特高压交流变压器结构与保护配置33页PPT
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变压器保护.ppt
2、变压器两侧接线组别不同引起的差动回路不 平衡电流
电力系统中常用的Y,d11接线组别的变压器,三角 形侧的线电流比星形侧的同一相电流超前
°, 30 若两侧电流互感器接成星形,即便二次电
流数值相等,在差动回路中也会出现不平衡电流。
措施： 相位补偿法。
3、两侧电流互感器变比不等引起的不平衡电流 措施： 电流补偿法。
影响变压器差动保护因素及处理的措施：
1、激磁涌流引起的差动回路不平衡电流
当变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复过程中， 由于变压器铁芯中磁通量的突变，使铁芯瞬间饱和， 这时出现很大的励磁电流，达5-10的额定电流，这个电 流叫激磁涌流。
常用的措施：
A、延时动作、增大动作值；
B、利用二次谐波制动。
单线原理图
需装设过流保护。 根据变压器容量的不同和系统短路电流水平的不同可采用的保护方式有： 过电流保护； 低电压启动的过电流保护； 复合电压启动的过电流保护； 负序过电流保护。
复合电压启动的过电流保护
普通过电流保护是按躲过变压器 可能出现的最大负荷电流整定的,因此保护灵敏度不 够。 复合电压闭锁过流按躲过变压器额定电流整定的。
变压器保护.ppt
1、气体继电器 2、油枕 3、变压器顶盖 4、连接管道
1、罩
6、重锤 12、螺丝杆
2、顶针
7、探针 13、干簧接点
3、气塞
8、开口销 14、调节杆
4、永久磁铁 9、弹簧 15、干簧接点
5、开口杯 10、挡板 16、套管
17、排气孔
变压器的电流保护
一、差动保护 变压器差动保护通过比较各侧电流的大小和相位而构成的保护。 ICD=I1-I2=0 两侧电流互感器TA1、TA2之间的区域为差动保护的范 围，保护动作断开两侧断路器QF1、QF2。
变压器基本原理与结构(图文并茂)PPT幻灯片课件
13
分接开关
• 变压器常用改变绕组匝数的方法来调压。一般 从变压器的高压绕组引出若干抽头，称为分接 头，用以切换分接头的装置叫分接开关。分接 开关分为无载调压和有载调压两种，前者必须 在变压器停电的情况下切换；后者可以在变压 器带负载情况下进行切换。分接开关安装在油 箱内，其控制箱在油箱外，有载调压分接开关 内的变压器油是完全独立的，它也有配套的油 箱、瓦斯继电器、呼吸器。
U 2 n2
所以，只要匝数不同，就可得到不同输出电压， 这就变压器的变压原理。
n2> n1时，U2>U1，这种变压器叫做升压变压器．
n2< n1时，U2<U1，这种变压器叫做降压变压器．22
（３）电流关系
由于不存在各种电磁能量损失，输入功 率等于输出功率 P1=P2，即：U1I1= U2I2
所以： I1 U 2 n2 I 2 U1 n1
16
二、变压器的工作原理
• 简单的说，变压器的工作原理就是电磁 感应原理，也就是“动电生磁，动磁生 电”的过程。
17
U1
n1 n2
U2
U1
U2
电路中的符号
跟电源连接的线圈叫原线圈，也叫初级线圈，跟 负载连接的线圈叫副线圈，也叫次级线圈，两线圈由 绝缘导线绕制，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而 成．
• 变压器绕组的引出线从油箱内部引到箱 外时必须经过绝缘套管，使引线与油箱 绝缘。绝缘套管一般是陶瓷的，其结构 取决于电压等级。1kV以下采用实心磁套 管，10～35kV采用空心充气或充油式套 管，110kV及以上采用电容式套管。为了 增大外表面放电距离，套管外形做成多 级伞形裙边。电压等级越高，级数越多。
变压器结构与原理
作者 feifei45
分接开关
• 变压器常用改变绕组匝数的方法来调压。一般 从变压器的高压绕组引出若干抽头，称为分接 头，用以切换分接头的装置叫分接开关。分接 开关分为无载调压和有载调压两种，前者必须 在变压器停电的情况下切换；后者可以在变压 器带负载情况下进行切换。分接开关安装在油 箱内，其控制箱在油箱外，有载调压分接开关 内的变压器油是完全独立的，它也有配套的油 箱、瓦斯继电器、呼吸器。
