变压器保护原理与配置
变压器保护原理与配置
变压器保护原理与配置变压器是电力系统中重要的电力设备之一，其主要功能是将一个电压等级的电能转换为另一个电压等级的电能，并在输电中进行电能传输和分配。
为保障变压器的正常运行，必须对其进行保护。
以下是变压器保护原理与配置的介绍。
一、变压器保护原理1. 过载保护当变压器负载电流超过额定电流时，将引起变压器温升过高，甚至可能导致短路，从而损坏变压器。
因此，需要对变压器进行过载保护。
过载保护装置通常采用电流互感器检测变压器负载电流，并通过保护继电器等装置实现过载保护。
2. 短路保护当变压器发生短路故障时，电流会急剧升高，引起变压器内部温度瞬间升高，将损坏变压器绕组和绝缘。
因此，需要对变压器进行短路保护。
短路保护装置通常采用电流互感器检测变压器电流，并通过保护继电器等装置实现短路保护。
3. 地闸保护当变压器出现地闸故障时，会导致变压器绕组和绝缘被损坏，从而影响变压器正常运行。
因此，需要进行地闸保护。
地闸保护装置通常采用变压器的中性点作为检测点，并通过保护继电器等装置实现地闸保护。
4. 过压保护当变压器输入电压超过额定电压时，会导致变压器绕组和绝缘的击穿，损坏变压器正常运行。
因此，需要进行过压保护。
过压保护装置通常采用电压互感器检测输入电压，并通过保护继电器等装置实现过压保护。
5. 欠压保护当变压器输入电压低于额定电压时，会导致变压器负载电流急剧升高，造成变压器绕组温度异常升高，从而损坏变压器。
因此，需要进行欠压保护。
欠压保护装置通常采用电压互感器检测输入电压，并通过保护继电器等装置实现欠压保护。
二、变压器保护配置变压器保护装置应按照变压器及其用途来确定配置方案。
变压器通常采用机械继电器、数字化继电器、微处理器等不同类型的保护装置。
1. 机械继电器保护机械继电器保护装置是一种传统的设备保护方案，通常用于小型变压器的保护。
它具有工作可靠、升级容易、操作简单等优点，但不支持远程通信，难以实现自动化和故障诊断。
2. 数字化继电器保护数字化继电器保护装置是一种新型设备保护方案，通常用于大型变压器的保护。
第五讲变压器保护
二、变压器主要保护基本工作原理
（一）变压器瓦斯保护
1）瓦斯保护的工作原理：
当变压器内部故障时，故障点的局部高温将使变压器油温升高， 体积膨胀，甚至出现沸腾，油内空气被排出而形成上升汽泡。若 故障点产生电弧，则变压器油和绝缘材料将分解出大量气体。这 些气体自油箱流向油枕上部，故障越严重，产生的气体越多，流 向油枕的气流速度越快，甚至气流中还夹杂着变压器油。利用上 述气体来实现的保护，称为瓦斯保护。
IA2
A相差动元件
...
IAn
IB1
...
IB2
B相差动元件
IBn
IC1
IC2
C相差动元件
...
