电气变压器相间短路的后备保护ppt
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电力变压器保护PPT课件
6.1 电力变压器的故障、不正常工作状态及 保护方式
（一）变压器故障
变压器故障类型：油箱内部故障和油箱外部故障。
油箱内故障： 绕组相间、匝间短路、绕组接地（绕组和外壳短路）
铁芯烧损。 油箱外故障： 套管和引出线上发生相间和接地故障。
6.1 电力变压器的故障、不正常工作状态及 保护方式 (二) 变压器不正常工作状态 变压器不正常工作状态：
电流变换到二次侧过程中的传变误差不一致，从而在差
动回路中产生较大的不平衡电流。
6.2 变压器的纵差动保护
6.2.2不平衡电流产生的原因
（一）稳态情况下的不平衡电流
3）变压器正常运行时由励磁电流引起的不平衡电流
变压器的励磁支路相当于变压器内部故障支路，
励磁电流全部流入差动继电器。变压器正常运行时，励
变压器 一次侧按Y 接n线TA(时Y)电 流3I互T5N感(Y器) 的变比为：
nTA()
ITN() 5
ITN变(Y压) 器 二ITN次()侧按Δ接线时电流互感器的变比为：
6.2 变压器的纵差动保护
6.2.4 减小不平衡电流的措施
（二）减小暂态不平衡电流的影响
1. 采用带小气隙的电流互感器 2. 采用速饱和变流器以减小暂态过程中非周期分量电流的影响
6.2 变压器的纵差动保护 6.2.4减小不平衡电流的措施
（一）减小稳态情况下的不平衡电流
1. 采用自耦变流器
图6.6 不平衡电流的补偿
I2.Y I2.
6.2 变压器的纵差动保护
6.2.4减小不平衡电流的措施
（一）减小稳态情况下的不平衡电流
2. 利用带速饱和铁芯的差动继电器中的平衡线圈 3. 减小电流互感器的二次负荷 4. 减小因电流互感器性能不同引起的稳态不平衡电流。 5. 减小因 接线两侧相位不一致引起的稳态不平衡电流。
（一）变压器故障
变压器故障类型：油箱内部故障和油箱外部故障。
油箱内故障： 绕组相间、匝间短路、绕组接地（绕组和外壳短路）
铁芯烧损。 油箱外故障： 套管和引出线上发生相间和接地故障。
6.1 电力变压器的故障、不正常工作状态及 保护方式 (二) 变压器不正常工作状态 变压器不正常工作状态：
电流变换到二次侧过程中的传变误差不一致，从而在差
动回路中产生较大的不平衡电流。
6.2 变压器的纵差动保护
6.2.2不平衡电流产生的原因
（一）稳态情况下的不平衡电流
3）变压器正常运行时由励磁电流引起的不平衡电流
变压器的励磁支路相当于变压器内部故障支路，
励磁电流全部流入差动继电器。变压器正常运行时，励
变压器 一次侧按Y 接n线TA(时Y)电 流3I互T5N感(Y器) 的变比为：
nTA()
ITN() 5
ITN变(Y压) 器 二ITN次()侧按Δ接线时电流互感器的变比为：
6.2 变压器的纵差动保护
6.2.4 减小不平衡电流的措施
（二）减小暂态不平衡电流的影响
1. 采用带小气隙的电流互感器 2. 采用速饱和变流器以减小暂态过程中非周期分量电流的影响
6.2 变压器的纵差动保护 6.2.4减小不平衡电流的措施
（一）减小稳态情况下的不平衡电流
1. 采用自耦变流器
图6.6 不平衡电流的补偿
I2.Y I2.
6.2 变压器的纵差动保护
6.2.4减小不平衡电流的措施
（一）减小稳态情况下的不平衡电流
2. 利用带速饱和铁芯的差动继电器中的平衡线圈 3. 减小电流互感器的二次负荷 4. 减小因电流互感器性能不同引起的稳态不平衡电流。 5. 减小因 接线两侧相位不一致引起的稳态不平衡电流。
变压器后备保护动作原理和事故处理..
变压器后备保护动作原理
零序方向过流保护原理图
注：ＴＶ断线时，方向元件退出
零序过流保护原理图
变压器后备保护动作原理
中性点直接接地运行时零序保护原理图
中性点直接接地运行变压器零序电流 保护工作原理 零序电流保护I段作为变压器及母线 的接地故障后备保护，其起动电流和延 时t1应与相邻元件单相接地保护I段相 配合，通常以较短延时t1=0.5～1.0S 动作于母线解列；以较长的延时t2=t1 +Δt有选择地动作于断开变压器高压侧 断路器。 零序电流保护II段作为引出线接地故 障的后备保护，其动作电流和延时t3 应与相邻元件接地后备段相配合。通常 t3应比相邻元件零序保护后备段最大 延时大一个Δt，以断开母联断路器或 分段断路器，t4=t3+Δt动作于断开变 压器高压侧断路器。
变电站事故处理系列
变压器后备保护动作原理及事故处理
威虎山公司
座山雕
变压器后备保护动作原理及事故处理
变压器后备保护的配置及原理 变压器后备保护的保护范围 变压器各后备保护动作原因分析
目录
变压器后备保护动作后故障范围的检查 变压器后备保护动作跳闸后的处理
220KV主变电量保护配置图
220KV主变后备保护的配置
主变后备保护动作跳闸，主保护 未动作一般应视为外部故障即母 线故障或线路故障越级使主变后 备保护动作跳闸
主变后备保 护动作原因 分析
零序方向过流：方向指向母 线时，动作后一般是母线或 者线路接地后保护装置拒动 ，方向指向主变时动作后一 般是下一级母线或者线路接 地后保护拒动，主变主保护 拒动的几率很小
经检查，线路 没有保护动作信号 掉牌时有两种可能 ：一是故障时保护 没动作，二是母线 故障
分路上有保护动 作信号掉牌时应将 掉牌的线路开关断 开，并检查母线及 变压器跳闸开关无 问题，重点检查线 路开关拒跳原因
变压器后备保护及过负荷保护
变压器后备保护及过负荷保护一、变压器相间短路的后备保护变压器相间短路的后备保护，反应变压器区外故障引起的变压器过电流，并作为变压器差动保护或电流速断保护和气体保护的后备保护。
作为后备保护，其动作时限与相邻元件后备保护配合，按阶梯原则整定；其灵敏度按近后备和远后备两种情况校验。
根据变压器容量及短路电流水平，常用的变压器相间短路的后备保护有过电流保护、低电压起动的过电流保护、复合电压起动的过电流保护、负序过电流保护、阻抗保护等。
1、过电流保护变压器过电流保护与线路定时限过电流保护原理相同，装设在变压器电源侧，由电流元件和时间元件构成，保护动作后切除变压器。
电流元件的动作电流按躲过变压器可能出现的最大负荷电流整定。
2．低电压起动的过电流保护低电压起动的过电流保护由电流元件、电压元件、时间元件等构成，变压器低电压起动的过电流保护原理框图如图4-9所示。
电流元件接在变压器电源侧电流互感器TA二次侧，分别反应三相电流增大时动作；电压元件接在降压变压器低压侧母线电压互感器TV二次侧线电压，分别反应三相线电压降低时动作。
当同时有电流元件和电压元件动作时，经过与门Y起动时间电路T1，延日跳开变压器两侧断路器1QP和2QF。
低电压起动的过电流保护，是在定时限过电流保护的基础上增加了低电压起动条件。
由于采用了低电压元件，可以保证最大负荷时保护不动作，电流元件动作电流整定可以按照躲过变压器额定电流，显然数值比定时限过电流保护的动作电流小，因此提高了保护的灵敏度。
低电压元件动作电压整定，按照躲过正常运行母线可能出现的最低工作电压，并在外部故障切除后电动机自起动过程中必须返回。
需要指出的是，如果一次主接线采用母线分段接线，作为变压器相间短路的后备保护，应该带有两段时限，以较短时限跳开分段断路器，缩小故障影响范围；以较长时限跳开变压器各侧断路器。
3.复合电压起动的过电流保护如果将图4-9所示保护的三个低电压元件，改为负序电压元件和单个低电压元件，可构成复合电压起动的过电流保护。
变压器后备保护分析与动作跳闸处理原则.ppt
检查该母线无故障现象，对其充电 正常后，恢复该母线上无故障线路的供电 检查分析断路器拒跳的原因
后备保护动作跳闸处理
后备保护动作跳闸处理 2、母线故障主保护拒动
