继电保护课件变压器保护

继电保护课件变压器保护第一页，共六十三页，2022年，8月28日

本章主要内容8.1变压器常见故障、不正常运行及保护方式8.2瓦斯保护

8.3变压器纵差动保护

8.4电流速断保护8.5变压器后备保护和过负荷保护8.6变压器的接地保护第二页，共六十三页，2022年，8月28日第三页，共六十三页，2022年，8月28日第一节变压器常见故障、不正常运行状态及保护配置

一、变压器常见故障、不正常运行状态

内部故障：绕组相间短路、匝间短路、单相接地短路。外部故障：绝缘套管及引出线各种相间短路、单相接地短路。

变压器不正常运行状态：过负荷、油箱漏油造成的油面降低、表面油温过高、外部短路引起的过电流、电压降低或频率升高引起的变压器过励磁。第四页，共六十三页，2022年，8月28日保护配置反应变压器油箱内部的各种故障及油面降低（瓦斯保护）变压器引出线、套管及绕组的相间短路（纵差动保护或电流速断保护）外部相间短路引起的变压器过电流

（过电流保护）变压器高压绕组接地（接地保护）过负荷（过负荷保护）过励磁（过励磁保护）第五页，共六十三页，2022年，8月28日第二节主变压器瓦斯保护基本原理：它是反应油箱内部所产生的气体或油流而动作。作用：反应变压器油箱内的各种故障以及油面降低测量元件：瓦斯继电器出口方式：跳开变压器各侧断路器；对于发变组接线，保护动作于全停、启动快切。第六页，共六十三页，2022年，8月28日瓦斯继电器安装示意图第七页，共六十三页，2022年，8月28日一、瓦斯继电器结构及工作情况正常运行：开口杯向上倾斜，干簧接点打开内部轻微故障：气体聚集在上部，使开口杯向下转动，轻瓦斯干簧接点闭合，发出信号（气体容积定值：250-300立方厘米）内部严重故障：产生大量气体，推动档板运动，重瓦斯的干簧接点闭合，起动出口继电器，断开变压器两侧断路器（定值：油流速度1.1米/秒)漏油使油面降低：上开口杯转动，轻瓦斯动作也发出信号。第八页，共六十三页，2022年，8月28日

二、原理接线

第九页，共六十三页，2022年，8月28日KGTQ1KSKCOKGV+-3XB1QFKCOI32QFKCOI3TQ2+轻瓦斯动作信号重瓦斯1QF跳闸2QF跳闸瓦斯保护直流回路展开图第十页，共六十三页，2022年，8月28日第三节变压器纵差动保护一、基本原理及实现时的特点二、采用BCH型差动继电器构成的差动保护三、二次谐波制动的变压器差动保护

第十一页，共六十三页，2022年，8月28日一、基本原理第十二页，共六十三页，2022年，8月28日二、变压器纵差保护特殊问题——引起不平衡电流增大的因素变压器高、低压两侧电流的大小和相位不同变压器空载投入的励磁涌流带负荷调压的变压器运行中改变分接头电流互感器计算变比与标准变比不同两侧电流互感器型号不同第十三页，共六十三页，2022年，8月28日

第十四页，共六十三页，2022年，8月28日

1、数值补偿和相位补偿

变压器星形侧电流互感器按角形接线。互感器变比为：变压器角形侧电流互感器按星形接线。互感器变比为：

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2、变压器励磁涌流的影响

正常运行时，励磁电流仅为变压器额定电流的3％～5％，所以对保护无影响。而当变压器空载投入或外部短路故障切除电压恢复时，励磁电流可达额定电流的6～8倍，这称为励磁涌流。

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励磁涌流的特点及采取的措施1）含有大量的非周期分量，使励磁涌流波形偏于时间轴的一侧；2）励磁涌流中含有大量的二次谐波电流分量；3）励磁涌流相邻波形之间存在“间断角”。第十七页，共六十三页，2022年，8月28日