U 2 n2
所以，只要匝数不同，就可得到不同输出电压， 这就变压器的变压原理。
n2> n1时，U2>U1，这种变压器叫做升压变压器．
n2< n1时，U2<U1，这种变压器叫做降压变压器．22
（３）电流关系
由于不存在各种电磁能量损失，输入功 率等于输出功率 P1=P2，即：U1I1= U2I2
所以： I1 U 2 n2 I 2 U1 n1
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二、变压器的工作原理
• 简单的说，变压器的工作原理就是电磁 感应原理，也就是“动电生磁，动磁生 电”的过程。
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U1
n1 n2
U2
U1
U2
电路中的符号
跟电源连接的线圈叫原线圈，也叫初级线圈，跟 负载连接的线圈叫副线圈，也叫次级线圈，两线圈由 绝缘导线绕制，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而 成．
• 变压器绕组的引出线从油箱内部引到箱 外时必须经过绝缘套管，使引线与油箱 绝缘。绝缘套管一般是陶瓷的，其结构 取决于电压等级。1kV以下采用实心磁套 管，10～35kV采用空心充气或充油式套 管，110kV及以上采用电容式套管。为了 增大外表面放电距离，套管外形做成多 级伞形裙边。电压等级越高，级数越多。
变压器结构与原理
作者 feifei45
变压器的基本工作原理和结构PPT课件
U1N—是指规定加到一次侧的电压， U2N—变压器一次侧加额定电压，二次侧空载时的二
次端电压。 对三相变压器，铭牌上的额定电压指线电压 额定电流(IN)——指变压器在额定容量下，允许长期通
过的电流，三相变压器指的是线电流值。单位用A或kA。 额定频率〔HZ)—电力变压器的额定频率是50Hz 效率、温升
图3.1.8 壳式变压器的结构示意图
※ 芯式变压器绕组和铁芯的装配示意图
绕组同芯套装在变压器铁心柱上，低 压绕组在内层，高压绕组套装在低压 绕组外层，以便于绝缘。
图3.1.9 芯式变压器的铁芯和绕组的装配示意图
● 绕组的根本型式——同心式
※ 同芯式——铁芯式变压 器常用。高压绕组和低压 绕组均做成圆筒形，然后 同芯地套在铁芯柱上 ，为
平安气道——〔防爆筒〕如果是严重事故，变压器油大量 汽化，油气冲破平安气道管口的密封玻璃，冲出变压器油 箱，防止油箱爆裂。
吸湿器—— 〔呼吸器〕内装硅胶〔活性氧休铝〕，用以吸 收进入储油柜中空气的水分
净油器——过滤油中杂质，改善变压器油的性能
3.1.3 变压器的型号与额定值
一、变压器型号
型号——可反映出变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方 式等内容
变压器运行时产生热量，使变 压器油膨胀，储油柜中变压器 油上升，温度低时下降。
储油柜使变压器油与空气接触 面较少， 减缓了变压器油的氧
当变压器出现故障时，产生的 热量使变压器油汽化，气体继 电器动作，发出报警信号或切 断图电源。
气 体 继 电 器
化过程及吸收空气中的水分的 如果事故严重，变压器油大量
〔一〕电力变压器
配电变压器
升压变压器
降压变压器
电力变压器的类别——用途分
(二) 特种变压器
次端电压。 对三相变压器，铭牌上的额定电压指线电压 额定电流(IN)——指变压器在额定容量下，允许长期通
过的电流，三相变压器指的是线电流值。单位用A或kA。 额定频率〔HZ)—电力变压器的额定频率是50Hz 效率、温升
图3.1.8 壳式变压器的结构示意图
※ 芯式变压器绕组和铁芯的装配示意图
绕组同芯套装在变压器铁心柱上，低 压绕组在内层，高压绕组套装在低压 绕组外层，以便于绝缘。
图3.1.9 芯式变压器的铁芯和绕组的装配示意图
● 绕组的根本型式——同心式
※ 同芯式——铁芯式变压 器常用。高压绕组和低压 绕组均做成圆筒形，然后 同芯地套在铁芯柱上 ，为
平安气道——〔防爆筒〕如果是严重事故，变压器油大量 汽化，油气冲破平安气道管口的密封玻璃，冲出变压器油 箱，防止油箱爆裂。
