变压器保护教案

2024-05-11

变压器保护教案（精选6篇）

篇1：变压器保护教案

供电一部电力变压器保护培训教案

【教学目的】

1、了解变压器配备保护的种类

2、了解变压器的主要参数

3、掌握变压器的巡视内容【教学过程】

一、变压器应装设的保护

（1）反映变压器油箱内部各种短路故障和油面降低的气体保护（瓦斯保护）。（2）反映变压器的绕组线引出线相间短路、中性点直接接地系统绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路的纵差保护。

（3）反映变压器外部相间短路并作为气体保护盒差动保护后备的过电流保护（或复合电压启动的过电流保护或负序过电流保护）。

（4）反映中性点直接接地系统中变压器外部接地短路的零序电流保护。（5）反映变压器对此过负荷的过负荷保护。（6）反映变压器过励磁的保护。

二、变压器的保护装置

（一）气体保护 1.作用

气体保护是变压器本体内部故障的主保护，它是反映变压器油箱内部各种短路故障时气体数量、油流速度和油面降低的保护。

2.基本工作原理

气体保护有轻气体保护和重气体保护变压器内部故障时，故障点局部高温使变压器油温升高，体积膨胀，油内空气被排出而形成上升气体。若故障点产生电弧，则变压器油和绝缘材料将分解出大量气体，这些气体自油箱流向油枕上部，故障程度越严重，产生的气体越多，流向油枕的油流速断越快。由于排出气体的数量和油流速度直接反映了变压器性质和严重程度，故少量气体和气流速度较小时，经气体保护动作于信号；故障严重，油流速度高时，重气体保护瞬时动作于跳闸。

3.气体保护的运行（1）主变压器投运前，应检查气体继电器有无残留气体、轻气体保护触点能否准确地动作于信号、气体继电器是否漏油、二次回路的绝缘电阻是否符合要求，试验重气体保护触点能否动作于主变压器各侧断路器跳闸。

（2）主变压器正常运行时，轻气体保护应投入信号，重气体保护应投入跳闸。

（3）主变压器停运时，轻气体保护不应退出，以便发现变压器油面的降低。

（二）变压器的差动保护 1.作用

变压器纵差保护是变压器本体内部、套管和引出线故障的主保护，它是反映变压器绕组线引出线相间短路、中性点直接接地侧的单相接地短路及绕组匝间短路的保护。差动保护动作应瞬时断开各侧断路器。

2.差动保护的运行

（1）差动保护在第一次投入运行时，应作空载合闸试验，以检验其躲励磁涌流的性能。

（2）在差动回路上工作时或差动回路断线后，将差动保护退出。（3）新投产的和二次差动回路经过工作改动后的差动保护，应带负荷做六角图试验，证明二次回路变比、极性正确以及差压满足要求，然后方可将差动保护投入运行。

（三）过电流保护（一般指复合电压启动的过电流保护）

变压器的过电流保护一般包括带低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护、负序过电流保护及低阻抗保护等。它是为了防止变压器外部短路时引起变压器绕组的过电流，同时作为变压器内部故障的后备保护。动作于跳闸，跳开变压器一、二次主断路器。

（四）变压器的零序保护 1.变压器的零序电流保护

零序电流保护也是变压器的后备保护，它反映三相系统中性点直接接地运行的变压器外部单相接地故障引起的过电流的状况。动作于跳闸，跳开一、二次主断路器。

2.零序过电压保护低压侧有电源的变压器，中性点可能接地运行或不接地运行时，对外部单相接地引起的过电流以及因失去接地中性点引起的过电压除设零序电流保护外，还应增设零序电压保护，该保护动作经一个延时断开各侧断路器。

（五）变压器过负荷保护

如果变压器过负荷运行时间过长，势必影响绕组绝缘的寿命。因此装设过负荷保护来反映变压器过负荷的状况。在大多数情况下，变压器过负荷是对称的，因此变压器过负荷保护只用一个电流继电器，接于在任一相电流之中，经延时时作用于信号。

（六）后备保护的运行

（1）当主变压器低压侧后备保护动作后，应检查有无越级跳闸及各出线保护的动作情况。若查明是某一线路保护或断路器拒跳造成，则应断开该线路断路器，然后合上主变压器断路器，恢复对其他线路的供电。

（2）若后备保护动作使主变压器各侧断路器均跳闸，而外部无故障，则应检查主变压器主保护是否正常，检查主变压器本体有无异常，套管引出线有无放电痕迹，不查清原因不许对主变压器试送电。

三、变压器的电气参数

（1）额定容量SN：是指规定条件下长期运行时输出功率的保证值，以视在功率表示，单位是千伏安。

（2）额定电压UN：是指变压器长时间运行时所应承受的正常工作电压，以kV表示。

（3）额定电流IN：是指变压器在额定容量下允许长期通过的额定电流。（4）阻抗电压Uk：也叫短路电压。将变压器的二次绕组短路，缓慢升高一次侧电压，当一次侧绕组的电流达到额定值是，此时在一次侧所施加的电压，叫做短路电压。

（5）负荷损耗（铜损耗）变压器负荷电流流过一、二次绕组是，绕组上所消耗的功率，称为负荷损耗，简称铜损耗。即把变压器的二次绕组短路，在一次绕组通入额定电流变压器所消耗的功率。包括基本损耗和附加损耗两部分。

（6）空载电流I0，当变压器一次侧加额定电压，二次侧空载时，在一次侧通过的电流称为空载电流。因它在变压器中起励磁作用，故又称励磁电流，一般以额定电流的百分数表示。

