【精品】第6章 变压器保护 微机保护PPT

1、机械工业出版社教材配套电子教案电力系统继电保护刘学军 编制第6 6章 电力变压器保护6.26.2变压器的气体保护变压器的气体保护 气体保护是反应变压器油箱内部气体的数量和流动的气体保护是反应变压器油箱内部气体的数量和流动的速度而动作的保护，保护变压器油箱内各种短路故障，特速度而动作的保护，保护变压器油箱内各种短路故障，特别是对绕组的相间短路和匝间短路。别是对绕组的相间短路和匝间短路。 由于短路点电弧的作用，将使变压器油和其他绝缘材由于短路点电弧的作用，将使变压器油和其他绝缘材料分解，产生气体。气体从油箱经连通管流向油枕，利用料分解，产生气体。气体从油箱经连通管流向油枕，利用气体的数量及流速构成

2、气体保护。气体的数量及流速构成气体保护。1、气体继电器的构成和工作原理：、气体继电器的构成和工作原理：为了不妨碍气体的流通，变压器安装时应使顶盖沿瓦为了不妨碍气体的流通，变压器安装时应使顶盖沿瓦斯继电器的方向与水平面具有斯继电器的方向与水平面具有11.5的升高坡度，通往的升高坡度，通往继电器的连接管具有继电器的连接管具有24的升高坡度。的升高坡度。为什么变压器是斜着的？为什么变压器是斜着的？2，气体继电器是构成气体，气体继电器是构成气体保护的主要元件，它安装在油保护的主要元件，它安装在油箱与油枕之间的连接管道上，箱与油枕之间的连接管道上，如图如图6-1所示。所示。6.2变压器的气体（瓦斯）保护

3、变压器的气体（瓦斯）保护图图6-16-1气体继电器安装示意图气体继电器安装示意图气体继电器安装：气体继电器安装：气体继电器结构：气体继电器结构：图图6-2 qji-80气体继电器结构图气体继电器结构图图图6-1气体继电器安装示意图气体继电器安装示意图变压器储油池变压器储油池2 2 、变压器气体保护的接线、变压器气体保护的接线图图6-36-3变压器气体保护原理接线图变压器气体保护原理接线图2 、变压器气体保护的接线、变压器气体保护的接线图图10-2510-25为瓦斯保护接线图，当气体继电器为瓦斯保护接线图，当气体继电器kgkg轻瓦斯触点（上触点）轻瓦斯触点（上触点）闭合，通过信号继电器闭合，通过

4、信号继电器1ks1ks，延时发出预告信号；重瓦斯触点（下触，延时发出预告信号；重瓦斯触点（下触点）闭合后，经信号继电器点）闭合后，经信号继电器2ks2ks、连接片、连接片xbxb接通中间继电器接通中间继电器kmkm，作用，作用于断路器跳闸，切除变压器。于断路器跳闸，切除变压器。为避免气体继电器下触点受油流冲击出现跳动现象造成失灵，出口中为避免气体继电器下触点受油流冲击出现跳动现象造成失灵，出口中间继电器间继电器kmkm具有自保持功能，利用具有自保持功能，利用kmkm第三对触点进行自锁，见图第三对触点进行自锁，见图10-10-2525，以保证断路器可靠跳闸，其中按钮，以保证断路器可靠跳闸，其中按

5、钮sbsb用于解除自锁，如不用按钮，用于解除自锁，如不用按钮，也可用断路器也可用断路器1qf1qf辅助常开触点实现自动解除自锁。但这种办法只有辅助常开触点实现自动解除自锁。但这种办法只有出口中间继电器出口中间继电器kmkm距高压配电室的断路器距离较近时才可采用，否则距高压配电室的断路器距离较近时才可采用，否则联线太长不经济。连接片联线太长不经济。连接片xbxb用以将气体继电器下触点切除到信号灯，用以将气体继电器下触点切除到信号灯，使重瓦斯保护退出工作。使重瓦斯保护退出工作。2 、变压器气体保护的接线、变压器气体保护的接线 瓦斯保护动作后，应从气体继电器上部排气口收集气体。瓦斯保护动作后，应从气

6、体继电器上部排气口收集气体。根据气体数量、颜色、化学成份、可燃性等，判断保护动根据气体数量、颜色、化学成份、可燃性等，判断保护动作的原因和故障的性质。作的原因和故障的性质。 瓦斯保护和差动保护均为变压器的主保护，在较大容量的瓦斯保护和差动保护均为变压器的主保护，在较大容量的变压器上要同时采用，瓦斯保护接线简单，灵敏性高动作变压器上要同时采用，瓦斯保护接线简单，灵敏性高动作迅速，但它只能反映油箱内部故障，不能保护油箱外的引迅速，但它只能反映油箱内部故障，不能保护油箱外的引出线和套管上的故障，只能靠差动保护动作于跳闸，因此，出线和套管上的故障，只能靠差动保护动作于跳闸，因此，瓦斯保护不能单独作为变

