第六章变压器继电保护
电力变压器继电保护
电力变压器继电保护电力变压器是电力系统中重要的电力设备之一，用于升降电压以及提供电力输送中途的电力支撑。
为了保护电力变压器运行安全，必须采用继电保护，它是电力系统中最重要的保护手段之一。
本文将介绍电力变压器继电保护的原理、类型、应用以及故障处理方法。
一、原理继电保护是指利用电气原理和电气器件，通过电气信号实现保护、控制、监视等功能的一种自动化保护措施。
在电力系统中，继电保护通过对电压、电流、功率、状态等参数进行监测和判断，实现对电气设备的保护。
电力变压器作为电力系统中的重要设备，需要采用多种继电保护手段进行保护。
电力变压器继电保护的原理主要有以下几个方面：1、过电流保护过电流保护是指当电力变压器发生短路、过负荷等故障时，通过对电流进行测量，对相应的故障进行保护。
通常采用电流互感器（CT）对电流进行测量，并通过电流保护装置实现对变压器的保护。
3、差动保护4、绝缘监测保护绝缘监测保护是指通过对电力变压器绝缘状态进行监测，判断绝缘状态的变化情况，实现对电力变压器的保护。
通常采用绝缘监测装置对电力变压器绝缘状态进行监测，并通过绝缘监测装置的报警信号实现对变压器的保护。
二、类型主保护是指继电保护中最基本、最重要的保护方式。
它是指对电力变压器主要运行参数进行监测和判断，如对电流、电压、功率等根据规定的保护定值进行测量和判断，从而实现对电力变压器的保护。
2、备用保护备用保护是指当主保护失效或不能正常工作时，采用备用保护来对变压器进行保护。
通常备用保护是由多个继电保护组成的，当主保护失效时，备用保护可以及时地发挥作用，对变压器进行保护。
三、应用电力变压器继电保护在电力系统中的应用非常广泛，主要是用于保护电力变压器运行的安全与稳定。
1、电力供应管理电力供应管理是电力系统中非常重要的一环，电力变压器作为输电的关键设备，必须要有可靠的继电保护装置，确保电力的稳定供应。
2、防止故障电力变压器继电保护主要用于防止电力变压器的短路、过负荷等故障，当发生故障时，继电保护可及时切断电力变压器，确保安全运行。
华北电力大学精品课程-电力系统继电保护(黄少锋教授)—变压器(6)
第六章变压器保护电力变压器是电力系统中的重要电气设备。
大容量变压器造价十分昂贵，其故障会对供电可靠性和系统的安全稳定运行带来严重的影响。
因此，应根据变压器容量和重要程度，装设性能良好、动作可靠的继电保护装置。
第一节故障类型、不正常运行状态及其保护方式（1）油箱内部故障 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。
ACBacbTA1TA1TA1TA3TA3TA3油箱内部ACBacbTA1TA1TA1TA3TA3TA3油箱内部（1）油箱内部故障 a 、变压器绕组 相间短路；ACBacbTA1TA1TA1TA3TA3TA3油箱内部（1）油箱内部故障 a 、变压器绕组 相间短路；b 、变压器绕组 匝间短路；（1）油箱内部故障a、变压器绕组相间短路；b、变压器绕组匝间短路；c、变压器绕组接地短路。
ACBacb TA1TA1TA1TA3TA3TA3油箱内部保护范围的划分A CB acbTA1TA1TA1TA3TA3TA3油箱内部TA2TA2TA2线 路 保 护 的 范 围 变压器保护的范围a 、绝缘套管的相间短路与接地短路；b 、引出线上的发生的相间短路和接地短路。
ACBacbTA1TA1TA1TA3TA3TA3油箱内部TA2TA2TA2 线路、变压器保护均应当跳闸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。
三、变压器的保护配置1. 瓦斯保护轻瓦斯（信号）和重瓦斯（跳闸）针对油箱内的各种故障及油面降低。
优点：油箱内部所有故障,有较高灵敏性。
缺点：1）动作时间较长；2）不能反应油箱外部的故障。
2.纵差保护或电流速断保护特点：瞬时动作切除故障主保护2.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。
电力变压器继电保护
电力变压器继电保护
电力变压器是输送、分配和利用电力的重要设备，其正常运行对电力系统的稳定运行具有重要意义。
