电力变压器保护-课件.ppt

1、电力变压器保护目目 录录电力变压器的故障类型和不正常工作状态电力变压器的故障类型和不正常工作状态 电力变压器保护配置（原则）电力变压器保护配置（原则）电力变压器保护的基本原理电力变压器保护的基本原理电力变压器保护运行规定（注意事项）电力变压器保护运行规定（注意事项）电力变压器的事故及异常处理电力变压器的事故及异常处理电力变压器保护的日常维护及巡视电力变压器保护的日常维护及巡视一、电力变压器的故障类型一、电力变压器的故障类型和不正常工作状态和不正常工作状态（一）电力变压器的故障类型（一）电力变压器的故障类型（二）电力变压器的不正常运行状态（二）电力变压器的不正常运行状态 电力变压器是电力变压器是

2、连续运行连续运行的的静止设备静止设备，运，运行比较可靠，故障机会比较少。行比较可靠，故障机会比较少。但由于绝大部分但由于绝大部分安装在户外安装在户外，受自然，受自然环环境影响境影响较大，同时还受运行时较大，同时还受运行时承载负荷承载负荷以以及电力及电力系统短路系统短路故障的影响，在变压器的故障的影响，在变压器的运行过程中不可避免出现各类故障和异常运行过程中不可避免出现各类故障和异常情况。情况。（一）电力变压器的故障类型（一）电力变压器的故障类型 变压器的故障可以分为变压器的故障可以分为油箱外和油箱内油箱外和油箱内两种两种类型：类型：1 1、油箱外的故障油箱外的故障：主要是：主要是套管和引出线套

3、管和引出线上发生上发生的的相间短路相间短路以及以及接地短路接地短路。2 2、油箱内的故障油箱内的故障：包括：包括绕组绕组的的相间短路相间短路、接地接地短路、匝间短路短路、匝间短路以及以及铁芯的烧损铁芯的烧损等。等。实践表明，变压器套管和引出线上的相间短路、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。式；而变压器油箱内发生相间短路的情况比较少。（二）电力变压器的不正常运行状态（二）电力变压器的不正常运行状态 变压器的变压器的不正常运行状态不正常运行状态：主要有变压：主要有

4、变压器器外部短路引起外部短路引起的的过电流过电流、负荷长时间超、负荷长时间超过额定容量引起的过额定容量引起的过负荷过负荷；风扇故障或漏风扇故障或漏油油等原因引起冷却能力的下降等。等原因引起冷却能力的下降等。上述这些不正常运行状态会上述这些不正常运行状态会使绕组和铁使绕组和铁芯过热芯过热。另外，对于另外，对于中性点不接地中性点不接地运行的星形接线变压运行的星形接线变压器，外部接地短路时有可能造成变压器器，外部接地短路时有可能造成变压器中性点过中性点过电压电压，威胁变压器的绝缘；大容量变压器在，威胁变压器的绝缘；大容量变压器在过电过电压或低频率压或低频率等异常运行工况下会使变压器等异常运行工况下会

5、使变压器过励磁过励磁，引起引起铁芯铁芯和其他金属构件的和其他金属构件的过热过热。变压器处于不正常运行状态时，继电保护应根变压器处于不正常运行状态时，继电保护应根据其严重程度，发出告警信号，使运行人员及时据其严重程度，发出告警信号，使运行人员及时发现并采取相应的措施，以确保变压器的安全。发现并采取相应的措施，以确保变压器的安全。小小 结结变压器的故障类型和不正常工作状态变压器的故障类型和不正常工作状态 两种故障类型：两种故障类型：油箱外和油箱内故障油箱外和油箱内故障 不正常工作状态：不正常工作状态：外部短路引起的过电流；负荷外部短路引起的过电流；负荷长时间超过额定容量引起的过负荷；风扇故障或长时

6、间超过额定容量引起的过负荷；风扇故障或漏油等原因引起冷却能力的下降等。漏油等原因引起冷却能力的下降等。思考与练习思考与练习1 1、变压器有哪几种故障类型（、变压器有哪几种故障类型（简要说明简要说明）？）？2 2、变压器有哪些不正常工作状态？怎样引起、变压器有哪些不正常工作状态？怎样引起的？的？二、电力变压器保护配置（原则）二、电力变压器保护配置（原则）为了保证电力系统安全稳定运行，当变压器为了保证电力系统安全稳定运行，当变压器发生故发生故障或不正常状态时障或不正常状态时能够将能够将影响范围限制影响范围限制到到最小，电力变压器应装设瓦斯保护、最小，电力变压器应装设瓦斯保护、差动保护或差动保护或电

7、流速断保护电流速断保护、外部相间短路和接地短路时的后、外部相间短路和接地短路时的后备保护、过负荷保护、过励磁保护以及反映变压备保护、过负荷保护、过励磁保护以及反映变压器异常状态的保护。器异常状态的保护。（一）电力（一）电力变压器保护分类变压器保护分类（二）电力（二）电力变压器保护配置变压器保护配置（三）有关重合闸配置问题分析（三）有关重合闸配置问题分析（四）变电站主变保护配置示例（四）变电站主变保护配置示例（一）（一）变压器保护分类变压器保护分类 变压器油箱内故障时，除了变压器各侧变压器油箱内故障时，除了变压器各侧电流、电压变化外，油箱内的油、气、温电流、电压变化外，油箱内的油、气、温度等非电