7、压器的主保护。瓦斯保护不能单独作为变压器的主保护。主要优点：主要优点：主要缺点：主要缺点：因此瓦斯保护可作为变压器的主保护之一，与纵差动保护因此瓦斯保护可作为变压器的主保护之一，与纵差动保护相互配合、相互补充，实现快速而灵敏地切除变压器油箱内、相互配合、相互补充，实现快速而灵敏地切除变压器油箱内、外及引出线上发生的各种故障。外及引出线上发生的各种故障。 动作迅速、灵敏度高、安装接线简单、能反应油箱内动作迅速、灵敏度高、安装接线简单、能反应油箱内部发生的各种故障。部发生的各种故障。对气体保护评价：对气体保护评价： 不能反应油箱以外的套管及引出线等部位上发生的故障。不能反应油箱以外的套管及引出线等

8、部位上发生的故障。 6.36.3变压器的电流速断保护变压器的电流速断保护变压器的电流速断保护是反应电流增大而瞬时动作的保变压器的电流速断保护是反应电流增大而瞬时动作的保护。装于变压器的电源侧，对变压器及其引出线上各种型式护。装于变压器的电源侧，对变压器及其引出线上各种型式的短路进行保护。为保证选择性，速断保护只能保护变压器的短路进行保护。为保证选择性，速断保护只能保护变压器的部分，它适用于容量在的部分，它适用于容量在10mva10mva以下较小容量的变压器以下较小容量的变压器, , 当当过电流保护时限大于过电流保护时限大于0.5s0.5s时，可在电源侧装设电流速断保护，时，可在电源侧装设电流速

9、断保护，其原理接线如图其原理接线如图6-46-4所示。所示。6.3.16.3.1变压器电流速断保护的工作原理及接线变压器电流速断保护的工作原理及接线6.36.3变压器的电流速断保护变压器的电流速断保护图图6-4 6-4 变压器的电流速断保护接线变压器的电流速断保护接线 (1) 按躲开变压器负荷侧出口按躲开变压器负荷侧出口k1短路时的最大短路电短路时的最大短路电流来整定流来整定, 即即 (6-1)6.3.26.3.2电流速断保护的整定计算电流速断保护的整定计算 1maxoprelkiki(2) 躲过励磁涌流。根据实际经验及实验数据，躲过励磁涌流。根据实际经验及实验数据，一般取一般取 （6-2）按

10、上两式条件计算，选择其中较大值作为变按上两式条件计算，选择其中较大值作为变压器电流速断保护的动作电流。压器电流速断保护的动作电流。k1k23 5optnii6.3.26.3.2电流速断保护的整定计算电流速断保护的整定计算按变压器原边按变压器原边k2点短路时，流过保点短路时，流过保护的最小短路电流校验护的最小短路电流校验, 即即 3. 3. 变压器电流速断保护评价：变压器电流速断保护评价：缺点缺点:优点：优点：接线简单，动作迅速。接线简单，动作迅速。只能保护变压器的一部分。只能保护变压器的一部分。 (2)2 min2ksenopikik1k2(6-3)变压器相间短路的后备保变压器相间短路的后备保

11、护及过负荷保护护及过负荷保护变压器相间短路的后备保护即是变压器主保护的后备变压器相间短路的后备保护即是变压器主保护的后备保护，又是相邻母线或线路的后备保护。变压器相间短路保护，又是相邻母线或线路的后备保护。变压器相间短路的后备保护可采用过电流保护、带低电压启动的过流保护、的后备保护可采用过电流保护、带低电压启动的过流保护、复合电压启动的过流保护、负序过流保护等。反应相间短复合电压启动的过流保护、负序过流保护等。反应相间短路电流增大而动作的过电流保护作为变压器的后备保护。路电流增大而动作的过电流保护作为变压器的后备保护。为满足灵敏度要求，可装设过电流保护、低电压起动为满足灵敏度要求，可装设过电流