电力变压器在运行过程中受到各种因素的影响，可能会出现各种故障，对电力变压器进行继电保护是确保其安全稳定运行的重要手段之一。
继电保护系统是电力系统中的重要组成部分，用于监测和保护电力设备，保障电力系统的安全运行。
电力变压器继电保护的主要任务是对电力变压器的各种故障进行检测和保护，包括短路、接地故障、过载、过压、欠压等。
通过对这些故障进行及时有效的保护，可以最大限度地减少故障对电力变压器的损害，保障电力系统的安全运行。
电力变压器的继电保护系统通常包括差动保护、过流保护、过电压保护、接地保护等多种保护功能，通过这些保护功能共同作用，可以对电力变压器进行全面的保护。
差动保护是电力变压器继电保护中最重要的一种保护方式，它利用变压器两侧电流的差值来判断变压器的内部故障。
差动保护主要是通过检测变压器两侧的电流，当两侧电流的差值超过设定值时，即判定为变压器内部出现了故障，保护动作将被触发，从而及时切断电力系统中的故障，保护变压器不受损害。
差动保护是对电力变压器内部故障进行及时有效保护的重要方式，同时也是保障电力系统安全运行的重要手段。
第六章电力变压器的继电保护
变压器接线方式为Dyn1接线，矢量匹配在Y侧
I'A
Y
Ia△
-IBY
IAY
-ICY
ICY Ic△ IBY I'C Y
-IAY
Ib△ I'B Y
如图可知Y侧匹配公式： IA= I＇AY/√3 =(IAY-IBY)/√3 IB= I＇BY/√3 =(IBY-ICY)/√3 Ic= I＇CY/√3 =(ICY-IAY)/√3 （IA IB IC为转换后的Y侧电流） 2.2.3装置显示值与通入值之间的关系（单相法试验） 高压△侧： Ia=Ia△×平衡系数 Ib=Ib△×平衡系数 Ic=Ic△×平衡系数 低压Y侧： IA=(I＇AY/√3Ie) ×平衡系数 IB=(I＇BY/√3 Ie) ×平衡系数 Ic=(I＇CY/√3 Ie) ×平衡系数
第6章 电力变压器的继电保护
6.1 电力变压器的故障类型及其保护 变压器的内部故障可分为油箱内故障 和油箱外故障两类。 内部：绕组的相间短路、匝间短路、 接地短路，以及铁芯烧毁等。 外部故障：套管和引出线上发生的 相间短路和接地短路。
不正常的运行状态：外部相间短路、接地短路 引起的相间过电流和零序过电流，负荷超过其 额定容量引起的过负荷、油箱漏油引起的油面 降低，以及过电压、过励磁等。
带负荷调压的变压器在运行中常常需要改变分接头来调电压，这样就 改变了变压器的变比．原已调整平衡的差动保护；又会出现新的不平衡电流 。 此不平衡电流采用提高动作电流来解决。
差动保护的一些基本概念
1.1差动保护CT二次极性的接线方式 CT二次极性的接线方式有180度接线和0度接线两种。
0接线，如图所示：
电力变压器在运行时，由于联接组别和 变比不同，各侧电流大小及相位也不同。 需通过数学方法对TA联接和变比进行补 偿。消除电流大小和相位差异。 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。
变压器继电保护原理(非电量保护)
变压器继电保护原理
----非电量保护
目录
变压器的非电量保护 一、 变压器非电量保护概况 二、 变压器的瓦斯保护 三、 变压器的压力释放（阀）保护 四、 变压器的压力突变保护 五、变压器的温度保护 六、 变压器的油位保护 七、 非电量保护其它问题及措施
2
一、 变压器非电量保护概况
为提高设备运行可靠性，保证设备的安全，大型电力变压器 均设置了电量和非电量保护。变压器内部故障时如果这些保护能 正确运作，及时切断电源，便限制了电能转化为热能和化学能， 也限制了油体积的剧烈膨胀及绝缘纸和绝缘油分解成气体。这样 就可以将故障控制在允许的范围内，有效保护主变，避免故障扩 大，减少损失。由于电量保护本身固有的特点，当故障在电量保 护的灵敏度或故障种类之外时，就必须依靠非电量保护来保证主 变的安全。表1是根据所反应的物理量不同划分的几种非的压力释放阀动作后，应将释放阀的机械电气信号手动复位。
17
四、变压器的压力突变保护
1、保护原理 感应特定故障下油箱内部压力的瞬时升高