（1）采用具有速饱和变流器的BCH型差动继电器构成变压器纵差动保护。

（2）采用二次谐波制动原理构成变压器纵差动保护。

（3）采用鉴别波形间断角原理构成变压器纵差动保护。

第十八页，共六十三页，2022年，8月28日三、采用BCH型差动继电器构成的差动保护1、速饱和变流器工作原理

2、BCH—2型差动继电器的工作原理3、原理接线图第十九页，共六十三页，2022年，8月28日

非周期分量电流的存在，破坏了其中的周期分量电流的传变。第二十页，共六十三页，2022年，8月28日第二十一页，共六十三页，2022年，8月28日

第二十二页，共六十三页，2022年，8月28日

BCH—2型继电器，是在速饱和变流器的基础上，再加上短路线圈，以改善躲过非周期分量的性能。

保持短路线圈

继电器的动作安匝不变。第二十三页，共六十三页，2022年，8月28日动作电流的整定原则躲电流互感器二次回路断线躲变压器空载投入的励磁涌流躲保护区外短路时流过保护的最大不平衡电流第二十四页，共六十三页，2022年，8月28日四、二次谐波制动的变压器差动保护1、原理接线图

2、组成部分及作用第二十五页，共六十三页，2022年，8月28日

."I1.I2.I1.I2."第二十六页，共六十三页，2022年，8月28日电压形成回路及动作判据第二十七页，共六十三页，2022年，8月28日

1、比率制动部分是用于防止外部短路时，由于不平衡电流影响而造成误动作。2、二次谐波制动部分的作用，是防止变压器空载投入时出现励磁涌流而造成保护误动作。3、差动电流速断部分作用，防止变压器内部发生严重故障时，差动继电器拒动和加快切除故障。第二十八页，共六十三页，2022年，8月28日工作情况正常运行及区外短路：U1小，U4大，所以保护不动保护区内短路：U1大、U4小、U2也较小，所以保护动作；若区内严重故障，满足差动速断动作条件时，则差动速断保护动作。变压器空载投入：U2较大，U1和U4相等，所以保护不会误动作。第二十九页，共六十三页，2022年，8月28日Ioper（Inub）Ibrk（Ik）Ioper.0Ibrk.0Ik.maxInub.max动作区第三十页，共六十三页，2022年，8月28日动作值整定原则第三十一页，共六十三页，2022年，8月28日电流速断保护单相原理接线

第四节电流速断保护第三十二页，共六十三页，2022年，8月28日整定原则：

1）躲过外部K2短路时流过保护的最大短路电流。2）躲过变压器空载投入时的励磁涌流。

灵敏度校验:在保护安装处K1点发生两相金属性短路进行校验

第三十三页，共六十三页，2022年，8月28日电流速断保护的特点1、应用范围：容量较小的变压器，且其过电流保护动作时间大于0.5秒。2、作用：与瓦斯保护共同作为变压器相间短路主保护。3、保护区：一般只能延伸到低压绕组的一部分。第三十四页，共六十三页，2022年，8月28日第五节变压器相间短路的后备保护及过负荷保护作用：作为变压器相间短路的近后备保护，一般情况下，还作为下一相邻元件的远后备保护出口方式：保护延时动作于跳闸。第三十五页，共六十三页，2022年，8月28日

一、变压器的过电流保护；二、低电压起动的过电流保护；三、复合电压起动的过电流保护；四、负序电流和单相低电压起动的

过电流保护。第三十六页，共六十三页，2022年，8月28日各电流保护原理示意框图

跳闸跳闸﹠KVU第三十七页，共六十三页，2022年，8月28日跳闸﹠KVUKVN跳闸KVU﹠第三十八页，共六十三页，2022年，8月28日一、变压器过电流保护应用范围：容量较小变压器接线：与线路过电流保护类似问题：应用在大容量变压器上时，该保护灵敏度很难满足要求第三十九页，共六十三页，2022年，8月28日过电流保护原理接线第四十页，共六十三页，2022年，8月28日