12、保护、低电压起动的过电流保护、复合电压起动的过电流保护，负序过电流的过电流保护、复合电压起动的过电流保护，负序过电流保护，甚至阻抗保护。保护，甚至阻抗保护。 6.56.56.5.1变压器相间短路的过电流保护变压器相间短路的过电流保护maxi1lt nmim起动电流按躲开变压器可能出现的最大负荷电流进行整起动电流按躲开变压器可能出现的最大负荷电流进行整定：定： (1)对并列运行的变压器，应考虑切除一台变压器时所出现的对并列运行的变压器，应考虑切除一台变压器时所出现的过负荷。当各台变压器的容量相同时，可按下式计算过负荷。当各台变压器的容量相同时，可按下式计算 (2)对降压变压器应考虑电动机的自起动

13、电流。过电流保护对降压变压器应考虑电动机的自起动电流。过电流保护的动作电流为的动作电流为relmaxrekikoplimaxsstilnik(6-20)(6-21)(6-22)保护装置的灵敏度校验保护装置的灵敏度校验:过电流保护作为变压器的近后备保护，灵敏系数要求大于过电流保护作为变压器的近后备保护，灵敏系数要求大于1.5，远后备，远后备保护的灵敏系数大于保护的灵敏系数大于1.2。保护的动作时间比出线的第三段保护动作时限长保护的动作时间比出线的第三段保护动作时限长1个时限阶段。个时限阶段。过电流保护装置应装于变压器的电源侧，保护动作后，跳开变压器两过电流保护装置应装于变压器的电源侧，保护动作后

14、，跳开变压器两侧断路器。侧断路器。 2minmin1.2 1.5ksopiki6.5.1变压器相间短路的过电流保护变压器相间短路的过电流保护(6-23)变压器相间短路的过电流保护单相变压器相间短路的过电流保护单相原理接线图原理接线图 采用低压起动的过电流保护。只有电压测量元件和电流测量元件采用低压起动的过电流保护。只有电压测量元件和电流测量元件同时动作后才能起动时间继电器，经预定的延时发出跳闸脉冲。同时动作后才能起动时间继电器，经预定的延时发出跳闸脉冲。低电压启动的过流保护原理接线图如图低电压启动的过流保护原理接线图如图6-216-21所示。保护启动元件由电流继电器所示。保护启动元件由电流继电

15、器和低电压继电器构成。电流继电器和低电压继电器构成。电流继电器1ka1ka、2ka2ka、3ka3ka的一次动作电流按躲开变压的一次动作电流按躲开变压器额定电流器额定电流inin来整定，即来整定，即6.5.2、低电压起动的过流保护、低电压起动的过流保护ntrerelopikki当过电流保护不能满足灵敏度要求时，怎么办？当过电流保护不能满足灵敏度要求时，怎么办？minuloprelreukk(6-24）(6-25)按躲开正常运行时最低工作电压整定，即按躲开正常运行时最低工作电压整定，即min0.9,1.11.2,1.151.2lnrelreuukk6.5.2、低电压起动的过流保护、低电压起动的过

16、流保护 低电压继电器低电压继电器1kv1kv、2kv2kv、3kv3kv的一次动作电压按躲开正常的一次动作电压按躲开正常运行时的最低工作电压整定。一般取运行时的最低工作电压整定。一般取uop=0.7uuop=0.7ut.nt.n（u ut.nt.n为为变压器的额定电压）。变压器的额定电压）。 电流元件的灵敏系数按式电流元件的灵敏系数按式(6-23)(6-23)校验，电压元件的灵敏系校验，电压元件的灵敏系数按下式校验数按下式校验 (6-26)(6-26) 式中式中u uk.maxk.max最大运行方式下，灵敏系数校验点金属性最大运行方式下，灵敏系数校验点金属性三相短路时，保护安装处的最大电残压。

17、三相短路时，保护安装处的最大电残压。maxopsenkuku低电压起动的过电流保护原理接线图：低电压起动的过电流保护原理接线图： 图图6-216-21低电压启动过流保护的原理接线图低电压启动过流保护的原理接线图6.5.3复合电压起动的过电流保护复合电压起动的过电流保护由负序电压滤过器、过电压继电器及低电压继电器组成复由负序电压滤过器、过电压继电器及低电压继电器组成复合电压起动回路。合电压起动回路。6-226-22复合电压启动的过流保护原理接线图复合电压启动的过流保护原理接线图1 1、工作原理、工作原理 当发生各种不对称短路时，出现负序电压，过压继电器动作当发生各种不对称短路时，出现负序电压，过

