变压器差动保护
变压器保护
一、对继电保护的基本要求
对继电保护的基本要求通常可归纳为可靠性、选择性、快速性和灵敏性四个方面。
可靠性是指继电保护的工作应安全可靠，即当保护范围内发生故障时，保护装置应能可靠动作，而不属于它应该动作的情况下，则不应动作。
所谓选择性，是继电保护的动作应该有选择的，即只切除故障设备，以保证非故障部分继续运行，从而将事故影响限制在最小的范围。
快速性就是要求继电保护快速动作，以尽可能短的时间将故障从电网中切除。
灵敏性即灵敏度，是指保护装置对其保护范围内故障或不正常状态的反应能力。这种反映能力一般通过被保护设备发生故障时的实际参数与保护装置动作（整定）参数的比较来确定。
二、变压器差动保护
1.何谓差动保护：用比较被保护元件两端电流大小和方向（相位）的方法，而构成的保护称差动保护。
2.环流法接线：当元件
两端的TA1和TA2的同
极性端子顺着同一个方
向安装的情况下，用辅
助导线将它们的异性端
子连接起来，，再将差动
继电器的线圈并联接
入，继电器线圈接入的
回路，通常称为差动回
路，这样，在正常运行
及外部短路时，TA的二
次电流将通过辅助导线
在二次线圈中环流，故
称环流法。
3.动保护的特殊问题
由于变压器各侧电流的大小和相位不尽相同。而且各侧之间是通
过电磁相联系的，在实现差动保护时，不平衡电流将大幅增加，降低降低了差动保护的灵敏度。
4.产生不平衡电流的原因
⑴变压器正常运行时的励磁电流。
⑵变压器的励磁涌流。
⑶变压器两侧电流的相位不同。
⑷TA的变比不能理想匹配。
⑸变压器两侧TA的型号差别。
⑹有载跳压变压器在运行中需要改变分接头。
5.动作原理：正常运行和外部短路时（如D1点短路），变压器两端的电流I1和I2的方向如图中实线尖头所示，设TA的变比为k1，则两端的电流分别为I1/k1和I2/k1，由于此时I1=I2，故流进继电器的电流Ij为：
Ij=I1/k1—I2/k1=0
因此继电器不会动作。
当在两TA之间的范围内发生短路时，两侧电源都向短路点供出短路电流，结果使I2的方向发生变化，如图中虚线尖头，此时故障点的总短路电流Ij为：
Ij=I1/k1+I2/k1=Idl/k1
由于流进继电器的电流很大，故差动继电器动作，跳开变压器两侧断路器。
6、差动保护的整定
a.躲开激磁涌流。由于保护出口中间继电器具有一定的固有动作时间，有可能不按躲过激磁涌流最大值来整定。
b.躲过变压器外部短路时所引起的最大不平衡电流。
考虑三个因素之和：⑴.TA误差引起的不平衡电流。⑵.变压器调压分接头改变引起的不平衡电流。⑶.不平衡线圈不能对变压器两侧电流差完全补偿引起的不平衡电流。
7、差动保护的范围：包括两端电流互感器之间的整个回路。
8、变压器差动保护的类型。
根据躲开不平衡电流方法的不同，变压器可按不同的工作原理来实现。目前广泛采用的有以下类型。
⑴、变压器差动电流速断：按躲过变压器空载投入时励磁涌流和外部短路时的最大不平衡电流来整定的差动保护，我们称为差动电流速断保护。
其动作值取：Iop=（3.5—4.5）In
In——厂用变压器的额定工作电流。
⑵、BCH—2型继电器的差动保护。这是采用加强型速饱和变流器（既
带短路线圈的速饱和变流器）的差动保护。
特点：躲励磁涌流的性能较好。
⑶、BCH—1型继电器差动保护。（铁心和BCH—型继电器完全相同，但其两侧铁心上装有制动线圈）
特点：躲开不平衡电流的性能较好。
三、电流速断保护
1.变压器短路电流的分布
则在容量不大的变压器电源侧D2点发
生短路时的短路电流将比受电侧D1点
发生短路时的短路电流大的多。分布曲
线如图二所示。
2.最大运行方式：是指系统中投入运
行的电源容量最大，系统的等值阻抗最
小，以致发生故障时短路电流最大的那
种运行方式。
3.最小运行方式：是指系统中投入运行的电源容量最小，系统的等值阻抗最大，以致发生故障时短路电流最小的那种运行方式。
1）断保护的整定原则
a.躲过厂用变压器负荷侧母线（D1点）短路时流过保护装置的最大短路电流整定：
即：Iop=KrelIk.max
Krel——可靠系数，一般取1.3——1.4（对DL—10型电流继电器）Ik.max——最大运行方式下，厂用变压器负荷侧母线发生三相短路时流过保护装置的最大短路电流。
b.躲过厂用变压器空载投入时的励磁涌流。一般取Iop=（3—5）In In——变压器保护安装处的额定电流。
c.保护的整定取上式计算值较大者作为动作值。
d.灵敏度系数应不小于2。
即：Ksen= Ik.mix/ Iop≥2
Ik.mix——最小运行方式下，D2点发生金属性两相短路时流过保护装置的最小短路电流。
2)动作过程
当厂用变压器保护区内发生短路
故障时（如D2点），其故障电流大
于动作电流的整定值，过电流继电
器动作，启动信号继电器KS，发
“变压器主保护动作”信号，同时，启动保护出口继电器KOM，其常开接点闭合，不带时限跳开变压器两侧开关QF1和QF2。
保护范围：电源引出线及厂用变压器部分绕组。
电流速断保护的优缺点
a.优点：动作迅速（无时限动作），接线接线简单。
b.缺点：⑴、系统容量不大时保护范围很小。⑵、不反映变压器受电侧引出线及其与断路器之间连线上的短路故障。
四：过电流保护
1、整定计算
a、动作电流的选择：Iop=KrelKAsIn
Krel——可靠系数，取1.2。
Kas——需要自启动的全部电动机在自启动时所引起的过电流倍数。
In——厂用变压器或分支的额定电流。
b、保护装置的灵敏度：Ksen= I（2）k.mix/ Iop≥1.5—2
I（2）k.mix——最小运行方式下，厂用变压器低压侧母线上发
生金属性两相短路时，流过保护装置的最小短路电
流。
2、动作时限：应与下一级过电流保护配合，即比下一级保护的最大动作值时限大一个时限级差△t。
3、保护接线方式
a、中性点直接接地系统中，
多采用三相式接线和两相三
继电器接线。
a、在中性点非直接接地系
统中，两相两继电器接线。
4、动作过程：（略）
5、优点：可作为变压器低压
侧绕组和引出线的主保护。缺
点：灵敏度不高。
五、低电压启动的过电流保护
1、整定计算
a、动作电流的选择：
Iop=（Krel/Kre）In
Krel——可靠系数，取
1.2。
Kre——返回系数，取0.85。
In——厂用变压器的额定电流。
b、动作电压的选择
⑴、躲过正常运行时的最低工作电压：
Uop= Uop.min/（Krel Kre）
Uop.min——正常运行时的工作电压。一般取0.9Un（Un—保护
安装处的额定电压）
Krel——可靠系数，取1.1—1.2。
Kre——低电压继电器的返回系数，取1.15—1.25。
⑵、躲过电动机成组自启动母线最低电压：Uop=（0.5—0.6）Un
c、灵敏度校验：
⑴、电流元件的灵敏度校验与不带低电压启动的过电流保护相同。
⑵、低电压启动元件的灵敏度按下式校验：
Ksen=Uop/Uerse.max
Uerse.max——计算运行方式下，当灵敏度校验点发生短路
时，保护装置安装处感受的最大残压。
2、动作过程：（略）
3、优缺点：
a、优点：灵敏度较过流保护有所提高。