检查保护动作情况：无其它保护动作; 检查站用电情况：备用站用电已自动投入。 按规定拉开母线上各线路（包括电容器）开关 现场检查母线连接设备所变有异常现象 拉开所变SO1刀闸，隔离故障点 检查无其它异常，依次恢复母线及出线送电 检查分析主保护未动作原因
后备保护动作跳闸处理
后备保护动作跳闸处理 3、无其他保护动作
检查无其它保护动作、现场检查设备无异常。 不能确定越级跳闸线路。 按规定拉开母线上各线路（包括电容器）开关
合上开关，对母线试送电
母线送电正常后，逐条试送各线路 试送中发现电流冲击，或保护动作跳闸，隔离该试 送线路，恢复其它无故障线路供电
检查分析故障原因
后备保护动作跳闸处理
后备保护动作跳闸处理 4、主变故障
检查发现变压器主保护有动作，则不能送电，应进 一步检查处理。
按规定拉开母线上各线路（包括电容器）开关
合上母联210开关，由#2主变对母线试送电
母线送电正常后，逐条试送各线路，注意防止#2主 变过负荷
检查分析故障原因
后备保护动作跳闸处理
后备保护动作跳闸处理
跳开中压（或低压）侧母线 分段（或母联）开关
跳开中压（或低压）侧开关
跳开变压器三侧开关
后备保护动作跳闸处理
后备保护动作跳闸处理 后备保护动作跳闸处理
后备保护动作跳闸处理
检查判断 故障和停 电范围,站 用电失去 可先倒站 用电
出线故障
母线故障 可以隔离
断开故障线路开关, 若开关断不开拉开 两侧刀闸
接地
主变后备保护原理和保护范围
5、负序电流和单相式低压过电流保护
对于大容量的发电机变压器组，由于额定电流大，电流元件往往不能满足远后备灵敏度的要求，可采用负序电流保护。负序电流元件和反应对称短路故障的单相式低压过电流保护组成。 负序电流保护灵敏度较高，且在星、三角接线的变压器另一侧发生不对称短路故障时，灵敏度不受影响，接线也较简单。
多台变压器并联运行时的接地后备保护
对于多台变压器并联运行的变电所，通常采用一部分变压器中性点接地运行，而另一部分变压器中性点不接地运行的方式。这样可以将接地故障电流水平限制在合理范围内，同时也使整个电力系统零序电流的大小和分布情况尽量不受运行方式的变化，提高系统零序电流保护的灵敏度。
如图5-23所示，T2和T3中性点接地运行，T1中性点不接地运行，K2点发生单相接地故障时，T2和T3由零序电流保护动作而被切除，T1由于无零序电流，仍将带故障运行，此时由于接地中性点失去，变成了中性点不接地系统单相接地故障的情况，将产生接近额定相电压的零序电压，危及变压器和其它电力设备的绝缘，因此需要装设中性点不接地运行方式下的接地保护将T1切除。
过负荷保护反应变压器对称过负荷引起的过电流。保护用一个电流继电器接于一相电流，经延时动作于信号。 过负荷保护的安装侧，应根据保护能反应变压器各侧绕组可能过负荷情况来选择： （1）对双绕组升压变压器，装于发电机电压侧。 （2）对一侧无电源的三绕组升压变压器，装于发电机电压侧和无电源侧。 （3）对三侧有电源的三绕组升压变压器，三侧均应装设。 （4）对于双绕组降压变压器，装于高压侧。 （5）仅一侧电源的三绕组降压变压器，若三侧的容量相等，只装于电源侧；若三侧的容量不等，则装于电源侧及容量较小侧。 （6）对两侧有电源的三绕组降压变压器，三侧均应装设。
后备低阻抗保护对发电机定子绕组和变压器高、低压绕组内部短路的后备保护作用问题： 发电机三相定子绕组内部发生相间短路或匝间短路时，纵然故障点电流很大，机端三相电流有可能并不大，机端二相电压也可能并不显著降低，因此装在发电机机端的阻抗保护反应就很灵敏。 所以阻抗保护不能胜任变压器或发电机绕组内部短路的后备保护作用，只能作为发电机或变压器引线、母线和相邻线路的相间短路后备保护。
变压器主保护与后备保护知识
变压器是连续运行的静止设备，运行比较可靠，故障机会较少。
但由于绝大部分变压器安装在户外，并且受到运行时承受负荷的影响以及电力系统短路故障的影响，在运行过程中不可避免的出现各类故障和异常情况。
1、变压器的常见故障和异常变压器的故障可分为内部故障和外部故障。