18、压继电器动作其常闭其常闭接点断开接点断开低电压继电器失电低电压继电器失电其常闭接点闭合其常闭接点闭合起动中间继电器，起动中间继电器，低压闭锁开放。若电流继电器也动作，则起动时间继电器，经预定延低压闭锁开放。若电流继电器也动作，则起动时间继电器，经预定延时发出跳闸脉冲。时发出跳闸脉冲。2、整定计算、整定计算1 1）电流继电器一次动作电流按式（）电流继电器一次动作电流按式（6-246-24）整定）整定2 2）负序电压继电器的一次动作电压按躲过正常运行时的不平衡电压整）负序电压继电器的一次动作电压按躲过正常运行时的不平衡电压整定，根据运行经验可取定，根据运行经验可取uop.uop.2 2=0.06u

19、=0.06un n（u un n为电源额定相间电压）。为电源额定相间电压）。3 3）接在相间电压上的低电压继电器的一次动作电压，按躲过电动机自）接在相间电压上的低电压继电器的一次动作电压，按躲过电动机自启动的条件整定。对于火力发电厂的升压变压器，还应考虑能躲过发启动的条件整定。对于火力发电厂的升压变压器，还应考虑能躲过发电机失磁运行时的最低运行电压，一般可取电机失磁运行时的最低运行电压，一般可取uop=(0.5uop=(0.50.6)u0.6)un n。6.5.3复合电压起动的过电流保护复合电压起动的过电流保护6.5.3复合电压起动的过电流保护复合电压起动的过电流保护4 4）灵敏系数按后备保护

20、范围末端两相金属性短路情况下校验，要求）灵敏系数按后备保护范围末端两相金属性短路情况下校验，要求灵敏系数不小于灵敏系数不小于1.21.2。电流元件电流元件式中式中 后备保护范围末端两相金属性短路时流过保护装后备保护范围末端两相金属性短路时流过保护装置的最小短路电流。置的最小短路电流。负序电压元件负序电压元件式中式中 后备保护范围末端两相金属性短路时，保护安装后备保护范围末端两相金属性短路时，保护安装处的最小负序电压。处的最小负序电压。相间电压元件相间电压元件kvkv的灵敏系数按式的灵敏系数按式(6-26)(6-26)整定整定2 .)2(min.min.opksiik)2(min. ki2 .)

21、2(2 .min.min.kksuuk)2(2 .min. ku（6-27）（6-28） 复合电压启动的过流保护，采用负序电压继电器的整定值复合电压启动的过流保护，采用负序电压继电器的整定值较小，对于不对称短路提高了灵敏系数。对于对称短路，较小，对于不对称短路提高了灵敏系数。对于对称短路，kvkv的返回电压为其启动电压的的返回电压为其启动电压的1.151.151.21.2倍，因此电压元件比倍，因此电压元件比低电压过流保护灵敏系数可提高倍低电压过流保护灵敏系数可提高倍1.151.151.21.2。对于大容量。对于大容量变压器，由于变压器额定电流较大，电流元件的灵敏系数可变压器，由于变压器额定电流

22、较大，电流元件的灵敏系数可能不满足要求，为此，可选用负序电流及单相式低电压启动能不满足要求，为此，可选用负序电流及单相式低电压启动的过电流保护。的过电流保护。6.5.3复合电压起动的过电流保护复合电压起动的过电流保护6.5.4负序电流及单相式低电负序电流及单相式低电压启动的过流保护压启动的过流保护对于大型发电机一变压器组，额定电流大，电流元件往往不能满足远对于大型发电机一变压器组，额定电流大，电流元件往往不能满足远后备灵敏度的要求，可采用负序电流保护。其原理接线如图所示。它是由后备灵敏度的要求，可采用负序电流保护。其原理接线如图所示。它是由反应对称短路的低电压起动的过电流保护和反应不对称短路的

23、负序电流保反应对称短路的低电压起动的过电流保护和反应不对称短路的负序电流保护组成。护组成。 图图6-236-23负序电流及单相式低电压启动过流保护原理接线图负序电流及单相式低电压启动过流保护原理接线图负序电流继电器的一次动作电流按负序电流继电器的一次动作电流按以下条件选择：以下条件选择： (1)躲开变压器正常运行时负序电流滤过器出口的最大不躲开变压器正常运行时负序电流滤过器出口的最大不平衡电流。其值为平衡电流。其值为 (2)躲开线路一相断线时引起的负序电流。躲开线路一相断线时引起的负序电流。 负序电流保护的灵敏度较高，接线也较简单，但整定计负序电流保护的灵敏度较高，接线也较简单，但整定计算比较