b、缺点：接线比较复杂。
六、复合电压启动过电流保护工作原理：
1、工作原理
正常运行时，由于没有
负序电压，所以KV2的常闭
触点闭合，将线电压加在
KV1线圈上，使其常闭接点
打开，保护装置不动作。
当发生不对称短路时，出现
负序电压且达到KV2的整
定值，KV2动作，其常闭接
点打开，KV1动作，其常闭
接点闭合，启动MK，
因电流继电器已经动作，启
动KT，经延时动作于跳闸。
当发生对称三相短路时，在短路开始瞬间，也会出现短时的负序电压，则KV1还要动作。当负序电压消失，KV2返回，但KV1接于线电压，其返回电压较高，三相短路时线电压已经降低，故KV1仍
处于动作状态。使KM动作，同时因电流继电器已经动作，启动KT，
经延时动作于跳闸。
2、整定计算
a、动作电流和动作电压整定和低电压启动的过流保护相同。
b、负序电压继电器的动作电压整定：按正常运行中可能出现的最
大不平衡负序电压整定。通常取Uop.2=0.06Un
c、负序电压元件的灵敏度按下式校验：Ksen=Uk.min.2/Uop.2≥
1.2
Uk.min.2——后备保护末端金属性两相短路时，保护安装处的最小负
序电压。
4、优点：灵敏度有了大幅度的提高。
电力变压器的继电保护
第一节概述
一、变压器的故障：
各项绕组之间的相间短路
油箱内部故障单项绕组部分线匝之间的匝间短路
单项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
变压器中性点接地
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
过电流保护
（a ） 复合电压起动的过电流保护
（b ） 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
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'/21
I I n 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。
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 3
B A l l l A l n n n n n =I I =?I =I A ??A 1
11221113/3
即高压侧电流互感变比应加大√3倍.
该项不平衡电流已清除.
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. ΔU
5.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,Wd’
A 柱：Wd”
C 柱：W2
"""'''"
'"'dac dAB d Id dBC dBA d Id cd cd cd Icd W d W d W cd Φ+Φ=Φ?→?Φ+Φ=Φ?→?Φ+Φ=Φ??→?
各柱上的磁通：
'
"""'"
''dBC dAC cd c dAB d cd B d dBA cd A Φ-Φ+Φ=ΦΦ-Φ-Φ=ΦΦ-Φ-Φ=Φ
W2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 Φ与'dbc Φ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=0
Ig→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=0
I2h→Φ2h(仅在两个边柱上环流)—>E2’=E2”→E=E2’-E2”
3）Ig≠0, I2h≠0
I2h→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α
K2h=tgα ------制动系数一般取0。3-0。4
4．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。
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。
变压器差动保护误动分析及对策(一)
变压器差动保护误动分析及对策(一) 要：文章对微机型变压器差动保护动作的原因，从事件的形成以及保护的原理给予了详细地分析。对新建的、运行的或设备更新改造的发电厂和变电站的变压器差动保护误动提出了对策。 关键词：差动保护误动动作特性电流互感器 0引言 电力变压器是电力系统中最关键的主设备之一，它承担着电压变换，电能分配和传输，并提供电力服务。因此，变压器的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证。作为主设备主保护的微机型纵联差动（简称纵差或差动）保护，虽然经过不断的改进，但是还存在一些误动作的情况，这将造成变压器的非正常停运，影响电力系统的发供电，甚至是造成系统振荡，对电力系统发供电的稳定运行是很不利的。因此对新建或设备更新改造的发电厂和变电站的变压器差动保护误动原因进行分析，并提出了防止变压器差动误动的对策。 1变压器差动保护 变压器差动保护一般包括：差动速断保护、比率差动保护、二次(五次)谐波制动的比率差动保护，不管哪种保护功能的差动保护，其差动电流都是通过变压器各侧电流的向量和得到，在变压器正常运行或者保护区外部故障时，该差动电流近似为零，当出现保护区内故障时，该差动电流增大。现以双绕组变压器为例进行说明。
1.1比率差动保护的动作特性比率差动保护的动作特性见图1。当变压器轻微故障时，例如匝间短路的圈数很少时，不带制动量，使保护在变压器轻微故障时具有较高的灵敏度。而在较严重的区外故障时，有较大的制动量，提高保护的可靠性。 二次谐波制动主要区别是故障电流还是励磁涌流，因为变压器空载投运时会产生比较大的励磁涌流，并伴随有二次谐波分量，为了使变压器不误动，采用谐波制动原理。通过判断二次谐波分量，是否达到设定值来确定是变压器故障还是变压器空载投运，从而决定比率差动保护是否动作。二次谐波制动比一般取0.12～0.18。对于有些大型的变压器，为了增加保护的可靠性，也有采用五次谐波的制动原理。 1.2差动速断保护的作用差动速断保护是在较严重的区内故障情况下，快速跳开变压器各侧断路器，切除故障点。差动速断的定值是按躲过变压器的励磁涌流，和最大运行方式下穿越性故障引起的不平衡电流，两者中的较大者。定值一般取(4～14)Ie。 2变压器差动保护误动作原因分析 根据变压器差动保护误动作可能性的大小，大致分为新建发电厂和变电站、运行中发电厂和变电站、设备更新改造的发电厂和变电站三个方面进行说明，这种分类方法并不是绝对相互区别，只是为了便于在分析问题时优先考虑现实问题。 2.1新建发电厂和变电站变压器差动保护误动作原因分析新建变电站的变压器差动保护误动作，在变压器差动保护误动作中占了较大的比
变压器差的动保护原理(详细)