，根据油箱内由于事故造成的动态压力增长来 动作的。当变压器内部发生故障，油室内压力 突然上升，当上升速度超过一定数值，压力达 到动作值时，压力开关动作，发出信号报警或 切断电源使变压器退出运行。该保护比压力释 放阀动作速度更快，但不释放内部压力。 2、设置原则
电力变压器的继电保护
电力变压器的继电保护前言电力变压器是电力系统中重要的电器设备之一，也是电能转化和传输的核心设备之一。
在长期运行中，变压器会面临各种各样的故障风险，其中一些故障甚至会导致损失极大的事故。
因此，对于变压器的保护至关重要。
而继电保护是一种重要的保护方式之一，本文将讨论电力变压器的继电保护。
继电保护概述继电保护是一种在电力系统中使用的保护技术，利用电流、电压等电气信号作为控制或触发信号，对电力系统进行监控和保护。
其目的是检测电力系统中的故障，及时确定故障位置和类型，并采取相应的措施避免故障继续扩大，从而确保电力系统的正常运行。
继电保护经过多年的发展，已经成为电力系统中重要的保护手段之一。
它具有灵敏、快速、准确、可靠的特点，大大提高了电力系统的安全性和稳定性。
同时，随着科技的不断进步，继电保护的应用领域也不断拓展，越来越多的电器设备开始采用继电保护技术。
变压器的故障与保护电力变压器作为电力系统的关键设备之一，其安全运行对于电力系统的正常运转至关重要。
变压器在长期运行中可能面临多种故障，例如：1.绕组短路；2.油变质和泄漏；3.绝缘劣化等。
当变压器发生故障时，其对电力系统的影响将是很严重的。
因此，对于变压器的保护，早期主要是采用熔断器等保护方式，但这种保护方式在检测故障时速度慢、精度低、可靠性差等问题面前显得力不从心。
随着继电保护技术的成熟和发展，变压器的保护方式也得到了极大的提升。
目前常用的变压器保护方案包括过电压保护、欠电压保护、差动保护、绕组温度计保护等。
变压器差动保护变压器差动保护是变压器保护中最常用的保护方式之一。
它可以对变压器的绝大多数故障进行保护，包括内部故障、一侧绕组与另一侧绕组之间的短路故障等。
差动保护的核心思想是比较变压器的两个绕组所流过的电流是否相等，若不相等则表示变压器内部可能存在故障。
在差动保护系统中，将电流变压器（CT）的输出作为输入，通过比较两边输入信号的大小，判断系统故障类型以及故障位置。
变压器继电保护
浅谈变压器的继电保护摘要: 继电保护是电力系统安全正常运行的重要保障,目前已经得到了广泛的应用，了解变压器继电保护与预防性试验的有机结合才能保证电力设施的安全、经济、可靠投入运行,确保电力正常运行。
关键词:变压器；继电保护;预防性试验一．前言继电保护是电力系统安全正常运行的重要保障,而继电保护装置就是能反映被保护设备的故障或不正常运行状态,并使断路器跳闸或发出信号的一种自动装置,当被保护设备发生故障时,它能自动迅速有选择地动作于断路器,从而将故障设备从电网中切除,保证无故障设备迅速恢复正常运行,并使故障设备免于继续遭受破坏。
因此,必须根据变压器的容量及重要性进行预防性试验数据检测以及装设性能良好、动作可靠的保护装置。
二．变压器的故障变压器的故障由油箱内部和油箱外部故障2种组成。
内部故障主要包括:相间短路,绕组匝间短路,单相接地故障等。
此外,变压器还有可能出现异常运行状态。
例如漏油造成的油位下降;由于外部短路引起的过电流或长时间过负荷,使变压器绕组过热,绕组绝缘加速老化,甚至引起内部故障,缩短变压器的使用寿命。
因此,对此类异常运行也应该采取措施加以消除。
三．变压器的继电保护（1）瓦斯保护变压器是利用变压器油做绝缘和冷却介质的。
当变压器内部发生故障时,短路电流所产生的电弧将使变压器油和其他绝缘物分解,产生大量的气体;利用这些气体形成动作,以反映气体产生的量或油面下降状况的保护装置——瓦斯保护。
瓦斯保护的主要元件是瓦斯继电器。
可使气流易于进入油枕,并能防止气泡积聚在变压器的顶盖内[1]。
瓦斯保护可以有效的反映变压器内部故障,因为它具有灵敏度高、动作迅速接线简单的特点,特别是变压器内匝间短路的匝数很少时,故障回路的电流虽然很大,但反映在外部电源的电流变化却很少。
这时差动保护有可能不动作,而瓦斯保护却能可靠地动作。
运行经验也证明了变压器油箱内的故障大部分是由瓦斯保护反映和动作切除的。
（2）气体成分分析当气体瓦斯继电器动作而且器内出现气体时,就要分析其气体成分。
电力系统 继电保护最全复习题.