内部故障指的是箱壳内部发生的故障，有绕组的相间短路故障、一相绕组的匝间短路故障、绕组与铁芯间的短路故障、绕组的断线故障等。
外部故障指的是变压器外部引出线间的各种相间短路故障、引出线绝缘套管闪络通过箱壳发生的单相接地故障。
变压器发生故障危害很大。
特别是发生内部故障时，短路电流所产生的高温电弧不仅会烧坏变压器绕组的绝缘和铁芯，而且会使变压器油受热分解产生大量气体，引起变压器外壳变形甚至爆炸。
因此变压器故障时必须将其切除。
变压器的异常情况主要有过负荷、油面降低、外部短路引起的过电流，运行中的变压器油温过高、绕组温度过高、变压器压力过高、以及冷却系统故障等。
当变压器处于异常运行状态时，应给出告警信号。
2、变压器保护的配置短路故障的主保护：主要有纵差保护、重瓦斯保护等。
短路故障的后备保护：主要有复合电压闭锁过流保护、零序（方向）过流保护、低阻抗保护等。
异常运行保护：主要有过负荷保护、过励磁保护、轻瓦斯保护、中性点间隙保护、温度油位及冷却系统故障保护等。
3、非电量保护利用变压器的油、气、温度等非电气量构成的变压器保护称为非电量保护。
主要有瓦斯保护、压力保护、温度保护、油位保护及冷却器全停保护。
非电量保护根据现场需要动作于跳闸或发信。
（1）瓦斯保护当变压器内部发生故障时，由于短路电流和短路点电弧的作用，变压器内部会产生大量气体，同时变压器油流速度加快，利用气体和油流来实现的保护称为瓦斯保护。
轻瓦斯保护：当变压器内部发生轻微故障或异常时，故障点局部过热，引起部分油膨胀，油内气体形成气泡进入气体继电器，轻瓦斯保护动作，发出轻瓦斯信号。
重瓦斯保护：当变压器油箱内发生严重故障时，故障电流较大，电弧使变压器油大量分解，产生大量气体和油流，冲击档板使重瓦斯继保护动作，发出重瓦斯信号并出口跳闸，切除变压器。
变压器相间短路后备保护
过负荷保护动作电流
I op
K rel K re
IN
6.6 电力变压器接地保护
电力系统中，接地故障常常是故障的主要
形式，因此，大电流接地系统中的变压器，一 般要求在变压器上装设接地（零序）保护。作 为变压器本身主保护的后备保护和相邻元件接 地短路的后备保护。
1、中性点直接接地变压器的零序保护
信号 跳QF1 跳QF2
• 定值计算：
• 变压器一次侧电流
IN
SN 3U N
计算二次电流：
IN2
K con I N nTA
• 中压平衡系数：
K bm
I N2h I N2m
•
低压平衡系数：
K bL
I N 2h I N2L
差动最小动作电流：一般取变压器 额定电流的0.3~0.5倍。
• 比例制动系数：一般取0.5。
• 2次谐波制动系数：通过对装置的合理调整， 当谐波分量占基波的15%~25%，保护不动 作，达到变压器空载投入时闭锁差动保护 的目的。
2、中、低压变电所主变压器的保护配置
（1）主保护配置 1）比率制动式差动保护。中、低压变电所主 变容量不会很大，通常采用二次谐波闭锁原理 的比率制动式差动保护。
2）差动速断保护。 3）本体主保护。本体瓦斯、有载调压重瓦斯。
对于中性点接地的变压器，除上述保护外 应考虑设置接地保护。
• 主变压器后备保护均按侧配置，各侧后备保护之 间、各侧后备保护与主保护之间软件硬件均相互 独立。
差动动作方程 I d I res
I d I op.min Kres I res I res.min
双绕组变压器
差动电流 制动电流
I d Ih IL
I res
变压器常见故障、不正常运行及保护方式
LOGO
3 差动元件各侧之间的平衡系数
❖ 若变压器两侧差动TA二次电流不同，则从两侧流入 各相差动元件的电流大小亦不相同，从而无法满
足 I 0 。
❖ 在微机型变压器保护中，引用了一个将两个大小不 等的电流折算成作用完全相同电流的平衡系数。
❖ 根据变压器的容量，接线组别、各侧电压及各侧差 动TA的变比，可以计算出差动两侧之间的平衡系数。
LOGO
Id
区 作 动
1
I op.o
Ires.o Ires1
2 S2 tg 2 S1 tg 1
I res
三段折线式差动元件的动作特性曲线
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2 涌流闭锁元件