（7）空载损耗（铁损耗）△P0，变压器一次侧加额定电压，二次侧空载时，变压器一次测得的有功功率称为空载损耗。实为铁芯所产生的损耗故友称为铁芯损耗（包括励磁损耗和涡流损耗）。

四、变压器巡视内容（1）声音应正常。

（2）油位应正常，外壳清洁，无渗漏油现象。（3）油枕油位应正常。

（4）三相负荷应平衡且不超过额定值。

（5）引线不应过松过紧，连接处接触良好，无发热现象。（6）气体继电器内应充满油。（7）冷却系统运行应正常。

（8）绝缘套管应清洁，无裂纹和放电打火现象（9）呼吸器应畅通，油封完好，硅胶不变色。

（10）防爆管玻璃应完整、无裂纹、无存油。防暴器红点应不弹出。变压器发出异常声音：过负荷；内部连接部位接触不良，放电打火；个别零件松动；系统中有接地或短路；大电动机启动，使负荷变化较大。

变压器气体保护动作的原因。可能是（1）因滤油、加油或冷却系统不严密，致使空气进入；（2）因温度下降或漏油，使油面缓慢下降；（3）发生穿越性短路故障；（4）因变压器内部故障而产生大量气体。

篇2：变压器保护教案

保护启动元件用于开放保护跳闸出口继电器的电源及启动该保护故障处理程序。各保护CPU的启动元件相互独立，且基本相同。

启动元件包括差流突变量启动元件、差流越限启动元件。任一启动元件动作则保护启动。a)差电流突变量启动元件的判据为： | iφ(t)-2iφ(t-T)+iφ(t-2T)|>0.5Icd ；其中：φ为a,b,c三种相别； Icd为差动保护动作定值；

当任一差电流突变量连续三次大于启动门坎时，保护启动。

b)差流越限启动元件是为了防止经大电阻故障时差电流突变量启动元件灵敏度不够而设置的辅助启动元件。该元件在差动电流大于差流越限启动门坎并持续5ms后启动。差流越限启动门坎为差动动作定值的80%。

3.1.2 差动电流速断保护元件

本元件是为了在变压器区内严重性故障时快速跳开变压器各侧开关，其动作判据为：

Id >Isd

其中：Id为变压器差动电流 Isd为差动电流速断保护定值 3.1.3 二次谐波制动元件

本元件是为了在变压器空投时防止励磁涌流引起差动保护误动, 其动作判据为：

I ⑵>Id * XB 2；

其中：I⑵为差动电流中的二次谐波含量； Id为变压器差动电流；

XB2为差动保护二次谐波制动系数； 3.1.4 波形对称判别元件

本元件采用波形对称算法，将变压器空载合闸时产生的励磁涌流与故障电流分开。当变压器空载合闸至内部故障或外部故障切除转化为内部故障时，本保护能瞬时动作。本保护原理已申请国家专利，专利号为ZL-95-1-12781.0。

3.1.5 比率制动元件

本元件是为了在变压器区外故障时差动保护有可靠的制动作用,同时在内部故障时有较高的灵敏度，其动作判据为：

Icdd =|I1+I2+I3|；

Izdd =max(|I1|,|I2|,|I3|)；

Icdd≥Icd 并且Izdd<=Izd 或3Izd>Izdd>Izd，Icdd-Icd≥K1*(Izdd-Izd)或Izdd>3Izd，Icdd-Icd-K1*2Izd≥K2*(Izdd-3Izd)其中： I1为I侧电流； I2为II侧电流；

I3为III侧电流； Icd为差动保护电流定值；

Icdd为变压器差动电流； Izdd为变压器差动保护制动电流，Izd为差动保护比率制动拐点电流定值, 软件设定为高压侧额定电流值；

K1,K2为比率制动的制动系数，软件设定为K1=0.5,K2=0.7； 3.1.6 TA回路异常判别元件

本元件是为了变压器在正常运行时判别TA回路状况，发现异常情况发告警信号，并可由控制字投退来决定是否闭锁差动保护。其动作判据为：

(1)|⊿iφ|≥0.1In且|IH|<|IQ|；(2)相电流≤IWI且ID≥IWI ；

(3)本侧|Ia+Ib+Ic|≥IWI（仅对TA为Y形接线方式）；(4)max(Ida,Idb,Idc)> IWI(5)max(Ida,Idb,Idc)>0.577Icd 其中：⊿iφ为相电流突变量 Ida,Idb,Idc为A,B,C三相差流值； Icd 为差动保护电流定值 In 为额定电流 IQ 前一次测量电流 IH 当前测量电流

ID 无流相的差动电流 IWI无电流门槛值，取0.04倍的TA额定电流；

以上条件同时满足(1)、（2）、（3）、（4）判TA断线，仅条件（5）满足，判为差流越限。3.1.7 变压器各侧电流相位补偿元件

变压器各侧电流互感器采用星形接线，二次电流直接接入本装置。电流互感器各侧的极性以母线侧为极性端。

变压器各侧TA二次电流相位由软件调整，装置采用Y->Δ变化调整差流平衡。对于Y0/Δ-11的接线，其校正方法如下：

Ia’=(IA-IB)/ ；Ib’=(IB-IC)/ ；Ic’=(IC-IA)/ ；

如有其它接线方式，请在定货合同或技术协议中特别说明。3.1.8 过负荷监测元件

本保护反应变压器的负荷情况，仅监测变压器各侧的三相电流。动作判据为： max(Ia,Ib,Ic)>Igfh；

其中: Ia、Ib、Ic为变压器各侧三相电流； Igfh为变压器过负荷电流定值； 3.1.9 过负荷启动冷却器元件

本保护反应变压器的负荷情况，监测变压器高压侧三相电流。动作判据为： max(Iah，Ibh，Ich)>ITFH；

其中: Iah、Ibh、Ich为变压器高压侧三相电流；

ITFH为变压器过负荷启动冷却器元件电流定值； 3.1.10 过负荷闭锁调压元件本保护反应变压器的负荷情况，仅监测变压器高压侧三相电流。动作判据为： max(Ia，Ib，Ic)>ITY；

