继电保护原理5-变压器保护
时间：2022-09-21 12:30:00
目录：
电力变压器继电保护第六章
6.1电力变压器的故障类型、异常运行状态及相应的保护方法
一、变压器故障状态
二、变压器异常状态
三、。电力变压器的保护方法
6.2变压器差动保护
6.2.1变压器纵差动保护的基本原理
6.2.2变压器纵差保护的特点
一、变压器励磁涌流产生的不平衡电流
1.励磁涌流的原因
2.克服励磁涌流对变压器纵差保护的影响
二、变压器两侧电流相位不同引起的不平衡电流
三、由计算变比与实际（标准）变比不同产生的不平衡电流
四、两侧电流互感器类型不同造成的不平衡电流
五、变压器负载调节分接头产生的不平衡电流
6.2.3变压器差动保护的整体计算原理
1.纵差动保护启动电流的整体计算原则
二、校准纵差动保护的灵敏系数
6.2.4 带有速饱和变流器的差动继电器
一、变流器快速保护的工作原理
二、带强化速饱和变流器的差动继电器（BCH-2型）
6.2.5具有磁制动的差动继电器
1.继电器的主要部件（BCH-1型）
二、二。继电器的工作原理
三、差动继电器具有制动特性的整定
6.2.6具有比例制动和二次谐波制动的差动继电器
1.差动继电器的组成和原理
二、微机比制动差动保护
三、差动保护逻辑框图
6.33变压器的电流和电压保护
6.3.11变压器的过电流保护
一、单相原理接线图
二、整定计算原则
6.3.2低压过电流保护
一、单相原理接线图
二、整定原则
6.3.3复合电压启动过电流保护
一、单相原理接线图
二、定值确定
6.4瓦斯保护
一、原理
二、瓦斯继电器
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电力变压器继电保护第六章
6.1电力变压器的故障类型、异常运行状态及相应的保护方法
一、变压器故障状态
油箱内部故障：各相绕组之间的相间短路；单相绕组之间的匝间短路；单相绕组或导线通过外壳发生的单相接地故障；
油箱外部故障：引出线相间短路；绝缘套管通过外壳闪烁或损坏单相接地短路
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二、变压器异常状态
(1)本身过载 (2)线路过电流 (3)线路零序过流 (4)油面本身下降 (5)其他故障
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三、。电力变压器的保护方法
1、瓦斯保护->防御变压器油箱各种短路故障，油面降低
重瓦斯跳闸，轻瓦斯警告
2.纵差动保护和电流速度保护
防御变压器绕组和引线多相短路，大接地电流系统侧绕组引出线的单相接地短路及绕组匝间短路
3、相间短路的后备保护，作为1、2的后备
过电流保护，复合电压起动的过电流保护，负序过电流，低阻抗保护（500KV）
4、接地故障保护：防御大接地电流系统中变压器外部接地短路
5、过负荷保护：防御变压对称过负荷
6、过励磁保护：防御变压器过励磁（330KV）
7、其他保护：如温度保护、冷却系统故障保护
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6.2变压器的差动保护
变压器纵差动保护主要是用来反应变压器绕组、引出线及套管上的各种短路故障，是变压器的主保护。
6.2.1构成变压器纵差动保护的基本原则
1、正常运行或外部故障时
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2、当变压器内部故障时，
流入差动继电器的电流为：
为了保证动作的选择性，差动继电器的动作电流应按躲开外部短路时出现的最大不平衡电流来整定；
不平衡电流愈大，继电器的动作电流也愈大。不平衡电流太大，就将降低内部短路时产的灵敏度。
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6.2.2变压器纵差保护的特点
暂态情况下的不平衡电流：
（1）暂态非周期分量的影响；（2）励磁涌流的影响。
稳态情况下的不平衡电流：
（1）由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流
（2）由计计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流
（3）由两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流
（4）由变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流
一、由变压器励磁涌流所产生的不平衡电流
在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍，变压器励磁电流通常称为励磁涌流。
1、励磁涌流产生的原因
u=0时合闸->铁芯中产生-Φm->铁心中的磁通不能突变->非周期分量（直流分量）的磁通+Φm（考虑剩磁Φs）->经过半个周期后磁通2Φm+Φs->铁心将严重饱和->励磁电流↑
注：一相电压最大值时合闸没有励磁涌流，由于是三相变压器，其他两相不可能都做到最大电压时合闸。
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2、克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施
1）采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护；
2）利用二谐波制动原理构成的差动保护；
3）利用间断角原理构成的变压器差动保护；
4）采用波形对称原理构成的变压器差动保护。
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二、由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流
原因：（Y/-11）Y.d11接线方式，两侧电流的相位差30度（高压侧星形接线处于12点时，低压侧三角形接线处于11点，相差30度）
消除方法：相位校正
变压器Y侧LH（二次侧）：形，Y.d11
变压器侧LH（二次侧）：Y形，Y.Y12
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三、由计算变比与实际（标准）变比不同产生的不平衡电流