（1）二次谐波制动原理 利用差动元件差电流中的二次谐波分量作为制动量，区分 出差流是故障电流还是励磁涌流，实现躲过励磁涌流。
（2）间断角原理 变压器内部故障时，故障电流波形无间断；而变压器空投 时，励磁涌流的波形是间断的，具有很大的间断角（一般 大于150度）。按间断角原理构成的差动保护，是根据差电 流波形是否有间断及间断角的大小来区分故障电流与励磁 涌流的。
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（2）接入辅助TA的移相方式 对于YN,d接线的变压器，其差动TA的接
线为Y，y，而在保护装置中设置一组辅助TA， 接成d形，接入变压器高压侧差动TA二次， 对该侧电流进行移相，以达到正常工况下使 各相差动元件两侧电流相位相反的目的。
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（3）用软件对高压侧电流移相
❖ 相间短路的后备保护
❖ 接地短路的后备保护 ❖ 过负荷保护 ❖ 过励磁保护 ❖ 其它非电气量保护（反映变压器油温、冷却
系统）
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二、瓦斯保护
3 差动元件各侧之间的平衡系数
❖ 若变压器两侧差动TA二次电流不同，则从两侧流入 各相差动元件的电流大小亦不相同，从而无法满
足 I 0 。
❖ 在微机型变压器保护中，引用了一个将两个大小不 等的电流折算成作用完全相同电流的平衡系数。
❖ 根据变压器的容量，接线组别、各侧电压及各侧差 动TA的变比，可以计算出差动两侧之间的平衡系数。
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区 作 动
1
I op.o
Ires.o Ires1
2 S2 tg 2 S1 tg 1
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三段折线式差动元件的动作特性曲线
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2 涌流闭锁元件
（1）二次谐波制动原理 利用差动元件差电流中的二次谐波分量作为制动量，区分 出差流是故障电流还是励磁涌流，实现躲过励磁涌流。
（2）间断角原理 变压器内部故障时，故障电流波形无间断；而变压器空投 时，励磁涌流的波形是间断的，具有很大的间断角（一般 大于150度）。按间断角原理构成的差动保护，是根据差电 流波形是否有间断及间断角的大小来区分故障电流与励磁 涌流的。
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（2）接入辅助TA的移相方式 对于YN,d接线的变压器，其差动TA的接
线为Y，y，而在保护装置中设置一组辅助TA， 接成d形，接入变压器高压侧差动TA二次， 对该侧电流进行移相，以达到正常工况下使 各相差动元件两侧电流相位相反的目的。
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（3）用软件对高压侧电流移相
❖ 相间短路的后备保护
❖ 接地短路的后备保护 ❖ 过负荷保护 ❖ 过励磁保护 ❖ 其它非电气量保护（反映变压器油温、冷却
系统）
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二、瓦斯保护
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来自低
k1
压 侧 TV
压 侧 TV
图 8－ 13 变 压 器 低 电 压 启 动 过电流保护单相原理接线图
1） 电流元件的起动值 Iop 按躲开变压器额定电流整定。
即： Iop
Krel Kre
It.n
灵敏度校验：作为近后备保护时，Ks ≥1.3；
作远后备保护时， Ks ≥1.2。