吸湿器—— 〔呼吸器〕内装硅胶〔活性氧休铝〕，用以吸 收进入储油柜中空气的水分
净油器——过滤油中杂质，改善变压器油的性能
3.1.3 变压器的型号与额定值
一、变压器型号
型号——可反映出变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方 式等内容
变压器运行时产生热量，使变 压器油膨胀，储油柜中变压器 油上升，温度低时下降。
储油柜使变压器油与空气接触 面较少， 减缓了变压器油的氧
当变压器出现故障时，产生的 热量使变压器油汽化，气体继 电器动作，发出报警信号或切 断图电源。
气 体 继 电 器
化过程及吸收空气中的水分的 如果事故严重，变压器油大量
〔一〕电力变压器
配电变压器
升压变压器
降压变压器
电力变压器的类别——用途分
(二) 特种变压器
变压器的应用结构和基本工作原理PPT课件
三、油箱 油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油是冷却介质，又是绝缘
介质。油箱侧壁有冷却用的管子（散热器或冷却器）。
四、绝缘套管
将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝缘，担负着固定的作 用。
此外，还有储油柜、吸湿器、安全气道、净油器和气体继电器。
第11页/共69页
4.2 变压器型号与额定值
磁产生)。
由于电阻 R1 和感抗 X1σ (或漏磁通)较小,其两端 的电压也较小,与主磁电动势 E1比较可忽略不计，
则 U1 E1 U1 E1 4.44 f m N1
第25页/共69页
4.3 单相变压器的空载运行
4.3.1、空载运行时的物理情况
U1
I0
U1
E1
E1
U2
0 1
U1
I0
F0 I0 N1
——与
同方向
第18页/共69页
原、副线圈中通过的磁通量始终相同，因此产生的感应电 动势分别是：
e1
d 1
dt
dN10 dt
N1
d 0 dt
e2
d 2
dt
dN20 dt
N2
d 0 dt
e1
d 1
dt
N1
d1 dt
若不考虑原副线圈的内阻有
U1=E1 U2=E2
U1 n1 U 2 n2
N2
为二次U绕2 组的端电压。
变压器空载时: I2 0 , U2 U20 E2 4.44 f m N 2
式中U20为变压器空载电压。
故有
U1 E1 N1 K U 20 E2 N 2
K为变比（匝比）
结论：改变匝数比，就能改变输出电压。
第27页/共69页
介质。油箱侧壁有冷却用的管子（散热器或冷却器）。
四、绝缘套管
将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝缘，担负着固定的作 用。
此外，还有储油柜、吸湿器、安全气道、净油器和气体继电器。
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4.2 变压器型号与额定值
磁产生)。
由于电阻 R1 和感抗 X1σ (或漏磁通)较小,其两端 的电压也较小,与主磁电动势 E1比较可忽略不计，
则 U1 E1 U1 E1 4.44 f m N1
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4.3 单相变压器的空载运行
4.3.1、空载运行时的物理情况
U1
I0
U1
E1
E1
U2
0 1
U1
I0
F0 I0 N1
——与
同方向
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原、副线圈中通过的磁通量始终相同，因此产生的感应电 动势分别是：
e1
d 1
dt
dN10 dt
N1
d 0 dt
e2
d 2
dt
dN20 dt
N2
d 0 dt
e1
d 1
dt
N1
d1 dt
若不考虑原副线圈的内阻有
U1=E1 U2=E2
U1 n1 U 2 n2
N2
为二次U绕2 组的端电压。
变压器空载时: I2 0 , U2 U20 E2 4.44 f m N 2
式中U20为变压器空载电压。
故有
U1 E1 N1 K U 20 E2 N 2
K为变比（匝比）
结论：改变匝数比，就能改变输出电压。