8、量也会发生变化。因此，作为变度等非电量也会发生变化。因此，作为变压器的保护分为压器的保护分为电量保护电量保护和和非电量保护非电量保护。（二）（二）变压器保护配置变压器保护配置1 1、瓦斯保护瓦斯保护 变压器油对变压器有绝缘和冷却作用。当变压变压器油对变压器有绝缘和冷却作用。当变压器油箱内故障时，在器油箱内故障时，在故障电流故障电流和和故障点电弧故障点电弧的作的作用下，变压器油（和其他绝缘材料）会因受热而用下，变压器油（和其他绝缘材料）会因受热而分解，分解，产生大量气体产生大量气体。气体排出的。气体排出的多少多少以及排出以及排出速度速度，与变压器故障的，与变压器故障的严重程度严重程度有关。利用这

9、种有关。利用这种气体来实现保护为气体来实现保护为瓦斯保护瓦斯保护。瓦斯保护能够保护变压器油箱内的各种轻微故瓦斯保护能够保护变压器油箱内的各种轻微故障（例如绕组轻微的匝间短路、铁芯烧损等）。障（例如绕组轻微的匝间短路、铁芯烧损等）。2 2、差动保护或电流速断保护差动保护或电流速断保护 对容量为对容量为6300kVA6300kVA及以上的变压器，以及发电及以上的变压器，以及发电厂厂用变压器和并列运行的变压器；厂厂用变压器和并列运行的变压器；10000kVA10000kVA及以上的发电厂厂用备用变压器和单独运行的及以上的发电厂厂用备用变压器和单独运行的变压器，应装设纵差动保护。电流速断保护用变压器，

10、应装设纵差动保护。电流速断保护用于对于容量为于对于容量为10000kVA10000kVA及以下的变压器，速断及以下的变压器，速断保护。对保护。对2000kVA2000kVA以上的变压器，当电流速断保以上的变压器，当电流速断保护的灵敏性不能满足要求时，也应装设纵差动护的灵敏性不能满足要求时，也应装设纵差动保护。（保护。（配置原则配置原则）3 3、外部相间短路和接地短路时的后备保护外部相间短路和接地短路时的后备保护 变压器的相间短路后备保护通常采用变压器的相间短路后备保护通常采用过电流过电流保护保护、低电压启动低电压启动的过电流保护、的过电流保护、复合电压启动复合电压启动的过电流保护以及的过电流保

11、护以及负序过电流负序过电流保护等（也有采用保护等（也有采用阻抗保护阻抗保护作为后备保护的情况）。作为后备保护的情况）。发生接地故障时，变压器中性点将出现零序发生接地故障时，变压器中性点将出现零序电流，母线将出现零序电压，变压器的接地后备电流，母线将出现零序电压，变压器的接地后备保护通常都是反应这些电气量构成的。保护通常都是反应这些电气量构成的。4 4、过负荷保护、过负荷保护 变压器长期过负荷运行时，绕组会因发热而受变压器长期过负荷运行时，绕组会因发热而受到损伤。到损伤。对对400kVA400kVA以上以上的变压器，当数台并列运的变压器，当数台并列运行，或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，行，

12、或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况，应根据可能过负荷的情况，装设过负荷保护装设过负荷保护。（配置原则配置原则）5 5、过励磁保护、过励磁保护 对频率减低和电压升高而引起变压器过励磁对频率减低和电压升高而引起变压器过励磁时，励磁电流急剧增加，铁芯及附近的金属构件时，励磁电流急剧增加，铁芯及附近的金属构件损耗增加，引起高温。长时间或多次反复过励磁，损耗增加，引起高温。长时间或多次反复过励磁，将因过热而使绝缘老化。将因过热而使绝缘老化。电压为电压为500kV500kV及以上及以上的的变压器，应变压器，应装设过励磁保护装设过励磁保护，在变压器允许的过，在变压器允许的过励磁范围

13、内，保护作用于信号，当过励磁超过允励磁范围内，保护作用于信号，当过励磁超过允许值时，可动作于跳闸。（许值时，可动作于跳闸。（配置原则配置原则）6 6、其他非电量保护其他非电量保护 对变压器温度及油箱内压力升高和冷却系统对变压器温度及油箱内压力升高和冷却系统故障，应按现行有关变压器的标准要求，专设可故障，应按现行有关变压器的标准要求，专设可作用于信号或动作于跳闸的非电量保护。作用于信号或动作于跳闸的非电量保护。为了为了满足电力系统稳定满足电力系统稳定方面的要求，当变压方面的要求，当变压器发生故障时，要求保护装置器发生故障时，要求保护装置快速切除故障快速切除故障。7 7、220kV220kV变压器