2） 低电压元件的动作电压整定值： 应按躲开正常运行时母线上可能出现的最低工作电压，
Ilmax 计算时应作以下考虑：
1） 对于并列运行的变压器，应考虑一台变压器突然切除时，
所出现的过负荷。
按下式计算：
Ilmax＝
n
n
1
It.n
2）对于降压变压器应考虑低压侧电动机自启动的影响。
Ilmax＝Kss It.n
Kss 为自起动系数，： 6～10KV侧取1.5 ~ 2.5， 35KV侧取1.5 ~ 2 。
常用的后备保护主要有：
• 过电流保护 • 低电压启动的过电流保护 • 复合电压启动的方向过电流保护 • 负序过电流保护及阻抗保护
一、过电流保护
1.起动电流的整定
电流元件的起动电流按躲过变压器可 能出现的最大负荷电流整定
Iop
Krel Kre
Ilmax
K r e l 为 1.2～1.3
K r e 为 0.85
同时外部故障切除后、电动机自起动的过程中它必须返回 的条件整定。
通常采用 Uop 0.7Ut.n
灵敏度 Ks 要求同电流元件，即：
Ks
Uop U K .max
三、微机型复合电压起动的方向过电流 保护
复合电压:负序电压加全电压
负序电压----反映不对称短路 全电压----反映对称短路
微机型复合电压起动的方向过电流保护
一、电力变压器中性点接地方式选择的原则
1）在多电源系统中，每个发电厂至少有一台 变压器的中性点接地。
2）当发电厂或低压侧有电源的变电所中变压 器多于一台时，应将部分变压器的中性点 接地。
保护原理：
• 采用两段式零序电流保护。 • 每段保护动作后，都以较小的时限t1
跳开母联（或分段）断路器，以减小 故障范围； • 以较长时限t2跳开高压侧（或全跳） 断路器。
四、微机型变压器阻抗保护
• 变压器阻抗保护通常作为330KV及以上大型 变压器相间短路的后备保护
• 组成: 起动元件 相间阻抗测量元件 时间元件 电压回路断线闭锁元件等
Iu,v,w Iu,v,w Uu,v,w
启动元件 阻抗元件
Y
t
跳闸
＆
Uu,v,w
TV 断线检测 元件
阻抗压板投入
图 8－15 变压器阻抗保护逻辑框图
变压器相间短路的后 备保护
本节主要内容:
一、过电流保护 二、低电压起动的过电流保护 三、微机型复合电压起动的方向过电流保护 四、微机型变压器阻抗保护 五、变压器相间短路后备保护的配置原则
变压器相间短路的后备保护
变压器相间短路的后备保护是用 来反应变压器外部故障而引起的变压 器绕组过电流，同时也作为差动保护 和瓦斯保护的后备保护。
对侧 U u ,v ,w
相间功率方向
整定
本侧
U u ,v ,w
负序过电压 ≥1
低电压
跳闸 &
t
本侧
I u ,v ,w
过电流
1.复合电压元件 复合电压元件动作的判据是： U 2 U 2.set或U1 U set
2.相间功率方向元件 功率方向元件与线路保护中的方向元件原理相同 按 90°接线方式， 通过软件实现-30°或-45°最大灵敏角。
方向
指向220KV变压器
不带方向
复压过流I段
110KV侧
复压过流II段
10KV侧
电流速断 复压过流
指向110KV侧母线
不带方向 不带方向 不带方向
时间
T1
4.2 S
T2
4.5 S
T1
4.8 S
T2
5.1 S
T1
3.6 S
T2
3.9 S
T1
4.2 S
T2
4.5 S
T
1.0 S
T1
1.5 S
T2
1.8 S
当该元件检测到TV二次回路断线时， 将阻抗保护闭锁，并且发出告警信息。
五、变压器相间短路后备保护的配置原则
G
I
·
1QF
起动元件
跳三侧
断路器
t1
出口
t2
II 2QF
3QF
起动元件
t3
III
图 8－16 单侧电源变压器后备保护配置示意图
1）对于双绕组变压器： 相间短路的后备保护应装设于主电源侧
2）对于单侧电源的三绕组变压器或自耦变压器： 相间短路的后备保护宜装于电源侧和主负荷侧 负荷侧的过流保护以t3 时限跳开 3QF， 主电源侧保护带有两级时限t1 和t2 ： 以较短的时限t2 跳开变压器Ⅱ侧的断路器 2QF， 以较长的时限t1 跳开变压器各侧断路器。
跳闸矩阵 跳中压侧母联或分