变压器差动保护 一：这里讲的是差动保护的一种，即变压器比例制动式完全纵差保护（以下简称差动）； 二：差动保护的定义 由于在各种参考书中没有找到差动保护的具体定义，这里只根据自己所掌握的知识给差动保护下一个定义：当区内发生某些短路性故障的时候，在变压器各侧电流互感器CT的二次回路中将产生大小相同，相位不同的短路电流，当这些短路电流的向量和即差流达到一定值时，跳开变压器各侧断路器的保护，就是变压器差动保护 三：下面我以两圈变变压器为例，针对以上所述变压器差动保护的定义，对差动保护进行阐述： 1、图一所示：为一两圈变变压器，具体参数如下：主变高压侧电压U高 =220KV,主变低压侧电压U低=110KV,变压器容量Sn=240000KV A, I1’：流过变压器高压侧的一次电流； I”：流过变压器低压侧的一次电流； I2’：流过变压器高压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流； I2”：流过变压器低压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流； nh：高压侧电流互感器CT1变比； nl：低压侧电流互感器CT2变比； nB：变压器的变比； 各参数之间的关系：I1’/ I2’= nh I”/ I2”= nl I2’= I2” I1’/ I”= nh/ nl=1/ nB 2、区内：CT1到CT2的范围之内； 3、反映故障类型：高压侧内部相间短路故障，高压侧（中性点直接接地） 单相接地故障以及匝间、层间短路故障；
四：差动的特性 1、比率制动：如图二所示，为差动保护比率特性的曲线图： 下面我们就以上图讲一下差动保护的比率特性： o：图二的坐标原点； f：差动保护的最小制动电流； d：差动保护的最小动作电流； p：比率制动斜线上的任一点； e：p点的纵坐标； b：p点的横坐标； 动作区：在of范围内，由于电流小于最小制动电流，因此在此范围内，只要电流大于最小动作电流Iopo，差动保护动作；当电流大于f点时， 由于电流大于最小制动电流，此时保护开始进行比率制动运算，曲 线抬高，此时只有当电流在比率制动曲线以上时保护动作；因此， 图中阴影部分，即差动保护的动作区； 制动区：当电流在落在曲线以下而大于最小动作电流的时候，由于受比率制动系数的制约，保护部动作，这个区域就是差动保护的制动区； 比率制动系数K：实际上比率制动系数，就是图二中斜线的斜率，因此我们只要计算出此斜线的斜率，就等于算出了比率制动系数。以p点为 例：计算出斜线pc的斜率K=pa/ac=(pb-ab)/(ob-of)；举例说明一下： 差动保护有关定值整定如下：最小动作电流Iopo=2,最小制动电流 Iopo=5,比率制动系数k=0.5；按照做差动保护比率制动系数的方法， 施加高压侧电流I1=6A,180度，低压侧电流I2=6A,0度，固定I1升 I2,当I2升到9.4A的时候保护动作，计算一下此时的比率制动系数。 由于两圈变差动的制动电流为（I1+I2）/2,因此，Izd=(9.4+6)/2=7.7, 所以K=(9.4-6-2)/(7.7-5)=1.4/2.7=0.52; 2、谐波制动：当差动电流中的谐波含量达到一定值的时候，我们的装置就 判此电流为非故障电流，进行谐波闭锁。500kv一下等级的变压器之
变压器继电保护灵敏度探讨 刘宇
变压器继电保护灵敏度探讨刘宇 发表时间：2019-08-07T10:34:09.030Z 来源：《基层建设》2019年第11期作者：刘宇 [导读] 摘要：随着供电系统的不断发展，加强继电保护措施保障供电系统的安全稳定运行成为迫切需求。 国网临汾供电公司山西临汾 041000 摘要：随着供电系统的不断发展，加强继电保护措施保障供电系统的安全稳定运行成为迫切需求。如何快速、正确地校验变压器继电保护的灵敏度，对继电保护定值整定工作非常重要。本文简单分析了供电系统中的继电保护措施，并对变压器差动保护灵敏度校验进行探讨。 关键词：继电保护；变压器；灵敏度 一、变压器的继电保护基本原则 1、经济性 经济性是指在经济上以最少的投资达到最高程度的保护原则。 2、灵敏性 灵敏性是指保护装置对其保护区内发生故障或不正常运行状态的反应能力，用灵敏系数来衡量。 3、选择性 选择性是指当供电系统发生故障时，首先由故障设备或线路本身保护且出故障，当故障设备或线路的保护或断路器拒动时应由相邻设备或线路的保护将故障切除。 4、可靠性 可靠性指在该保护装置规定的保护范围内，发生了它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在任何其他该保护不应该动作的情况下，则不应该误动作。可靠性主要指保护装置本身的质量和运行维护水平而言，可以用拒动率和误动率来衡量，当两者愈小则保护的可靠性愈高。为保证可靠性应采用由可靠的硬件和软件构成的装置，并应具有必要的自动监测、闭锁报警等措施。 5、速动性 速动性是指继电保护装置应能尽快地切除故障，以减少设备及用户在大电流低电压运行的时间，降低设备的损坏程度，提高系统并列运行的稳定性，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。一般从装置速动保护充分发挥零序瞬时段保护及相间速断保护的作用，减少继电器固有动作时间和断路器跳闸时间等方面入手来提高速动性。 二、继电保护措施 1、变压器瓦斯保护 当变压器油箱内发生各种短路故障时，由于短路电流和短路点电弧的作用，变压器油和绝缘材料受热分解，产生大量气体，从油箱流向油枕上部，故障愈严重，产生气体越多，流向油枕的气流和油流速度也越快，利用这种气体来实现的保护称气体保护，也叫瓦斯保护。瓦斯保护是变压器内部故障的主保护。当变压器内部发生轻微故障时，气体产生的速度较缓慢，汇集于继电器内，达到一定量后触动继电器，发出信号，即所谓的轻瓦斯；当变压器内部发生严重故障时，产生强烈的瓦斯气体，使继电器动作于跳闸，断开变压器电源侧各断路器，即所谓的重瓦斯。瓦斯保护动作迅速、灵敏可靠且结构简单，可以反应出油箱内的一切故障，但它不能反应油箱外部电路的故障，所以不能作为保护变压器内部故障的唯一保护装置。 2、电流速断保护 对于2000～10000KVA及以下较小容量的变压器，若灵敏系数满足要求，应采用电流速断保护。电流速断保护反应变压器绕组和引出线的相间短路，对中性点直接接地侧绕组和引出线的接地短路及绕组匝间短路也能起到保护作用。它按被保护设备的短路电流整定，当短路电流超过整定值时，保护装置动作。电流速断保护一般没有时限，切除故障快，但不能保护线路全长，即存在保护的死区。电流速断保护装设在变压器的电源侧，由瞬动的电流继电器构成。 3、纵联差动保护 纵联差动保护是变压器的主保护，同属于相间短路保护，用来保护变压器内部及引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。对于10000KVA及以上厂用备用变压器和单独运行的变压器，以及2000KVA以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器，应装设纵联差动保护。