接地变压器的电流保护
第六节 变压器的零序电流保护
二、变电所多台变压器的零序电流保护每台变压器都装有同样的零序电流保护，它是由电流元件和电压元件两部分组成。
正常时零序电流及零序电压很小，零序电流继电器及零序电压继电器皆不动作，不会发出跳闸脉冲。
发生接地故障时，出现零序电流及零序电压，当它们大于起动值后，零序电流继电器及零序电压继电器皆动作。
电流继电器起动后，常开触点闭合，起动时间继电器KT1。
时间继电器的瞬动触点闭合，给小母线A接通正电源，将正电源送至中性点不接地变压器的零序电流保护。
不接地的变压器零序电流保护的零序电流继电器不会动作，常闭触点闭合。
小母线A的正电源经零序电压继电器的常开触点、零序电流继电器的常闭触点起动有较短延时的时间继电器KT2经较短时限首先切除中性点不接地的变压器。
若接地故障消失，零序电流消失，则接地变压器的零序电流保护的零序电流继电器返回，保护复归。
若接地故障没有消失，接地点在接地变压器处，零序电流继电器不返回，时间继电器KT1一直在起动状态，经过较长的延时KT1跳开中性点接地的变压器。
零序电流保护的整定计算：动作电流：(1)与被保护侧母线引出线零序电流第三段保护在灵敏度上相配合，所以(2)与中性点不接地变压器零序电压元件在灵敏度上相配合，以保证零序电压元件的灵敏度高于零序电流元件的灵敏度。
设零序电压元件的动作电压为U dz.0，则U dz.0=3I0X0.T零序电流元件的动作电流为动作电压整定：按躲开正常运行时的最大不平衡零序电压进行整定。
根据经验，零序电压继电器的动作电压一般为5V。
当电压互感器的变比为nTV时，电压继电器的一次动作电压为U dz.0=5n TV变压器零序电流保护作为后备保护，其动作时限应比线路零序电流保护第三段动作时限长一个时限阶段。
即灵敏度校验：按保证远后备灵敏度满足要求进行校验返回第二节微机保护的硬件框图简介微机保护硬件示意框图如下图所示。
一、电压形成回路微机保护要从被保护的电力线路或设备的电流互感器、电压互感器或其他变换器上取得信息，但这些互感器的二次数值、输入范围对典型的微机电路却不适用，故需要降低和变换。
配电变压器低压侧单相接地短路故障的过电流保护
配 电变压器低医侯｝ ｊ单相接地短路故）
产 品 与 应 用 ｔ
配 电变压 器低压 侧 单相 接地短 路故 障的过 电流保 护
林 双喜 ，徐 文兴 （１ 武汉化 工学院 自动 化 系，湖北 武汉 ４ ３ ０ ０７４；２ 武汉化 工设 计研 究院 ，湖 北 武汉 ４ ３ ０ ０７４）
关键 词： 配 电变压器；单相接地短路；过 电流保 护；对称 分量法；动作整定 电流；灵敏系数 中图分类号 ：ＴＭ４２１ 文献标识码 ：Ｂ 文章编号 ：１００７—３１７５一（２００６）０４—００１９—０４
Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｏｖｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｆ Ｓｉｎｇｌｅ—ｐｈａｓｅ Ｇｒｏｕｎｄ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｉｄｅ ｏｆ Ｉ’ｒａｎｓｆｏｒｍ ｅｒ ｉｎ Ｐｏｗｅｒ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｔｈｅ １０／０．４ ｋＶ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｉｎ ｐｏｗｅｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｙ ｙｎ０ ａｎｄ Ｄ，ｙｎ ｌ １ ｌｉｎｋ ｇｒｏｕｐ ｗｈｉｃｈ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｏｖｅｒ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｉｄｅ ａｃｔｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ—ｐｈａｓｅ ｇｒｏｕｎｄ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｌｏｗ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｉｄｅ ｃｏｎｃｕｒｅｎｔｌｙ， ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎ ｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｎ ｌｏｗ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｉｄｅ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｉｄｅ ｏｆ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ，ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ｒｅｌａｙ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ｍｕｔｕａｌ ｄｅｖｉｃｅ，ｔｈｅ ｓｅｔｔｉｎｇ ｃｕｒｅｎｔ ｉｎ ｒｅｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ’ｓ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｅｖｅｎｔｕａｌｌｙ，ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．
变压器中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护的构成及工作原理
变压器中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护的构成及工作原理(2007-01-07 22:41:40)转载▼分类：工作目前大电流接地系统普遍采用分级绝缘的变压器，当变电站有两台及以上的分级绝缘的变压器并列运行时，通常只考虑一部分变压器中性点接地，而另一部分变压器的中性点则经间隙接地运行，以防止故障过程中所产生的过电压破坏变压器的绝缘。
为保证接地点数目的稳定，当接地变压器退出运行时，应将经间隙接地的变压器转为接地运行。
由此可见并列运行的分级绝缘的变压器同时存在接地和经间隙接地两种运行方式。
为此应配置中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护。
这两种保护的原理接线如图23所示中性点直接接地零序电流保护：中性点直接接地零序电流保护一般分为两段，第一段由电流继电器1、时间继电器2、信号继电器3及压板4组成，其定值与出线的接地保护第一段相配合，0.5s切母联断路器。
第二段由电流继电器5、时间继电器6、信号继电器7和8压板9和10等元件组成，。
定值与出线接地保护的最后一段相配合，以短延时切除母联断路器及主变压器高压侧断路器，长延时切除主变压器三侧断路器。
中性点间隙接地保护：当变电站的母线或线路发生接地短路，若故障元件的保护拒动，则中性点接地变压器的零序电流保护动作将母联断路器断开，如故障点在中性点经间隙接地的变压器所在的系统中，此局部系统变成中性点不接地系统，此时中性点的电位将升至相电压，分级绝缘变压器的绝缘会遭到破坏，中性点间隙接地保护的任务就是在中性点电压升高至危及中性点绝缘之前，可靠地将变压器切除，以保证变压器的绝缘不受破坏。
间隙接地保护包括零序电流保护和零序过电压保护，两种保护互为备用。
零序电流保护由电流继电器12、时间继电器13、信号继电器14和压板15组成。
一次启动电流通常取100A 左右，时间取0.5s。
110kV变压器中性点放电间隙长度根据其绝缘可取115~ 158mm ，击穿电压可取63kV（有效值）。
接地变压器的原理及作用
接地变压器的原理及作用
接地变压器是一种用于系统接地的设备，其主要作用是将系统中的接地电流引入地下，以保护设备和人员免受电击的危害。
接地变压器的原理和作用对于电力系统的安全运行至关重要，下面我们就来详细了解一下接地变压器的原理及作用。
首先，接地变压器的原理是利用变压器的工作原理，将系统中的接地电流引入地下。
在电力系统中，接地变压器一般是通过将中性点接地，将系统中的接地电流引入地下，以保护设备和人员免受电击的危害。
接地变压器通常由高压绕组、低压绕组和中性点接地装置组成。
当系统中出现接地故障时，接地变压器可以将接地电流引入地下，防止电流漫射，保护设备和人员的安全。
其次，接地变压器的作用主要是用于系统接地。
在电力系统中，接地变压器可以有效地将系统中的接地电流引入地下，防止电流漫射，保护设备和人员的安全。
此外，接地变压器还可以提高系统的绝缘水平，减小系统的接地电阻，提高系统的运行可靠性。
因此，接地变压器在电力系统中起着非常重要的作用。
总的来说，接地变压器的原理是利用变压器的工作原理，将系统中的接地电流引入地下，以保护设备和人员免受电击的危害；接地变压器的作用主要是用于系统接地，可以有效地将系统中的接地电流引入地下，防止电流漫射，保护设备和人员的安全，提高系统的绝缘水平，减小系统的接地电阻，提高系统的运行可靠性。