其中: Ia，Ib，Ic为变压器高压侧三相电流； ITY为变压器过负荷闭锁调压元件电流定值。3.2 非电量保护

本保护完全独立于电气保护，仅反应变压器本体开关量输入信号，驱动相应的出口继电器和信号继电器，为本体保护提供跳闸功能和信号指示。

本非电量保护可选择信息上传功能，如非电量信息需通过通讯上传，请在保护技术协议或合同中说明。3.3 断路器保护装置（PST-1206B）

本保护装置共有断路器失灵电流判别、断路器非全相保护和变压器冷却器全停延时回路。断路器失灵电流判别元件为断路器失灵保护提供电流判别。延时元件为非电量保护提供计时功能。3.3.1 断路器失灵电流启动回路

按照25条反措要求，采用相电流、自产零序电流和负序电流元件判别断路器的失灵，第一时限解锁母差保护的复合电压元件，第二时限启动母差保护的断路器失灵回路。

3.3.2 断路器非全相保护

本保护只用于220KV侧分相跳闸的断路器；检测断路器的位置接点、自产零序电流和负序电流元件确定断路器的运行状态，延时跳被保护的断路器，并不启动本断路器的失灵保护。

本保护包括以下元件： 1)过流元件，动作判据为：

3I0 >Ifqx ； I2 >I2dz ；

其中：3I0为三相电流Ia,Ib,Ic在软件中合成的零序电流，3I0=Ia+Ib+Ic； I2 为负序电流；

Ifqx为零序过流的电流定值； I2dz为负序过流的电流定值； 2)断路器位置节点检测元件 3.3.3 变压器冷却器全停延时回路

在变压器非电量保护中，冷却器全停保护在原有可直跳基础上增加保护逻辑，其动作逻辑为变压器冷却器全停接点和变压器油温高接点作为开入量(强电开入)，变压器冷却器全停接点动作启动时间继电器，时间继电器动作且变压器油温高接点动作(与门)启动出口跳闸。变压器冷却器全停保护逻辑中是否经油温高闭锁可由控制字选择，变压器冷却器全停保护是否投入可采用投退控制字选择。

3.4 后备保护

3.4.1 复合电压闭锁（方向）过流保护

本保护反应相间短路故障，可作为变压器的后备保护。交流回路采用90°接线，本侧TV断线时，本保护的方向元件退出。TV断线后若电压恢复正常，本保护也随之恢复正常。本保护包括以下元件：

1)复合电压元件，电压取自变压器各侧TV，动作判据为： min(Uab,Ubc,Uca)Ufx；以上两个条件为“或”的关系；

其中：Uab、Ubc、Uca为线电压； Uddy为低电压定值； U2为负序电压； Ufx为负序电压定值；

2)功率方向元件，电压电流取自本侧的TV和TA，TA的正极性端指向母线，动作判据为： a)若方向由复压方向投退控制字选择为“0”时，方向指向变压器：

Uab～Ic Ubc～Ia Uca～Ib三个夹角（电流落后电压时角度为正），其中任一个满足式 45°>б>-135°最大灵敏角为-45°，动作特性为：

b)若方向由控制字选择为“1”时，方向指向系统（母线），则动作区与正向相反。c)若方向由控制字选择为“2”时，表示方向元件退出，本保护变为复合电压闭锁过流保护。

3)过流元件，电流取自本侧的TA。动作判据为： Ia>Ifgl； Ib>Ifgl； Ic>Ifgl；其中：Ia,Ib,Ic为三相电流； Ifgl为过电流定值；

说明： 220kV侧复合电压方向过流保护，方向朝向变压器，以较短时限动作断开变压器110kV断路器；以较长时限动作断开变压器各侧断路器。

110kV侧复合电压方向过流保护，方向朝110kV母线，以较短时限动作断开110kV母联或母分断路器；以较长时限动作断开变压器本侧断路器。

35（10）kV侧复合电压方向过流保护，方向朝35kV母线，第一时限动作断开35kV母分断路器；第二时限动作断开变压器本侧断路器；第三时限动作断开变压器各侧断路器；

各侧复合电压方向过流保护方向元件的指向、方向元件的投入退出可通过控制字选择；当发生TV断线时，方向元件退出，闭锁复合电压方向过流保护；

3.4.2 复合电压闭锁过流保护

本保护反应相间短路故障，可作为变压器的后备保护。本保护包括以下元件：

1)复合电压元件，电压取自变压器各侧TV，动作判据为： min(Uab ,Ubc ,Uca)Ufx ；以上两个条件为“或”的关系；

其中：Uab、Ubc、Uca为线电压； Uddy为低电压定值； U2为负序电压； Ufx为负序电压定值； 2)过流元件，电流取自本侧的TA。动作判据为：

Ia>Ifgl ； Ib>Ifgl ； Ic>Ifgl ；以上三个条件为“或”的关系，其中： Ia,Ib,Ic为三相电流； Ifgl为过电流定值；

说明：220KV侧复合电压过流保护：动作断开变压器各侧断路器。

110KV侧复合电压过流保护：第一时限动作断开变压器本侧母联或分段断路器；

第一时限动作断开变压器本侧断路器 3.4.3 零序（方向）过流保护本保护反应单相接地故障，可作为变压器的后备保护。交流回路采用0°接线，电压电流取自本侧的TV和TA。TV断线时，本保护的方向元件退出。TV断线后若电压恢复正常，本保护也随之恢复正常。本保护包括以下元件：