它是利用基尔霍夫电流定理工作的，反应被保护区两侧电流差而动作，不需要与保护区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合，可以瞬时动作。如果故障程度比较轻，差动保护可以预警后并延长故障继续发生的时间，为专业人员的维修提供一定的时间差，同时差动保护还可以利用已经编好的程序，对小型故障进行自动的排除等。如果故障程度比较严重，差动保护会直接报警并且断电，避免短路后经济损失情况的发生。由于差动保护具有以上的优势，目前供电系统广泛采用该技术，它将成为未来继电保护的一种趋势。 4、过电流保护 过电流保护是作为瓦斯保护和差动保护的后备保护，可以准确反应出变压器短路所导致的过电流。过电流保护装置一般是装在电力变压器的电源侧，并且根据变压器的要求装配不同的保护装置。升降压变压器处可以装配复合电压起动的过电流保护，大接地电流系统中，可以在变压器外部装配零序电流保护，作为主变压器保护的后备保护。过电流保护的具体启动方式应该根据相配备的变电器的相应数据进行合理选择，没有统一的标准，可以根据供电系统的不同需求装配不同的过电流保护装置。 5、过励磁保护 现代供电系统由与工作电压过高，电力变压器的额定磁密接近饱和。频率降低时与电压升高时，变压器都很容易出现过励磁，导致铁心的温度上升影响绝缘性能。安装励磁保护装置，可将变压器的过励磁引起的过电流反应出来，从而可防止变压器绝缘老化，提高变压器的使用效能。 6、过负荷保护 过负荷保护能够反应变压器正常运行时所出现的过负荷情况。过负荷装置仅在变压器有可能过负荷的情况下才装设，通常能够检测出过负荷的信号。它的基本工作原理为：一相上进行一个电流继电器的装设，并经过一定时间延长动作于信号来进行过负荷保护
变压器差动保护整定计算
变压器差动保护整定计算 1. 比率差动 装置中的平衡系数的计算 1）．计算变压器各侧一次额定电流： n n n U S I 113= 式中n S 为变压器最大额定容量，n U 1为变压器计算侧额定电压。 2）．计算变压器各侧二次额定电流： LH n n n I I 12= 式中n I 1为变压器计算侧一次额定电流，LH n 为变压器计算侧TA 变比。 3）．计算变压器各侧平衡系数： b n n PH K I I K ?= -2min 2，其中)4,min(min 2max 2--=n n b I I K 式中n I 2为变压器计算侧二次额定电流，min 2-n I 为变压器各侧二次额定电流值中最小值，max 2-n I 为变压器各侧二次额定电流值中最大值。
平衡系数的计算方法即以变压器各侧中二次额定电流为最小的一侧为基准，其它侧依次放大。若最大二次额定电流与最小二次额定电流的比值大于4，则取放大倍数最大的一侧倍数为4，其它侧依次减小；若最大二次额定电流与最小二次额定电流的比值小于4，则取放大倍数最小的一侧倍数为1，其它侧依次放大。装置为了保证精度，所能接受的最小系数ph K 为，因此差动保护各侧电流平衡系数调整范围最大可达16倍。 差动各侧电流相位差的补偿 变压器各侧电流互感器采用星形接线，二次电流直接接入本装置。电流互感器各侧的极性都以母线侧为极性端。 变压器各侧TA 二次电流相位由软件调整，装置采用Δ->Y 变化调整差流平衡，这样可明确区分涌流和故障的特征，大大加快保护的动作速度。对于Yo/Δ-11的接线，其校正方法如下： Yo 侧： )0('I I I A A ? ??-= )0(' I I I B B ? ? ? -= )0('I I I C C ? ??-= Δ侧： 3/ )('c a a I I I ? ??-=
变压器差动保护
第二节变压器差动保护 1.概述 电气主设备内部故障的主保护方案之一是差动保护，差动保护在发电机上的应用是比较简单的，但是作为变压器内部故障的主保护，差动保护将有许多特点和困难。 变压器有两个和更多个电压等级，构成差动保护所用电流互感器的额定参数各不相同，由此产生的差动保护不平衡电流将比发电机大得多。 变压器每相原副边电流之差(正常运行时的励磁涌流)将作为变压器差动保护不平衡电流的一种来源，特别是当变压器过励磁运行时，励磁电流可达变压器额定电流的水平，势必引起差动保护误动作。更有甚者，在空载变压器突然合闸时，或者变压器外部短路被切除而变压器端电压突然恢复时，暂态励磁电流(即励磁涌流)的大小可与短路电流相比拟，在这样大的不平衡电流下，要求差动保护不误动，是一个相当复杂困难的技术问题。 正常运行中的变压器，根据电力系统的要求，需要调节分接头，这又将增大变压器差动保护的不平衡电流。 变压器差动保护能反应高、低压绕组的匝间短路，而匝间短路时虽然短路环中的电流很大，但流入差动保护的电流可能不大。 变压器差动保护还应能反应高压侧(中性点直接接地系统)经高阻接地的单相短路，此时故障电流也较小。 综上所述，差动保护用于变压器，一方面由于各种因素产生较大和很大的不平衡电流，另一方面又要求能反应具有流出电流的轻微匝间短路，可见变压器差动保护要比发电机差动保护复杂得多。 2.配置原则 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，并应符合下列规定： (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-星形连接的变压器，可采用两 相三继电器式的过流保护。 (4) 以上所述各相保护装置，应动作于断开变压器的各侧断路器。 3.要求达到的性能指标 (1) 具有防止区外故障误动的制动特性； (2) 具有防止励磁涌流引起误动的功能； (3) 宜具有TA断线判别功能，并能选择闭锁差动或报警，当电流超过额定电流的 1.5～2倍 时可自动解除闭锁； (4) 动作时间(2倍整定值时)不大于50ms； (5) 整定值允差±5%。 4.原理及其微机实现 4.1四方 4.1.1 保护原理 变压器差动包括主变差动、发变组差动、厂用变差动、起/备变差动、励磁变差动等，对于高压侧为500kV的一个半开关接线方式，发变组差动及主变差动保护应反应四侧的电流量。
变压器差动保护原理及调试的探讨
变压器差动保护原理及调试的探讨 摘要：本文通过对变压器的工作原理和差动保护原理进行相关的分析，并且着 重讨论计算方法和相位补偿等问题，在了解过这些问题之后，才能够对变压器差 动保护装置的原理和如何调试该装置进行相应的讨论。只有通过一步一步的推导，才能够计算出一个完整的、科学的算法，才能够在VisualBasic6.0的编程中进行更为精确的计算，然后再进一步开发出相应的变压器差动保护装置。该系统具有操 作简单和互动性良好的优点，使用者能够很好的对其进行操作，并且能够保证数 据的准确性。该系统提升了工作人员现场调试的效率，并且有效的指导了工作人 员们应该如何进行有效的变压器调试工作，这对于变压器的调试工作是十分有利的。 关键词：差动保护装置；变压器；原理；调试 引言：变压器差动保护作为变压器的主保护，具有十分重要的意义，变压器 的差动保护装置成为安装作业阶段的重中之重，由于变压器的安装工作会直接影 响到变压器后期的使用效果，所以要格外注重变压器的差动保护装置，该装置是 维护变压器正常运行的关键。