ICn
A相涌流判别
B相涌流判别
C相涌流判别
A相差动速断元件
B相差动速断元件
+
+
C相差动速断元件
TA断线
信号
&
+
信号
+ 出口
下图为分相制动原理纵差保护框图
A相差动速断元件
B相差动速断元件
+
U ab＜ Ul U bc＜ Ul U ca＜ Ul
Ia ＞Ig Ib ＞ Ig
+
+
0 t0
信号
t1 出口
&
信号
t2
出口
Ic ＞ Ig
3） 复合电压过流保护
若低电压启动的过电流保护的低电压继电器灵敏系数不满足要 求时，为提高不对称短路时电压元件的灵敏度，可采用复合电 压启动的过电流保护。其原理接线如图所示。用于升压变压器 和灵敏度不够的降压变压器。
1）过电流保护
变压器继电保护配置与动作原理
变压器继电保护配置与动作原理引言变压器作为电力系统中不可或缺的一部分，其在输电、变电、配电等方面起着至关重要的作用。
然而，变压器在运行过程中会受到各种因素的影响，如电气故障、机械故障等，这些因素可能会导致变压器损坏，进而对电力系统的安全稳定造成威胁。
为了保证变压器的安全稳定运行，需要通过继电保护来实现对变压器的保护，及时检测并切除故障，保证变压器运行的可靠性。
本文将介绍变压器继电保护的配置及其动作原理。
首先，我们将介绍变压器的工作原理及其故障类型。
然后，我们将介绍变压器继电保护的基本原理和分类。
最后，我们将介绍具体的继电保护配置及其动作原理。
变压器的工作原理及故障类型变压器主要通过磁性耦合的方式将电压、电流进行转换。
在变压器运行过程中，可能会发生多种故障，例如：•短路故障：包括电压短路和电流短路，其中电压短路又分为一次侧电压短路和二次侧电压短路。
短路故障会导致变压器电气绝缘破坏、绕组发热、局部短路等问题。
如果不及时处理，可能会导致变压器烧毁。
•感应过电压故障：由于一侧线路突然性地断开或者负荷突然减少，导致一侧感应电动势增大，使另一侧绕组中产生过电压，导致变压器及其所接负荷发生过电压损坏。
•过载故障：如果变压器长时间过载，会导致绕组发热，绝缘老化等问题，严重的可能导致变压器损坏。
继电保护的基本原理和分类继电保护的基本原理是利用变压器中的各种量，如电流、电压等，来检测变压器的故障，一旦发现故障便切断电路，以保护变压器。
继电保护按照其原理可分为电磁式、静电式、微机式等。
按照其作用位置可分为一次侧保护、二次侧保护，还可以按照所测量的物理量将继电保护分为电流保护、电压保护、差动保护、零序保护等。
在变压器继电保护中，常用的保护包括过流保护、差动保护、感应过电压保护等。
过流保护过流保护是一种常见的变压器继电保护方式，它通过检测变压器中的电流大小来判断是否发生故障，并进行及时的切除。
过流保护常用于保护变压器二次侧。
变压器保护相关知识培训讲解
四、变压器保护的基本原理
四、变压器保护的基本原理
四、变压器保护的基本原理
四、变压器保护的基本原理
四、变压器保护的基本原理
四、变压器保护的基本原理
四、变压器保护的基本原理
四、变压器保护的基本原理
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变压器保护相关知识培训讲解
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1
变压器简介
目录
2 变压器的故障类型
2
3 不正常运行情况
4 4 变压器保护配置
8 5 变压器保护的基本原理
一、变压器简介
变压器是传输电能而不改变其频率的静止的电 能转换器。
一、变压器简介
1、按功能分： 电力变压器按功能分，有升压变压
器和降压变压器两大类。
2、按容量分：有R8容量（R8≈1.33倍数递增）系列
和R10容量（R10 ≈ 1.26倍数递增）系列两大类。
3、按相数分：有单相和三相两大类。 4、按调压方式分：有无载调压（又称无励磁调压）
和有载调压两大类。
5、按绕组结构分：有单绕组自耦变压器、双绕组
变压器、三绕组变压器。
6、按冷却方式分类：有油浸自冷式、油浸风冷式、
油浸水冷式和强迫油循环冷却式等。
一、变压器简介
一、变压器简介
部分部件
呼吸器（5KG）
瓦斯继电器及其取气盒
一、变压器简介
部分部件
瓦斯继电器端子接线器
无载调压装置
变压器保护原理介绍
变压器的故障和保护配置
•
变压器是一种静止电器，它把一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的交流
电能。
绕组的相间短路
绕线的匝间短路
绕组引线与外壳发生
单相接地短路
铁芯烧损
引出线间的各相间短路故障
引出线单相接地故障
过电流；
过负荷；
油面降低；
过励磁
其它
绕组的相间短路
I
2
K
100
%
K
5
Z
2
I
1
K
