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1、二、电力变压器的故障和 异常 变压器的故障：油箱内故障 油箱外故障。 油箱内故障油箱内故障：绕组的相间短路、 接地短 路、 匝间短路; 铁芯的烧 损等。 油箱外故障油箱外故障：套管和引出线上发生的 相间短路和接地短路。 变压器的不正常运行状态： 过电流、中性点过电压， 过负荷、油位降低、温度过高 、冷却系统故障、过励磁等。 三、变压器保护配置 n电力变压器的主保护 气体保护 纵联差动保护 电流速断保护 （1）气体保护 反应变压器油箱内的各种故障 及异常的一种保护。 装设原则： 容量在800kVA及以上的油浸式变 压器和400kVA及以上的车间内油浸式 变压器，应装设气体保护。 （2）纵联差动保
2、护或电流速断保护 作用：反应变压器绕组、套管 及引出线上的各种短路故障。 装设原则：根据变压器容量的 不同装设。 电流速断保护：用于10000kVA以下，其 过电流保护的动作时限大于0.5s的变压 器。 纵联差动保护：用于: 1）容量为10000kVA及以上单独 运行的变压器； 2）容量为6300kVA及以上并列 运行的变压器或厂用变压器及企 业中的重要变压器； 3）容量为2000kVA及以上的变 压器，且其电流速断保护的灵敏 性不能满足要求时。 2. 电力变压器的后备保 护 （1）对于外部相间短路引起的变压 器过电流，应采用下列保护 1）过电流保护； 2）复合电压起动的过电流保护； 3）负序
3、电流及单相式低电压起动的 过电流保护； 4）阻抗保护。 （2）对于变压器内部、外部接地短 路 1）零序电流保护； 2）零序过电压保护； 3）间隙零序电流保护等。 （3）过负荷保护 （4）过励磁保护 (5) 开关量保护 （）通风保护 （）冷却系统故障保护 第三节 变压器差动保护 n一、变压器纵联差动保护的基本原理 一、变压器纵联差动保护的基 本原理 1. 正 常 及 外 部 故 障 时 一、变压器纵联差动保护的基本 原理 2. 内 部 故 障 时 二、变压器纵差保护的特殊 问题 （一）因各侧相位不同产生的不平衡电流 及相位补偿 1常规型变压器差动保护的相位补偿 1.1因相位不同而产生的不平衡电流
4、 1.2相位补偿 相位补 偿 1.3相位补偿后，电流互感器变 比的选择 n设变压器两侧额定电流分别为 若取 则：变压器Y侧，电流为 变压器 侧，电流为5A 1.3相位补偿后，电流互感器变比的 选择 n采用相位补偿后，取： 变压器三角形侧电流互感器的变比为 变压器星形侧电流互感器的变比为 或按下列条件选择TA变比 例： Y侧 侧 TA接线 方式 Y 标准变 比 二次电 流 , 不平衡 电流 计算变 比 当各侧电流互感器都采用星形接线时， 利用软件对变压器星形侧电流 进行相位和幅值的补偿。 2. 微机型变压器差动保护的相位补偿及电流平衡调整 2.1相位 补偿 设：星形侧三相电流采样值分别 为 则：
5、用作差动保护计算的三相电流为 电流平衡调整系数 2.2幅值补偿 计算变压器各侧的一次额定电 流 计算变压器各侧TA二次计算电 流 计算电流平衡调整系数 2.2幅值补偿 设以高压侧二次额定电流为基准，则 ： 高压侧平衡系数为 中压侧平衡系数为 低压侧平衡系数 为 （二）变压器励磁涌流的影响 及减小影响的措施 n1.励磁涌流的影响 变压变压 器的励磁涌流是指在变压器 空载合闸或者外部故障切除后电压恢 复时，可能出现的较大的励磁电流。 （二）变压器励磁涌流的影响 及减小影响的措施 1.励磁涌流的影响 2产生励磁涌流 的原因 铁芯中的磁通不能突变 铁芯中出现一个暂态磁通 铁芯中的磁通将达到最大值 铁芯
6、严重饱和，励磁电流将剧烈增大 3励磁涌流的特点 （1）包含有非周期分量 （2）幅值大，但衰减快 （3）包含有高次谐波分量 （4）波形之间有间断 4 4减小励磁涌流影响的措施减小励磁涌流影响的措施 （1）采用具有速饱和铁芯的差动继电器。 （2）采用二次谐波制动的差动保护。 （3）利用间断角闭锁的差动保护。 n1计算变比与标准变比不完全符合 如： 整定计算时应考虑平衡系数，如： （三）各侧电流数值不等引起的 不平衡电流 2各侧TA的型号不同 整定计算时考虑同型系数 n型号相同 n型号不同 （三）各侧电流数值不等引起 的 不平衡电流 3变压器带负荷调整分接头 n设：变压器由115KV改在110KV抽