1）零序过流元件，动作判据为： 3I0 >I0gl ；

其中：3I0为三相电流Ia,Ib,Ic在软件中合成的零序电流 3I0=Ia+Ib+Ic

I0gl为零序过流的电流定值； 2)零序功率方向元件，动作判据为：

3U0～3I0夹角δ（电流落后电压时角度为正，3U0>1V）

-195°>δ>-15° 其中：

3U0为三相电压Ua，Ub，Uc在软件中和成的零序电压，3U0=Ua+Ub+Uc。

最大灵敏角为-105°，动作特性为：

当零序功率方向选择控制字=“0”时，零序功率方向指向变压器，保护动作区-15°>б>-195°，最大灵敏角为-105°；

当零序功率方向选择控制字=“1”时，零序功率方向指向系统（母线），保护动作区165°>б>-15°，最大灵敏角为75°；当零序功率方向选择控制字=“2”时，零序功率方向元件退出。

说明：220KV侧装设两段式零序方向电流保护，方向指向变压器，每段的第一时限跳变压器110kV断路器；第二时限跳变压器各侧断路器。

110kV侧装设两段式方向零序电流保护，方向指向110kV母线，每段的第一时限跳110kV母联或母分断路器；第二时限跳变压器本侧断路器。

3.4.4 零序过流保护

本保护反应单相接地故障，可作为变压器的后备保护。本保护包括以下元件： 1)零序过流元件，动作判据为： 3I0 >I0gl ；

其中：3I0为零序电流，取自本侧TA。I0gl为零序过流的电流定值；

说明：零序电流保护，跳变压器各侧断路器。

3.4.5 间隙零序保护

本保护反应变压器间隙电压和间隙击穿的零序电流，可作为变压器的后备保护。保护包括以下元件： 1)间隙零序过压元件，动作判据为： 3U0 >U0L ；

其中：3U0为零序电压，取自本侧零序TV； U0L为间隙零序过压的电压定值； 2)间隙零序过流元件，动作判据为： 3I0g >Iggl ；

其中：3I0g为间隙零序电流，取自本侧中性点间隙TA； Iggl为间隙零序过流的电流定值；

说明：间隙零序保护的过压元件和过流元件各带时间元件，保护动作跳变压器各侧断路器。

3.4.6 公共绕组零序过流保护

本保护反应自藕变压器中性点电流，本保护包括以下元件：公共绕组零序过流元件，动作判据为： Izxd >Iz ；

其中：Izxd为公共绕组自产零序电流，取自本侧公共绕组TA； Izxd=Ia+Ib+Ic，Ia、Ib、Ic为公共绕组三相电流； Iz为公共绕组零序过流的电流定值；

说明：公共绕组零序过流保护，保护动作跳变压器各侧断路器。

3.4.7 公共绕组复压过流保护

本保护作为变压器的总后备保护。本保护包括以下元件：

1)复合电压元件，电压取自变压器各侧TV，动作判据为： min(Uab ,Ubc ,Uca)Ufx ；以上两个条件为“或”的关系；

其中：Uab、Ubc、Uca为线电压； Uddy为低电压定值； U2为负序电压； Ufx为负序电压定值； 2)过流元件，电流取自公共绕组的TA。动作判据为：

Ia>Ifgl ； Ib>Ifgl ； Ic>Ifgl ；以上三个条件为“或”的关系，其中： Ia,Ib,Ic为三相电流； Ifgl为过电流定值；

说明：公共绕组复压过流保护：动作断开变压器各侧断路器。

3.4.8 公共绕组过负荷保护

本保护仅反应自藕变压器公共绕组情况，仅监测公共绕组A相电流。动作判据为： Ia >Igfh ；

其中: Ia为公共绕组A相电流；Igfh为变压器公共绕组过负荷电流定值； 3.4.9 TV回路异常判别元件

本元件仅在保护正常运行时投入；当保护启动后，退出本元件。动作判据为： 1)U2>8V；

2)min(Uab,Ubc,Uca)<70V； 3)U1<4V；

篇3：变压器保护教案

关键词：母线保护,变压器保护,接口问题

引言

根据220kV及以上电压等级变压器的断路器失灵时, 除应跳开失灵断路器相邻的全部断路器外, 还应跳开本变压器连接其他侧电源的断路器。重点阐述了母线故障变压器断路器失灵时, 母线保护与变压器保护的接口回路, 不涉及变压器保护动作启动断路器失灵保护跳变压器所在母线所有元件问题。

1 双母接线母线保护与变压器保护的接口

1.1 双母接线母线故障断路器失灵时的处理方法

当在母线上发生故障, 母差保护动作断路器失灵时, 不同类型的断路器采用不同方式切除故障。对于母联断路器, 一般采用由母联CT (母联死区故障) 或由母联断路器的失灵保护 (母联失灵时) 来启动相邻段母差动作, 跳相邻母线段上的断路器;对于线路断路器, 则直接通过远传命令 (光纤保护) 、对闭锁式保护采用停信方式或对允许式保护采用发信方式跳开线路对侧断路器来切除故障 (对于断路器和CT之间的死区故障, 母差保护动作后对不带分支的并装有纵联保护的线路, 应采取措施使线路对端纵联保护快速跳闸) ;对于变压器断路器以往主要是靠变压器带方向的阻抗保护动作跳三侧来切除故障, 但是后备保护整定时间较长, 可能会烧毁变压器。

