变压器保护有哪些

变压器差动保护讲课资料

一、 引言：

电力变压器对电力系统的安全稳定运行至关重要。一旦发生故障遭到损坏，将会造成很大的经济损失，因此，对继电保护的要求很高，差动保护是变压器主保护之一，动作迅速、灵敏而且可靠。该保护也是我们继电保护调试人员在工作中经常接触到的设备。下面将介绍一些有关于差动保护方面的一些知识。

二、 差动保护的作用：

差动保护是防止变压器内部故障的主保护，在35KV及以上变电站中普遍采用，主要用于保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。差动保护的范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备以及连接这些设备的导线。简单地讲，就是输入的两端TA之间的设备。由于差动保护对保护区外故障不会动作，因此差动保护不需要与区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合，发生区内故障时，可以整定为瞬时动作。差动保护原理简单、使用电气量单纯、保护范围明确、动作不需延时，所以用于变压器主保护。

三、 差动保护的原理：

差动保护是利用基尔霍夫电流定律中“在任意时刻，对电路中的任一节点，流经该节点的电流代数和恒为零”的原理工作的。差动保护把被保护的变压器看成是一个节点，在变压器的各

变压器差动保护讲课资料

一、 引言：

电力变压器对电力系统的安全稳定运行至关重要。一旦发生故障遭到损坏，将会造成很大的经济损失，因此，对继电保护的要求很高，差动保护是变压器主保护之一，动作迅速、灵敏而且可靠。该保护也是我们继电保护调试人员在工作中经常接触到的设备。下面将介绍一些有关于差动保护方面的一些知识。

二、 差动保护的作用：

差动保护是防止变压器内部故障的主保护，在35KV及以上变电站中普遍采用，主要用于保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。差动保护的范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备以及连接这些设备的导线。简单地讲，就是输入的两端TA之间的设备。由于差动保护对保护区外故障不会动作，因此差动保护不需要与区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合，发生区内故障时，可以整定为瞬时动作。差动保护原理简单、使用电气量单纯、保护范围明确、动作不需延时，所以用于变压器主保护。

三、 差动保护的原理：

差动保护是利用基尔霍夫电流定律中“在任意时刻，对电路中的任一节点，流经该节点的电流代数和恒为零”的原理工作的。差动保护把被保护的变压器看成是一个节点，在变压器的各

变压器差动保护原理

主变差动保护

一、主变差动保护简介

主变差动保护作为变压器的主保护，能反映变压器内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障 ，差动保护是输入的两端CT电流矢量差，当两端CT电流矢量差达到设定的动作值时启动动作元件。

差动保护是保护两端电流互感器之间的故障（即保护范围在输入的两端CT之间的设备上），正常情况流进的电流和流出的电流在保护内大小相等，方向相反，相位相同，两者刚好抵消，差动电流等于零；故障时两端电流向故障点流，在保护内电流叠加，差动电流大于零。驱动保护出口继电器动作，跳开两侧的断路器，使故障设备断开电源。 二、纵联差动保护原理 (一)、纵联差动保护的构成

纵联差动保护是按比较被保护元件（1号主变）始端和末端电流的大小和相位的原理而工作的。为了实现这种比较，在被保护元件的两侧各设置一组电流互感器TA1、TA2，其二次侧按环流法接线，即若两端的电流互感器的正极性端子均置于靠近母线一侧，则将他们二次的同极性端子相连，再将差动继电器的线圈并入，构成差动保护。其中差动继电器线圈回路称为差动回路，而两侧的回路称为差动保护的两个臂。

(二)、纵联差动保护的工作原理

根据基尔霍夫第一定律，

I 0

；式中 表示变压器各侧电流的向量

关于变压器差动保护 315 关于变压器差动保护

检修厂 朱宏伟

摘要：电力变压器对电力系统的安全稳定运行至关重要。一旦发生故障遭到损坏，造成很大的经济损失。因此，对继电保护的要求很高。其电流互感器及其联接组的问题直接影响变压器差动保护的可靠工作。

