摘要
〈〈变压器继电保护的动态演示〉〉的设计，主要涉及三个方面的问题：第一：变压器继保护的专业基础知识的了解掌握。第二：将其变压器继电保护的知识有机的结合于实际当中，并清楚，形象的呈现出来。
变压器继电保护主要是针对过负荷，外部短路引起的过电流，外部接地短路引起中性点过电压，油面降低及过电压或频率降低引起的过励磁等故障及异常运行状态而装设的保护。变压器为防止以上故障及异常运行状态应装设：瓦斯保护，纵差动保护或电流速断保护，相间短路的后备保护，零序保护，过负荷保护，过励磁保护等保护。
王鑫关键字：变压器继电保护
Summary
The design of " the demonstrating dynamically of relay protection of the voltage transformer " of summary , involve the questions of three respects mainly: First: The voltage transformer continues the understanding and grasping of the specialized rudimentary knowledge protected. Second: Its voltage transformer knowledge in the design of Authorware organic combination of relay protection, clear, the coming out of the image. Voltage transformer relay protection to load mainly, outside short out cause pass in the electric current, outside earth is it cause neutral some voltage to short out, reduce the oil and overvoltage or frequency reduce cause pass excitation trouble and unusual operation state and protection that install. The voltage transformer should be installed in order to prevent the above trouble and unusual operation state: The gas is protected, vertical differential protection or the speed of electric current is protected brokenly, the alternate reserve protection that shorts out,
Wang Xin
Key word:
Voltage transformer relay protection
目录
绪论 (4)
第一章电力变压器的继电保护 (7)
1.1 电力变压器的故障，异常运行状态及保护方式 (7)
1.1.1 变压器的主要故障，异常运行状态 (7)
1.1.2 变压器应装设的保护: (7)
1.2 变压器的瓦斯保护 (9)
1.2.1 瓦斯保护 (9)
1.3 变压器纵差动保护 (11)
1.3.1概念： (11)
1.3.2 差动保护的原则 (11)
1.3.3 不平衡电流产生的原因和消除方法 (12)
1.3.4 减少不平衡电流对纵差动保护影响的措施： (13)
1.3.5变压器调压分接头改变引起的不平衡电流 (14)
1.3.6两侧电流互感器的型号不同引起的不平衡电流 (14)
1.3.7励磁涌流引起的不平衡电流 (14)
1.3.8. 速饱和变流器的工作原理: (16)
1.3.9 BCH-2型差动继电器 (16)
1.3.10特性的差动继电器构成的纵差动保护： (19)
1.3.11二次谐波制动的变压器纵差动保护： (19)
1.4 变压器相间短路的后备保护和过负荷保护 (21)
1.4.1过电流保护 (21)
1.4.2复合电压起动的过电流保护 (22)
1.4.3 三绕组变压器后备保护的装设原则 (24)
1.4.4 变压器过负荷保护 (25)
1.5 变压器零序保护 (27)
1.5.1中性点直接接地运行变压器的零序保护 (27)
1.5.2中性点可能接地或不接地运行变压器的零序保护 (28)
1.5.3零序电流互感器安装位置对保护的影响 (30)
1.5.4自耦变压器零序电流保护的特点： (31)
参考文献 (32)
附录 (33)
外文资料翻译 (33)
绪论
一．变压器继电保护概述：
电力变压器是电力网的核心设备之一，因而其稳定、可靠运行将对电力系统安全起到非常重要的作用。然而，由于设计制造技术、工艺以及运行维护水平的限制，变压器的故障还是时有发生，这大大影响了电力系统的安全稳定运行，所以为了防止和尽快排除变压器引起的故障，特装设变压器继电保护装置。
变压器的继电保护是利用当变压器内外发生故障时，由于电流、电压、油温等随之发生变化，通过这些突然变化来发现、判断变压器故障性质和范围，继而作出相应的反应和处理。
电力变压器的故障分类为油箱内部故障和油箱外部故障。油箱内部故障分为：绕组的相间短路，中性点直接接地侧的接地短路和匝间短路。油箱外部故障分为：绝缘套管和引出线上发生的相间短路和中性点直接接地侧的接地短路。变压器的异常运行状态主要有:(1)过负荷(2)外部短路引起的过电流(3)外部接地短路引起中性点过电压(4)油面降低(5)过电压(6)频率降低引起的过励磁等。