1.2 双母线接线的断路器失灵保护动作行为分析

双母线接线的断路器失灵保护, 在以下三种情况下才可能动作:

1) 线路故障线路断路器失灵时, 不再考虑变压器断路器失灵, 此时失灵保护不应跳变压器其他电源侧断路器。

2) 变压器故障变压器断路器失灵时, 变压器保护动作已经将其他侧断路器跳开, 断路器失灵保护切除了变压器所在母线上的所有电源支路, 这种情况下失灵保护也不需要跳变压器其他电源侧断路器。

3) 母线故障变压器断路器失灵时, 母差保护跳开了变压器所在母线上其他有源支路, 变压器其他侧电源会继续向故障母线提供短路电流;而变压器后备保护动作切除故障的时间较长, 可能会烧毁变压器, 此时应采取措施跳开变压器其他侧电源断路器。

1.3 双母接线母线故障变压器断路器失灵连跳各侧的实现方案

母差保护动作, 变压器断路器失灵时, 不应由母差保护完成跳变压器其他电源侧断路器的功能, 母差保护只跳与母线直接相连的变压器断路器, 其断路器是否失灵的逻辑判别和跳其他电源侧断路器的功能应由变压器保护自身去完成。主要有如下几种方案:

1) 母差保护动作跳变压器断路器时, 一对接点接入变压器断路器的跳闸回路, 另一对接点接到变压器非电量保护的跳闸输入回路, 由其完成跳各侧的功能。

2) 母差保护动作跳变压器断路器时, 一对接点接入变压器断路器的跳闸回路, 另一对接点作为变压器保护的开入, 变压器保护经电流判别确认变压器断路器失灵后延时跳各侧断路器。此方案不宜引入断路器位置接点, 否则当发生在断路器和CT之间的死区故障时, 必然造成保护拒动。

3) 母差保护动作跳变压器断路器时, 一对接点接入变压器断路器的跳闸回路, 另一对接点作为失灵起动装置的开入, 经电流判别后瞬时输出CKJ接点作为非电量保护跳闸输入, 由非电量保护跳各侧断路器。

4) 母差保护动作跳变压器断路器时, 一对接点接入变压器断路器的跳闸回路, 另一对接点作为失灵起动装置的开入, 经电流判别后瞬时输出CKJ接点作为变压器保护的跳闸输入, 由变压器保护跳各侧断路器。

5) 母差保护动作跳变压器断路器时, 一对接点接入变压器断路器的跳闸回路, 另一对接点启动多接点大功率继电器ZJ, 由中间继电器Z J完成跳变压器各侧功能。

6) 母差保护动作跳变压器断路器时, 一对接点接入变压器断路器的跳闸回路, 另一对接点作为母线保护的开入 (母线保护含断路器失灵保护) , 由母线保护内含的断路器失灵保护跳变压器其他侧断路器。

1.4 双母接线母线保护与发变组保护的接口问题

当发变组具备快速切负荷 (FCB) 功能时, 若发电机经三卷变接入两个电压等级系统, 母差动作变压器断路器失灵时, 不再考虑机端断路器失灵, 此时只需跳开机端断路器和变压器另一侧断路器即可;若发电机经两卷变接入系统, 母差动作变压器断路器失灵时, 母差动作应该起动机组全停。

2 3/2接线的母线保护与变压器保护的接口

因为3/2接线的母线保护和断路器失灵保护装置分开, 而双母线接线的母线保护与断路器失灵保护往往合一。

2.1 3/2接线的母线保护与变压器保护的接口问题

母线故障母差保护动作断路器失灵时, 应跳开断路器和变压器中压侧断路器。同理, 当断路器失灵时也应跳断路器和变压器中压侧断路器, 此时可以将失灵连跳变压器的接点并联接入非电量保护中, 由非电量保护完成跳变压器各侧功能。因为失灵判别逻辑已经分别由断路器保护完成, 变压器保护执行的仅是开入直跳变

压器各侧断路器功能而已, 而非电量保护抗干扰性能要优于电气量的变压器保护, 因此失灵直跳不应接入变压器电气量保护回路中, 而应接入非电量保护跳闸回路中。

2.2 3/2接线的母线保护与发变组保护的接口问题

1) 边断路器失灵保护与发变组保护的接口问题

A.母线故障, 母差保护整组动作时间一般在1 5 m s左右, 对于发变组来说, 发电机正序和负序反时限的最短动作时间也在IS左右 (而变压器后备保护的最短动作时间在1.5s以上) , 靠发变组后备保护来切除故障是不允许的, 此时母差保护动作会起动断路器失灵保护, 断路器失灵保护动作后, 应作用于立即停机, 并跳开断路器。

B.当发变组保护内部故障, 断路器失灵时, 因发变组保护已作用于停机, 失灵保护动作后可以不用停机。

C.当发生在断路器和CT之间的死区故障, 对于发变组保护来说属于区外故障, 此时由断路器死区保护作用于停机。

D.对于发变组而言, 一般会配置电气量的非全相保护, 当发电机出口无断路器时, 非全相保护动作后应起动失灵保护, 跳开相邻的断路器, 当发电机出口有断路器时, 非全相保护动作后可不起动失灵。

