变压器保护整定计算原则

变压器保护

一、变压器可能发生的故障和异常情况

(一) 变压器的内部故障：指变压器油箱里面发生的各种故障。 (1) 主要故障类型：

各相绕组之间的相间短路

油箱内部故障 单相绕组部分线匝之间的匝间短路

单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障

(2) 内部故障的危害：因为短路电流产生的高温电弧不仅会烧毁绕组绝缘和铁芯，而且会使绝缘材料和变压器油受热分解而产生大量气体，有可能使变压器外壳局部变形破裂，甚至发生油箱爆炸事故。因此，当变压器内部发生严重故障时，必须迅速将变压器切除。 (二) 变压器的外部故障：系指油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障。

(1) 主要故障类型：

引出线之间发生的相间短路

油箱外部故障 绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接地（通过外壳）短路

(三) 变压器的异常情况：由于外部短路或过负荷而引起的过电流、油箱漏油而造成的油面降低、变压器中性点电压升高、由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁等。

二、变压器保护的配置

(一) 瓦斯保护:防御变压器油箱内各种短路故障和油面降低

第 1 页 共19页

重瓦斯 跳闸 轻瓦斯 信号

(二) 差动保护或电流速断保护:防御变压器绕组和引出线的多相短路、大接地电流系统

变压器保护

一、变压器可能发生的故障和异常情况

(一) 变压器的内部故障：指变压器油箱里面发生的各种故障。 (1) 主要故障类型：

各相绕组之间的相间短路

油箱内部故障 单相绕组部分线匝之间的匝间短路

单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障

(2) 内部故障的危害：因为短路电流产生的高温电弧不仅会烧毁绕组绝缘和铁芯，而且会使绝缘材料和变压器油受热分解而产生大量气体，有可能使变压器外壳局部变形破裂，甚至发生油箱爆炸事故。因此，当变压器内部发生严重故障时，必须迅速将变压器切除。 (二) 变压器的外部故障：系指油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障。

(1) 主要故障类型：

引出线之间发生的相间短路

油箱外部故障 绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接地（通过外壳）短路

(三) 变压器的异常情况：由于外部短路或过负荷而引起的过电流、油箱漏油而造成的油面降低、变压器中性点电压升高、由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁等。

二、变压器保护的配置

(一) 瓦斯保护:防御变压器油箱内各种短路故障和油面降低

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重瓦斯 跳闸 轻瓦斯 信号

(二) 差动保护或电流速断保护:防御变压器绕组和引出线的多相短路、大接地电流系统

整定计算

9 `. s$ t% H1 T+ ) W5 e: S$ Y. e8 ?1 s/ @6 P3 R;

目前，国内对大型发电机变压器保护的整定计算，大多数参考或按照DL/T684－1999大型发电机变压器继电保护整定计算导则。 通过实践表明：大型发电机变压器继电保护整定计算导则的内容，基本上是正确的。但也存在一些不足，主要的不足之处是：

可操作性差、说理性不强及灵活性差。

; u$ A, y9 b% |/ [ M0 m7 本章，将重点阐述某些发电机变压器保护的整定计算依据、整定

计算方法以及如何灵活取值。

; c% E1 N# F( h8 X, D: \\8 g/ y# }- j2 ]( z6 {& l

第一节 发电机及变压器差动保护的整定计算

一 发电机纵差保护

目前，国内生产的微机型发电机差动保护，按照接入电流来分类有：完全纵差保护、不完全纵差保护；若按动作特性分类，则有比率制动式纵差保护、标积制动式纵差保护及故障分量比率制动式纵差保护。而应用最多的是比率制动式纵差保护，其次是标积