24、复杂，通常用在算比较复杂，通常用在31.5mva及以上的升压变压器。及以上的升压变压器。2 minsen2ik1.2ikop 0.1 0.2optniiik2.min为远后备保护范围末端不对称短路时流过保护最小负为远后备保护范围末端不对称短路时流过保护最小负序电流。序电流。（6-29）6.5.5变压器的过负荷保护变压器的过负荷保护变压器过负荷电流三相对称，过负荷保护装置只采用一个变压器过负荷电流三相对称，过负荷保护装置只采用一个电流继电器接于一相电流回路中，经过较长的延时后发出信号。电流继电器接于一相电流回路中，经过较长的延时后发出信号。原理接线如图所示。原理接线如图所示。 过负荷保护的整定计

25、算：过负荷保护的整定计算：过负荷保护的动作电流按躲过变压器的额定电流进行整过负荷保护的动作电流按躲过变压器的额定电流进行整定：定：过负荷保护的延时应比变压器过电流保护时限长一个时过负荷保护的延时应比变压器过电流保护时限长一个时限阶段，一般取限阶段，一般取10s。rel1rekiikopt n6.5.5变压器的过负荷保护变压器的过负荷保护（6-30）1.050.85relrekk6.66.6变压器的零序电流保护变压器的零序电流保护 对对l10kv以上中性点直接接地系统中的电力变压器，一般应装设以上中性点直接接地系统中的电力变压器，一般应装设零序电流零序电流(接地接地)保护，作为变压器主保护的后备

26、保护和相邻元件短路的保护，作为变压器主保护的后备保护和相邻元件短路的后备保护。后备保护。大接地电流系统发生单相或两相接地短路时，零序电流的分布和大小大接地电流系统发生单相或两相接地短路时，零序电流的分布和大小与系统中变压器中性点接地的台数和位置有关。与系统中变压器中性点接地的台数和位置有关。电网中发生接地短路时，零序电流大小及分布与电网中中性点接地数电网中发生接地短路时，零序电流大小及分布与电网中中性点接地数目和位置有关，对中性点绝缘水平较高的分级绝缘变压器和全绝缘变压器，目和位置有关，对中性点绝缘水平较高的分级绝缘变压器和全绝缘变压器，可安排一部分变压器中性点接地运行，另一部分变压器中性点不

27、接地运行，可安排一部分变压器中性点接地运行，另一部分变压器中性点不接地运行，以保证电网在各种运行方式下，变压器中性点接地数目和位置尽量不变，以保证电网在各种运行方式下，变压器中性点接地数目和位置尽量不变，才能保持零序保护的动作范围稳定，且有足够的灵敏系数。才能保持零序保护的动作范围稳定，且有足够的灵敏系数。 6.6.16.6.1中性点直接接地的变压器的零中性点直接接地的变压器的零序电流保护序电流保护 中性点直接接地变压器需要装设零序电流保护，其原理接中性点直接接地变压器需要装设零序电流保护，其原理接线图如图线图如图6-256-25所示。保护用零序电流互感器所示。保护用零序电流互感器tantan

28、接在中性接在中性点引出线上，其额定电压可选低一级，其变比根据短路电点引出线上，其额定电压可选低一级，其变比根据短路电流引起的热稳定和电动力动稳定条件来选择。流引起的热稳定和电动力动稳定条件来选择。6-256-25中性点直接接地变压器零序电流保护的原理框图中性点直接接地变压器零序电流保护的原理框图6.6.16.6.1中性点直接接地的变压器中性点直接接地的变压器的零序电流保护的零序电流保护 为缩小接地故障的影响范围及提高后备保护的快速性，通为缩小接地故障的影响范围及提高后备保护的快速性，通常在中性点处配置两段式零序电流保护。每段各带两级时常在中性点处配置两段式零序电流保护。每段各带两级时限。零序限

29、。零序i i段作为变压器及母线的接地故障后备保护，其段作为变压器及母线的接地故障后备保护，其动作电流与引出线零序电流保护动作电流与引出线零序电流保护i i段在灵敏系数上配合整段在灵敏系数上配合整定，以较短延时（定，以较短延时（t1t1）作用于跳开母联断路器或分段断路）作用于跳开母联断路器或分段断路器器qfqf；以较长延时；以较长延时(t2)(t2)作用于跳开变压器。零序作用于跳开变压器。零序iiii段作为段作为引出线接地故障的后备保护，零序电流保护引出线接地故障的后备保护，零序电流保护iiii段动作电流段动作电流和时限应与相邻元件零序保护的后备段相配合，第一级短和时限应与相邻元件零序保护的后备