14、保护常规配置变压器保护常规配置附表一：附表一：保护类型保护类型保护配置保护配置本侧母联本侧母联开关开关本侧开关本侧开关各侧开关各侧开关主保护主保护电气量电气量保护保护比例差动比例差动二次谐波二次谐波波形对称波形对称速断差动速断差动非电量非电量保护保护重瓦斯重瓦斯附表二：附表二：保护类型保护类型保护配置保护配置本侧母联本侧母联开关开关本侧开关本侧开关各侧开关各侧开关后备保护后备保护高（中、高（中、低）压侧低）压侧后备后备复压方向复压方向过流保护过流保护时限时限时限时限时限时限高（中、高（中、低）压侧低）压侧后备后备复压过流复压过流保护保护时限时限时限时限高、中压高、中压侧后备侧后备零序方向零序方

15、向过流保护过流保护时限时限时限时限时限时限附表三：附表三：保护类型保护类型保护配置保护配置本侧母联本侧母联开关开关本侧开关本侧开关各侧开关各侧开关后备保护后备保护高、中压高、中压侧后备侧后备零序过流零序过流保护保护时限时限时限时限高、中压高、中压侧后备侧后备间隙保护间隙保护时限时限时限时限高压侧后高压侧后备保护备保护非全相非全相时限时限时限时限保护类型保护类型保护配置保护配置本侧母联本侧母联开关开关本侧开关本侧开关各侧开关各侧开关非电量非电量（其他）（其他）压力释放压力释放冷却器全停冷却器全停油温高油温高绕组温度高绕组温度高油位异常油位异常各侧过负荷各侧过负荷（三）有关重合闸问题分析（三）有关

16、重合闸问题分析 根据重合闸控制的开关所接通或断开的电力元根据重合闸控制的开关所接通或断开的电力元件不同，重合闸可分为线路重合闸、变压器重合件不同，重合闸可分为线路重合闸、变压器重合闸、母线重合闸。所以从闸、母线重合闸。所以从“理论上理论上”讲，变压器讲，变压器是可以装设重合闸的。是可以装设重合闸的。然而，在电力系统的故障中，大然而，在电力系统的故障中，大多数是输电线多数是输电线路路（特别是架空线路）的（特别是架空线路）的故障故障。而输电线路故障。而输电线路故障大都是大都是“瞬时性瞬时性”的。输电线路加装的。输电线路加装“重合闸重合闸”有可能大大有可能大大提高供电的可靠性提高供电的可靠性。变压器

17、是变压器是充油设备充油设备，其，其故障故障大多数是大多数是“永久永久性性”的，重合闸会加重变压器的损坏程度，另外的，重合闸会加重变压器的损坏程度，另外变压器发生故障时，无论主保护还是后备保护动变压器发生故障时，无论主保护还是后备保护动作，均发永跳令，闭锁开关重合闸。作，均发永跳令，闭锁开关重合闸。另外，从造价和修复速度上讲，变压器远比另外，从造价和修复速度上讲，变压器远比线路大得多和慢的多。所以变压器开关原则上不线路大得多和慢的多。所以变压器开关原则上不设重合闸。设重合闸。（四）变电站主变保护配置示例（四）变电站主变保护配置示例 1 1、220kV220kV兴隆站示例兴隆站示例 本站主变保护装

18、置本站主变保护装置 PST-1200PST-1200系列保护。系列保护。主变压器保护装置是以主变压器保护装置是以差动保护、后备保护和差动保护、后备保护和瓦斯保护为基本配置瓦斯保护为基本配置的成套变压器保护装置。保的成套变压器保护装置。保护装置有两种不同的差动保护，设有完全相同的护装置有两种不同的差动保护，设有完全相同的CPUCPU插件，分别完成差动保护功能，高压侧后备插件，分别完成差动保护功能，高压侧后备保护功能，低压侧后备保护功能，各种保护功能保护功能，低压侧后备保护功能，各种保护功能均有软件实现，瓦斯保护由独立机箱。均有软件实现，瓦斯保护由独立机箱。变压器变压器PST 1200PST 12

19、00型保护压板投停情况：型保护压板投停情况：序号序号压板名称压板名称压板投停情况压板投停情况 1 1差动保护：（功能压板）差动保护：（功能压板）正常投入，当差动保护测方向、CT回路开路时，差动二次回路异常时，停用差动保护压板2 2220KV220KV侧复压过流侧复压过流 正常运行时投入，PT失压时，不停用（负荷超过50%时申请停用），应立即处理PT失压3 3220KV220KV侧零序方向过流侧零序方向过流段段 正常运行时投入，PT失压时，停用220KV侧零序方向过流段保护压板 4 4220KV220KV侧零序电流侧零序电流正常运行时投入，PT失压时，不停用5 5220KV220KV间隙保护间隙