为防止以上故障和变压器的异动运行状态，变压器应装设以下主要继电保护装置：瓦斯保护，纵差保护或电流速断保护，相间短路的后备保护，零序保护，过负荷保护，过励磁保护等保护。瓦斯保护主要应用于:0.8MVA及以上的油浸式变压器和0.4MVA及以上的车间内油浸式变压器。它主要用来反应油箱内部短路故障及油面降低。纵差保护或电流速断保护主要应用于:6.3MVA及以上的并列运行变压器,发电厂厂用工作变压器和工业企业中的重要变压器及10MVA及以上的单独运行变压器和发电厂厂用备用变压器中，它主要用来反应变压器绕组,套管及引出线的短路故障,保护动作于跳开各电源侧断路器。相间短路的后备保护主要应用于:过电流保护宜用于降压变压器,复合电压起动的过电流保护宜用升压变压器,系统联络变压器和采用过电流保护不满足灵敏度要求的降压变压器,63MVA及以上的升压变压器,采用负序电流保护及单相式低电压起动的过电流保护对于大型升压变压器或系统联络变压器。它主要用来防御外部相间短路引起的过电流,并作为瓦斯保护和纵差动保护(或电
流速断保护)的后备.保护延时动作于跳开断路器。零序保护主要应用于:若变压器中性点直接接地运行,应装设零序电流保护.它主要对于中性点直接接地系统中的变压器,一般应装设零序保护,用来反应变压器高压绕组及引出线和相邻元件(母线和线路)的接地短路.零序保护延时动作于跳开断路器。过负荷保护主要应用于:对于0.4MVA及以上的变压器,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,应装设过负荷保护。它主要对于自耦变压器或多绕组变压器,保护装置应能反应公共绕组及各侧的过负荷情况.过负荷保护经延时动作于信号。过励磁保护主要应用于:大型变压器,额定工作磁密与饱和磁密接近.当电压升高或频率降低时,工作磁密增加,使励磁电流增加.特别是铁心饱和之后,励磁电流急剧增大,造成过励磁,将使变压器温度升高而遭受损坏,所以应装设过励磁保护。它主要对于大型变压器应装设过励磁保护,按其过励磁的严重程度,保护装置动作于信号或跳开断路器.
二．变压器继电保护技术今后的发展方向
继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
微机保护设计网络化，会大大简化硬件设计，增强硬件的可靠性，使装置真正具备局部或整体升级的可能，为继电保护的设计和发展带来一种全新的理念和创新，这将是继电保护技术今后的一个发展方向。此外，为满足不同的继电保护用户对保护功能不同的配置要求，今后还将逐渐实现微机型继电保护软硬件的平台化、通用化、模块化和灵活可配置的软硬件，可以减少硬件品种数量和用户的备品备件，减轻软件及现场测试的工作量，甚至可以避免软件的不断修改，显著提高软硬件的可靠性，提高装置运行的可靠性。
计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。它深刻影响着各个工业领域，也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。到目前为止，除了差动保护和纵联保护外，所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于切除故障元件，缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。国外早已提出过系统保护的概念，这在当时主要指安全自动装置。因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围，还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行。显然，实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要
设备的保护装置用计算机网络联接起来，亦即实现微机保护装置的网络化。这在当前的技术条件下是完全可能的。
近年来，人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用，在继电保护领域应用的研究也已开始涉入。神经网络是一种非线性映射的方法，很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题，应用神经网络方法则可迎刃而解。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题，距离保护很难正确作出故障位置的判别，从而造成误动或拒动；如果用神经网络方法，经过大量故障样本的训练，只要样本集中充分考虑了各种情况，则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。可以预见，人工智能技术在继电保护领域必会得到应用，以解决用常规方法难以解决的问题。
在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此，每个微机保护装置不但可完成继电保护功能，而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能，亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。
随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势。这对继电保护工作者提出了艰巨的任务，也开辟更为广阔的活动天地。我们期待变压器继电保护技术的更为先进，更为简洁，更为安全，为电力发展提供更多，更广的发展空间。
1 电力变压器的继电保护
1.1 电力变压器的故障，异常运行状态及保护方式
1.1.1 变压器的主要故障，异常运行状态
1.1.1.1电力变压器的故障分类：
(1)油箱内部故障:
1>绕组的相间短路
2>中性点直接接地侧的接地短路
3>匝间短路
(2)油箱外部故障:
4>绝缘套管和引出线上发生的相间短路
5>中性点直接接地侧的接地短路
1.1.1.2变压器的异常运行状态主要有:
(1)过负荷
(2)外部短路引起的过电流
(3)外部接地短路引起中性点过电压
(4)油面降低
(5)过电压
(6)频率降低引起的过励磁
1.1.2 变压器应装设的保护:
1.1.