制动式纵差保护。

完全纵差和不完全纵差的区别，是接入发电机中性点的电流不同。完全纵差保护接入发电机中性点的全部电流，而不完全纵差保护则引入中性点的

注：本节内容主要摘自《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》。

16.3.1. 变压器相间短路后备保护 16.3.1.1 复合电压闭锁方向过流保护 16.3.1.1.1 电流元件的整定计算

a） 过电流保护的动作电流计算。电流元件的动作电流应躲过变压器的额定电流，计算公式如下：

Iop?KrelIe Kr式中： Krel为可靠系数，取1.2～1.3；

Kr为返回系数，取0.85～0.95；

Ie为变压器的额定电流，下同。 b） 灵敏系数校验：

)Ik(.2min ?IopKsen)式中：Ik(.2min为后备保护区末端两相金属性短路时流过保护的最小短路电流，要

求Ksen?1.3（近后备），Ksen?1.2（远后备）。 16.3.1.1.2 低电压启动元件的整定计算 低电压启动元件的整定应考虑以下情况：

a）按躲过正常运行时可能出现的最低电压整定

Uop?Umin KrelKr式中： Krel为可靠系数，取1.1～1.2；

Kr为返回系数，取1.05～1.25；

Umin为变压器正常运行可能出现的最低电压，一般可取0.9Ue（额定线电压，下同）

b）按躲过电动机自起动时的电压整定：

当低电压继电器由变压器低压侧电压互感器供电时

注：本节内容主要摘自《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》。

16.3.1. 变压器相间短路后备保护 16.3.1.1 复合电压闭锁方向过流保护 16.3.1.1.1 电流元件的整定计算

a） 过电流保护的动作电流计算。电流元件的动作电流应躲过变压器的额定电流，计算公式如下：

Iop?KrelIe Kr式中： Krel为可靠系数，取1.2～1.3；

Kr为返回系数，取0.85～0.95；

Ie为变压器的额定电流，下同。 b） 灵敏系数校验：

)Ik(.2min ?IopKsen)式中：Ik(.2min为后备保护区末端两相金属性短路时流过保护的最小短路电流，要

求Ksen?1.3（近后备），Ksen?1.2（远后备）。 16.3.1.1.2 低电压启动元件的整定计算 低电压启动元件的整定应考虑以下情况：

a）按躲过正常运行时可能出现的最低电压整定

Uop?Umin KrelKr式中： Krel为可靠系数，取1.1～1.2；

Kr为返回系数，取1.05～1.25；

Umin为变压器正常运行可能出现的最低电压，一般可取0.9Ue（额定线电压，下同）

b）按躲过电动机自起动时的电压整定：

当低电压继电器由变压器低压侧电压互感器供电时

变压器微机差动保护的整定计算

作者：程秀娟

(扬子石油化工设计公司 南京 210048)

摘要：本文首先对变压器差动保护误动的原因作了初步分析,然后介绍了三段折线式比率制动特性的变压器差动保护的基本原理，并对各种参数的整定值设置进行了详细论述。 关键词： 变压器 差动保护 三折线参数 整定 1 前言

电力变压器是电力系统中十分重要的供电设备，它出现故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响。纵联差动保护是大容量变压器的主保护之一，然而，相对于线路保护和发电机保护来说，变压器保护的正确动作率显得较低，据各大电网的不完全统计，正确动作率尚不足70%。究其原因，就在于变压器结构及其内部独特的电磁关系。要提高变压器差动保护的动作正确率，首先必须找出误动的原因，从而在整定计算时充分考虑这些因素，才能有效地避免误动的出现。 2 变压器差动保护误动原因分析 2.1 空载投入时误动

变压器空载投入时瞬间的励磁电流可能很大，其值可达额定电流的10倍以上，该电流称为励磁涌流。其产生的根本原因是铁心中磁通在合闸瞬间不能突变，在合闸瞬间产生了非周期性分量磁通。

励磁涌流波形特征是：含有很大成分的非周期分量；含有大量的谐波分量，并以二次谐波为主；出

继电保护整定计算书（#2机组6KV微机变压器综合保护）

#

2 机 组 6kV 变 压 器 综 合 保 护 整 定 计 算 书

一、 设备参数及系统运行方式： 1、 设备参数： 1） 发电机： 型 号 QFS-125-2 额定功率 125MW 额定容量 150MVA 额定容量 22MVA 额定容量 22MVA 额定电流 6150A Ud1 13% Ud1 10.5% Ud1 10.5% UdO 10.28% 额定电压 13.8KV UdO 12.8% 额定功率因数 COSφ=0.85 额定分接 236±2×2.5%/13.8KV 额定分接 13.8±2×2.5%/6 .3KV 额定分接 110±8×1.25%/6 .3KV Xd〃 18% 额定电流 A 额定电流 A 额定电流 A 2） 主变压器： 型 号 SFP9-150000/220 3） 高厂变 型 号 SF9-CY-22000/13.8 4） 高备变 型 号 SFZ9- CY-22000/110 5） 低压厂用变压器（见附表2） 二、 参数整定计算表 1、 运行方式：（见附图1） 1） 方式一（最大运行方式）：#1、2机组全部运行，莫愁变正副母线合环运行。 2） 方式二（中等运

