
A
a
B
b
C
c
二、变压器的常见故障和异常
变压器 常见故障 和异常
A
a
B
b
C
c
二、变压器的常见故障和异常
相间后备保护
过电流保护
复压过流（方向）保护
阻抗保护
零序电流（方向）保护
接地后备保护 零序电压保护
间隙零序过流保护
过负荷保护
过励磁保护（330kV及以上）
油温保护 压力释放保护
非电量保护
启动风冷保护
电量保护/非电量保护
电量保护 由电气量反映的故障动作或发信号的保护。 保护的判据是电量：电流、电压、频率、阻抗等。
非电量保护 由非电气量反映的故障动作或发信号的保护。
保护的判据是非电量，如瓦斯保护（通过油 速整定）、温度保护（通过温度高低）、压力 保护等。
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是满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度
主保护 有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。
后备 保护
主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。后备 保护可分为远后备和近后备两种。
4、在同一时刻三相涌流之 和近似等于零；
5、励磁涌流是衰减的。
励磁涌流波形图
躲励磁涌流波形措施
利用涌流的各种特征量 1、二次谐波制动原理 2、间断角原理 3、波形对称原理
K 2zII1 2 10 % 0 K 2
I2为二次谐波电流 I1为基波电流 K2为二次谐波制动定值
变压器保护柜（南瑞继保RCS-978）
打印机 压板
电非量电操保量作护保箱装护置装置
6
变压器保护柜(许继WBH-801A)
打印机 压板
电量保护装置
操作箱 非电量保护装置
7
空气开关
端子排
电流电压回路
直流回路
变压器的联结组别
1、YNy联结组别：适用于1800kVA以下 的小容量变压器。
2、YNd联结组别：适用于大容量变压器。 在YNd接线的变压器联结组别中，以YN d11为最多，YNd1及YNd5的也有。
励磁涌流现象的存在，极大地影响了变压器差动保护的判别
空投变压器的励磁涌流
间断角α
图1 励磁涌流波形
图2 波形中的间断角
空投变压器的励磁涌流
励磁涌流波形图
励磁涌流波形的特点
1、偏于时间轴的一侧，涌 流中含有很大的直流分量；
2、波形是间断的，且间断 角很大，一般大于60°；
3、含有很大的二次谐波分 量；
2. 暂态不平衡电流

1）两侧差动TA型号、变比及二次负载不同

2）空投变压器的励磁涌流

3）变压器过励磁

4）大电流系统侧接地故障时变压器的零序电流
空投变压器的励磁涌流
变压器空载投入电网或外部故障切除后电压恢复时， 由于变压器铁芯磁通的饱和及铁芯材料的非线性特征， 会产生相当大的励磁电流，这个冲击电流通常称之为励 磁涌流 。
变压器原理与配置
课程内容
1 变压器的基本知识及接线组别 2 变压器常见故障和异常 3 变压器保护配置及原理
变压器结构简介
瓷瓶
风扇 冷却器 套管TA 端子箱
压力释放
油枕 油压表
瓦斯继电器
本体
呼吸器 集气盒
变压器结构简介
变压器二次回路简介
220kV母线
交流回路 控制回路 信号回路
直流回路
10kV母线
三、变压器保护配置
变压器保护 装置
电量保护 非电量保护
比率差动保护
主保护 差动速断保护
后备保护
复压方向过流 零序方向过流
零序过压 间隙保护 过负荷保护
轻瓦斯 重瓦斯 压力释放 冷却器全停 油位高 油位低
三、变压器保护配置
变压器保 护
主保护 后备保护
异常运行保护
纵差保护
电流速断保护
瓦斯保护
重瓦斯保护 轻瓦斯保护
远后备 是当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设
备或线路的保护实现后备
近后备 是当主保护拒动时，由该电力设备或线路的另一套
保护实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护 来实现的保护。
三、差动保护原理
差动 当任一相差动电流大于差动速断整定值时瞬时 速断 动
作跳开变压器各侧开关。
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折线式比率差动
I dz
起动电流
I dz 0
动作区
KZ 制动区
制动斜率
三、差动保护原理
高压侧
I 1
I 2
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J
I1 '
I2 '
变压器正常运行或外部故 障时，若忽略励磁电流损 耗及其他损耗，则流入变 压器的电流等于流出变压 器的电流。此时，纵差保 护不应动作。
ΣI0
低压侧
高压侧
I 1
I1 '
三、差动保护原理
ΣI0
I 2
I J I 2 I 2 ' I K 0
YNd联结组别的含义： 1）变压器高压绕组接成Y形，且中性点接地，而
低压侧绕组接成d。 2）低压侧线电压或线电流分别超前高压侧对应
相线电压或线电流30°。
变压器的联结组别
Ia IA
30O
IC
ib IB
Ic
结论：YNd11接线的变压器，低 Y/Δ-11变压器绕组接线 压侧三相电流分别超前于高 方式及两侧电流相量图 压侧相应三相电流30°。
变压器 常见故障 和异常
套外管部引套出管线相间 相短间路短、路接、地接地
A
a
B
b
C
c
二、变压器的常见故障和异常
过负荷
P 110% 100%
油温高
漏油
二、变压器的常见故障和异常
变压器故障
外部故障 内部故障
套管、引出线间相间短路
套管、引出线单相接地短路
绕组相间短路 绕组匝间短路 绕组接地短路 过负荷 油温高、漏油
I
三、差动保护原理
比率差 动保护
变压器差动保护的基本原理是 电磁功率平衡，也就是流 入变压器和流出变压器的电磁功率基本平衡。若将变压器 绕组两侧的电压折算到一侧同一个电压等级上，那么可以 将被保护的变压器看成是一个节点，根据基尔霍夫电流定 律，如果被保护的设备正常运行，以设备两侧母线流入设 备的方向为参考正方向，那么流入节点的总电流的向量和 就等于零。