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变压器的基本结构及主要部件ppt课件
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常用变压器的分类（三）
C：按用途分
➢电力变压器：用于输配电系统的升、降电压。 ➢仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪
表和继电保护装置。 ➢试验变压器：能产生所需电压，对电气设备进行试验。 ➢特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、调整变压器等。
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常用变压器的分类（四）
大型电力变压器采用同心式绕组。它是 将高、低压绕组同心地套在铁芯柱上。通常 低压绕组靠近铁芯，高压绕组在外侧。这主 要是从绝缘要求容易满足和便于引出高压分 接开关来考虑的。变压器高压绕组常采用连 续式结构，绕组的盘(饼)和盘(饼)之间有横 向油道，起绝缘、冷却、散热作用。
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变压器的主要部件 --绝缘材料
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变压器的主要部件--有载分接开关
4.2.有载分接开关
有载分接开关由选择开关、切换 开关及操作机构等部分组成，供变压 器在带负荷情况下调整电压。有载调 压分接开关上部是切换开关，下部是 选择开关。变换分接头时，选择开关 的触头是在没有电流通过的情况下动 作；切换开关的触头是在通过电流下 动作，经过一个过渡电阻过渡，从一 个档转换至另一个档位。切换开关和 过渡电阻器装在绝缘筒内。
电瓷 电工层压木板
绝缘纸板
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变压器的主要部件 --分接开关
4.分接开关（调压装置）
变压器的调压方式分无载调压和有载调 压两种。需停电后才能调整分接头电压的称 无载调压；可以带电调整分接头电压的称有 载调压。
分接开关的作用是：保证电网电压在合 理范围内变动。分接开关一般从高压绕组中 抽头，因为高压侧电流小，引线截面积及分 接开关的接触面可以减小，减少了分接开关 的体积。
变压器的故障和保护配置ppt课件
磁等
完整版PPT课件
3
变压器的继电保护配置
一、 瓦斯保护：
a、0.4MVA及以上户内油浸式变压器 b、0.8MVA及以上油浸式变压器
保护范围 范围包括：变压器本体，有载调压等部分
基本要求 a、内部故障和漏油造成的油面降低。 b、变压器油温、绕组温度过高及油箱压力过高和冷却系统故障。 c、绕组的开焊故障以及匝数很小的短路故障。
变压器一次接线 变压器内桥
完整版PPT课件
7
变压器的继电保护配置
变压器一次接线 变压器外桥
完整版PPT课件
8
变压器的继电保护配置
变压器一次接线 变压器扩大内桥
完整版PPT课件
9
变压器的继电保护配置
比率差动保护的动作方程
I
dz
I
zd
N•
Ii i 1
1
•
I
2
N 1 •
Ii i 1
（1)由于自耦变压器的计算容量小于额定容量．所以在同样的额定容量下，自耦 变压器的主要尺寸较小，有效材料(硅钢片和导线)和结构材料(钢材)都相应减少， 从而降低了成本。有效材料的减少使得铜耗和铁耗也相应减少，故自耦变压器的 效率较高。同时由于主要尺寸的缩小和质量的减小，可以在容许的运输条件下制 造单台容量更大的变压器。
16
变压器的继电保护配置
变压器CT接线
1、微机保护要求主变各侧接线为Y接线，相位调整由软件完成（新品保护可以 选择） 2、原则上主变的CT极性同时指向主变和母线都可以满足要求，但是现代的微 机保护差动与后备保护有些同属一台装置，且公用同一组CT，由于后备保护具 有方向功能，因此必须确定CT极性。
额定电流
I1n
Sn 3U1n
完整版PPT课件
3
变压器的继电保护配置
一、 瓦斯保护：