所以，一定要掌握差动保护装置的工作原理，除此 之外，其调试工作也是十分重要的。 一、微机变压器差动保护原理 1.差动保护的动作曲线和动作判据 变压器差动保护是按比较各侧电流大小和相位而构成的一种保护。当变压器 内部故障时，有差动电流流过差动回路，当电流达到整定值时差动继电器动作， 跳开变压器各侧的断路器。变压器在正常运行或外部故障时，在理想情况下，流 过差动回路的电流为零，差动继电器不动作。微机型变压器差动保护动作特性多 采用具有二段折线形的动作特性曲线。 2.制动电流的取得 对于双绕组变压器，制动电流常用以下两种取得方法。制动电流取高、低压 侧TA二次电流相量差的一半，即Is=12I?h-I?l制动电流取高、低压侧TA二次电流幅值的最大值，即Is=maxI?h，I?lll对于三绕组变压器，制动电流取法与双绕组变 压器的基本相同。 3.微机变压器保护相位的校正 双绕组变压器常采用Y，d11接线方式，则变压器两侧电流相位差为30°，为 保证在正常运行或外部短路故障时高压侧电流与低压侧电流呈反向关系，必须进 行相位校正。对于Y，y，d11接线方式的三绕组变压器也应通过相位校正的方法 保证星形侧与三角形侧电流呈反向关系。对于微机保护，变压器两侧电流相位差 由软件进行相位校正，两侧电流互感器二次接线同为星形接线法，称为“内转角” 方式。 二、大型变压器差动保护系统常规调试方法与内容 1.变压器差动保护系统的形式 大型变压器差动保护的基本原理，是利用安装在变压器高低压两侧的电流互 感器，监测比较输入输出的电流的相位和大小，当发现电流不平衡时，启动差动 继电器给出跳闸信号，保护变压器，形成所谓的纵向差动保护，变压器差动保护 系统有由继电器为主要控制元件组成的继电保护系统，以及由微机运算控制的综 合微机保护系统。
变压器差动保护计算要领
变压器比率制动纵差保护 整定计算步骤及要领 1.计算制动电流启动值 正常运行中变压器负荷电流通常在额定电流I e 以下，不平衡I bp 电流很小， 无需比率制动，差动动作电流I cd 为恒定，不随制动电流的增大而增大。 所以制动电流启动值：I Zd qd =（0.8～1.0）I e /n L 式中：n L －电流互感器变比 制动电流启动值也就是一折线的拐点电流值。 2.计算差动保护启动电流值 差动保护启动电流(门槛值)现场一般取：I cd qd =（0.4～0.7）I e /n L 如果有条件，最好在现场实测变压器的不平衡电流I bph ,作为差动启动电流 整定计算的依据。 3.计算差动保护速断电流值 差动速断电流值：I cd sd =（6～8）I e /n L 4.计算比率制动系数 比率制动系数K zd 与变压器外部三相最大短路电流、制动电流启动值相关， 与差动电流启动值、速断值相关。 计算比率制动系数：K zd ＝ e I .max )3(I e I 23.0.max )3(I 5.40--外外 5.计算制动电流 制动电流：I Zd ＝(I cd sd - I cd qd )/ K zd ＋I Zd qd 举 例 一、已知参数： 主变容量＝10000KVA ；额定电压＝35/10.5KV ；
计算变压器一次侧额定电流=35 310000?=165（A ）； 一次侧CT 变比=300/5、CT 二次额定电流=60 165=2.75（A ） 主变阻抗电压百分比=7.33% 通过短路电流计算已知主变外部三相最大短路电流=2095（A ） 二、计算定值 1.计算制动电流启动定值：I Zd qd =1.0I e /n L =60 165＝2.75（A ） 2.计算差动启动电流定值：I cd qd =0.7I 2e =0.7×2.75=1.925 取I cd qd =2.0 3.计算差动速断电流定值：I cd sd =8I e /n L =60 1658?= 22（A ） 4. 计算比率制动系数：K zd ＝e max )3(e .max )3(I .I I 23.0I 5.40--外外 =165 209516523.02095I 5.40-?-? =0.468 取K zd ＝0.5 5.计算制动电流：I Zd =(I cd sd - I cd qd )/ K zd ＋I Zd qd =（22-2）/0.5＋2.75 =42.75A 取I Zd =43A 说明：本计算公式中的代表符号与说明书不一致，在使用时应注意。
变压器差动保护历史及思考
电力变压器差动保护技术的发展 及对提高可靠性的思考 董济生 一、引言 电力变压器是电网最主要的设备之一，对于电网的安全稳定运行具有极其重要的作用。由于其单体价值高，在电网中的数量多，一旦发生故障将对电网的运行造成严重后果。通常情况下，变压器保护正确动作率，远低于线路保护的正确动作率。所以历来人们对变压器保护装置的研究、配置、运行都非常重视。随着电网的飞速发展，超高压、大容量变压器的出现，对变压器的保护装置也提出了新的更高的要求。因此迫切需要对变压器保护进一步发展与完善。 本文试图通过对电力变压器差动保护技术的发展的回顾，谈提高其动作可靠性的思考。 二、变压器故障的类型及应配置的保护 变压器的运行故障主要有两类： （1）油箱内部故障 包括各相绕组之间的相间短路、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、铁心烧损等； （2）油箱外部故障 包括引出线的相间短路、绝缘套管闪络或破碎引起的单相接地（通过外壳）短路等。 变压器故障会导致不正常工作状态，主要表现在：外部短路或过负荷产生过电流、油箱漏油造成油面降低、长时间油温过高、中性点过电压等。 根据变压器的故障状态，应装设下述保护： （1）瓦斯保护 防止变压器油箱内各种短路故障、油面降低以及长时间油温过高在壳内产生的气体，其中重瓦斯跳闸、轻瓦斯发信号；（2）纵联差动保护和电流速断保护 防止变压器绕组和引出线相间短路、大电流接地系统侧绕组和引出线的单相接地短路； （3）相间短路的后备保护，包括过电流保护、复合电压起动的过电流保护、负序过电流保护 防止变压器外部相间短路并作为瓦斯保护和差动保护的后备； （4）零序电流保护 防止大电流接地系统中变压器外部接地短路；、 （5）过负荷保护 防止变压器对称过负荷； （7）反应变压器油温过高的报警信号。 以上1和7是非电类参数的，其它是电类参数。其中，差动保护原理简单、易于实现，有很高的动作选择性和灵敏度，以其优越的保护性能不仅成为大容量、高电压变压器的主保护，而且在发电机、超短线路也被采用。但是由于变压器自身的特点，存在着容易误动的情况。 三、变压器差动保护误动的原因 变压器差动保护属于纵差保护，即将电气设备两端的保护装置纵向联接起来，并将两端电气量比较来判断保护是否动作，其基础是基尔霍夫定律。根据该定律，保护范围内流入与流出的电流应该相等（变压器归算到同侧），当保护范围内发生故障时，其流入与流出的电流不等，差动保护就是根据这个差电流作为动作判据。但是在实际应用中，由于变压器励磁涌流等原因的存在，导致了变压器差动保护的误动。 从理论上讲，变压器在正常运行和区外故障时，流经差动保护装置的电流应该为零。然而，由于变压器在结构和运行上的特点，实际运行中有很多因素使该电流不为零，从而产生不平衡电流。即当保护范围内无故障时也存在不平衡电流，这些不平衡电流有可能引起保护误动。以下，对不平衡电流产生的原因及消除方法予以分析。 1、稳态情况下不平衡电流产生的原因及消除方法： 在变压器稳态运行的状态下，影响差动保护误动的原因就是回路中的不平衡电流。其产生的原因大致有： （1）因各侧绕组的接线方式不同造成电流相位不同而产生不平衡电流 我国规定的五种变压器标准联结组中，Y/D-11双绕组变压器常被使用。这种联结方式的变压器两侧电流相差30°，要使差动保护不误动就要设法调整电流互感器二次回路的接线和变比以进行相位校正，使电源侧和负荷侧的电流互感器二次电流相差180°且大小相等，这样就能消除Y/D-11变压器接线对差动保护的影响。 （2）因电流互感器计算变比与实际变比不同而产生不平衡电流