关键词：变压器 差动保护 电流互感器 联接组

电力变压器对电力系统的安全稳定运行至关重要。一旦发生故障遭到损坏，要造成很大的经济损失。因此，对继电保护的要求很高。

其电流互感器及其联接组的问题直接影响变压器差动保护的可靠工作。特别是现在大量采用的微机型变压器差动保护，由于具有了更加强大的数据处理、计算、逻辑判断等软件功能，更应该很好处理和解决这些问题。针对这些问题通过长期在变压器保护方面应用中的体会，对变压器差动保护中变压器各侧电流互感器及其联接组的问题看法。 一、 电流互感器联接组的变比匹配和相位修正

一般来说，在电力变压器中有电流流过时，通过变压器各侧电流互感器的二次电流不会正好完全平衡，这是由于变压器的变比和接线组别以及变压器各侧的电流互感器的变比和接线等情况有关。这些因素主要是：1) 变压器各侧的电压等级，包括分接头情况；2) 变压器各侧的电流互感器情况及其接线方法；3)

例题1：

已知35kV单独运行的降压变压器的额定容量为15MVA，电压为35±2*2.5%/6.6kV，绕组接线为Yd11，短路电压比Uk%=8,35kV母线上短路时，归算到平均额定电压为37kV时的三相短路电流：最大运行方式时为3570A，最小运行方式时为2140A，6.6kV最大负荷电流为1000A，试为该差动保护进行整定计算。 解：（1）求变压器各侧的一次额定电流、选择保护用电流互感器变比、求各侧电流互感器的二次回路的额定电流，计算结果如下表 序号 1 2 3 4 5 数值名称 变压器一次额定电流（A） 电流互感器接线方式 选电流互感器标准变比 二次回路额定电流（A） 各侧数值（A） 35kV侧 三角形接 500/5=100 1.732*247/100=4.28 6kV侧 星形接 1312 1500/5=300 1312/300=4.37 15000/(1.732*35)=247 15000/(1.732*6.6)=1312 电流互感器一次电流计算值（A） 1.732*247=423 由上表可见，6kV侧的二次回路电流较大，因此确定6kV侧为基本侧。

（2）就基本侧，计算保护的一次动作电流Iset： a）按躲过最大不平衡电流

Iset=

电力变压器的保护配置

随着企业的快速发展，供电可靠性的要求不断提高，变压器的安全运行更是必不可少的条件。而合理可靠的保护配置是变压器安全运行的必备条件。现代生产的变压器，虽然在设计和材料方面有所改进，结构上比较可靠，相对于输电线路和发电机来说，变压器故障机会也比较少，但在实际运行中，仍有可能发生备种类型的故障和异常运行情况，这会对供电可靠性和系统的正常运行带来严重影响。为了满足电力系统稳定方面的要求，当变压器发生故障时，要求保护装置快速切除故障。

第一章 电力变压器的故障及不正常工作状态

（一）变压器的故障

变压器的故障可以分为油箱外和油箱内两种故障。油箱外的故障，主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。油箱内的故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的烧损等。油箱内故障时产生的电弧，不仅会损坏绕组的绝缘、烧毁铁芯，而且由于绝缘材料和变压器油因受热分解而产生大量气体，有可能引起变压器油箱的爆炸。因此，当变压器发生各种故障时，保护装置应能尽快的将变压器切除。实践表明，变压器套管和引出线上的相间短路、接地短路、绕组的匝间短路是比较常见的故障形式，而变压器油箱内发生相间短路的情况比较少。

（二）变压器的不正常运行状态

变压器的不正常

PST 1200变压器保护保护原理

PST 1200 数字式变压器保护

主要内容

采用的新原理、新技术 差动保护

后备保护 非电量保护

[2]

国电南自

PST 1200 数字式变压器保护 采用的新原理及技术 波形对称原理的差动保护

新原理

波形快速比较法 全稳态启动 三折线比率制动差动保护原理 利用多侧电流量的CT断线识别原理 采用嵌入式多任务操作系统

国电南自

PST 1200 数字式变压器保护 差动保护

差动保护

二次谐波原理

波形对称原理 启动元件 比率制动元件 CT回路异常判别元件

国电南自

PST 1200 数字式变压器保护 励磁涌流

励磁涌流

变压器运行时，电源侧励磁绕组中将流过用 于产生主磁通的励磁电流，因此会在变压器差动 保护中产生不平衡电流。正常运行时，励磁电流 很小，产生的不平衡差流不会影响保护的动作； 在变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时 ，由于变压器铁芯的严重饱和，励磁电流激增并 发展为励磁涌流(可达5~10倍的额定电流),此 时在变压器各侧将形成较大的不平衡差流，导致 变压器保护误动。