电流继电器动作电流整定原则

躲过变压器可能出现的最大负荷电流。

（N台变压器并列运行）（降压变压器）第四十一页，共六十三页，2022年，8月28日二、低电压启动的过电流保护测量元件：电流继电器和低电压继电器特点：灵敏度高于一般的过电流保护。出口逻辑关系：两个测量元件都动作，保护才动作跳闸第四十二页，共六十三页，2022年，8月28日1KA2KA3KA2TA3TA交流电流回路1TA交流电压回路1KVU3KVU2KVU1KA2KA3KA1KVUKMKTKMKTKSKCOKCOKCO跳1QF跳2QF+2KVU3KVUKMKS+TV二次断线信号第四十三页，共六十三页，2022年，8月28日动作值的整定原则电流继电器：躲变压器正常运行时的额定电流。第四十四页，共六十三页，2022年，8月28日低电压继电器整定原则：正常运行情况下母线上可能出现最低工作电压时，该继电器不动作。第四十五页，共六十三页，2022年，8月28日3、灵敏度校验：

按后备保护范围末端发生短路故障进行校验。第四十六页，共六十三页，2022年，8月28日三、复合电压启动的过电流保护对称短路的测量元件：低电压继电器和过电流继电器不对称短路的测量元件：负序电压继电器和过电流继电器特点：不对称短路时，电压元件灵敏度高于低电压启动的过电流保护第四十七页，共六十三页，2022年，8月28日1、原理接线：第四十八页，共六十三页，2022年，8月28日1KA2KA3KA1TA2TA3TAKVNKVNKVU交流电流回路交流电压回路1KA2KA3KAKVUKMKTKMKTKMKSKSKCOKCOKCO跳1QF跳2QF++TV二次断线信号第四十九页，共六十三页，2022年，8月28日负序电压继电器整定原则：

躲过正常运行时负序电压滤过器出现的最大不平衡电压。第五十页，共六十三页，2022年，8月28日四、负序电流和单相式低电压启动的过电流保护对称短路的测量元件：单相低电压继电器和过电流继电器不对称短路的测量元件：负序电流继电器特点：不对称短路时，电流元件灵敏度高于低电压启动的或复合电压启动的过电流保护第五十一页，共六十三页，2022年，8月28日第五十二页，共六十三页，2022年，8月28日负序电流继电器动作电流整定原则

躲过变压器正常运行时负序电流滤过器输出的最大不平衡电流。第五十三页，共六十三页，2022年，8月28日五、变压器的过负荷保护测量元件：电流继电器出口方式：发出过负荷信号第五十四页，共六十三页，2022年，8月28日

变压器过负荷电流大多数情况下三相是对称的，因此只装设对称过负荷保护。即只用一个电流继电器接于任一相电流之中，动作时经延时作用于信号。过负荷保护的动作电流应躲过变压器额定电流。过负荷保护的动作时限，应比过电流保护的最大时限增加一个时限阶差△t。

第五十五页，共六十三页，2022年，8月28日第六节变压器的接地保护

——中性点可能接地或不接地的分级绝缘变压器的接地保护零序电流保护：当变压器中性点接地时作为接地保护，以短时限跳母联，长时限跳变压器两侧断路器间隙零序过流保护：当变压器中性点不接地时作为接地保护零序过电压保护：做间隙零序过流保护的辅助保护，当变压器中性点不接地时作为接地保护。第五十六页，共六十三页，2022年，8月28日一、原理框图：第五十七页，共六十三页，2022年，8月28日二、整定计算：零序电流保护的动作电流与相邻元件零序后备保护动作电流配合整定。动作时限与相邻元件零序电流后备保护的时限配合整定。

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零序电压元件3U0的动作电压，应低于变压器中性点工频耐受电压。

动作电压还应躲过电网存在接地中性点情况下单相接地短路时的最大零序电压。第五十九页，共六十三页，2022年，8月28日