继电保护整定计算书

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2 机 组 6kV 变 压 器 综 合 保 护 整 定 计 算 书

一、 1、 1） 设备参数及系统运行方式： 设备参数： 发电机： 型 号 QFS-125-2 额定功率 125MW 额定容量 150MVA 额定容量 22MVA 额定容量 22MVA 额定电流 6150A Ud1 13% Ud1 10.5% Ud1 10.5% UdO 10.28% 额定电压 13.8KV UdO 12.8% 额定功率因数 COSφ=0.85 额定分接 236±2×2.5%/13.8KV 额定分接 13.8±2×2.5%/6 .3KV 额定分接 110±8×1.25%/6 .3KV Xd 18% 额定电流 A 额定电流 A 额定电流 A 〃2） 主变压器： 型 号 SFP9-150000/220 3） 高厂变 型 号 SF9-CY-22000/13.8 4） 高备变 型 号 SFZ9- CY-22000/110 5） 二、 1、 1） 2） 3） 4） 2、 3、 1） a） ? b）

低压厂用变压器（见附表2） 参数整定计算表 运行方式：（见附图1） 方式一（最大运行方式）：#1、2机组全部运行，莫愁变正副母线合环运行。 方

继电保护整定计算书（#2机组6KV微机变压器综合保护）

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2 机 组 6kV 变 压 器 综 合 保 护 整 定 计 算 书

一、 设备参数及系统运行方式： 1、 设备参数： 1） 发电机： 型 号 QFS-125-2 额定功率 125MW 额定容量 150MVA 额定容量 22MVA 额定容量 22MVA 额定电流 6150A Ud1 13% Ud1 10.5% Ud1 10.5% UdO 10.28% 额定电压 13.8KV UdO 12.8% 额定功率因数 COSφ=0.85 额定分接 236±2×2.5%/13.8KV 额定分接 13.8±2×2.5%/6 .3KV 额定分接 110±8×1.25%/6 .3KV Xd〃 18% 额定电流 A 额定电流 A 额定电流 A 2） 主变压器： 型 号 SFP9-150000/220 3） 高厂变 型 号 SF9-CY-22000/13.8 4） 高备变 型 号 SFZ9- CY-22000/110 5） 低压厂用变压器（见附表2） 二、 参数整定计算表 1、 运行方式：（见附图1） 1） 方式一（最大运行方式）：#1、2机组全部运行，莫愁变正副母线合环运行。 2） 方式二（中等运

发电机变压器继电保护整定计算

第一章 一般规定

保护定值的整定计算是配置和设计电力系统继电保护装置的一项主要内容，定值的整定计算正确与否决定了保护装置动作是否具有选择性和灵敏性。中华人民共和国电力行业标准DL/T684-1999《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》已经出版发行，它对发电机和变压器继电保护的定值整定工作必将起到规范化的作用。

发电机变压器继电保护整定计算的主要任务是：在工程设计阶段保护装置选型时，通过整定计算，确定保护装置的技术规范；对现场实际应用的保护装置，通过整定计算，确定其运行参数(给出定值)。从而使继电保护装置正确地发挥作用，保障电气设备的安全，维持电力系统的稳定运行。

为简化计算工作，可按下列假设条件计算短路电流：

a. 可不计发电机、调相机、变压器、架空线路、电缆线路等阻抗参数中的电阻分量；在很多情况下，可假设旋转电机的负序阻抗与正序阻抗相等。

b. 发电机及调相机的正序阻抗，可采用次暂态电抗X″d的饱和值。

c. 各发电机的等值电动势(标么值)可假设为1且相位一致。仅在对失磁、失步、非全相等保护装置进行计算分析时，才考虑电动势之间的相角差问题。

d. 只计算短路暂态电流中的周期分量，但在纵联差动保护装