综上所述，接地变压器的原理和作用对于电力系统的安全运行至关重要。
通过对接地变压器的原理及作用的了解，可以更好地保护电力系统的安全运行，保障设备和人员的安全。
希望本文的内容能够对大家有所帮助，谢谢阅读！。
用于变压器接地保护的电流互感器的正确安装_田秉忠
6 k V
时
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,
单 相 接 地 电流 经 电 流 互 感 器
,
二 次 侧 感应
电流 使继 电器 动 作
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接通 掉 闸 回 路 达 到 保 护 目
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下期 要 目
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石 油化 工 工 程 焊接 技 术 的 现 状 和 发 展 趋
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盐 碱 地 区 交 联 电缆 敷 设方 式 的 探 讨
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长输 管 道 的 电热 解凝 项 目法 施 工 在 工 程 上的 应 用
用 纤 维 素 外 加 剂 配 制 新 型 水 中硷 的 研 究
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射线 照 相 的 几 何 因 素
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期
石
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工
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建
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用 于 变压 器接 地 保 护 的 电 流 互 感 器 的 正 确 安 装
田秉 忠
中石 化 总 公 司 鞍 山 炼油 厂
厂 用 变压器 低 压 侧为 三 相 四 线 制 系统 在 变 压器 低压 侧 零 线 中装 设 电 流 互 感 器
压 侧 发 生 单 相 接 地时 使 继电 器动作
接地变压器的电流保护
接地变压器的保护一．电流速断保护：作为电源侧绕组和电流侧套管及引出线路故障的主要保护。
电源侧为中性点直接接地系统时，保护采用完全星形接线方式，电源侧为中性点不接地或经消弧线圈接地时，则采用两相不完全星形接线。
A．电流速断保护的起动电流按躲开励磁涌流；同时确保变压器一次侧短路时可以有效跳闸，（也必须确保消弧线圈短路时回路变成直接接地）即Idz,j=（Kjx/ Kk）*Idz,maxKk:可靠系数，（取1.2－1.3，DL电磁式取1.2，GL感应取1.3）Kjx:接线系数，取1(按CT的接线方式，1或√3或2)Idz,max=一次容量/（√3Ue×Uk）（ Uk一般为4%，是一次的Uk）=Pe/（√3Ue×Uk）=Ie/Uk （带所用变时标有的二次短路阻抗不能用）=Ie/（Zo*Ie/Ue）=Ue/Zo （标有零序阻抗）= Ue/（Zt+Zs）（Zt:接地变的每相Xo,Zs系统每相的Xo）注：1。
阻抗包括零序阻抗Zt和系统阻抗Zs，Zs=UN2/S 系统阻抗，每相欧姆（当Zs≤0.05Zt时，Zs可以忽略不计）系统短路表观容量如下表(GB1094.5-1985)为了有利于电力系统的运行，建议接地变零序阻抗计算按下式进行6、10KV Zs=4％×UN2/SN（UN系统额定电压，SN接地变容量）35KV Zs=6.5％×UN2/SNUk：为一次的短路阻抗，不是出厂报告上标的二次的阻抗，一般系统设计要求按4%左右进行设计，实际产品一般做到2-3%。
2．可靠系数还是除（1.2）比较合适，希望保护范围比较大，能包括整个变压器。
3．关于接线系数Kjx：（大部分为AC相接CT）对于两不完全星形接法、三相星形接法为1两相电流差时：可能为√3（正常运行或三相短路），AB、BC短路为1，AC 相短路为2B．电流速断保护电流的起动电流还应躲开变压器空载合闸的励磁涌流。
Idz,e=(3-5)Ie,b=4×Ie,b（Ie,b为一次额定电流）C．接地变进线处要有两倍灵敏度：二．接地变压器的励磁涌流当接地变压器空载投入、带消弧线圈投入、外部故障切除后电压恢复、系统的过度过程或状态改变时，可能出现数值很大的励磁涌流。