1.继电保护复习资料2.电力系统对继电保护的要求答：一、选择性选择性是指保护装置动作时仅将故障元件从电力系统中切除使停电范围尽量缩小以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。
主保护能有选择性地快速切除全线故障的保护。
后备保护当故障线路的主保护或断路器拒动时用以切除故障的保护。
近后备保护作为本线路主保护的后备保护。
远后备保护作为下一条相邻线路主保护或开关拒跳后备保护。
二、速动性速动性是指尽可能快地切除故障短路时快速切除故障可以缩小故障范围减轻短路引起的破坏程度减小对用户工作的影响提高电力系统的稳定性。
三、灵敏性灵敏性是指对保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。
保护装置的灵敏性通常用灵敏系数来衡量灵敏系数越大则保护的灵敏度就越高反之就越低。
四、可靠性可靠性是指在规定的保护范围内发生了属于它应该动作的故障时它不应该拒绝动作而在其他不属于它应该动作的情况下则不应该误动作。
以上四个基本要求之间有的相辅相成有的相互制约需要针对不同的使用条件分别地进行协调。
此四个基本要求是分析研究继电保护的基础也是贯穿全课程的一个基本线索。
根据保护元件在电力系统中的地位和作用来确定具体的保护方式以满足其相应的要求3. 2.功率方向判别元件实质上是在判别什么？为什么会存在“死区”？什么时候要求它动作最灵敏？答：功率方向判别元件实质是判别加入继电器的电压和电流之间的相位Φ，并且根据一定关系[cos(Φ+a)是否大于0]判别出短路功率的方向。
为了进行相位比较，需要加入继电器的电压、电流信号有一定的幅值（在数字式保护中进行相量计算、在模拟式保护中形成方波），且有最小的动作电压和电流要求。
当短路点越靠近母线时电压越小，在电压小于最小动作电压时，就出现了电压死区。
在保护正方向发生最常见故障时，功率方向判别元件应该动作最灵敏.4. 3.简述下列电流保护的基本原理，并评述其优缺点: (l)相间短路的三段式电流保护; (2)零序电流保护; (3)中性点非直接接地系统中的电流电压保护。
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第六章变压器继电保护
3. 保护方式
1)瓦斯保护
特点：动作迅速，灵敏性高，安装接线简单。反 应油箱内的各种故障，不反应油箱外部的故障。 对变压器油箱内的各种故障、应装设瓦斯保护， 它反应于油箱内部所产生的气体或油流而动作。其 中轻瓦斯保护动作于信号，重瓦斯保护动作于跳开 变压器各电源侧的断路器。 装设范围：800kVA及以上的油浸式变压器和 400kVA及以上的车第间六章内变压油器继浸电保式护 变压器。
4) 外部接地短路时，应采用的保护
a、中性点直接接地电力网内，应装设零序电流保护 b、自耦变压器和高、中压侧中性点都直接接地的三 绕组变压器，当有选择性要求时，应增设零序方向元 件。
5) 过负荷保护
▪对400kVA以上的变压器，当数台并列运行或单独 运行并作为其它负荷的备用电源时，应根据可能过 负荷的情况，装设过负荷保护。
I. 由变压器励磁涌流ILY所产生的不平衡电流 II. 由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流 III. 由计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流 IV. 由两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流 V. 由变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流
第六章变压器继电保护
1）由变压器励磁涌流ILY所产生的 不平衡电流
第六章变压器继电保护
6)过励磁保护
▪高压侧电压为500kV及以上的变压器，对频率降低和 电压升高而引起的变压器励磁电流的升高，应装设过 励磁保护。（在变压器过励磁允许的范围内，保护作
用于信号，超过允许值，可动作于跳闸）
7)其它保护
▪对变压器温度及油箱内压力升高和冷却系统故障， 应装设可作用于信号或动作于跳闸的保护装置。
第六章变压器继电保护
第二节 变压器的纵差动保护
主要是变压器内 部绕组故障、外部 套管及引出线故障
第六章变压器继电保护
1. 构成变压器纵差动保护的基本原则
.