20、保护 变压器220KV侧中性点不接地时，投入间隙保护，当一台主变运行时，停用间隙保护 6 6110KV110KV侧复压方向过流侧复压方向过流段段正常运行时投入，PT失压时，停用110KV侧复压方向过流段保护压板 7 7110KV110KV侧复压过流侧复压过流 正常运行时投入，PT失压时，不停用（负荷超过50%时，申请停用），应立即处理PT失压 8 8110KV110KV侧零序方向过流侧零序方向过流段段 正常运行时投入，PT失压时，停用110KV侧零序方向过流段保护压板 序号序号压板名称压板名称压板投停情况压板投停情况9 9110KV110KV侧零序方向过流侧零序方向过流段段 正常运行时投入，P

21、T失压时，停用110KV侧零序方向过流段保护压板 1010110KV110KV侧零序过流侧零序过流 正常运行时投入111110KV10KV段复压过流段复压过流 正常运行时投入121210KV10KV段速段过流段速段过流 正常运行时投入131310KV10KV段复压过流段复压过流 正常运行时投入141410KV10KV段速段过流段速段过流 正常运行时投入1515差动、间隙及后备跳差动、间隙及后备跳201201开关开关 正常运行时投入1616差动、间隙及后备跳差动、间隙及后备跳201201开关开关 正常运行时投入1717差动、间隙及后备跳差动、间隙及后备跳101101开关、开关、跳跳014014开

22、关开关 正常运行时投入1818重瓦斯保护：（功能压板）重瓦斯保护：（功能压板）变压器送电及正常运行时投入压板 1919瓦斯保护跳瓦斯保护跳201201开关开关、跳、跳201201开开关关、跳、跳101101开关、跳开关、跳014014开关开关 正常运行时投入。当变压器加油、更换桂胶等，按规定瓦斯需投信号时，停用瓦斯保护跳闸压板 2 2、500kV500kV泰山站示例泰山站示例#2#2、#3#3号主变保护采用南京自动化设备总厂生产的号主变保护采用南京自动化设备总厂生产的WBZ500HWBZ500H微机型变压器保护装置。整套装置由三个独立微机型变压器保护装置。整套装置由三个独立单元组成：主保护单元

23、、后备保护单元、非电量保护单元。单元组成：主保护单元、后备保护单元、非电量保护单元。主保护包括：主保护包括：差动保护、分差保护、瓦斯保护。差动保护、分差保护、瓦斯保护。后备保护包括：后备保护包括：过激磁保护、相间阻抗保护、复合电压过激磁保护、相间阻抗保护、复合电压闭锁过流保护、零序电流保护、过负荷保护。闭锁过流保护、零序电流保护、过负荷保护。非电量保护包括：非电量保护包括：本体（轻、重）瓦斯保护、冷却器全本体（轻、重）瓦斯保护、冷却器全停保护、压力释放保护、油温高报警保护、绕组温度高报停保护、压力释放保护、油温高报警保护、绕组温度高报警保护、油位异常保护。警保护、油位异常保护。主变各保护屏保护

24、配置表（一）主变各保护屏保护配置表（一）保护屏及保护型号保护屏及保护型号 保护功能配置保护功能配置A A屏屏（WBZ-500HWBZ-500H）包括差动保护及后备保护装置单元。高压侧：包括差动保护及后备保护装置单元。高压侧：差动差动保护、高压侧相间阻抗保护、高压侧接地阻抗保护、保护、高压侧相间阻抗保护、高压侧接地阻抗保护、高压侧复压过流保护、高压侧零序过流保护、高压高压侧复压过流保护、高压侧零序过流保护、高压侧零序方向侧零序方向段保护、高压侧零序方向段保护、高压侧零序方向段保护、段保护、过激磁保护、中性点零序过流保护。过激磁保护、中性点零序过流保护。中压侧：中压侧：差动差动保护、中压侧相间阻抗

25、保护、中压侧接地阻抗保护、保护、中压侧相间阻抗保护、中压侧接地阻抗保护、中压侧零序过流保护、中压侧零序方向中压侧零序过流保护、中压侧零序方向段保护、段保护、中压侧零序方向中压侧零序方向段保护、中压侧非全相保护、中段保护、中压侧非全相保护、中压侧复压过流保护及公共绕组过负荷。低压侧：差压侧复压过流保护及公共绕组过负荷。低压侧：差动保护、低压侧复压过流保护、低压侧速断过流保动保护、低压侧复压过流保护、低压侧速断过流保护。三侧过负荷、护。三侧过负荷、PTPT回路异常告警等。回路异常告警等。主变各保护屏保护配置表（二）保护屏及保护型号保护屏及保护型号保护功能配置保护功能配置B B屏屏（WBZ-500H

26、WBZ-500H）包括差动保护及后备保护装置单元。高压侧：包括差动保护及后备保护装置单元。高压侧：差动差动保护、高压侧相间阻抗保护、高压侧接地阻抗保护、保护、高压侧相间阻抗保护、高压侧接地阻抗保护、高压侧复压过流保护、高压侧零序过流保护、高压高压侧复压过流保护、高压侧零序过流保护、高压侧零序方向侧零序方向段保护、高压侧零序方向段保护、高压侧零序方向段保护、段保护、过激磁保护、中性点零序过流保护。过激磁保护、中性点零序过流保护。中压侧：中压侧：差动差动保护、中压侧相间阻抗保护、中压侧接地阻抗保护、保护、中压侧相间阻抗保护、中压侧接地阻抗保护、中压侧零序过流保护、中压侧零序方向中压侧零序过流保护、