国电南自

PST 1200 数字式变压器保护 单相变压器励磁涌流的典型特征

励磁涌流

与合闸角有关，合闸角为0度时，励磁

主变压器微机保护

?保护配置

主保护配置 后备保护配置 ?差动保护 ?本体主保护 ?后备保护

中、低压变电所主变压器的保护配置主保护配置

?二次谐波闭锁原理的比率制动式差动保护 ?差动速断保护 ?本体主保护

包括 本体重瓦斯

有载调压重瓦斯 压力释放

后备保护配置后备保护采用按侧配置，各侧后备之间、各侧

后备保护与主保护之间软件、硬件均相互独立 。 ?中性点不接地系统（只装相间后备保护）

①三段复合电压闭锁方向过电流保护。Ⅰ段跳本 侧分段断路器，Ⅱ段跳本侧断路器，Ⅲ段跳三 侧断路器。

②三段过负荷保护。Ⅰ段发信，Ⅱ段启动风冷， Ⅲ段闭锁有载调压。

③冷控失电，主变压器过温报警。 ?中性点直接接地系统

对于高压侧中性点接地的变压器，除装 设上述相间后备保护外，还应考虑设置接地 后备保护。根据中性点接地方式的不同，设 置如下保护：

①中性点直接接地运行，配置两段式零序过电流保护。

②中性点可能接地运行，配置一段两时限零序电流闭锁零序过电压保护。

③中性点经放电间隙接地运行，配置一段两时限间隙零序过电流保护。

二次谐波闭锁原理的比率制动式变压器差

第四节 变压器纵联差动保护

一、变压器纵联差动保护的原理

纵联差动保护是反应被保护变压器各端流入和流出电流的相量差。对双绕组变压器实现纵差动保护的原理接线如下图所示。

为了保证纵联差动保护的正确工作，应使得在正常运行和外部故障时，两个二次电流相等，差回路电流为零。在保护范围内故障时，流入差回路的电流为短路点的短路电流的二次值，保护动作。 应使

‘’‘’II‘nTA2I121I?I???‘?nTnTA1nTA2 或 nTA1I1 ‘2‘’2结论：

适当选择两侧电流互感器的变比。 纵联差动保护有较高的灵敏度。

二、变压器纵联差动保护在稳态情况下的不平衡电流及减小不平衡电流的措施

在正常运行及保护范围外部短路稳态情况下流入纵联差动保护差回路中的电流叫稳态不平衡电流Ibp。

1．由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流

思考：由于变压器常常采用Y,dll的接线方式, 因此, 其两侧电流的相位差30o。此时，如果两侧的电流互感器仍采用通常的接线方式，则二次电流由于相位不同，会有一个差电流流入继电器。如何消除这种不平衡电流的影响？

解决办法：通常都是将变压器

主变压器微机保护

?保护配置

主保护配置 后备保护配置 ?差动保护 ?本体主保护 ?后备保护

中、低压变电所主变压器的保护配置主保护配置

?二次谐波闭锁原理的比率制动式差动保护 ?差动速断保护 ?本体主保护

包括 本体重瓦斯

有载调压重瓦斯 压力释放

后备保护配置后备保护采用按侧配置，各侧后备之间、各侧

后备保护与主保护之间软件、硬件均相互独立 。 ?中性点不接地系统（只装相间后备保护）

①三段复合电压闭锁方向过电流保护。Ⅰ段跳本 侧分段断路器，Ⅱ段跳本侧断路器，Ⅲ段跳三 侧断路器。

②三段过负荷保护。Ⅰ段发信，Ⅱ段启动风冷， Ⅲ段闭锁有载调压。

③冷控失电，主变压器过温报警。 ?中性点直接接地系统

对于高压侧中性点接地的变压器，除装 设上述相间后备保护外，还应考虑设置接地 后备保护。根据中性点接地方式的不同，设 置如下保护：

①中性点直接接地运行，配置两段式零序过电流保护。

②中性点可能接地运行，配置一段两时限零序电流闭锁零序过电压保护。

③中性点经放电间隙接地运行，配置一段两时限间隙零序过电流保护。

二次谐波闭锁原理的比率制动式变压器差