30、段相配合，第一级短延时延时(t3)(t3)与引出线零序后备段动作延时配合，第二级长延与引出线零序后备段动作延时配合，第二级长延时时(t4)(t4)比第一级延长一个阶梯时限比第一级延长一个阶梯时限tt。6.6.16.6.1中性点直接接地的变压器的零中性点直接接地的变压器的零序电流保护序电流保护零序电流保护零序电流保护i i段动作电流为段动作电流为 (6-31)(6-31)式中式中kcokco配合系数，取配合系数，取1.11.11.21.2；k kb b零序电流分支系数，其值等于在最大运行方式下，相邻元件零序电零序电流分支系数，其值等于在最大运行方式下，相邻元件零序电流保护流保护i i段保护范围内

31、末端发生接地短路时，流过本保护的零序电流与流段保护范围内末端发生接地短路时，流过本保护的零序电流与流过相邻元件保护的零序电流之比。过相邻元件保护的零序电流之比。i iop.0op.0i i相邻元件零序电流保护相邻元件零序电流保护i i段动作值。段动作值。第一级时间第一级时间t1=0.5t1=0.51s1s，第二级时间，第二级时间t2=t1+tt2=t1+t。零序电流保护零序电流保护iiii段动作电流为段动作电流为 (10-36)(10-36)式中式中i iop.0op.0iiii相邻元件零序电流保护段相邻元件零序电流保护段iiii动作值。动作值。ilopbcoiopikki0 .0 .iilo

32、pbcoiiopikki0 .0 .6.6.16.6.1中性点直接接地的变压器的零中性点直接接地的变压器的零序电流保护序电流保护 第一级延时时间第一级延时时间t t3 3应比相邻元件零序保护后备段最大时限大应比相邻元件零序保护后备段最大时限大一个一个tt即即t3=tt3=to1o1iiii+ +t t，第二级延时时间，第二级延时时间t t4 4=t=t3 3+t+t。 为防止断路器为防止断路器1qf1qf在断开状态下（变压器未与系统并联之在断开状态下（变压器未与系统并联之前），在变压器高压侧发生接地短路时误将母联断路器前），在变压器高压侧发生接地短路时误将母联断路器qfqf跳跳闸，故在闸，故在

33、t1t1和和t3t3出口回路中串接出口回路中串接1qf1qf常开辅助触点将保护闭常开辅助触点将保护闭锁对自耦变压器和高、中压侧及中性点都直接接地的三绕组锁对自耦变压器和高、中压侧及中性点都直接接地的三绕组变压器，其高、中压侧均应装设零序保护。当有选择性要求变压器，其高、中压侧均应装设零序保护。当有选择性要求时，应增设功率方向元件。时，应增设功率方向元件。6.6.26.6.2中性点可能接地或不接地中性点可能接地或不接地变压器的零序保护变压器的零序保护 110kv 110kv及以上中性点直接接地电网中，如低压侧有电源及以上中性点直接接地电网中，如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，

34、对外部单相的变压器中性点可能接地运行或不接地运行，对外部单相接地短路引起的过电流，以及失去接地中性点引起电压升接地短路引起的过电流，以及失去接地中性点引起电压升高应按变压器绝缘情况装设相应的保护。高应按变压器绝缘情况装设相应的保护。1 1、全绝缘变压器、全绝缘变压器 全绝缘变压器如图全绝缘变压器如图6-266-26所示，全绝缘变压器应装设零所示，全绝缘变压器应装设零序电流保护作中性点直接接地运行时的保护，还应装设零序电流保护作中性点直接接地运行时的保护，还应装设零序电压保护，作为变压器中性点不接地运行时的保护。序电压保护，作为变压器中性点不接地运行时的保护。 若有几台变压器在高压母线上并列运行

35、时，当发生接若有几台变压器在高压母线上并列运行时，当发生接地短路故障后，中性点接地运行的变压器由其零序电流保地短路故障后，中性点接地运行的变压器由其零序电流保护动作先被切除。当电网失去中性点时，中性点不接地运护动作先被切除。当电网失去中性点时，中性点不接地运行变压器由其零序电压保护动作而断开。零序电压继电器行变压器由其零序电压保护动作而断开。零序电压继电器动作电压按躲过部分接电网发生单相接地短路时保护安装动作电压按躲过部分接电网发生单相接地短路时保护安装处可能出现的最大零序电压整定，一般可取处可能出现的最大零序电压整定，一般可取u uop.0op.0=180v=180v。1 1、全绝缘变压器、

36、全绝缘变压器图图6-266-26全绝缘变压器的零序电流保护原理图全绝缘变压器的零序电流保护原理图6.6.26.6.2中性点可能接地或不接地中性点可能接地或不接地变压器的零序保护变压器的零序保护 由于零序电压保护是在中性点接地变压器全部断开后才动由于零序电压保护是在中性点接地变压器全部断开后才动作的，因此保护动作时限作的，因此保护动作时限t t5 5不需要与电网中其它接地保护不需要与电网中其它接地保护的动作时限相配合，可以整定得很小，为躲开电网单相接的动作时限相配合，可以整定得很小，为躲开电网单相接地短路暂态过程的影响，保护通常取地短路暂态过程的影响，保护通常取t t5 5=0.3=0.30.5