变压器中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护的构成
变压器中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护的构成目前大电流接地系统普遍采用分级绝缘的变压器，当变电站有两台及以上的分级绝缘的变压器并列运行时，通常只考虑一部分变压器中性点接地，而另一部分变压器的中性点则经间隙接地运行，以防止故障过程中所产生的过电压破坏变压器的绝缘。
为保证接地点数目的稳定，当接地变压器退出运行时，应将经间隙接地的变压器转为接地运行。
由此可见并列运行的分级绝缘的变压器同时存在接地和经间隙接地两种运行方式。
为此应配置中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护。
这两种保护的原理接线如图E-127所示中性点直接接地零序电流保护：中性点直接接地零序电流保护一般分为两段，第一段由电流继电器1、时间继电器2、信号继电器3及压板4组成，其定值与出线的接地保护第一段相配合，0.5s切母联断路器。
第二段由电流继电器5、时间继电器6、信号继电器7和8压板9和10等元件组成，。
定值与出线接地保护的最后一段相配合，以短延时切除母联断路器及主变压器高压侧断路器，长延时切除主变压器三侧断路器。
中性点间隙接地保护：当变电站的母线或线路发生接地短路，若故障元件的保护拒动，则中性点接地变压器的零序电流保护动作将母联断路器断开，如故障点在中性点经间隙接地的变压器所在的系统中，此局部系统变成中性点不接地系统，此时中性点的电位将升至相电压，分级绝缘变压器的绝缘会遭到破坏，中性点间隙接地保护的任务就是在中性点电压升高至危及中性点绝缘之前，可靠地将变压器切除，以保证变压器的绝缘不受破坏。
间隙接地保护包括零序电流保护和零序过电压保护，两种保护互为备用。
零序电流保护由电流继电器12、时间继电器13、信号继电器14和压板15组成。
一次启动电流通常取100A左右，时间取0.5s。
110kV变压器中性点放电间隙长度根据其绝缘可取115~158mm，击穿电压可取63kV（有效值）。
当中性点电压超过击穿电压（还没有达到危及变压器中性点绝缘的电压）时，间隙击穿，中性点有零序电流通过，保护启动后，经0.5s延时切变压器三侧断路器。
变压器的零序电流保护
变压器的零序电流保护、变压器间隙电流保护与变压器零序电压保护一起构成了反应零序故障分量的变压器零序保护，是变压器后备保护中的重要组成部分，同时也是整个电网接地保护中不可分割的一部分。
本文就变压器的零序电流保护的一些特点进行介绍。
2零序电流互感器安装位置对保护的影响零序电流的产生，对保护所体现的故障范围会有很大的影响(对于自耦变压器，零序电流只能由变压器断路器安装处零序电流互感器产生，本文不做讨论)。
下面按故障点的不同展开如下分析(见图1)：由上面的三种故障情况我们可以看到，变压器断路器处零序电流保护只能对安装处母线两侧的故障进行区分，变压器中性点处的零序电流保护只能对变压器高压侧与低压侧故障进行区分。
如果采用断路器处的零序电流保护，则与线路的零序保护概念上基本是相同的，只不过零序方向可以根据电流互感器的极性选择指向主变或指向母线，指向母线则保护的范围只是断路器电流互感器安装处开始，需与线路零序保护配合且范围较小；指向主变，则要同主变另一侧的出线接地保护相配合，比较麻烦。
如果采用主变中性点处的零序电流保护，则保护的范围比断路器处零序电流保护宽一些，同样根据主变中性点零序电流互感器的极性接线可以将中性点零序电流保护分为指向本侧母线或对侧母线，一般采用指向本侧母线，整定配合较清晰方便。
我局目前运行的都是主变中性点零序电流保护，断路器处零序电流保护只有在旁路断路器带主变运行时才可能碰到，但如上面提到，对于主变其他侧有出线接地保护的因为整定配合的困难，此时旁路的零序电流保护宜退出，如为了对主变引线段进行保护，也可对旁路零序电流保护段进行适当保留。
3变压器中性点电流互感器极性试验一般情况下，零序功率方向要求做带负荷测试，但对于接于变压器中性点套管电流互感器的零序保护，其极性显然是无法用电流二次回路短接人为制造零序电流来检验接线极性正确与否的，因而整组极性试验就显得极为重要。
可以利用直接励磁冲击，在电流互感器线圈二次侧产生的直流响应，用直流毫安或微安表观察指针的摆动来确定极性关系，具体做法见图2。
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接地变压器的保护
一．电流速断保护：
作为电源侧绕组和电流侧套管及引出线路故障的主要保护。
电源侧为中性点直接接地系统时，保护采用完全星形接线方式，电源侧为中性点不接地或经消弧线圈接地时，则采用两相不完全星形接线。