五次谐波制动比
5
Z
I
基波电流
1
I
五次谐波电流
5
K
五次谐
值
波制动比
5
• 什么情况下会出现励磁涌流？如何消除？
2．由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流
由于变压器常常采用Y,dll 的接
线方式, 因此, 其两侧电流的相位差
30º。此时，如果两侧的电流互感
3.变压器纵差动保护的基本元件
• （1）装置启动元件
• （2）比率制动式差动保护元件
• （3）差动速断保护元件
• （4）励磁涌流判别元件
• （ 5 ） TA 断 线 闭 锁 元 件
• （6）其它
(2)比率制动式纵差动保护
比率制动式纵差动保护的动作值随着外部短路
电流的增大而自动增大。灵敏可靠，优点显著，
成的油面降低，同时还反应开
焊故障
纵差保护或电
流速断保护
电力变压器继电保护设计方案
电力变压器继电保护设计方案电力变压器是电力系统中重要的设备之一，经常被用作输电和配电系统中的变换器。
由于电力变压器的故障会对整个电力系统产生严重影响，因此必须采取必要的保护措施，保障电力系统的稳定性和可靠性。
本文介绍电力变压器继电保护的设计方案，着重介绍继电保护原理和保护配置。
一、继电保护原理电力变压器继电保护一般采用电流互感器整流式保护。
电流互感器将变压器通路中的电流变为与它成比例的小电流，接入继电器中进行处理。
继电器通过比对电流大小和相位差等参数来判断电力变压器内部是否存在故障，如短路、接地等故障。
当发生故障时，继电器将发送开关信号给断路器，切断电力变压器的供电，保护电力系统的安全稳定运行。
二、保护配置电力变压器的保护配置根据其不同型号和规格有所不同，但通常包括以下保护。
1. 过流保护过流保护是电力变压器最基本的保护之一。
当电力变压器通路中的电流超出额定电流值时，其可能会引起故障，如短路和接地等。
过流保护采用不同的越限电流值来判断电力变压器是否发生故障。
过电压保护是指当电力变压器出现过电压时，通过继电器的动作来保护设备。
过电压保护通常采用电压比率继电器，对比变压器的一次和二次侧电压，当二次侧电压过高时，继电器动作，切断断路器，保护电力变压器及其周边设备。
3. 低压保护低压保护是用来检查电力变压器一次侧的电压是否低于额定电压的保护措施。
当电力变压器一次侧电压低于设定值，继电器将会动作，发送开关信号，使断路器切断供电。
4. 短路保护5. 零序保护零序保护是用来检测电力变压器周边设备的相对接地。
当电力变压器周边设备出现接地故障时，电流会通过地线回到中性点，形成零序电流。
零序保护采用电流互感器接入继电器，当检测到零序电流超过设定值时，继电器将动作，切断电力变压器供电，以保护电力系统的稳定性。
三、总结电力变压器是电力系统中最核心的设备之一，其保护显得尤为重要。
电力变压器继电保护采用电流互感器整流式保护，采用过流、过电压、低压、短路、零序保护等多种方式，以确保电力系统的安全稳定运行。
简述电力变压器保护配置
电力变压器保护配置1. 介绍电力变压器是电力系统中非常重要的设备，用来变换电压级别以便传输电能。
为了保证变压器的正常运行，必须配置适当的保护装置来提供对各种故障和异常情况的保护。
本文将介绍电力变压器保护装置的配置方法和相关技术。
2. 保护装置的种类电力变压器保护装置主要包括电流保护、电压保护、温度保护、油位保护等。
下面将分别介绍各种保护装置的配置方法和工作原理。
2.1 电流保护电流保护用于检测电流异常情况，例如短路故障或过载情况。
常用的电流保护装置有电流互感器和电流继电器。
配置电流保护时，需要根据变压器的额定电流和工作条件选择合适大小的电流互感器，并设置适当的电流保护参数。
2.2 电压保护电压保护主要用于检测电压异常情况，例如电压偏低或电压偏高。
常用的电压保护装置有电压互感器和电压继电器。
配置电压保护时，需要考虑变压器的额定电压和运行条件，并设置适当的电压保护参数。
2.3 温度保护温度保护用于检测变压器的温度异常情况，例如过热和过冷。
常用的温度保护装置有温度传感器和温度继电器。
配置温度保护时，需要根据变压器的额定温度和工作条件选择合适的温度传感器，并设置适当的温度保护参数。
2.4 油位保护油位保护用于检测变压器的油位异常情况，例如油位过高或油位过低。
常用的油位保护装置有油位传感器和油位继电器。
配置油位保护时，需要根据变压器的油位范围选择合适的油位传感器，并设置适当的油位保护参数。
3. 保护参数的设置为了确保变压器保护装置能够对各种故障和异常情况做出准确的判断和响应，需要设置适当的保护参数。
以下是常用的保护参数和设置方法：3.1 电流保护参数的设置•过流保护参数：根据变压器的额定电流和工作条件，设置过流保护的动作电流和延时时间。