37、s0.5s的延时。的延时。2 2、分级绝缘变压器、分级绝缘变压器 1 1）分级绝缘变压器，其中性点绝缘的耐压强度较低，若中性）分级绝缘变压器，其中性点绝缘的耐压强度较低，若中性点未装设放电间隙，为防止中性点绝缘在工频过电压下不损点未装设放电间隙，为防止中性点绝缘在工频过电压下不损坏，不允许在无接地中性点的情况下带接地故障点运行。因坏，不允许在无接地中性点的情况下带接地故障点运行。因此，当发生接地故障时，应先切除中性点不接地的变压器，此，当发生接地故障时，应先切除中性点不接地的变压器，然后切除中性点接地的变压器。图然后切除中性点接地的变压器。图6-276-27所示为具有三级延时所示为具有三级延时

38、的零序电流和零序电压保护原理框图。图中仅画出变压器的零序电流和零序电压保护原理框图。图中仅画出变压器1t1t的接地保护，变压器的接地保护，变压器2t2t的接地保护与的接地保护与1t1t相同。保护由零序电相同。保护由零序电流元件和零序电压元件构成保护的启动元件。保护带有三级流元件和零序电压元件构成保护的启动元件。保护带有三级延时延时t1t1、t2t2、t3t3。延时。延时t1t1最小，作用于跳开分段断路器或母最小，作用于跳开分段断路器或母联断路器；联断路器；t2t1t2t1，作用于跳开中性点不接地变压器；，作用于跳开中性点不接地变压器；t3t2t3t2，作用于跳开中性点接地的变压器。作用于跳开中

39、性点接地的变压器。2 2、分级绝缘变压器、分级绝缘变压器对于中性点接地的变压器，当系统发生接地故障时，零序电流元件启对于中性点接地的变压器，当系统发生接地故障时，零序电流元件启动，经动，经t1t1延时跳开延时跳开3qf3qf（分段式母联断路器），同时禁止门（分段式母联断路器），同时禁止门1 1将零序电将零序电压元件启动回路断开。若中性点不接地变压器以延时压元件启动回路断开。若中性点不接地变压器以延时t2t2切除后，故障切除后，故障仍存在，则保护经延时仍存在，则保护经延时t3t3跳开本变压器。跳开本变压器。对中性点不接地的变压器，当系统发生接地故障时，零序电流元件不对中性点不接地的变压器，当系统

40、发生接地故障时，零序电流元件不启动，禁止门启动，禁止门1 1开放。零序电压元件启动，经禁止门开放。零序电压元件启动，经禁止门1 1启动时间元件启动时间元件2kt2kt，经过整定延时，经过整定延时t2t2，跳开本变压器，由于，跳开本变压器，由于t2t2小于小于t3t3，故先跳开中，故先跳开中性点不接地变压器。性点不接地变压器。2 2、分级绝缘变压器、分级绝缘变压器图图6-276-27具有三级延时的零序电压电流变压器保护的原理框图具有三级延时的零序电压电流变压器保护的原理框图零序电压元件的动作电压按躲开正常运行时的最大不平衡电压整零序电压元件的动作电压按躲开正常运行时的最大不平衡电压整定，不平衡电

41、压可由实测得出，若无实测数据，可取二次动作电定，不平衡电压可由实测得出，若无实测数据，可取二次动作电压为压为5v5v。零序动作电流按式。零序动作电流按式(6-31(6-31）计算，还应于中性点不接地变）计算，还应于中性点不接地变压器的零序电压元件在灵敏系数上相配合，以保证先切除中性点压器的零序电压元件在灵敏系数上相配合，以保证先切除中性点不接的变压器，故动作电流为不接的变压器，故动作电流为保护动作时限保护动作时限t1t1应比相邻线路零序电流保护后备段最大时限大一应比相邻线路零序电流保护后备段最大时限大一个阶梯时限个阶梯时限t，即，即t1=t01.max+t,t2=t1+t,t3=t2+t。2)