变压器微机差动保护的整定计算
变压器微机差动保护的整定计算 作者：程秀娟 (扬子石油化工设计公司南京210048) 摘要：本文首先对变压器差动保护误动的原因作了初步分析,然后介绍了三段折线式比率制动特性的变压器差动保护的基本原理，并对各种参数的整定值设置进行了详细论述。 关键词：变压器差动保护三折线参数整定 1 前言 电力变压器是电力系统中十分重要的供电设备，它出现故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响。纵联差动保护是大容量变压器的主保护之一，然而，相对于线路保护和发电机保护来说，变压器保护的正确动作率显得较低，据各大电网的不完全统计，正确动作率尚不足70%。究其原因，就在于变压器结构及其内部独特的电磁关系。要提高变压器差动保护的动作正确率，首先必须找出误动的原因，从而在整定计算时充分考虑这些因素，才能有效地避免误动的出现。 2 变压器差动保护误动原因分析 2.1 空载投入时误动 变压器空载投入时瞬间的励磁电流可能很大，其值可达额定电流的10倍以上，该电流称为励磁涌流。其产生的根本原因是铁心中磁通在合闸瞬间不能突变，在合闸瞬间产生了非周期性分量磁通。 励磁涌流波形特征是：含有很大成分的非周期分量；含有大量的谐波分量，并以二次谐波为主；出现间断。励磁涌流的影响因素有：电源电压值和合闸初相角；合闸前铁芯磁通值和剩磁方向；系统等值阻抗值和相角；变压器绕组的接线方式和中心点接地方式；铁芯材质的磁化特性、磁滞特性等，铁芯结构型式、工艺组装水平。 为防止变压器空投时保护误动，其差动保护通常利用二次谐波作制动。原理是通过计算差动电流中的二次谐波电流分量来判断是否发生励磁涌流。当出现励磁涌流时应有：Id2 > K I d1。其中，Id1、Id2分别为差动电流中的基波和二次谐波电流的幅值；K为二次谐波制动比。但是，由于变压器磁特性的变化，某些工况下励磁涌流的二次谐波含量低，容易导致误动；而大容量变压器、远距离输电的发展，使得内部故障时暂态电流可能产生较大二次谐波，容易导致拒动。这时，就必须选用其它制动方式，如偶次谐波电流制动、判断电流间断角识别励磁涌流、半波叠加制动等。 2.2 区外短路时误动
电力变压器差动保护原理与研究
变压器差动保护的基本原理 1、变压器差动保护的工作原理 与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。 2、变压器差动保护与线路差动保护的区别： 由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。 变压器纵差动保护的特点 1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法 1）励磁涌流 在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。 2）产生励磁涌流的原因 因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。
3）励磁涌流的特点： ①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。 ②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。 ③励磁涌流的波形出现间断角。 4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施： ①采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护； ②利用二次谐波制动原理构成的差动保护； ③利用间断角原理构成的变压器差动保护； ④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。 2、不平衡电流产生的原因 （1）稳态情况下的不平衡电流 ①变压器两侧电流相位不同
变压器纵差动保护动作电流的整定原则是什么
变压器纵差动保护动作电流的整定原则是什么? .(1)大于变压器的最大负荷电流； (2)躲过区外短路时的最大不平衡电流； (3)躲过变压器的励磁涌流。 39．什么是自动重合闸？电力系统为什么要采用自动重合 闸？ 答：自动重合闸装置是将因故障跳开后的断路器按需要自动投入的一种自动装置。电力系统运行经验表明，架空线路绝大多数的故障都是瞬时性的，永久性故障一般不到10%。因此，在由继电保护动作切除短路故障之 后，电弧将瞬间熄灭，绝大多数情况下短路处的绝缘可以自动恢复。因此，自动将断路器重合，不仅提高了供电的安全性，减少了停电损失，而且还提高了电力系统的暂态稳定水平，增大了高压线路的送电容量。所以，架空线路要采用自动重合闸装置。 什么是主保护、后备保护、辅助保护？ 答：主保护是指能满足系统稳定和安全要求，以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。 后备保护是指当主保护或断路器拒动时，起后备作用的保护。后备保 护又分为近后备和远后备两种：（1）近后备保护是当主保护拒动时， 由本线路或设备的另一套保护来切除故障以实现的后备保护（2）远后 备保护是当主保护或断路器拒动时，由前一级线路或设备的保护来切 除故障以实现的后备保护. 辅助保护是为弥补主保护和后备保护性能的不足，或当主保护及后备 保护退出运行时而增设的简单保护。 、何谓主保护、后备保护？何谓近后备保护、远后备保护？(8分) 答：所谓主保护是指能以较短时限切除被保护线路（或元件）全长上的故障的保护装置。（2分） 考虑到主保护或断路器可能拒动而配置的保护，称为后备保护。（2分） 当电气元件的主保护拒动时，由本元件的另一套保护起后备作用，称为近后备。（2分）
变压器差动保护的基本原理及逻辑图