LH的变比是标准化的，如600/5，800/5，1200/5等
电流互感器的实际与计算变比不等时，变压器额定运行时差动保护臂中的不平衡电流。
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四、由两侧电流互感器型不同而产生的不平衡电流
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五、由变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流
改变分接头->该变nB->破坏
的关系
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六、在稳态情况下，变压器的差动保护的不平衡电流
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6.2.3变压器差动保护的整定计算原则
一、纵差动保护起动电流的整定计算原则
（1）保护装置的起动电流应大于变压器的最大负荷电流（可靠系数一般取1.3）
，防止一端互感器断线，若最大负荷电流难以确定时，选择变压器的额定电流；
（2）躲开保护范围外部短路时的最大不平衡电流
（3）考虑励磁涌流
采用波形鉴别或二次谐波制动的原理；采用具有速饱和铁心的差动继电器。
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二、纵差动保护灵敏系数的校验
与前面的电流保护是一样的。
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6.2.4 带有速饱和变流器的差动继电器
一、速保护变流器的工作原理
1、一次侧只流过周期分量电流时
周期分量易通过速饱和变流器变换到二次侧
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2、一次侧流过非周期分量及周期分量电流时 非周期分量不易通过速饱和变流器变换到二次侧
2、一次侧流过非周期分量及周期分量电流时 非周期分量不易通过速饱和变流器变换到二次侧
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二、带加强型速饱和变流器的差动继电器（BCH-2型）
B柱：正常运行时不平衡电流，空载合闸时励磁涌流，内部短路时短路电流。Wcd差动线圈；Wph1、Wph2平衡线圈是为了消除计算变比与实际变比不同产生的不平衡电流；Wd'、Wd"短路线圈。
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6.2.5具有磁力制动的差动继电器
一、继电器的主要组成部分（BCH-1型）
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6.2.6具有比率制动和二次谐波制动的差动继电器
一、差动继电器的构成与原理
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二、微机中比率制动式差动保护
原因：在严重的内部故障时，短路电流很大的情况下，TA严重饱和使交流暂态传变严重恶化，TA的二次侧基波电流为零，高次谐波分量增大，比率制动原理的差动保护无法反映区内短路故障，从而影响了比率差动保护的快速动作。
差动速断保护，作为辅助保护以加快保护在内部严重故障时的动作速度。
原理：差动速断保护是差动电流过电流瞬时速动保护。整定值可取正常运行时负荷电流的5～8倍。
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三、差动保护逻辑框图
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6.3变压器的电流和电压保护
保护作用
区外故障：过电流保护（时间配合按三段过流保护），远后备；区内故障：近后备。
安装地点
一般装于电源侧，动作于跳两侧断路器；或按先后秩序跳闸，比如先切断负荷侧，再切断电源侧。
种类
过电流保护（降压变压器）Idz1，灵敏度低；带低电压起动的过电流保护Idz2；复压过流：复合电压起动的过电流保护Idz3，灵敏度高；负序过电流保护。
6.3.1变压器的过电流保护
一、单相原理接线图
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二、整定计算原则
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6.3.2低电压起的过电流保护
一、单相原理接线图
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二、整定原则
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6.5.3复合电压起动的过电流保护
一、单相原理接线图
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二、定值确定
对于大型发电厂，使用单相式低电压起动过流：
与上面的保护比较，提高了灵敏度。
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6.4瓦斯保护
一、原理
1）适用：800kVA及以上油浸变压器，反映变压器油箱内部故障的主要保护
2）原理：故障->气体发挥->流向油枕
3）构成：瓦斯继电器
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二、瓦斯继电器
1）作用：反映于气体的继电器
2）安装：位于油箱与油枕之间连接管的中部；连接管坡度（2～4%）：油箱->油枕气流顺利通过；顶盖与水平面坡度（1～1.5%）：防止气泡聚集在顶盖处
3）结构：浮筒式（已淘汰），浮筒挡板式，常用开口杯挡板式
4）瓦斯保护的工作原理
轻瓦斯接点动作值用气体容积来定，保护动作于告警；重瓦斯接点动作值用油流速度来定，保护动作于跳闸。
优点：结构简单，可反应油箱内的一切故障，尤其在反应线圈匝间短路时；灵敏度高，对能产生大量气体的内部故障动作迅速。
缺点：不能反应油箱外部套管及引出线上的故障。
瓦斯保护与差动保护共同作为变压器的主保护。
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