主变保护

一、变压器的故障、不正常工 作状态和保护配置
（四）变电站主变保护配置示例 1、220kV兴隆站示例 本站主变保护装置 PST-1200系列保护。 主变压器保护装置是以差动保护、后备保护和瓦 斯保护为基本配置的成套变压器保护装置。保护装置 有两种不同的差动保护，设有完全相同的CPU插件， 分别完成差动保护功能，高压侧、中压侧、低压侧后 备保护功能，各种保护功能均有软件实现，瓦斯保护 有独立机箱。
2、变压器保护配置
1. 瓦斯保护 轻瓦斯（信号）和重瓦斯（跳闸）
主 保 护
针对油箱内的各种故障及油面降低。 优点：结构简单，能全面反映变压器油箱内部的各种 故障。
缺点：不能反应油箱外部的故障。 2. 纵差保护或电流速断保护
一、变压器的故障、不正常工 作状态和保护配置
（三）主变保护配置
纵差保护或电流速断 保护（根据变压器容 量选择）主要反应绕 组、套管及引出线上 的相间短路，并在一 定程度上反应绕组内 部匝间短路及中性点 接地侧的接地短路。 特点：瞬时动作切除 故障
利用开关侧CT
利用套管CT
二、变压器保护的保护范围
（二）瓦斯保护范围
瓦斯保护的保护范围是变压器油箱内部的各种故 障。
二、变压器保护的保护范围
（三）后备保护范围
1、相间后备保护。相间后备保护可分为高压侧、中压侧和低压 侧相间后备保护功能，其保护范围为变压器内部短路故障和相 应侧外部相间短路（延伸相邻母线和线路，保护的定值和动作 时间要与相邻元件的保护配合）。 高压侧、中压侧相间后备设有复合电压闭锁（低电压和负 序电压并联构成）过电流保护和方向过电流保护，复合电压闭 锁方向过电流设一段三级时限，第一级时限动作跳开本侧母联 断路器，第二级时限动作跳开本侧断路器，第三级时限动作跳 开各侧断路器；复合电压闭锁过电流设一段三级时限，第一级 时限动作跳开本侧母联断路器，第二级时限动作跳开本侧断路 器，第三级时限动作跳开各侧断路器。
一、变压器的故障、不正常工 作状态和保护配置
2、油箱外部故障
（1）绝缘套管的相间短路和接地短路； （2）引出线上的发生的相间短路和接地短路；
TA2
线路 、 变压器保护 均应当跳闸
TA2
TA2
油箱内部
一、变压器的故障、不正常工 作状态和保护配置
（二）变压器的不正常工作状态
（1）由于外部短路引起的过电流； （2）负荷长时间超过额定容量引起的过负荷； （3）油箱漏油造成的油面降低； （4）由于外加电压过高或频率降低引起的过 励磁； 对于不正常工作状态，变压器保护也必须 能够反应。发告警信号，或延时跳闸。
5
6 7 8
220KV间隙保护
110KV侧复压方向过流Ⅰ段 110KV侧复压过流 110KV侧零序方向过流Ⅰ段
变压器220KV侧中性点不接地时，投入间隙保护，当 一台主变运行时，停用间隙保护
正常运行时投入，PT失压时，停用110KV侧复压方向 过流Ⅰ段保护压板 正常运行时投入，PT失压时，不停用（负荷超过50% 时，申请停用），应立即处理PT失压 正常运行时投入，PT失压时，停用110KV侧零序方向
14
15 16 17 18 19
10KVⅡ段速段过流 差动、间隙及后备跳201开关Ⅰ
差动、间隙及后备跳201开关Ⅱ
正常运行时投入
正常运行时投入 正常运行时投入
差动、间隙及后备跳101开关、跳 正常运行时投入 014开关 重瓦斯保护：（功能压板） 变压器送电及正常运行时投入压板 瓦斯保护跳201开关Ⅰ、跳201开 关Ⅱ、跳101开关、跳014开关 正常运行时投入。当变压器加油、更换硅胶等，按规定 瓦斯需投信号时，停用瓦斯保护跳闸压板
一、变压器的故障、不正常工 作状态和保护配置
主变各保护屏保护配置表（二）
保护屏及保护型号 保护功能配臵
B屏（WBZ-500H）
包括差动保护及后备保护装臵单元。高压侧：差动 保护、高压侧相间阻抗保护、高压侧接地阻抗保护、 高压侧复压过流保护、高压侧零序过流保护、高压 侧零序方向Ⅰ段保护、高压侧零序方向Ⅱ段保护、 过激磁保护、中性点零序过流保护。中压侧：差动 保护、中压侧相间阻抗保护、中压侧接地阻抗保护、 中压侧零序过流保护、中压侧零序方向Ⅰ段保护、 中压侧零序方向Ⅱ段保护、中压侧非全相保护、中 压侧复压过流保护及公共绕组过负荷。低压侧：差 动保护、低压侧复压过流保护、低压侧速断过流保 护。三侧过负荷、PT回路异常告警等。
I-I
应用 基尔霍夫 电流定律
一、变压器的故障、不正常工 作状态和保护配置
3、外部相间短路的后备保护
延 时 跳 闸 或 发 信 号
1）过电流保护
2）复合电压起动的过流保护 3）负序电流保护和单相式低压起动的过电流保护
4）阻抗保护 4、外部接地短路的后备保护
1）零序电流保护（若中性点接地）
2）零序过电压保护、在中性点装放电间隙加零序电流 保护 5、过负荷保护 6、过励磁保护
一、变压器的故障、不正常工 作状态和保护配置