U1
高压侧
设变压器的变比
n1
I 1
I 2
为: nB U1/U2 Ｉ-Ｉ 忽略变压器的损
nB
I 1
I 2
n2
I 2 I 2
耗，正常运行和
区外故障时有:
2)纵差动保护或电流速断保护
特点：反应变压器油箱内外故障
▪对变压器绕组、套管及引出线上的故障，应装设差动 保护或电流速断保护。 ▪纵差动保护范围：6300kVA以上并列运行的变压器； 10000kVA以上单独运行的变压器；容量为6300kVA 以上的发电厂厂用变压器和工业企业中的重要变压器。
▪电流速断的保护适用：10000kVA以下的变压器， 且其过电流保护的时限大于0.5s时。
的过励磁（过励磁第六）章变压器继电保护
变压器的不正常运行状态会使绕组和铁芯过 热。此外，对于中性点不接地运行的星形接线 方式变压器，外部接地短路时有可能造成变压 器中性点过电压，威胁变压器的绝缘；大容量 变压器在过电压或低频率等异常运行方式下会 发生变压器的过励磁，引起铁芯和其它金属构 件的过热。
第六章变压器继电保护
2. 变压器不正常运行状态主要包括：
1) 由于变压器外部相间短路引起的过电流（相间 短路——过电流）
2) 由于变压器外部接地短路引起的过电流和中性点 过电压（接地短路——过电流、中性点过电压）
3) 由于负荷超过额定容量引起的过负荷（过负荷）
4) 由于漏油等原因而引起的油面降低（油面降低） 5) 在过电压或低频率等异常运行方式下，发生变压器
：变压器高压侧电流互感器变比
n 2 ：变压器低压侧电流互感器变比
n B ：变压器的变比
要实现变压器的纵差保护，必
须适当的选择两侧电流互感器
的变比，使其比值等于变压器
的变比 n B ，即
n n
2 1
nB
第六章变压器继电保护
2. 变压器纵差保护的特点
变压器的纵差保护同样需要躲开流过差动 回路中的不平衡电流，产生不平衡电流的原 因和消除方法如下：
第六章变压器继电保护
油箱内故障
1. 变压器内部故障 油箱外部故障
▪油箱内故障：绕组的相间短路、接地短路、 匝间短路、铁心烧损等.
▪油箱外部故障：套管和引出线上发生相间短
路和接地短路
油箱内部故障非常危险，高温电弧不仅会 烧毁绕组和铁芯，还会使变压器油绝缘分解产 生大量气体，引起变压器油箱爆炸的严重后果
第六章 变压器的继电保护
第六章变压器继电保护
第一节 变压器的故障类型 不正常运行状态及其保护方式
变压器是电力系统中十分重要的供电元 件，它的故障将对供电的可靠性和系统的 正常运行带来严重的影响，同时大容量的 变压器也是十分贵重的元件，因此需要根 据变压器容量和重要程度装设性能良好， 工作可靠的继电保护装置。
❖变压器的励磁电流IL仅流经变压器的某 一侧，故通过电流互感器反应到差动回 路中不能被平衡掉，正常情况下此电流 很小，一般不超过额定电流的2%-10%。 在外部故障时，由于电压降低，励磁电 流减小，影响就更小。
第六章变压器继电保护
❖励磁电流的大小取决于励磁电感Lu的数值， 也就是取决于变压器铁芯是否饱和。
.
I1
nB
I
' 1
.
U2
低压侧
双绕组变压器
由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，
为确保纵差动保护的正常工作，必须适当选取电
流互感器的变比，使得在正常运行和外部故障时，
两个二次电流相等，即应使：
.
.
或
其中n 1
.
I
' 2Leabharlann nl2 n l1.
I
'' 2
I1'
I
n.
''
&l1
1 .
I
' 1
nB
I1'' nl 2
▪纵差动保护和电流速断动作后，均应跳开变压器各 电源侧的断路器。 第六章变压器继电保护
3) 外部相间短路时，应采用的保护
对于外部相间短路引起的变压器过电流， 应采用下列保护：
a、过电流保护：用于降压变压器，保护的整定值考 虑在事故状态下可能出现的过负荷电流 b、复合电压（负序电压和线电压）起动的过电流 保护：用于升压变压器及过电流保护灵敏性不满足 要求的降压变压器上 c、负序电流及单相式低电压起动的过电流保护：用 于大容量升压变压器和系统联络变压器 d、阻抗保护：对升压变压器和系统联络变压器当采 用b、c的保护不能第满六足章变灵压器敏继电性保护和选择性要求时，采用 阻抗保护。