27、中压侧零序方向段保护、段保护、中压侧零序方向中压侧零序方向段保护、中压侧非全相保护、中段保护、中压侧非全相保护、中压侧复压过流保护及公共绕组过负荷。压侧复压过流保护及公共绕组过负荷。低压侧：低压侧：差差动保护、低压侧复压过流保护、低压侧速断过流保动保护、低压侧复压过流保护、低压侧速断过流保护。三侧过负荷、护。三侧过负荷、PTPT回路异常告警等。回路异常告警等。主变各保护屏保护配置表（三）保护屏及保护型号保护屏及保护型号保护功能配置保护功能配置C C屏屏（WBZ-500HWBZ-500H）包括分差保护、非电量保护。分差保护：包括分差保护、非电量保护。分差保护：三侧差三侧差动保护、动保护、TATA

28、断线闭锁差动保护、过负荷告警。断线闭锁差动保护、过负荷告警。非非电量保护：电量保护：本体轻瓦斯保护、本体重瓦斯保护、本体轻瓦斯保护、本体重瓦斯保护、冷却器全停保护、压力释放保护、油温高报警保冷却器全停保护、压力释放保护、油温高报警保护、绕组温度高报警保护、油位异常保护。护、绕组温度高报警保护、油位异常保护。小小 结结变压器保护配置（变压器保护配置（原则原则）变压器保护分类：变压器保护分类：电量保护、非电量保护。电量保护、非电量保护。主保护包括：主保护包括：差动保护、分差保护、瓦斯保护。差动保护、分差保护、瓦斯保护。后备保护包括：后备保护包括：过激磁保护、相间阻抗保护、复合电过激磁保护、相间阻抗

29、保护、复合电压闭锁过流保护、零序电流保护、过负荷保护。压闭锁过流保护、零序电流保护、过负荷保护。非电量保护包括：非电量保护包括：本体轻瓦斯保护、本体重瓦斯保护、本体轻瓦斯保护、本体重瓦斯保护、冷却器全停保护、压力释放保护、油温高报警保护、冷却器全停保护、压力释放保护、油温高报警保护、绕组温度高报警保护、油位异常保护绕组温度高报警保护、油位异常保护 220kV220kV变压器保护常规配置；变压器保护常规配置；兴隆站、泰山站变压器保兴隆站、泰山站变压器保护配置情况护配置情况 进行了有关进行了有关“重合闸重合闸”问题的探讨问题的探讨思考与练习思考与练习1 1、变压器一般装设哪些保护？、变压器一般装设

30、哪些保护？2 2、什么是、什么是变压器保护的电量保护和非电量保护变压器保护的电量保护和非电量保护？3 3、变压器为什么不装设重合闸？、变压器为什么不装设重合闸？三、变压器保护的基本原理三、变压器保护的基本原理（一）变压器的主保护（一）变压器的主保护（二）变压器的后备保护（二）变压器的后备保护（三）变压器的非电量保护（三）变压器的非电量保护（一）变压器的主保护（一）变压器的主保护 主保护：为满足系统稳定和设备安全要求，能以主保护：为满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择的切除被保护设备和线路故障的最快速度有选择的切除被保护设备和线路故障的保护。保护。主保护包括：差动保护、分差保护、瓦斯保

31、护。主保护包括：差动保护、分差保护、瓦斯保护。1 1、差动保护、差动保护 变压器差动保护是按照变压器差动保护是按照循环电流循环电流原理，在假原理，在假设变压器的电能量传递为线性的情况下，基于基设变压器的电能量传递为线性的情况下，基于基尔霍夫电流定律构成的，即尔霍夫电流定律构成的，即正常运行和外部故障正常运行和外部故障时时i=0i=0。（变压器。（变压器各侧电流各侧电流在差动保护中在差动保护中向量和向量和等于零等于零）作为差动保护主要是用来反应变压器作为差动保护主要是用来反应变压器各侧各侧CTCT间间绕组、引出线及套管上的各种短路故障。绕组、引出线及套管上的各种短路故障。差动保护根据差动保护根据

32、CTCT接入接入位置（接线方式）以及位置（接线方式）以及制动量的不同，反映的制动量的不同，反映的故障性质故障性质和和保护对象（范保护对象（范围）围）略有不同。略有不同。利用套管利用套管CTCT利用开关侧利用开关侧CTCT差动保护保护范围示例差动保护保护范围示例双绕组变压器正常运行时的电流分布双绕组变压器正常运行时的电流分布 三绕组变压器内部故障时的电流分布三绕组变压器内部故障时的电流分布 变压器正常运行与故障时的电流分布变压器正常运行与故障时的电流分布 差动保护特点差动保护特点 保护范围：三侧开关保护范围：三侧开关CTCT（包括（包括CTCT）至主变部分。）至主变部分。可以反应保护范围内的接地