2) 中断路器失灵保护与发变组保护的接口问题

A.当发变组保护内部故障, 断路器失灵时, 失灵保护动作后不应作用于停机。

B.当在同串中的线路上发生故障时, 断路器失灵时, 失灵保护将和线路对侧断路器跳开 (通过远跳实现) , 只有发电机继续向故障点提供短路电流, 失灵保护动作后应立即停机。

3) 断路器失灵连跳发变组的电流定值整定问题

若失灵连跳发变组需要发变组保护判电流时, 定值整定原则如下:

A.边断路器失灵保护:

B.中断路器失灵保护:

根据3/2接线的边断路器和中间断路器失灵保护动作后应立即停机, 可以直接用失灵保护的出口接点作为发变组保护的跳闸开入。

3 旁路带路时失灵连跳变压器其他电源侧的特殊问题

随着变电站无油化进程的加快, SF6断路器的大量采用, 断路器检修周期越来越长, 旁路母线不仅占地面积较大, 而且运行、维护很不便, 因此新建工程均无旁路母线接线方式。

对于改扩建工程, 当有旁路母线时, 因旁路断路器主要用于旁代线路运行, 而旁带变压器几率很少, 即使旁代变压器运行, 时间也较短, 母线故障旁路断路器失灵的几率也很低。旁代变压器时, 母差动作变压器断路器失灵连跳其他电源侧的逻辑和回路均很复杂, 增加了保护误动的几率, 而其正确动作的几率几乎为零。

4 结语

母线保护与变压器保护的接口问题, 一直困扰着广大的继电保护设计者和管理、运行、维护单位。通过对电网联络变、电厂升压变和旁路带变压器时, 母线故障变压器断路器失灵连跳其他电源侧的实现方案进行了详细全面的分析, 在满足保护配置要求的前提下, 本着简化二次回路、便于运行、检修和管理的原则, 提出了切实可行的方案, 希望对广大继电保护工作者有所帮助。

参考文献

[1]国家电力调度通信中心.国家电网公司十八项电网重大反事故措施 (试行) 继电保护专业重点实施要求[Z].2005

篇4：变压器保护教案

关键词：微机型继电保护装置；变压器差动保护；电流互感器；简化后备保护

中图分类号：TM588 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）04-0135-02

一、概述

微机型继电保护装置的变压器差动保护是变压器的主保护，微机继保装置的变压器差动保护一般采用的是带制动特性的比率差动保护，因它所具有的区内故障可靠动作，区外故障可靠闭锁的特点使它在电力系统的继电保护中得到了广泛的运用。诸多文献都对上述情况做出了详尽的分析，但是从现场工程实际来看，当变压器发生区外短路故障时，由于变压器本身流过巨大的短路电流而对其本体的绝缘和性能造成了严重破坏，变压器内部发生匝间短路故障的情况也时常发生，烧毁变压器线圈和铁芯的事情时有发生，这就要求差动保护在这种情况下也能够可靠动作而不被误闭锁，这就对差动保护提出了更高的要求。本文就从工程现场出现的若干具有代表性的问题出发，对这些情况进行重点分析，并给出合理的建议。

二、简化整定值计算、加强主保护使差动保护更完善

在简化整定值计算方面，差动保护应多设置自动的辅助定值和固定的输入定值，使用户需要整定的保护定值减到最少，以发挥微机型继电保护装置的优越性。一般情况下，不需要调整系统参数，不需要校核灵敏度，可以根据变压器的本身参數进行合理整定，根据工程实际情况设定电流互感器变比、电压互感器变比，使微机型继电保护装置独立完成保护的整定和保护，整定方法简单清晰。

加强主保护的目的是为了简化后备保护，使变压器发生故障时能够快速切除故障。目前220kV及以上电压等级的变压器纵联差动保护双重化，这是加强主保护的必要措施。

三、微机差动保护对电流互感器的基本要求

微机差动保护用的电流互感器需要满足两个条件，其一是稳态误差必须控制在10%误差范围之内，因为整定计算中采用的不平衡稳态电流是按10%误差条件计算。其二是暂态误差，影响电流互感器暂态特性的参数主要有：短路电流及其非周期分量，一次回路时间常数，电流互感器工作循环及经历时间，二次回路时间常数等。电流互感器剩磁对于饱和影响很大，当剩磁与短路电流暂态分量引起的磁通极性相同时，加重二次电流的畸变，因此电流互感器铁心中存在剩磁，则电流互感器可能在一次电流远低于正常饱和值即过早饱和。差动保护的暂态不平衡电流比稳态时大得多，仅在整定计算时将稳态不平衡电流增大二倍是不够安全的。采取抗饱和的办法是使用带有气隙的TPY级电流互感器。但是目前差动保护广泛使用的是P级电流互感器，对P级电流互感器规定允许稳态误差不超过10%，暂态误差必然要超过稳态误差，在实用上可在按稳态误差选出的技术规范基础上通过“增密”以限制暂态误差。

采用增密的方法有以下四种：（1）将准确限值系数增大二倍（允许短路电流为额定电流的倍数）；（2）将二次额定负载增大一倍；（3）增大二次电缆截面积使二次回路的总电阻减半；（4）淘汰10P级电流互感器改用5P级电流互感器（复合误差由10%降

为5%）。

高电压大容量变压器在高压侧、低压侧均用TPY级电流互感器，对于大型发电机变压器组保护，进出口侧均采用TPY级电流互感器，在发电机侧已有TPY级电流互感器可选用。目前110kV及以下电压等级均采用P级电流互感器，220kV变压器亦采用P级电流互感器或5P级、PR级（剩磁系数小于10%）电流互感器，因此差动保护需要采取抗电流互感器饱和的措施。