段 跳中压侧 跳高压侧跳三Fra bibliotek 跳中压侧母联或分
段 跳中压侧 跳中压侧 跳三侧 跳低压侧 跳低压侧 跳三侧
备注
保护动作时间应大于 各侧带方向保护的动
作时间
不经复压闭锁
第六节 变压器的接地保护
作用：用于中性点直接接地系统中的 电力变压器 反映变压器高压绕组、引出线上
的接地短路，是变压器主保护和相邻 母线、线路接地故障的后备保护。
二、中性点直接接地运行变压器的接地保护
1QF
t1
1QF1 跳QF
I 3I0
t2
II
t3
3I0
t4
跳各侧 断路器
图8－17 中性点直接接地运行变压器接地保护原理框图
三、中性点可能接地也可能不接地 运行变压器的接地保护
3)对于多侧电源的三绕组变压器
应在各侧都配置后备保护:各侧保护 均动作于跳开本侧断路器。
对于动作时限最小的保护:应装设方 向元件. 同时，在加装方向保护的一侧，加装 一套不带方向的后备保护，保护动作 后，跳开三侧断路器。
220KV变压器过流保护的配置
变压器侧 过流段
220KV侧
复压过流I 复压过流II
1.起动元件
组成：相电流突变量启动元件
负序电流启动元件两部分，
启动元件动作判据为：
或 i Iset
I 2 I set.2
Iset 、 Iset.2通常均取电流互感器二次额定电流的 0.2 倍。
2．阻抗元件 阻抗元件采用0°接线方式 动作的正方向:可以指向变压器，也
可以指向母线，由保护的控制字控制。 断线检测元件
2. 动作时限的整定
动作时限按阶梯形原则整定。
3. 灵敏度 Ks 校验
Ks
I k min Iop
要求 Ks ≥1.2。
二、低电压起动的过电流保护
采用低电压起动可以提高电流元 件的灵敏度
低电压起动的构成: 电流元件、低电压元件、时间元件。
变压器 保护装置
k2
U u ,v ,w
来自高
U u ,v ,w
k1
压 侧 TV
压 侧 TV
图 8－ 13 变 压 器 低 电 压 启 动 过电流保护单相原理接线图
1） 电流元件的起动值 Iop 按躲开变压器额定电流整定。
即： Iop
Krel Kre
It.n
灵敏度校验：作为近后备保护时，Ks ≥1.3；
作远后备保护时， Ks ≥1.2。
2） 低电压元件的动作电压整定值： 应按躲开正常运行时母线上可能出现的最低工作电压，
Ilmax 计算时应作以下考虑：
1） 对于并列运行的变压器，应考虑一台变压器突然切除时，
所出现的过负荷。
按下式计算：
Ilmax＝
n
n
1
It.n
2）对于降压变压器应考虑低压侧电动机自启动的影响。
Ilmax＝Kss It.n
Kss 为自起动系数，： 6～10KV侧取1.5 ~ 2.5， 35KV侧取1.5 ~ 2 。
常用的后备保护主要有：
• 过电流保护 • 低电压启动的过电流保护 • 复合电压启动的方向过电流保护 • 负序过电流保护及阻抗保护
一、过电流保护
1.起动电流的整定
电流元件的起动电流按躲过变压器可 能出现的最大负荷电流整定
Iop
Krel Kre
Ilmax
K r e l 为 1.2～1.3
K r e 为 0.85
同时外部故障切除后、电动机自起动的过程中它必须返回 的条件整定。
通常采用 Uop 0.7Ut.n
灵敏度 Ks 要求同电流元件，即：
Ks
Uop U K .max
三、微机型复合电压起动的方向过电流 保护
复合电压:负序电压加全电压
负序电压----反映不对称短路 全电压----反映对称短路
微机型复合电压起动的方向过电流保护
一、电力变压器中性点接地方式选择的原则
1）在多电源系统中，每个发电厂至少有一台 变压器的中性点接地。
2）当发电厂或低压侧有电源的变电所中变压 器多于一台时，应将部分变压器的中性点 接地。
保护原理：
• 采用两段式零序电流保护。 • 每段保护动作后，都以较小的时限t1
跳开母联（或分段）断路器，以减小 故障范围； • 以较长时限t2跳开高压侧（或全跳） 断路器。
四、微机型变压器阻抗保护
• 变压器阻抗保护通常作为330KV及以上大型 变压器相间短路的后备保护
• 组成: 起动元件 相间阻抗测量元件 时间元件 电压回路断线闭锁元件等