2.1瓦斯保护
(1)应用于:0.8MVA及以上的油浸式变压器和0.4MVA及以上的车间内
油浸式变压器
(2)作用:用来反应油箱内部短路故障及油面降低
注: 轻瓦斯保护动作于信号,重瓦斯保护动作于跳开各电源侧断路器1.1.2.2 纵差保护或电流速断保护
(1)应用于:6.3MVA及以上的并列运行变压器,发电厂厂用工作变压器
和工业企业中的重要变压器及10MVA及以上的单独运行变压器和发电厂厂用备用变压器应用纵差动保护,上述容量以下的变压器,当其后
备保护的动作时限大于0.5秒时,一般采用电流速断保护
(2)作用:用来反应变压器绕组,套管及引出线的短路故障,保护动作于跳
开各电源侧断路器
注:对于2MVA及以上的变压器,当电流速断保护的灵敏度不满足要求时,也应装设纵差动保护
1.1.
2.3相间短路的后备保护
(1)应用于:过电流保护宜用于降压变压器,复合电压起动的过电流保护
宜用升压变压器,系统联络变压器和采用过电流保护不满足灵敏度要求的降压变压器,63MVA及以上的升压变压器,采用负序电流保护及单相式低电压起动的过电流保护对于大型升压变压器或系统联络变压器,为满足灵敏度要求,可采用阻抗保护
(2)作用:用来防御外部相间短路引起的过电流,并作为瓦斯保护和纵差
动保护(或电流速断保护)的后备.保护延时动作于跳开断路器
1.1.
2.4 零序保护
(1)应用于:若变压器中性点直接接地运行,应装设零序电流保护.若低压
侧有电源,且变压器中性点可能接地或不接地运行时,应装设零序电流电压保护
(2)作用:对于中性点直接接地系统中的变压器,一般应装设零序保护,用
来反应变压器高压绕组及引出线和相邻元件(母线和线路)的接地短路.
零序保护延时动作于跳开断路器.
1.1.
2.5 过负荷保护
(1)应用于:对于0.4MVA及以上的变压器,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,应装设过负荷保护.
(2)作用:对于自耦变压器或多绕组变压器,保护装置应能反应公共绕组
及各侧的过负荷情况.过负荷保护经延时动作于信号.
1.1.
2.6 过励磁保护
(1)应用于:大型变压器,额定工作磁密与饱和磁密接近.当电压升高或频
率降低时,工作磁密增加,使励磁电流增加.特别是铁心饱和之后,励磁电流急剧增大,造成过励磁,将使变压器温度升高而遭受损坏,所以应装设过励磁保护.
(2)对于大型变压器应装设过励磁保护,按其过励磁的严重程度,保护装
置动作于信号或跳开断路器.