33、、相间、匝间故障。可以反应保护范围内的接地、相间、匝间故障。动作特性：瞬时跳三侧开关动作特性：瞬时跳三侧开关 (0 S(0 S动作动作)正常运行和外部故障时正常运行和外部故障时的电流分布的电流分布内部短路故障时内部短路故障时的电流分布的电流分布（1 1）第一套差动保护）第一套差动保护 是根据是根据鉴别波形间断角原理鉴别波形间断角原理构成的一套差动保构成的一套差动保护。它护。它利用励磁涌流的波形有较大的间断角利用励磁涌流的波形有较大的间断角，而，而短路电流的波形是连续这一点进行工作的，当变短路电流的波形是连续这一点进行工作的，当变压器引出线、套管、油箱内部的线圈及差动压器引出线、套管、油箱内部的

34、线圈及差动CTCT之之内的电气设备发生短路故障时，差动保护动作。内的电气设备发生短路故障时，差动保护动作。1 1）是利用比较变压器各侧电流差值构成的主保护。）是利用比较变压器各侧电流差值构成的主保护。2 2）电流取自变压器各侧的电流取自变压器各侧的CTCT（35kV35kV侧无开关的，侧无开关的，取自取自35kV35kV侧套管侧套管CTCT）。）。3 3）动作范围是变压器）动作范围是变压器三侧接地和短路故障三侧接地和短路故障。（2 2）第二套差动保护）第二套差动保护 是根据是根据二次谐波制动原理二次谐波制动原理构成的一套差动保构成的一套差动保护。它护。它利用励磁涌流中含有大量二次谐波分量作利用

35、励磁涌流中含有大量二次谐波分量作为制动量为制动量这一点进行工作的，当变压器引出线、这一点进行工作的，当变压器引出线、套管、油箱内部的线圈及差动套管、油箱内部的线圈及差动CTCT之内的电气设备之内的电气设备发生短路故障时，差动保护动作。发生短路故障时，差动保护动作。1 1）作为变压器内部及套管引线的主保护。）作为变压器内部及套管引线的主保护。2 2）电流电流取自变压器取自变压器高、中侧以及中性点套管高、中侧以及中性点套管CTCT。3 3）动作）动作范围范围是变压器是变压器除除35kV35kV（三角形）之外的其（三角形）之外的其他各侧他各侧 。（3 3）分侧差动保护）分侧差动保护 分侧差动分侧差动

36、保护是将保护是将 变压器的变压器的各侧绕组作各侧绕组作 为被保护对象为被保护对象，在各，在各 绕组的两端设置绕组的两端设置CTCT而而 实现的保护。实现的保护。变压器分侧差动原理接线图变压器分侧差动原理接线图 分侧差动保护用来提高切除自耦变压器分侧差动保护用来提高切除自耦变压器内部单相接地短路故障的可靠性，接线简内部单相接地短路故障的可靠性，接线简单可靠，对相间和单相短路灵敏度高，但单可靠，对相间和单相短路灵敏度高，但对匝间短路无保护作用。对匝间短路无保护作用。1 1）分侧差动保护的电流取自主）分侧差动保护的电流取自主 变变高中压侧的开关高中压侧的开关电流以及电流以及 公共绕组公共绕组电流。电

37、流。2 2）其保护）其保护范围范围为为高、中压侧绕高、中压侧绕 组以及引线上的接地和相间组以及引线上的接地和相间 故障故障，但不保护绕组的匝间，但不保护绕组的匝间 故障。故障。3 3）由于不依靠磁路因此上不必）由于不依靠磁路因此上不必 考虑励磁涌流的影响。考虑励磁涌流的影响。（4 4）分相差动保护）分相差动保护 分相差动保护是以分相差动保护是以某一相绕组某一相绕组为为保护对象保护对象的的差动保护。用以快速切除变压器绕组，套管以及差动保护。用以快速切除变压器绕组，套管以及高中压侧引出线上（相间、接地）故障。适用于高中压侧引出线上（相间、接地）故障。适用于单相式变压器单相式变压器。（1 1）分相差

38、动保护的电流取自）分相差动保护的电流取自 主变高中压侧的开关电流和主变高中压侧的开关电流和 低压侧绕组电流。低压侧绕组电流。（2 2）保护范围包括除低压侧引）保护范围包括除低压侧引 线以外的所有故障。线以外的所有故障。（3 3）由于不用校正相位，可以）由于不用校正相位，可以 在最大程度上保留了励磁涌在最大程度上保留了励磁涌 流的特征。流的特征。（5 5）小区差动保护）小区差动保护 由于分相差动对低压侧引线部分无保护范围，由于分相差动对低压侧引线部分无保护范围，因此引入因此引入小区差动小区差动作为作为分相差动的补充分相差动的补充。1 1）小区差动保护的电流取自主）小区差动保护的电流取自主 变低压