Iu,v,w Iu,v,w Uu,v,w
启动元件 阻抗元件
Y
t
跳闸
＆
Uu,v,w
TV 断线检测 元件
阻抗压板投入
图 8－15 变压器阻抗保护逻辑框图
变压器相间短路的后 备保护
本节主要内容:
一、过电流保护 二、低电压起动的过电流保护 三、微机型复合电压起动的方向过电流保护 四、微机型变压器阻抗保护 五、变压器相间短路后备保护的配置原则
变压器相间短路的后备保护
变压器相间短路的后备保护是用 来反应变压器外部故障而引起的变压 器绕组过电流，同时也作为差动保护 和瓦斯保护的后备保护。
对侧 U u ,v ,w
相间功率方向
整定
本侧
U u ,v ,w
负序过电压 ≥1
低电压
跳闸 &
t
本侧
I u ,v ,w
过电流
1.复合电压元件 复合电压元件动作的判据是： U 2 U 2.set或U1 U set
2.相间功率方向元件 功率方向元件与线路保护中的方向元件原理相同 按 90°接线方式， 通过软件实现-30°或-45°最大灵敏角。
方向
指向220KV变压器
不带方向
复压过流I段
110KV侧
复压过流II段
10KV侧
电流速断 复压过流
指向110KV侧母线
不带方向 不带方向 不带方向
时间
T1
4.2 S
T2
4.5 S
T1
4.8 S
T2
5.1 S
T1
3.6 S
T2
3.9 S
T1
4.2 S
T2
4.5 S
T
1.0 S
T1
1.5 S
T2
1.8 S
当该元件检测到TV二次回路断线时， 将阻抗保护闭锁，并且发出告警信息。
五、变压器相间短路后备保护的配置原则
G
I
·
1QF
起动元件
跳三侧
断路器
t1
出口
t2
II 2QF
3QF
起动元件
t3
III
图 8－16 单侧电源变压器后备保护配置示意图
1）对于双绕组变压器： 相间短路的后备保护应装设于主电源侧
2）对于单侧电源的三绕组变压器或自耦变压器： 相间短路的后备保护宜装于电源侧和主负荷侧 负荷侧的过流保护以t3 时限跳开 3QF， 主电源侧保护带有两级时限t1 和t2 ： 以较短的时限t2 跳开变压器Ⅱ侧的断路器 2QF， 以较长的时限t1 跳开变压器各侧断路器。
跳闸矩阵 跳中压侧母联或分
段 跳中压侧 跳高压侧跳三Fra bibliotek 跳中压侧母联或分
段 跳中压侧 跳中压侧 跳三侧 跳低压侧 跳低压侧 跳三侧
备注
保护动作时间应大于 各侧带方向保护的动
作时间
不经复压闭锁
第六节 变压器的接地保护
作用：用于中性点直接接地系统中的 电力变压器 反映变压器高压绕组、引出线上
的接地短路，是变压器主保护和相邻 母线、线路接地故障的后备保护。
二、中性点直接接地运行变压器的接地保护
1QF
t1
1QF1 跳QF
I 3I0
t2
II
t3
3I0
t4
跳各侧 断路器
图8－17 中性点直接接地运行变压器接地保护原理框图
三、中性点可能接地也可能不接地 运行变压器的接地保护
3)对于多侧电源的三绕组变压器
应在各侧都配置后备保护:各侧保护 均动作于跳开本侧断路器。
对于动作时限最小的保护:应装设方 向元件. 同时，在加装方向保护的一侧，加装 一套不带方向的后备保护，保护动作 后，跳开三侧断路器。
220KV变压器过流保护的配置
变压器侧 过流段
220KV侧
复压过流I 复压过流II
1.起动元件
组成：相电流突变量启动元件
负序电流启动元件两部分，
启动元件动作判据为：
或 i Iset
I 2 I set.2
Iset 、 Iset.2通常均取电流互感器二次额定电流的 0.2 倍。
2．阻抗元件 阻抗元件采用0°接线方式 动作的正方向:可以指向变压器，也
可以指向母线，由保护的控制字控制。 断线检测元件
2. 动作时限的整定
动作时限按阶梯形原则整定。
3. 灵敏度 Ks 校验
Ks
I k min Iop
要求 Ks ≥1.2。
二、低电压起动的过电流保护
采用低电压起动可以提高电流元 件的灵敏度
低电压起动的构成: 电流元件、低电压元件、时间元件。
变压器 保护装置
k2
U u ,v ,w
来自高
U u ,v ,w