7、头位置, n则: 整定计算时应考虑因带负荷调压所引起的相对误差 （三）各侧电流数值不等引起 的 不平衡电流 三、变压器纵联差动保护的构成及原 理 n（一）比率制动的纵差保护 n1.和差式比率制动的差动保护 1） 对于 双绕 组变 压器 正常及外部故障时 内部故障时 双绕组 变压器 n取：动作分量 制动分量 n差动保护的动作条件： 双绕组变 压器 2）对于三绕组 变压器 动作电 流： 制动电流：制动电流： 方法方法1 1：取变压变压 器各侧电侧电 流中最大的电电流。 n动作电流： n方法2：取三个制动电流量中的最大值。 n制动电流： 三绕组变压器 比率制动式差动保护的动作 特性 动作判 据为：
8、（二）励磁涌流鉴别的原理 1. 二次谐波闭锁原理 采用：三相差动电流中二次谐波电流与基 波电流的比值，作为励磁涌流闭锁的判据 。 闭锁判据为： 整定范围为0.10.3，通常取0.15 实用中： 2.间断角识别 原理 根据：励磁涌流波形有间断角的特点 采用：波形比较技术将变压器的励磁涌流和 故障电流分开。 判据如下： 通常取： （三） 差动速断保护 只要任一相差动电流大于差动 速断的整定值，保护瞬时动作。 动作判据为： 为变压器差动电流， 为差动电流速断保护定值。 （四）电流互感器断线监视 当任一相差动电流大于0.1In（TA二次 额定电流）时，启动TA断线判别程序。 判据：本侧三相电流中一相无
9、电流，而 本侧其它两相和另一侧各相电流与启动 前电流相等，判为是TA断线。 5差动保护程序框图 图811 差动保护程序框图 闭锁保护 告警信号 TA断线信号 告警 闭锁保护 小结： 一、变压器纵差保护的特殊问题 1.因各侧相位不同产生的不平衡电流及相位补偿； 2.变压器励磁涌流的影响及减小影响的措施； 3.各侧电流数值不等引起的不平衡电流 二、微机型变压器差动保护 1.比率制动的纵差保护 2.励磁涌流鉴别的原理 3.差动速断保护 4.电流互感器断线监视 第四节 变压器的电流速断 保护 一、变压器电流速断保护的装设原则 二、变压器电流速断保护的整定原则 一、变压器电流速断保护的装设 原则 100
10、00KVA以下的小容量变压器，当 过电流保护的动作时限大于0.5秒且灵敏度 满足要求时，在电源侧装设电流速断保护 。 接线： 电源侧为直接接地系统时，保护采 用完全星形接线； 电源侧如为非直接接地系统， 采用 两相不完全星形接线 二、变压器电流速断保护的整 定原则 1.动作电流的整定值 以下两个条件计算，选择其中较大者。 （1）躲过变压器负荷侧母线上k1点短 路时，流过保护的最大短路电流计算。 即 ： （2）躲过变压器空载投入时的励磁涌流， 根据实践经验，一般取动作电流大于35 倍的变压器额定电流。即: 2. 灵敏度校验 取保护安装处(2点) 两相短路时 的最小短路电流校验。 第五节 变压器相
11、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。 常用的后备保护主要有： n过电流保护 n低电压启动的过电流保护 n复合电压启动的方向过电流保 护 n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 为 1.21.3 为 0.85 二、低电压起
12、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 。 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 相间功率方向 负序过电压 低电压 过电流 (2)放电间隙零序过电流; (3)零序过电压保护。 图819 分级绝缘变压器零序保护原理框图 跳1QF （同818） 1QF 1QF1 跳QF 第七节 变压器的其它保护 一、过负荷:反映变压器过负荷,动作于信号 装设原则: (1) 双绕组变压器:装设在电源侧； (2) 三绕组降压变压器:若三相容量相同的 ， 装在电源侧； (3) 三绕组降压变压器:若三相容量不同的 ，只有电源侧和容量较小的一侧装设过负 荷保护； (4) 两侧电源的三绕组降压变压器或联络变 压器，三侧均装设过负荷保护。 二、过励磁保护 n变压器在电压增高或频率降低时，会 出现过励磁。大型变压器均要求安装 过励磁保护。 n当过励磁倍数大于过励磁保护的告警 定值时，保护发出延时告警信号；当 过励磁倍数大于过励磁保护的跳闸定 值时，保护延时跳闸。