（四）变电站主变保护配置示例 2、500kV泰山站示例 #2、#3号主变保护采用南京自动化设备总厂生产 的WBZ—500H微机型变压器保护装置。整套装置由三 个独立单元组成：主保护单元、后备保护单元、非电 量保护单元。 主保护包括：差动保护、分差保护、瓦斯保护。 后备保护包括：过激磁保护、相间阻抗保护、复 合电压闭锁过流保护、零序电流保护、过负荷保护。 非电量保护包括：本体（轻、重）瓦斯保护、冷 却器全停保护、压力释放保护、油温高报警保护、绕 组温度高报警保护、油位异常保护。
二、变压器保护的保护范围
（三）后备保护范围
低压侧相间后备保护设有复合电压闭锁过电流保 护（或过电流保护），该保护设一段三级时限，第一 级时限动作跳开本侧分段断路器，第二级时限动作跳 开本侧断路器，第三级时限动作跳开各侧断路器 高压、中压、低压三侧的复合电压均取三侧电压并 联，并可通过压板（控制字）投入或退出其中任何一 侧复合电压。高（中）压侧复合电压闭锁方向过电流 保护中，方向元件电压引自本侧。
一、变压器的故障、不正常工 作状态和保护配置
1——瓦斯保护 2——第一纵差保护（二次谐波制动原 理） 4、5、6——高、中、低压侧的复合电 压启动的过电流保护 7——高压侧的零序电流电压保护 8——中压侧的零序电流保护 9、10、11——高、中、低压侧的过负 荷保护 12——其他非电量保护
3——第二纵差保护（间断角鉴别原理）
一、变压器的故障、不正常工 作状态和保护配置
分析与思考
1、电力变压器可能发生的故障和不正常运行 状态有哪些？ 2、电力变压器应该装设哪些保护？
二、变压器保护的保护范围
（一）差动保护范围
保护范围：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。 动作特性：瞬时跳三侧开关 (0 S动作)
变压器保护
1 2 3 4
变压器的故障、不正常工作状态和保护配置
变压6
变压器保护运行注意事项
变压器保护的异常处理
一、变压器的故障、不正常工 作状态和保护配置
（一）变压器的故障 1、油箱内部故障 （1）变压器绕组相间短路 ； （2）变压器绕组匝间短路 ； （3）变压器绕组接地短路 变压器油箱内部故障产生较 大的短路电流，不仅会烧坏变 压器绕组和铁心，而且由于绝 缘油汽化，可能引起变压器爆 炸
3.瓦斯保护的工作原理
当变压器内部发生轻微故障时，有轻瓦斯产生，气体继电器KG的 上触点（KG1）闭合，作用于预告信号；当发生严重故障时，重瓦 斯冲击气体继电器挡板使其下触点（KG2）闭合，经信号继电器KS 作用于中间继电器KCO，发出报警信号，同时将断路器跳闸。
三、变压器保护基本原理
（一）纵差斯保护 变压器纵差保护是按照循环电流原理构成的,即将变压 器各侧电流互感器的二次电流进行相量相加，正常运 行和区外故障时，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（若假设 变压器的电能传递为线性，则可近似地用基尔霍夫第 I 一定律表示，即 =0），此时纵联差动保护不应动作。 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 （即 I = I ,式中 I 为短路点的总电流），纵联差动保 护动作将变压器切除。
二、变压器保护的保护范围
分析与思考
指出变压器主保护和后备保护的保护范围。
三、变压器保护基本原理
（一）瓦斯保护 变压器油箱内部故障产生电弧，使绝缘物和变压 器油分解产生大量气体，根据油箱内部所产生的 气体数量和油流速度而动作的保护。
瓦斯保护的原理接线图
三、变压器保护基本原理
1.瓦斯继电器的构成及动作原理
浮子（开口杯） 接线柱
轻瓦斯
重瓦斯
阻尼弹簧
积聚气体数量 250mL—350mL
油流冲向油枕的 速度 1.0— 1.2m/s
发信号 跳闸
挡板
有载调压瓦斯只是保护的对象和安装
位臵不同，原理与本体瓦斯一致。
磁铁
瓦斯继电器外形图干簧接点
三、变压器保护基本原理
2.瓦斯保护的定值整定
轻瓦斯定值一般为：250mL—350mL（积聚气体数量 ），若轻瓦斯 不满足要求，可以调节开口杯背后的重锤改变开口杯的平衡来满 足需求。 重瓦斯定值一般为：1.0—1.2m/s（油速整定） ，若重瓦斯不满 足要求，可以通过调节指针弹簧改变档板的强度来满足需求。
一、变压器的故障、不正常工 作状态和保护配置
主变各保护屏保护配置表（三）
保护屏及保护型号 C屏（WBZ-500H）
保护功能配臵
包括分差保护、非电量保护。分差保护： 三侧差动保护、TA断线闭锁差动保护、过 负荷告警。非电量保护：本体轻瓦斯保护、 本体重瓦斯保护、冷却器全停保护、压力 释放保护、油温高报警保护、绕组温度高 报警保护、油位异常保护。
一、变压器的故障、不正常工 作状态和保护配置