A．电流速断保护的起动电流按躲开励磁涌流；同时确保变压器一次侧短路时可以有效跳闸，（也必须确保消弧线圈短路时回路变成直接接地）即
I dz,j=（K jx/ K k）*I dz,max
K k:可靠系数，（取1.2－1.3，DL电磁式取1.2，GL感应取1.3）
K jx:接线系数，取1(按CT的接线方式，1或√3或2)
I dz,max=一次容量/（√3Ue×Uk）（ Uk一般为4%，是一次的Uk）
=Pe/（√3Ue×Uk）=Ie/Uk （带所用变时标有的二次短路阻抗不能用） =Ie/（Zo*Ie/Ue）=Ue/Zo （标有零序阻抗）
= Ue/（Zt+Zs）（Zt:接地变的每相Xo,Zs系统每相的Xo）注：1。
阻抗包括零序阻抗Zt和系统阻抗Zs，
Zs=U N2/S 系统阻抗，每相欧姆（当Zs≤0.05Zt时，Zs可以忽略不计）
6、10KV Zs=4％×U N2/S N（U N系统额定电压，S N接地变容量）
35KV Zs=6.5％×U N2/S N
Uk：为一次的短路阻抗，不是出厂报告上标的二次的阻抗，一般系统设计要求按4%左右进行设计，实际产品一般做到2-3%。
2．可靠系数还是除（1.2）比较合适，希望保护范围比较大，能包括整个变压器。
3．关于接线系数K jx：（大部分为AC相接CT）
对于两不完全星形接法、三相星形接法为1
两相电流差时：可能为√3（正常运行或三相短路），AB、BC短路为1，AC相
短路为2
B．电流速断保护电流的起动电流还应躲开变压器空载合闸的励磁涌流。
I dz,e=(3-5)I e,b=4×I e,b （I e,b为一次额定电流）
C．接地变进线处要有两倍灵敏度：
二．接地变压器的励磁涌流
当接地变压器空载投入、带消弧线圈投入、外部故障切除后电压恢复、系统的过度过程或状态改变时，可能出现数值很大的励磁涌流。
励磁涌流最大可达额定电流的6-8倍，同时电流中含有很大的非周期分量和高次谐波分量，其波形几乎全部偏在时间轴的一边。
励磁涌流在变压器合闸后开始瞬间衰减很快，对中小型变压器，经过05-1秒后其值已不大于
0.25-0.5Ie（Ie为额定电流）。
三．变压器的过流保护
为了反应变压器外部短路引起的过电流，并作为变压器主保护的后备变压器应装过流保护。
过流保护的动作电流应躲开变压器的最大负荷电流。
接地变本身没有负荷，主要考虑本身的额定电流，一般按最大档位的电感电流整定；接地变的过流主要包括：系统接地时、当接地变压器空载投入、带消弧线圈投入
I dz,j=K k*K jx*K gh*I e,b/（K f*K i) 过流保护
K k:可靠系数，取1.3
K jx:接线系数，取1
K gh:过负荷系数，没有二次负荷可以取1
K f:继电器返回系数，取0.85
I e,b:变压器一次电流
K i:变比
注：A。
无二次负荷，不要过负荷系数；消弧线圈是否可以当作接地变的负荷，系统突然接地时，消弧线圈是否有瞬间冲击电流，是否需要跺开，时间0.5S 是否够。
（一
般电感的冲击无大电流，但有过电压，时间常数为T=L/R）。
B．考虑接地变和消弧线圈串联后接地冲击过电压或涌流，从接地变看进去。
要考虑接地变的过电流能力，同时需要考虑响应过电流的时间曲线。
（接地时的暂态过
程或状态变化是否影响过流保护）
将短时故障电流及其容量换成持续的额定电流及容量，IEEE-C62.92.3标准作出
C t，一般
取0.5-1S。
D．现在按普通变压器考虑时，变压器主要考虑正序负序电流，而接地变主要是零序电流
解决办法：可以从定值和时间的角度给予配合。
A．过流保护可以用6倍0.5S
B．也可以用1.5－2倍1S,要考虑和主变的时间配合
四．举例说明
1．接地变为DKS1-500/10.5-50/0.4
（零序阻抗：6.64欧姆/相，二次阻抗电压2.06％）
A．速断电流：按一次侧短路的最大电流整定（Zs忽略不计）
按接地变出厂零序阻抗计算：I dz,max＝Ue/（Zt+Zs）＝912A
按接地变的零序阻抗估算：I dz,max＝Ue/（Zt+Zs）＝688A（8.8）
电流速断保护的起动电流，从安全性考虑可以取较低值688
I dz,j=K k*K jx*I dz,max=688/1.2=573A
按躲开励磁涌流的条件
I dz,e=(3-5)I e,b=4×I e,b=4*500/10.5*√3=110A〈573A，能满足要求
中性点直接接地电流:6062/（6.64/3）＝2738A>573A.
B．过流保护（一般为额定电流的1.5－2倍）
I dz,j=K k*K jx *I e,b/（K f*K i）变比暂不考虑，
=1.3*1*（500/10.5*√3）/0.85
=1.53*27.4
=42A
按6倍数据进行整定：27.4*6=165A
2．定值整定（注意CT的变比一定要正确）
速断定值：573A
过流定值：42A/1S，165A/0.5S。