a、0.4MVA及以上户内油浸式变压器 b、0.8MVA及以上油浸式变压器
保护范围 范围包括：变压器本体，有载调压等部分
基本要求 a、内部故障和漏油造成的油面降低。 b、变压器油温、绕组温度过高及油箱压力过高和冷却系统故障。 c、绕组的开焊故障以及匝数很小的短路故障。
变压器一次接线 变压器内桥
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7
变压器的继电保护配置
变压器一次接线 变压器外桥
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8
变压器的继电保护配置
变压器一次接线 变压器扩大内桥
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9
变压器的继电保护配置
比率差动保护的动作方程
I
dz
I
zd
N•
Ii i 1
1
•
I
2
N 1 •
Ii i 1
（1)由于自耦变压器的计算容量小于额定容量．所以在同样的额定容量下，自耦 变压器的主要尺寸较小，有效材料(硅钢片和导线)和结构材料(钢材)都相应减少， 从而降低了成本。有效材料的减少使得铜耗和铁耗也相应减少，故自耦变压器的 效率较高。同时由于主要尺寸的缩小和质量的减小，可以在容许的运输条件下制 造单台容量更大的变压器。
16
变压器的继电保护配置
变压器CT接线
1、微机保护要求主变各侧接线为Y接线，相位调整由软件完成（新品保护可以 选择） 2、原则上主变的CT极性同时指向主变和母线都可以满足要求，但是现代的微 机保护差动与后备保护有些同属一台装置，且公用同一组CT，由于后备保护具 有方向功能，因此必须确定CT极性。
额定电流
I1n
Sn 3U1n
变压器的结构及工作原理PPT课件
• 变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流 电能
• 电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。
第二十一页，共33页。
变压器工作原理
• 与电源相连的线圈，接收交流电 能，称为一次绕组 用U1 ，I1 ，E1，N1表示;
• 与负载相连的线圈，送出交流电 能，称为二次绕组 用U2，I2 ，E2 ，N2表示;
额定频率 50 Hz
器身吊重 765kg
相 数 三相
油 重 380kg
联接组别 Y yno
总 重 1525kg
制造厂
生产日期
图1－4电力变压器铭牌示意图
第二十四页，共33页。
变压器工作原理
• 额定容量SN：
• 它是变压器额定工作条件下输出能力的保证值，是额定视在 功率，单位有：伏安（V•A）或千伏安（kV•A）或兆伏安 （MV•A）。
• 单相变压器：
S N U1N I1N U 2N I 2N
• 三相变压器：
S N 3U1N I1N 3U 2N I 2N
第二十八页，共33页。
变压器工作原理
变压器三相绕组接线有 两种： 1、星形联结
星形联结记作： “Y”或“y”
2、三角形联结
三角形联结记作： “D”或“d”
第二十九页，共33页。
第三十页，共33页。
变压器工作原理
例：SCB10型脱硫干式变压器
» 干式电力变压器型号及含义 » SCB10—1600/6 »SC:三相固体成型 （环氧树脂）
» B:低压箔式线圈 » 10:设计序号
» 1600kVA:额定容量 » 6kV:额定高压电压
第三十一页，共33页。
变压器工作原理
• 变压器的分类：
• 电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。
第二十一页，共33页。
变压器工作原理
• 与电源相连的线圈，接收交流电 能，称为一次绕组 用U1 ，I1 ，E1，N1表示;
• 与负载相连的线圈，送出交流电 能，称为二次绕组 用U2，I2 ，E2 ，N2表示;
额定频率 50 Hz
器身吊重 765kg
相 数 三相
油 重 380kg
联接组别 Y yno
总 重 1525kg
制造厂
生产日期
图1－4电力变压器铭牌示意图
第二十四页，共33页。
变压器工作原理
• 额定容量SN：