39、开关电流以及低压侧变低压开关电流以及低压侧 绕组电流。绕组电流。2 2）作为分相差动的补充，其保）作为分相差动的补充，其保 护范围为低压侧引出线上的护范围为低压侧引出线上的 故障。故障。3 3）由于不经过磁变换，因此不）由于不经过磁变换，因此不 必考虑励磁涌流的影响。但必考虑励磁涌流的影响。但 由于电流的差异，绕组侧必由于电流的差异，绕组侧必 须进行相位校正。须进行相位校正。（6 6）零序差动保护）零序差动保护 零序差动保护由零序差动保护由高压侧、中压侧和公共绕组的零序电高压侧、中压侧和公共绕组的零序电流构成流构成。主要用于。主要用于大容量大容量超高压超高压三绕组自耦变压器三绕组自耦变压器Y

40、Y侧侧内内部接地故障。部接地故障。保护范围：高、中压侧开关保护范围：高、中压侧开关CTCT（包括（包括CTCT）至主变中性）至主变中性点点CTCT部分。部分。动作特性：瞬时跳三侧开关动作特性：瞬时跳三侧开关 (0 S(0 S动作动作)特特 点：不受励磁涌流、过励磁及带负荷调压的影点：不受励磁涌流、过励磁及带负荷调压的影响，对单相接地故障灵敏度高。响，对单相接地故障灵敏度高。各种差动保护范围展示各种差动保护范围展示2 2、瓦斯保护、瓦斯保护 （1 1）瓦斯保护：可以反应主变内部各种故障（包）瓦斯保护：可以反应主变内部各种故障（包括接头过热、局部放电、铁芯故障等）的非电量括接头过热、局部放电、铁芯

41、故障等）的非电量主保护。主保护。轻瓦斯轻瓦斯保护动作于保护动作于发信号发信号，重瓦斯重瓦斯保护保护动作瞬时动作瞬时跳开各侧开关跳开各侧开关。（2）瓦斯保护原理图）瓦斯保护原理图（3 3）瓦斯（气体）继电器安装位置）瓦斯（气体）继电器安装位置“瓦斯（气体）继电器瓦斯（气体）继电器”安装位置在油箱与油枕的连接导管安装位置在油箱与油枕的连接导管中（图中中（图中“1”1”所示）所示）（4 4）瓦斯保护原理）瓦斯保护原理 当变压器发生当变压器发生内部故障时内部故障时产生大量的产生大量的气体将气体将聚集在瓦斯继电器的上部聚集在瓦斯继电器的上部，使油下降，当油面降，使油下降，当油面降低到一定程度时，上浮筒下

42、沉使水银接点接通，低到一定程度时，上浮筒下沉使水银接点接通，轻瓦斯轻瓦斯发动作发动作信号信号。如果是。如果是严重的故障时严重的故障时，油箱，油箱内的压力增大使油流冲击挡板，挡板克服弹簧阻内的压力增大使油流冲击挡板，挡板克服弹簧阻力，带动磁铁向干簧触点方向移动使水银接点闭力，带动磁铁向干簧触点方向移动使水银接点闭合合接通跳闸接通跳闸回路。回路。（5 5）瓦斯保护的范围）瓦斯保护的范围1 1）油箱内部的相间短路故障）油箱内部的相间短路故障2 2）绕组匝间、层间短期故障）绕组匝间、层间短期故障3 3）绕组与铁芯与外壳间的短路故障）绕组与铁芯与外壳间的短路故障4 4）铁芯故障）铁芯故障5 5）油面下降

43、或漏油）油面下降或漏油6 6）分接头接触不良等故障）分接头接触不良等故障 3 3、差动、瓦斯特点分析、差动、瓦斯特点分析 （1 1）瓦斯保护瓦斯保护的主要优点是结构简单，灵敏的主要优点是结构简单，灵敏性高，能反应变压器性高，能反应变压器油箱内的各种故障油箱内的各种故障。特别。特别是能反应是能反应轻微匝间短路轻微匝间短路。它也是油箱。它也是油箱漏油或绕漏油或绕组、铁芯烧损组、铁芯烧损的唯一保护。的唯一保护。（2 2）差动保护差动保护能反应能反应油箱外油箱外（变压器（变压器套管和套管和引出线引出线的）故障，抗外部振动干扰能力强。的）故障，抗外部振动干扰能力强。（3 3）瓦斯保护能反应变压器瓦斯保护

44、能反应变压器铁芯过热烧伤铁芯过热烧伤，油，油面降低，面降低，差动差动保护对此保护对此无反应无反应；变压器；变压器绕组绕组产生产生少数少数线匝的匝间线匝的匝间短路，短路短路，短路匝内短路匝内短路电流很大会电流很大会造成局部绕组严重过热产生强烈的油流向油枕方造成局部绕组严重过热产生强烈的油流向油枕方向冲击，但表现在向冲击，但表现在相电流相电流上却并不大，所以差动上却并不大，所以差动保护没有反应，此时瓦斯保护能够灵敏反应。保护没有反应，此时瓦斯保护能够灵敏反应。差差动保护不能代替瓦斯保护动保护不能代替瓦斯保护。（4 4）差动保护差动保护与与瓦斯瓦斯保护保护在保护范围上有在保护范围上有一定一定互补性互