•短路保护参数：根据变压器的额定电流和短路电流特性，设置短路保护的动作电流和延时时间。
3.2 电压保护参数的设置•低压保护参数：根据变压器的额定电压和工作条件，设置低压保护的动作电压和延时时间。
变压器保护配置及运行规定详细讲解
变压器保护配置及运行规定详细讲解变压器保护是保障变压器正常运行和延长其使用寿命的重要手段之一、变压器保护配置及运行规定涉及到多个方面，包括保护原理、保护装置的选择和设置、保护参数的设定和调整等。
下面将详细讲解变压器保护配置及运行规定。
1.保护原理变压器的常见故障有过电压、过电流、短路、漏电等。
为了有效地防止和限制这些故障对变压器造成的损害，变压器保护主要采用继电保护原理。
继电保护可分为电流保护、电压保护、差动保护、绝缘保护、过温保护等。
2.保护装置的选择和设置（1）电流保护装置：变压器电流保护装置是最基本的保护装置。
常见的电流保护装置有熔断器、断路器、电流继电器等。
根据变压器的额定电流和故障电流的大小，选择合适的电流保护装置，并根据装置的特性进行合理的设置和调整。
（2）电压保护装置：变压器电压保护装置主要用于检测变压器的过电压和欠电压情况。
常见的电压保护装置有电压继电器、电压过滤器等。
通过设置合理的过电压和欠电压保护参数，可有效地保护变压器。
（3）差动保护装置：差动保护装置用于检测变压器的短路故障。
常见的差动保护装置有电流差动继电器、比率差动继电器等。
差动保护装置通常需要配合电流互感器和电压互感器来实现。
（4）绝缘保护装置：绝缘保护装置主要用于检测变压器的绝缘状态。
常见的绝缘保护装置有绝缘监测仪、绝缘电阻测试仪等。
绝缘保护装置可通过设置绝缘电阻阈值和回路电流阈值等参数来实现。
（5）过温保护装置：过温保护装置主要用于检测变压器的温度。
常见的过温保护装置有温度继电器、温度传感器等。
通过设置合理的温度保护参数，可及时发现变压器的过温情况。
3.保护参数的设定和调整保护参数的设定和调整是变压器保护配置的关键环节。
保护参数的设定应根据变压器的额定参数、运行条件和保护要求等因素综合考虑。
一般来说，保护参数的设定应满足以下原则：（1）设定值的选择要合理，既要满足保护的快速可靠性要求，又要避免误动作。
（2）设定值应考虑变压器的额定容量、短路能力和运行状态等因素。
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端子排
电流电压回路
直流回路
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。
工厂
居民区
~ 发电机
升压变
隔离开关 断路器
220kV母线 高压输电线路
发电厂一次设备简图
系统介绍
配电线路 10kV母线 #1变压器
220kV变电站一次设备简图
电流互感器 #1变高压侧开关
220kV母线
220kV母线电压互感器
变压器
绝缘套管
油浸式变压器结构
储油柜
散热器
铁芯
油箱
绕组
主变二次回路简述
和线路故障的保护。
继电保护和安全自动装置技术规程 （GB/T 14285-2006）
• 4.1.1.2 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。 • a）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。 • b）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
U·A U·B U·C
U·A U·B U·C
XY Z
XYZ
·AUABB C
U·A U·B U·C
X YZ
•
•
•
U AB U A U B
•
•
•
U BC U B U C
•
•
•
U CA U C U A
•
•
U AB U B
•
•
U BC U C
•
•
U CA U A
•
•
U AB U A
•
•
U BC U B
护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现的保护。
继电保护和安全自动装置技术规程 （GB/T 14285-2006）
• 4.1.1.4 异常运行保护 • 异常运行保护是反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。
变压器的联结组别
（一）变压器的端头标号
绕组 单相变压器 名称 首端 末端
高压 绕组
U1
V
.
.
EV
EW
U
.
W
EU
变压器的联结组别
③同名端的判断
同名端是指一、二次侧绕组相电动势间的极
性关系，用“.”标记。极性相同时为同名端，
U 对应相电势同向。
反之为非同名端，
.