四、微机差动保护的灵敏度和快速性

微机差动保护应具有高灵敏度和快速性，轻微匝间短路能快速跳闸，但是提高灵敏度和快速性必须建立在安全、可靠的基础上，也就是说高灵敏的前提是安全、可靠。运行实践告诉我们：使用较低的起动电流值在区外故障或区外故障切除时引起差动保护误动的严重后果，因此对于灵敏度和快速性不要追求过高的指标而忽视可靠性。

提高灵敏度虽对反映轻微故障是有效的，但灵敏度的提高必然降低安全性。变压器的严重故障并不都是由轻微故障发展而来的，故障发生的瞬间仍会发生烧毁设备的事故，同时轻微故障发展为严重故障也需要时间，因此轻微故障带一些时间切除故障也是允许的，长时间的运行实践证实变压器气体保护是动作时间稍长地切除轻微的匝间故障。

轻微匝间故障时产生的机械应力和热效应不大，在200ms内故障切除，不会危及铁心，从检修的角度，只要铁心不损坏，轻微和严重的匝间故障都是需要更换线圈，因此只要差动保护在铁心损坏之前动作，就可以满足检修的要求，不需要追求减少线圈的烧损程度而牺牲保护的安全性。

五、简化后备保护

后备保护作用主要是为了变压器区外故障，特别是考虑在其联接的母线发生故障未被切除的保护，当然也可以兼作变压器主保护的后备（尤其110kV及以下电压等级的变压器）和其联接的线路保护的后备（尤其110kV及以下电压等级的线路）。当加强主保护以后，差动保护双重化配置，气体保护独立直流电源，因此主保护是非常可靠、灵敏、快速的，理应简化后备保护。后备保护只要具备在220kV及以上电压系统是近后备，在110kV及以下电压系统是远后备的基础，不需要仿照线路保护设几段后备保护，线路保护有距离保护，基本不受短路电流的影响，保护范围较固定，配合比较简单。变压器后备保护主要是母线的近后备，110kV及以下电压等级线路的远后备，只要系统内故障能由保护动作切除不致于拒动就满足要求。如果后备保护要从电流保护来解决多段式配合，这是既复杂又困难的问题。变压器后备保护不需作多段配合、定值校核的工作，我们要摆脱整定计算中难以配合的困扰。目前，微机型保护各侧设置相间和接地保护各设3段8时限的复杂保护是作茧自缚，没有

好处。

简化后备保护的原则，我们工程调试人员认为变压器高压侧只设置复合电压过电流保护，中、低压侧设复合电压过电流保护作为远后备，电流限时速断作为母线近后备。

六、结语

变压器差动保护提高灵敏度和快速性必须建立在安全可靠的基础上，应采取防止因电流互感器饱和和区外故障切除的暂态误差造成误动的措施。

加强主保护理应简化后备保护，变压器后备保护主要是作为母线的近后备，110kV及以下电压等级线路的远后备，要摆脱整定计算中难以配合的困扰，不作定值校核，为此高压侧后备保护仅设复合电压过流保护，中、低压侧后备保护设复合电压过流保护和电流限时速断保护，前者按变压器额定电流整定，后者按同侧母线的最低灵敏度要求整定，时间应与同侧相邻线路的相应时间相配合。

参考文献

[1] 张保会．电力系统继电保护[M]．中国电力出版社，2006.

[2] 韩天行．微机型继电保护及自动化装置检验调试手册

[M]．机械工业出版社，2004.

[3] 王永武．继电保护自动装置工程实验[M]．水利水电出版社，2007.

（责任编辑：刘晶）

篇5：变压器运行的安全与继电保护

电力变压器的故障分为内部和外部两种故障，内部故障指变压器油箱里面发生的各种故障,主要靠瓦斯和差动保护动作切除变压器;外部故障指油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障,一般情况下由差动保护动作切除变压器。因后备保护带延时动作,所以变压器必然要承受一定时间段内的区外故障造成的过电流, 在此时间段内变压器是否损坏主要取决于变压器的热稳定性。因此,变压器后备保护的定值整定与变压器自身的热稳定要求之间存在着必然的联系。

2变压器设计热稳定指标

文献[1]中要求“对称短路电流I的持续时间:当使用部门未提出其它要求时,用于计算承受短路耐热能力的电流I的持续时间为2s。注:对于自耦变压器和短路电流超过25倍额定电流的变压器,经制造厂与使用部门协商后,采用的短路电流持续时间可以小于2s。”

GB1094.5―85中提供双绕组三相变压器对称短路电流I值的计算式变压器的相间后备保护应主要在其各侧母线故障时起作用,特别是中、低压侧母线的故障。中、低压母线故障流过变压器的短路电流大,不仅引起变压器绕组过热, 还可能造成绕组的动稳定破坏,诱发严重的内部故障。零序方向电流保护属变压器的接地故障后备保护,可以反应变压器内部、高中压侧母线及与高中压母线邻近的电气设备的接地故障。

3110kV及以下变压器应配备的保护

110 kV及以下变压器一般装设瓦斯保护(对油浸式变压器)、差动保护,110 kV侧零序过电流保护、间隙保护及各侧过流保护或复合电压闭锁过流保护。

4可能考验变压器热稳定性的故障

对于两侧系统都有电源的联络变压器:任何一侧母差保护校验停运或故障拒动时;变压器开关与TA间故障时;旁路转带方式在主变套管TA至旁母引线、旁路母线、旁路开关与TA间故障时;母线上其他开关所带电气设备故障而其开关或保护拒动时变压器只能靠其后备保护动作使其脱离故障点。