45、补性，一起作为变压器的主保护，一起作为变压器的主保护。（二）变压器的后备保护（二）变压器的后备保护 后备保护：后备保护：主保护或开关拒动时，用来切除故障主保护或开关拒动时，用来切除故障的保护。后备保护分为远后备和近后备两种。的保护。后备保护分为远后备和近后备两种。远后备保护：远后备保护：当主保护或开关拒动时，由相邻电当主保护或开关拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。力设备或线路的保护来实现的后备保护。近后备保护：近后备保护：当主保护拒动时，由本电力设备或当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现的后备保护。线路的另一套保护来实现的后备保护。后备保护包括：后备保护包括：

46、过激磁保护、相间阻抗保护、复过激磁保护、相间阻抗保护、复合电压闭锁过流保护、零序电流保护、过负荷保合电压闭锁过流保护、零序电流保护、过负荷保护等。护等。1 1、过激磁保护、过激磁保护（1 1）变压器励磁涌流与电压和频率的关系：）变压器励磁涌流与电压和频率的关系：I=U/X I=U/X 其中：感抗其中：感抗=2=23.1423.142频率频率电感，电感，也就是也就是X=6.284fLX=6.284fL I=U/6.284fLI=U/6.284fL结论：结论：I I与电压成正比，与频率成反比。与电压成正比，与频率成反比。（2 2）变压器在运行过程中由于）变压器在运行过程中由于电压升高或者频率降电压

47、升高或者频率降低低将会使变压器工作在将会使变压器工作在过励磁状态，过励磁状态，此时变压器此时变压器磁通严重饱和，励磁电流急剧增加并且发生畸变，磁通严重饱和，励磁电流急剧增加并且发生畸变，产生高次谐波，从而使内部损耗增大，铁芯温度产生高次谐波，从而使内部损耗增大，铁芯温度升高，对绝缘造成破坏。另外由于铁芯饱和之后，升高，对绝缘造成破坏。另外由于铁芯饱和之后，漏磁通增大，在主变中产生涡流，引起局部过热，漏磁通增大，在主变中产生涡流，引起局部过热，严重时可使得铁芯变形，损害介质。严重时可使得铁芯变形，损害介质。（3 3）现代大型电力变压器，额定运行时的磁场强）现代大型电力变压器，额定运行时的磁场强度

48、一般在度一般在1.7-1.8T1.7-1.8T，而饱和时的磁场强度一般在，而饱和时的磁场强度一般在1.9-2.0T1.9-2.0T，两者已经很接近，所以当电压频率比，两者已经很接近，所以当电压频率比增加时将产生过激磁，导致励磁电流增大，从而增加时将产生过激磁，导致励磁电流增大，从而影响变压器寿命甚至烧毁变压器。一般避免方法影响变压器寿命甚至烧毁变压器。一般避免方法:1 1）防止电压过高运行（利用补偿设备）。）防止电压过高运行（利用补偿设备）。一般一般电压越高电压越高,过励情况越严重过励情况越严重,允许运行时间越短。允许运行时间越短。2 2）加装过励磁保护。）加装过励磁保护。根据变压器特性曲线和

49、不根据变压器特性曲线和不同的允许过励磁倍数发出告警信号或跳闸。同的允许过励磁倍数发出告警信号或跳闸。2 2、阻抗保护、阻抗保护 利用利用阻抗元件阻抗元件来来反应短路故障反应短路故障的保护装置，阻抗元件的的保护装置，阻抗元件的阻抗值是接入该元件的电压与电流的比值：阻抗值是接入该元件的电压与电流的比值：U UI IZ Z，也，也就是短路点至保护安装处的阻抗值。就是短路点至保护安装处的阻抗值。（1 1）阻抗保护介绍）阻抗保护介绍 变压器标准化设计规范变压器标准化设计规范中规定：中规定：330KV330KV及以上电压及以上电压等级的变压器等级的变压器，需在，需在高中压侧配置阻抗保护高中压侧配置阻抗保护

50、，作为本侧母，作为本侧母线故障和主变部分绕组故障的后备保护。阻抗元件采用由线故障和主变部分绕组故障的后备保护。阻抗元件采用由具有偏移圆特性的相间、接地阻抗元件组成，其正反方向具有偏移圆特性的相间、接地阻抗元件组成，其正反方向都有保护范围，正方向指向变压器，反方向则指向系统。都有保护范围，正方向指向变压器，反方向则指向系统。指向变压器的阻抗元件其整定范围不应超过对侧母线，指指向变压器的阻抗元件其整定范围不应超过对侧母线，指向系统的阻抗元件其整定范围应与线路保护配合整定。向系统的阻抗元件其整定范围应与线路保护配合整定。（2 2）国网标准化的）国网标准化的“相间和接地阻抗保护相间和接地阻抗保护”1