42、2)中性点只装放电间隙或同时装设避雷器和放电间隙时，按规定中性点只装放电间隙或同时装设避雷器和放电间隙时，按规定应装设零序电流保护作为变压器中性点直接接地运行时的保护，应装设零序电流保护作为变压器中性点直接接地运行时的保护，并增设一套反应间隙放电电流的零序电流保护和一套零序电压保并增设一套反应间隙放电电流的零序电流保护和一套零序电压保护作为变压器不接地运行的保护。零序电压保护作为间隙放电电护作为变压器不接地运行的保护。零序电压保护作为间隙放电电流的零序电流保护的后备保护，其原理框图如图流的零序电流保护的后备保护，其原理框图如图6-286-28所示。所示。t0. 00xui3op000 .3ik

43、icop2 2、分级绝缘变压器、分级绝缘变压器 当系统发生单相接地短路时，中性点接地（隔离开关当系统发生单相接地短路时，中性点接地（隔离开关qsqs闭闭合）运行的变压器由其零序电流保护（同图合）运行的变压器由其零序电流保护（同图6-256-25）动作于）动作于切除。若此时高压母线上已没有中性点接地的变压器时，切除。若此时高压母线上已没有中性点接地的变压器时，中性点将发生过电压，导致放电间隙击穿。中性点不接地中性点将发生过电压，导致放电间隙击穿。中性点不接地运行的变压器将由反映间隙放电电流的零序电流保护瞬时运行的变压器将由反映间隙放电电流的零序电流保护瞬时动作切除变压器，如果中性点过电压值不足以

44、使放电间隙动作切除变压器，如果中性点过电压值不足以使放电间隙击穿，则可由零序电压元件击穿，则可由零序电压元件5kt5kt延时延时t5=0.3t5=0.30.5s0.5s将中性将中性点不接地运行的变压器切除。延时点不接地运行的变压器切除。延时t5t5是为了躲开电网单相是为了躲开电网单相接地短路暂态过程的影响。接地短路暂态过程的影响。2 2、分级绝缘变压器、分级绝缘变压器图图6-28中性点装有放电间隙的分级绝缘变压器的零序保护原理框图中性点装有放电间隙的分级绝缘变压器的零序保护原理框图2 2、分级绝缘变压器、分级绝缘变压器 放电间隙的大小应根据变压器中性点绝缘水平及电网的零序和正序阻抗之放电间隙的

45、大小应根据变压器中性点绝缘水平及电网的零序和正序阻抗之比比x x0 0/x/x1 1来调整。放电间隙应在危及变压器中性点绝缘的冲击电压和工频电压来调整。放电间隙应在危及变压器中性点绝缘的冲击电压和工频电压下可靠击穿，在实际可能的下可靠击穿，在实际可能的x x0 0/x/x1 1值下，在系统单相暂态电压作用下，放电间值下，在系统单相暂态电压作用下，放电间隙不被击穿，避免不必要的频繁放电。隙不被击穿，避免不必要的频繁放电。零序电压元件零序电压元件3u3u0 0的动作电压应低于变压器中性点绝缘耐压水平，且大于在系的动作电压应低于变压器中性点绝缘耐压水平，且大于在系统发生单相接地短路时，中性点直接接地

46、运行的变压器尚未被其零序电流保统发生单相接地短路时，中性点直接接地运行的变压器尚未被其零序电流保护切除情况下的母线零序残压。可取的动作电压护切除情况下的母线零序残压。可取的动作电压u uop.0op.0=180v=180v（当（当x x0 0/x/x1 133）。）。零序电流元件的动作电流可根据间隙放电电流的经验数值来整定，通常取一零序电流元件的动作电流可根据间隙放电电流的经验数值来整定，通常取一次动作电流值为次动作电流值为100a100a。变压器中性点处的零序电流互感器变比，一般按变压。变压器中性点处的零序电流互感器变比，一般按变压器额定电流的器额定电流的1/21/21/31/3选取。选取。

47、6.76.7变压器过励磁保护变压器过励磁保护 6.7.16.7.1变压器过励磁及其危害变压器过励磁及其危害 现代大型变压器额定工作磁密一般为现代大型变压器额定工作磁密一般为bn=bn=（1.71.71.81.8）t t，而饱和，而饱和磁密磁密bs=(1.9bs=(1.92.0)t2.0)t。两者相差不多，可见现代大型变压器极易饱和，。两者相差不多，可见现代大型变压器极易饱和，铁芯饱和后励磁电流急剧增大造成过励磁。铁芯饱和后励磁电流急剧增大造成过励磁。 变压器铁芯饱和后，一方面使漏磁通增多，漏磁通通过油箱和其变压器铁芯饱和后，一方面使漏磁通增多，漏磁通通过油箱和其它金属构件时，产生附加涡流损耗，使这些部件发热造成温升过高；它金属构件时，产生附加涡流损耗，使