对应相电势反向。
EU .
Eu
u
.
EU
.
Eu
变压器的联结组别
④作向量图判定组别号
U VW u vw
V
.
EUV v
. EV
.
Euv .
继电保护和安全自动装置技术规程 （GB/T 14285-2006）
• 4.1.1 电力系统中的电力设备和线路，应装设短路故障和异常运行的保护装置。 电力设备和线路短路故障应有主保护和后备保护，必要时可增设辅助保护。
• 4.1.1.1 主保护 • 主保护是满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备
V
.
EU
U
. EV
. Ew
W
变压器的联结组别
对于星型连接，逆相序时，做向量 图依然按照顺时针方向画图。
WVU
V
. EV
. Ew
W
.
EU
U
变压器的联结组别
对于三角型连接U、V、W为顺向序， U V W 做向量图是按照顺时针方向画图。
V
.
.
EU
EV
U
.
W
Ew
变压器的联结组别
UVW
对于三角型连接为逆向序时，做向 量图是按照逆时针方向画图。
•
•
U CA U C
•
•
•
•
•
•
U A U AX ,U B U BY ,U C U CZ
变压器的联结组别
4、联结组别号的判定方法
（1）时钟6 5
将一次侧线电势的向量作为 时钟的分针，始终指向12 （0）点；二次侧线电势的 向量作为时钟的时针，它所 指的钟点即为变压器的联结 组别号。
（四）三相变压器的联结组别
1、联结组别的定义 按一、二次侧线电势的相位关系,把变压器绕组 的连接分成各种不同的组合,称为绕组的联结组。
2、联结组别的表达形式 在三相变压器中，对于一次绕组或二次绕组， 主要采用星型和三角形两种联结形式。
变压器的联结组别
3、三相电压的关系
· A UABB C
·AUABB C
220kV母线
保
交流回路 护
A
控制回路 柜 信号回路
直流回路
保
护 B
测控
计量 直流电源
柜
10kV母线
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
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
500kV变压器保护柜
空气开关
钟表上时间的确定是由分 针和时针在顺时针方向的 夹角确定的。
变压器的联结组别
（2）判定的步骤
①绕组的连接形式
U VW
各相绕组末端连接在一起，首端 引出为星型连接。
U VW
各相绕组首、末端依次连接在一 起形成回路，首端引出为三角形 连接。
变压器的联结组别
②相序的判定
U VW
对于星型连接U、V、W为顺向序， 做向量图是按照顺时针方向画图。
U2
低压 绕组
u1
u2
三相变压器
首端
末端
U1、V1、W1 U2、V2、W2
u1、v1、w1 u2、v2、w2
中性 点
N
n
中压 绕组
U1m
U2m
U1m、V1m、 W1m
U2m、V2m、 W2m
Nm
变压器的联结组别
（二）单相变压器的同名端（同极性端）
绕在同一个铁心柱上、交链同一个磁通的高压与低压绕组，在任意瞬间极 性相同的端点。
变压器的联结组别
（三）单相变压器的极性
U1 * U1 * U1
U1
U1 * U1*
U2
U2
u1 *
u2
u2
u1
U2
*
一、二次绕组的同极
性端同标志时，一、
二次绕组的电动势同
相位。
u1 U2
U2
u2 * u1
U2 u2
u2
u1
u2
u1
*
一、二次绕组的同极
性端异标志时，一、
二次绕组的电动势反
相位。
变压器的联结组别
.
EU
. Ew
U u Eu
w
W
组别号为：Y,y0
变压器的联结组别
U VW w
V
.
EUV
. EV
. Eu
U u
. Euv
v
.
EU
. Ew
180° W
组别号为：Y,y6
变压器的联结组别
U VW
V
.
EUV
. Eu
30°
v.
EU
U
u
W
w
组别号为：Y,d1
变压器的联结组别
变压器保护原理与配置
变压器保护
主目录
概述
差动保护
后备保护
非电气量 保护
原理与配置
概述
一 变压器的基本知识及接线组别 二 变压器故障及不正常运行方式 三 变压器保护配置
核电厂
水电厂
火电厂
变电站
电气铁路
500kV 500
输电线路
风电
枢纽变电所
地区变电所 110k11V0
配电线路
居民
10kV
配电变电所