• 它是变压器额定工作条件下输出能力的保证值，是额定视在 功率，单位有：伏安（V•A）或千伏安（kV•A）或兆伏安 （MV•A）。
• 单相变压器：
S N U1N I1N U 2N I 2N
• 三相变压器：
S N 3U1N I1N 3U 2N I 2N
第二十八页，共33页。
变压器工作原理
变压器三相绕组接线有 两种： 1、星形联结
星形联结记作： “Y”或“y”
2、三角形联结
三角形联结记作： “D”或“d”
第二十九页，共33页。
第三十页，共33页。
变压器工作原理
例：SCB10型脱硫干式变压器
» 干式电力变压器型号及含义 » SCB10—1600/6 »SC:三相固体成型 （环氧树脂）
» B:低压箔式线圈 » 10:设计序号
» 1600kVA:额定容量 » 6kV:额定高压电压
第三十一页，共33页。
变压器工作原理
• 变压器的分类：
变压器保护介绍PPT课件
变压器保护介绍
变压器保护介绍
RCS-978变压器电量保护
差动保护原理 后备保护原理 调试方法和软件应用
变压器保护介绍
差动保护逻辑组成
比例制动元件 励磁涌流元件 TA饱和元件 TA断线元件 过激磁元件(330kV及其以上专用)
变压器保护介绍
比例制动元件
动作电流
有TA饱和 判据区
1.2Ie
后备保护中的定值校验，III侧和IV侧和 电流后备保护投入情况下III侧的TA变比 必需和IV侧相同
变压器保护介绍
隐含定值的处理
一般隐含定值直接采用典型定值即可 一般版本隐含定值只存在于系统参数和装置参
数中 近期一些地区版本中可能含有较多的隐含定值，
需要在下载程序之后给每一个定值区下载一次 典型定值 含有隐含定值的程序版本在更换CPU和MON插 件时必须注意更换前隐含定值的状态并在更换 之后恢复到更换前的状态
无TA饱和 判据区
Icdqd
0.5Ie 0.8Ie
6Ie 制动电流
变压器保护介绍
励磁涌流元件
分为三个阶段 二次谐波闭锁元件 三次谐波闭锁元件 波形对称闭锁元件 浮动门槛的二次谐波和波形对称元件 二次谐波趋势判据
变压器保护介绍
最初的励磁涌流判据
二次谐波元件 三次谐波元件 波形对称元件 三次谐波闭锁可由定值整定选择性投入，
TA断线，回路上肯定存在问题，需要人员进行 排查，确认问题之后再复位装置恢复TA断线信 号 通过按复归键的返回方式也不可靠，可能导致 在按复归键的过程中导致差动保护动作 双重化的保护不会出现同时断线的情况，复位 装置不会有恶劣的影响
变压器保护介绍
8U装置和10U装置断线判据
8U装置判断TA断线时间和10U装置不一 样
变压器保护介绍
RCS-978变压器电量保护
差动保护原理 后备保护原理 调试方法和软件应用
变压器保护介绍
差动保护逻辑组成
比例制动元件 励磁涌流元件 TA饱和元件 TA断线元件 过激磁元件(330kV及其以上专用)
变压器保护介绍
比例制动元件
动作电流
有TA饱和 判据区
1.2Ie
后备保护中的定值校验，III侧和IV侧和 电流后备保护投入情况下III侧的TA变比 必需和IV侧相同
变压器保护介绍
隐含定值的处理
一般隐含定值直接采用典型定值即可 一般版本隐含定值只存在于系统参数和装置参
数中 近期一些地区版本中可能含有较多的隐含定值，
需要在下载程序之后给每一个定值区下载一次 典型定值 含有隐含定值的程序版本在更换CPU和MON插 件时必须注意更换前隐含定值的状态并在更换 之后恢复到更换前的状态
无TA饱和 判据区
Icdqd
0.5Ie 0.8Ie
6Ie 制动电流
变压器保护介绍
励磁涌流元件
分为三个阶段 二次谐波闭锁元件 三次谐波闭锁元件 波形对称闭锁元件 浮动门槛的二次谐波和波形对称元件 二次谐波趋势判据
变压器保护介绍
最初的励磁涌流判据
二次谐波元件 三次谐波元件 波形对称元件 三次谐波闭锁可由定值整定选择性投入，
TA断线，回路上肯定存在问题，需要人员进行 排查，确认问题之后再复位装置恢复TA断线信 号 通过按复归键的返回方式也不可靠，可能导致 在按复归键的过程中导致差动保护动作 双重化的保护不会出现同时断线的情况，复位 装置不会有恶劣的影响
变压器保护介绍
8U装置和10U装置断线判据
8U装置判断TA断线时间和10U装置不一 样