对于仅高压侧系统有电源的降压变压器:中、低侧母差保护校验停运或故障拒动时;中、低压侧变压器开关与TA间故障时;中、低压侧母线上其他开关所带电气设备故障而其开关或保护拒动时变压器只能靠其后备保护动作使其脱离故障点。

5变压器相间后备保护的配置与整定

变压器接地故障保护定值与其所带负荷的关系不大,因此接地故障后备保护的整定延时一般较短,能够满足2s的热稳定时间要求。在此仅关心变压器相间后备保护的定值问题。

5.1整定规程要求

《3～110 kV电网继电保护装置运行整定规程》中要求[3]:

变压器各侧的过电流保护均按躲变压器额定负荷整定,但不作为短路保护的一级参与选择性配合,其动作时间应大于所有出线保护的最长时间。

变压器短路故障后备保护应主要作为相邻元件及变压器内部故障的后备保护。主电源侧的变压器相间短路后备保护主要作为变压器内部故障的后备保护，

其它各侧的后备保护主要作为本侧引线、本侧母线和相邻线路的后备保护,并尽可能当变压器内部故障时起后备作用。以较短时限动作于缩小故障影响范围,以较长时限动作于断开变压器各侧断路器。

变压器保护区内外发生故障,如短路电流超过各侧绕组的热稳定电流时,相电流速断保护应以不大于2秒的时间切除故障,相电流速断保护不宜经复合电压闭锁。

5.2 变压器的速断保护

整定原则:1)按躲过变压器的励磁涌流进行整定计算,变压器的励磁涌流一般为变压器额定电流的4-12倍;

2)躲过变压器低压侧最大的三相短路电流

对于中小配电变压器一般按第一原则进行整定计算,对于大中型电力主变压器一般按第二原则进行整定计算

5.3 变压器的后备保护

5.3.1 变压器过电流保护

躲变压器负荷电流的过电流保护按下述原则整定:

式中:Krel―可靠系数,取1.2～1.3

Kr―返回系数,电磁型取0.85,微机型取0.95;

ILmax―最大负荷电流,复合电压起动的过电流保护,只考虑本变压器的额定电流,无复合电压闭锁的过电流保护,最大负荷电流应适当考虑电动机的自起动系数。

5.3.2 复合电压闭锁过电流

复合电压闭锁元件按下述原则整定:

UOP---正常运行时可能出现的低电压,一般取U=0.9-0.95UN式中:(UN为额定相间电压) ---可靠系数,Krel取1.1～1.2;

Kr---返回系数,电磁型取1.15-1.2,微机型取1.05;

Nv---电压互感器变比。

低电压元件按按躲过电动机自起动时的电压整定:

① 低电压由变压器低压侧电压互感器供电时 UOP=(0.5～0.6)UN/nv

② 低电压由变压器高压侧电压互感器供电时 UOP=0.7UN/nv

负序电压应按躲过正常运行时出现的不平衡电压整定,

取UOP2=(0.04～0.08)UN/nv

式中:UN---额定相电压

6对变压器保护的建议

篇6：变压器保护教案

一、工程简介

沙坪坝区小龙坎正街至风天路主干道环境综合改造工程位于沙坪坝区，包括小龙坎正街至天星桥转盘、天星桥转盘至西南医院、天星桥转盘至风天路，全长4.4公里。工作内容包括外墙面、阳台、门窗、遮雨蓬、空调外机、沿街底层门面、防盗网及护拦、线网、屋顶、围墙整治。

由于多数为老旧的居民住房，电线、电缆等线网满布于墙面，没有统一的走向，在施工时有效保护是施工的一个重点。外墙施工时需对其进行统一保护，待外墙施工完后在对其电线、电缆进行统一整理。

在外脚手架搭设施工中，有局部的建筑物与高压线的距离较近，在脚手架搭设过程中或在脚手架上操作的过程中的安全存在较大的隐患。电力公司在巡查中发现架体在搭设中与高压线相邻太近，不能保证安全距离，存在严重安全隐患后，要求在施工中需采取相应的安全保证措施，否则要求停止该处脚手架搭设。项目部经过现场实际查勘，凡是高压电线与建筑物的距离在3米以内的，拟采取对脚手架搭设方案进行局部调整，已保证安全施工。

另外在居民楼旁边有变压器及电杆时，也应对其变压器等设施进行先保护后搭设脚手架施工。故在变压器四周设置防护棚，保证施工和用电安全。

二、外墙电线、电缆保护具体措施

（一）、准备工作

（1）脚手架搭设好后，派专业电工沿外墙检查裸露在外墙上的电线、电缆走向，弄清楚电线种类、性质、是否带电，与业主间的关系等。摸清楚电线的基本情况。

（2）必要时联系电力及宽带等相关部门对其进行交底，以便情况了解的更清楚。

（3）统计出需要进行保护电线的工程量，提出保护材料的计划。

（二）、具体实施措施

（1）派专业人员对裸露在外墙面的电线进行清理、分类。

（2）采用PVC塑料管对其电线进行穿管对其电线进行保护，由于电线不能从一端穿入，采用先把PVC塑料管剖开，再把电线放进去。电线不能全部堵满套管，只能放入套管一半的电线。

（3）电线穿好套管后，在脚手架上对其套管进行固定。

（4）如在该处电线位置的外墙上需动用焊机等动火作业，在下部的电线套管表面缠裹防火棉，并派专职安全员进行巡视，避免发生火灾等事故。

（5）待外墙施工完毕后，对其外墙电线进行改造，达到漂亮、整洁外观。