变压器差动保护的基本原理及逻辑图 1、变压器差动保护的工作原理 与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。 2、变压器差动保护与线路差动保护的区别： 由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。例如图8-5所示的双绕组变压器 8.3.2变压器纵差动保护的特点 1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法 （1）励磁涌流： 在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。 （2）产生励磁涌流的原因 因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。
（3）励磁涌流的特点： ①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。
②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。 ③励磁涌流的波形出现间断角。 表8-1 励磁涌流实验数据举例 （4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施： ①采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护； ②利用二次谐波制动原理构成的差动保护； ③利用间断角原理构成的变压器差动保护； ④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。 2、不平衡电流产生的原因 （1）稳态情况下的不平衡电流 ①变压器两侧电流相位不同 电力系统中变压器常采用Y，d11接线方式，因此，变压器两侧电流的相位差为30°，如下图所示，Y侧电流滞后△侧电流30°，若两侧的电流互感器采用相同的接线方式，则两侧对应相的二次电流也相差30°左右，从而产生很大的不平衡电流。 ②电流互感器计算变比与实际变比不同 由于变比的标准化使得其实际变比与计算变比不一致，从而产生不平衡电流。
变压器纵差动保护动作电流的整定原则
变压器纵差动保护动作电流的整定原则差动保护初始动作电流的整定原则，是按躲过正常工况下的最大不平衡电流来整定;拐点电流的整定原则，应使差动保护能躲过区外较小故障电流及外部故障切除后的暂态过程中产生的最大不平衡电流。比率制动系数的整定原则，是使被保护设备出口短路时产生的最大不平衡电流在制动特性的边界线之下。 为确保变压器差动保护的动作灵敏、可靠，其动作特性的整定值(除BCH型之外)如下: Idz0=(0.4,0.5)IN, Izd0=(0.6,0.7)IN, Kz=0.4,0.5 式中，Idz0为差动保护的初始动作电流;I,zd0为拐点电流;Kz =tgα点电流等于零的;IN为额定电流(TA二次值)。 电流速断保护限时电流速断保护定时限过电流保护的特点 速断保护是一种短路保护，为了使速断保护动作具有选择性，一般电力系统中速断保护其实都带有一定的时限，这就是限时速断，离负荷越近的开关保护时限设置得越短，末端的开关时限可以设置为零，这就成速断保护，这样就能保证在短路故障发生时近故障点的开关先跳闸，避免越级跳闸。定时限过流保护的目的是保护回路不过载，与限时速断保护的区别在于整定的电流相对较小，而时限相对较长。这三种保护因为用途的不同，不能说各有什么优缺点，并且往往限时速断和定时限过流保护是结合使用的。 瞬时电流速断保护与限时电流速断保护的区别就是，瞬时是没有带时限的，动作值达到整定值就瞬时出口跳闸，不经过任何延时。而限时电流速断是带有延时的，动作值达到整定值后经过一定的延时才启动出口跳闸;
瞬时电流速断保护与限时电流速断保护的区别,限时电流速断保护与过电流保护有什么不同, 瞬时电流速断和限时电流速断除了时间上的区别外就是他们在整定的大小和范围的不同，瞬时速断保护的范围比限时的要小，整定动作值要比限时速断的要大。 过电流保护和限时电流速断的区别? 电流速断，限时电流速断和过电流保护都是反映电流升高而动作的保护装置。 区别:速断是按躲开某一点的最大短路电流来整定，限时速断是按照躲开下一级相邻元件电流速断保护的动作电流来整定，而过流保护是按躲开最大负荷电流来整定的。 由于电流速断不能保护线路的全长，限时电流速断又不能作为相邻元件的后备保护，因此保证迅速而又有选择的切除故障，常将三者组合使用，构成三段电流保护。 过电流保护的整定值为什么要考虑继电器的返回系数,而电流速断保护则不需要考虑, 这是综合考虑保护的灵敏性和可靠性的结果。为了保证保护的灵敏性，动作的整定值 应当尽量小，但是过电流的动作值与额定运行电流相差不大，这样有可能造成保护误动作，从而降低了供电的可靠性。所以我们为过电流保护加了时限，过电流必须要持续一定的时间才会动作，如果在时限内电流降到返回值以下，那么保护就复归不用动作了，从而在不降低灵敏性的情况下增加了可靠性。而电流速断本身动作电流比较大，且没有时间的限制，只要电流一超过速断的整定值，马上动作跳闸，所以不需要设置返回值。 何谓线路过电流保护,瞬时电流速断保护?和它们的区别, 两种保护的基本原理是相同的。
变压器差动保护原理
主变差动保护 一、主变差动保护简介 主变差动保护作为变压器的主保护，能反映变压器内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障 ，差动保护是输入的两端CT 电流矢量差，当两端CT 电流矢量差达到设定的动作值时启动动作元件。 差动保护是保护两端电流互感器之间的故障（即保护范围在输入的两端CT 之间的设备上），正常情况流进的电流和流出的电流在保护内大小相等，方向相反，相位相同，两者刚好抵消，差动电流等于零；故障时两端电流向故障点流，在保护内电流叠加，差动电流大于零。驱动保护出口继电器动作，跳开两侧的断路器，使故障设备断开电源。 二、纵联差动保护原理 (一)、纵联差动保护的构成 纵联差动保护是按比较被保护元件（1号主变）始端和末端电流的大小和相位的原理而工作的。为了实现这种比较，在被保护元件的两侧各设置一组电流互感器TA1、TA2，其二次侧按环流法接线，即若两端的电流互感器的正极性端子均置于靠近母线一侧，则将他们二次的同极性端子相连，再将差动继电器的线圈并入，构成差动保护。其中差动继电器线圈回路称为差动回路，而两侧的回路称为差动保护的两个臂。 (二)、纵联差动保护的工作原理 根据基尔霍夫第一定律，0 =∑ ? I ；式中∑? I 表示变压器各侧电流的向量和，其物理意义是：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。因此，纵差保护不应动作。 当变压器内部故障时，若忽略负荷电流不计，则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，切除变压器。见变压器纵差保护原理接线。
（1）正常运行和区外故障时，被保护元件两端的电流和的方向如图1.5.5（a）所示，则流入继电器的电流为 继电器不动作。 （2）区内故障时，被保护元件两端的电流和的方向如图1.5.5（b）所示，则流入继电器的电流为 此时为两侧电源提供的短路电流之和，电流很大，故继电器动作，跳开两侧的断路器。 由上分析可知，纵联差动保护的范围就是两侧电流互感器所包围的全部区域，即被保护元件的全部，而在保护范围外故障时，保护不动作。因此，纵联差动保护不需要与相邻元件的保护在动作时间和动作值上进行配合，是全线快速保护，且具有不反应过负荷与系统震荡及灵敏度高等优点。 三、微机变压器纵差保护的主要元件介绍 主要元件有：1）比率差动保护元件，2）励磁涌流闭锁元件，3）TA饱和闭锁元件，4）TA断线闭锁（告警）元件，5）差动速断元件，6）过励磁闭锁元件 下面对各个元件的功能和原理作个简要的介绍：
变压器差动电流计算原理之变压器CT的接线方式
上一期我们和大家一起了解了变压器的接线组别，定量分析了变压器高低压侧一次电流的相位、幅值关系。我们的继电保护装置在进行差流计算时使用的是二次电流，因此需要经过电流互感器（CT）将一次电流转换为供保护使用的二次电流。本期我们和大家一起来讨论一下变压器CT的接线方式。 1、CT的极性 我们先来了解一下CT接线的极性问题。这就需要搞清楚几个名词：极性端、同名端、减极性。 极性端一般用“*”标记，在图中，一次侧P1为极性端，P2为非极性端，一般设计P1装于母线侧（或变压器侧），P2装于负荷侧。二次侧S1为极性端，S2为非极性端。P1和S1（P2和S2）互为同名端。 至于减极性，我们只需要简单的记住：若CT采用减极性，对于一次绕组电流从极性端流入，对于二次绕组电流从极性端流出。 如果将CT二次回路断开，将保护装置直接串联在一次回路中，流过装置的电流方向与CT减极性标注的二次电流方向相同。所以减极性标注对于判断二次电流的流向非常直观。
所以我国CT均采用减极性标注。 2、变压器两侧CT的接线方式 在模拟型变压器保护中，为了相位校正的需要CT有些情况下需要接成三角形。现在的微机型保护中，相位校正都在软件中实现，所以变压器两侧CT均使用Y接线。以下图所示的Yd-11变压器两侧CT的接线方式为例：
如图所示的CT接线形式，其高压侧及低压侧电流互感器二次绕组中，靠近变压器侧的端子连在一起，我们称为封CT的变压器侧。如果是靠近母线侧的二次绕组端子连在一起，则称为封CT的母线侧。 设高压侧电流互感器变比为nH，低压侧电流互感器变比为nL。分析流入保护装置的二次电流（Iha，Ihb，Ihc，Ila，Ilb，Ilc）与变压器一次电流（IHa，IHb，IHc，ILa，ILb，ILc）的对应关系。从图中可以看出高压侧二次电流从极性端流出，流入保护装置。低压侧二次电流从保护装置流出，从极性端流入CT二次绕组。若程序设定二次电流的方向以流入保护装置的（A,B,C）端为正方向，则有：
35／6(10)kV降压变压器电流速断保护与差动保护的选用探讨
35／6(10)kV降压变压器电流速断保护与差动保护的选用探讨 文章介绍了变压器电流速断保护的基本性能以及与纵联差动保护的选用探讨，从而得出这种保护的选用条件。 标签：变压器；电流速断保护；纵联差动保护；灵敏度 1 在传输和分配电能时离不开变压器，变压器的作用是改变电压的大小，使之满足传输和分配电能时对不同电压数值的具体需要。当远距离输送电能时，如果传输的功率一定，则电压愈高，电流就愈小。而减小电流即可以减少传输电能时在线路中的电能和电压的损耗，又可以减小导线面积，降低线路建设的投资。用电负荷由于不同的用途，也会需要不同的电压。在分配电能时，常常需要改变电压的数值，因此，变压器有升压和降压的不同用途、不同电压等级之分。我们知道：变压器是根据电磁感应电动势原理发明和制造的。根据法拉第电磁感应定律，电磁感应电动势E的大小为：E＝4.44fNφ。 式中：f－磁通φ的变化频率，1/s； N－线圈匝数； φ－变压器铁芯中磁通最大值 E－线圈的感应电动势，V 变压器的变比：一次线圈和二次线圈的电压比； 感应电动势与线圈的匝数、电压的关系为：U1/U2＝E1/E2＝N1/N2；即利用线圈的N1和N2匝数不同，可以获得不同的电压比值。称这个电压比值为变压器的一、二次电压的“电压比”。 由于变压器的铁芯有足够大的面积，线圈有足够多的匝数，为了产生主磁通，一次线圈中流过的电流不需很大。亦即变压器的励磁电流（等于空载电流）数值较小。若将其忽略不计，则变压器带上二次负荷后，一、二次电流之比近似等于变压器一、二次线圈匝数比的倒数，亦即等于变压器电压比的倒数。即：I1/I2＝N2/N1＝U2/U1。 通过以上的关系式可看出：至于是升压变压器，还是降压变压器，只是变压器的线圈匝数不同了[1]。 变压器按照升降电压不同可分为：升压变压器和降压变压器，降压变压器是变压器的一种，两种变压器从电压情况来分析是截然相反的。升压变压器副线圈比原线圈匝数多，降压变压器则副线圈比原线圈匝数少。主要降压变压器输入端电压：460V、380V、220V、400V；输出端电压：380V、220V、110V、36V、
主变压器差动保护动作的原因及处理
主变压器差动保护动作的原因及处理 一、变压器差动保护范围： 变压器差动保护的保护范围，是变压器各侧的电流互感器之间的一次连接部分，主要反应以下故障： 1、变压器引出线及内部绕组线圈的相间短路。 2、变压器绕组严重的匝间短路故障。 3、大电流接地系统中，线圈及引出线的接地故障。 4、变压器ＣＴ故障。 二、差动保护动作跳闸原因： 1、主变压器及其套管引出线发生短路故障。 2、保护二次线发生故障。 3、电流互感器短路或开路。 4、主变压器内部故障。 5、保护装置误动 三、主变压器差动保护动作跳闸处理的原则有以下几点： 1、检查主变压器外部套管及引线有无故障痕迹和异常现象。 2、如经过第1项检查，未发现异常，但曾有直流不稳定接地隐患或带直流接地运行，则考虑是否有直流两点接地故障。如果有，则应及时消除短路点，然后对变压器重新送电。差动保护和瓦斯保护共同组成变压器的主保护。差动保护作为变压器内部以及套管引出线相间短路的保护以及中性点直接接地系统侧的单相接地短路保护，同时对变压器内部绕组的匝间短路也能反应。瓦斯保护能反应变压器内部的绕组相间短路、中性点直接地系统侧的单相接地短路、绕组匝间短路、铁芯或其它部件过热或漏油等各种故障。 差动保护对变压器内部铁芯过热或因绕组接触不良造成的过热无法反应，且当绕组匝间短路时短路匝数很少时，也可能反应不出。而瓦斯保护虽然能反应变压器油箱内部的各种故障，但对于套管引出线的故障无法反应，因此，通过瓦斯保护与差动保护共同组成变压器的主保护。 四、变压器差动保护动作检查项目： 1、记录保护动作情况、打印故障录波报告。 2、检查变压器套管有无损伤、有无闪络放电痕迹变压器本体有无因内部故障引起的其它异常现象。 3、差动保护范围内所有一次设备瓷质部分是否完好，有无闪络放电痕迹变压器及各侧刀闸、避雷器、瓷瓶有无接地短路现象，有无异物落在设备上。 4、差动电流互感器本身有无异常，瓷质部分是否完整，有无闪络放电痕迹，回路有无断线接地。 5、差动保护范围外有无短路故障（其它设备有无保护动作）差动保护二次回路有无接地、短路等现象，跳闸时是否有人在差动二次回路上工作。 五、动作现象及原因分析： 1、差动保护动作跳闸的同时,如果同时有瓦斯保护动作,即使只报轻瓦斯信号,变压器内部故障的可能性极大。 2、差动保护动作跳闸前如变压器套管、引线、CT有异常声响及其它故障现