1.2 变压器的瓦斯保护
1.2.1 瓦斯保护
1.2.1.1概念：当油浸式变压器油箱内部发生故障时，由于故障点电流和电弧的作用，使变压器油及其他绝缘材料分解，产生气体，它们将从油箱流向油枕。故障程度越严重，产生气体越多；流速越快，甚至气流中还夹杂着变压器油。利用这种气体实现的保护称为瓦斯保护。
1.2.1.2主要元件：瓦斯继电器是构成瓦斯保护的主要元件。
(1)安装示意图：它安装在油箱与油枕之间的连接管道上，如图2-1所
示：
注：为了便于气流顺利通过瓦斯继电器，变压器顶盖与水平面应有1%—1.5%的坡度，接管道应有2%—4%的坡度。
(2)瓦斯继电器的型式：目前推广应用的是开口杯挡板式瓦斯继电器。
(3)FJ3-80型复合式瓦斯继电器工作原理：正常运行时，上，下开口杯
2和1都浸在油中，杯内充满油，由于开口杯及附件重力产生的力矩小于平衡锤4产生的力矩，使开口杯向上倾，永久磁铁10远离干簧触头3，干簧触点断开。当油箱内发生轻微故障时，少量气体聚集在继电器上部，迫使油面下降，上开口杯露出油面，由于浮力减少，开口杯及附件和杯内的油产生的力矩大于平衡锤产生的力矩，于是上开口杯顺时针方向转动，带动永久磁铁靠近上干簧触点，使触点闭合发出
“轻瓦斯”动作信号。当油箱内发生严重故障时，大量气体和油流冲击挡板8，使下口杯1顺时针方向转动，使下永久磁铁靠近下干簧触点，触点闭合发出跳闸脉冲，表示“重瓦斯”动作。当变压器严重漏油时，油面逐渐降低，首先是望开口杯露出油面，发出报警信号，然后下口杯露出油面，发出跳闸脉冲。
(4)瓦斯保护原理：瓦斯继电器的上触点表示“轻瓦斯”保护，闭合
后发出报警信号。下触点表示“重瓦斯”保护，闭合后经出口中间经电器BCJ动作于跳闸，当油箱内发生严重故障时，油流不稳定可能造成干簧继电器触头抖动，为了使断路器可靠跳闸，应选用带电流自保接线图的出口中间继电器。（瓦斯保护原理接线图如图2-3所示）
注：为防止变压器换油或进行试验时引起重瓦斯保护误跳闸，此时利用切换片QP将跳闸回路切至信号回路。
(5)瓦斯保护的优缺点：瓦斯保护动作迅速，灵敏度高，接线简单，能
反应油箱内部发生的各种故障，但不能反应油箱外的套管及引出线上的故障。
1.3 变压器纵差动保护
1.3.1概念：
防御变压器绕组绕组和引出线的多相短路，大接地电流系统侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路。
1.3.2差动保护的原则
按相实现的纵差动保护，其电流互感器变比的选择原理是两电流互感器变比的比值等于变压器的变比，使得在正常运行或外部短路时，两个二次电流相等。
例如图3-1所示：
应使I I2=IⅡ2= I I/IｌI= IⅡ/ nｌⅡ
或nｌⅡ/ nｌⅠ= IⅡ/ I I= nВ（1-1）
nｌⅠ——电流互感器1LH的变化
nｌⅡ——电流互感器2LH的变比
nВ——变压器变比
1.3.3 不平衡电流产生的原因和消除方法
1.3.3.1理论上：一般电流互感器的二次额定电流为5A，变压器△侧电流互感器变比应为
nｌ△=Iｅ．Ｂ﹙Δ﹚/5 （1-2）
正常运行时，为便两侧保护臂电流相等，变压器Ｙ侧的电流
互感器变比应为
nｌＹ=√3 Iｅ．Ｂ﹙Ｙ﹚/5 （1-3）
1.3.3.2消除方法：相位校正
变压器Ｙ侧电流互感器（二次侧）：△形。Ｙ.ｄ11
变压器△侧电流互感器（二次侧）：Ｙ形。Ｙ.Ｙ12
图3-2 变压器纵差动保护接线和相量图
1.3.4 减少不平衡电流对纵差动保护影响的措施：
1.3.4.1感器计算变比与实际变比不同引起的不平衡电流
(1)引起原因:实际上电流互感器的变比已标准化，实际变比选得比计
算变比大。在正常运行时,两侧保护臂的电流不等,在差动回路引起不平衡电流.
(2)例如:变压器型号为SFL1-8000/35,变比38.5±2*2.5%/6.3KV,Y/Δ
-11接线.计算由于电流互感器的实际变比与计算变比不等引起的不平衡电流,计算结果见表1.
由表1可见,由于电流互感器实际变比与计算变比不等,正常情况下就有0.21A不平衡电流.在外部故障时,这种不平衡电流更大.
(3)减少措施:可利用差动继电器的平衡线圈进行补偿.如图3-3所示.
(4)原理:差动继电器的铁心上绕有两个一次线圈,W cd为差动线圈,接
入差动回路,W ph为平衡线圈,通常接入电流较小的保护臂上.若线圈的极性连接和电流的正方向如图中所示,且IⅠ1﹥IⅡ2,则适当选择Wph的匝数,使之满足
W ph IⅡ2=W cd(IⅠ2- IⅡ2) (1-4) 则差动继电器铁心中的磁势为零,其二次线圈W2中无感应电势,从而抵消了由于电流互感器实际变比与计算变比不等产生的不平衡电流的影响.
1.3.5变压器调压分接头改变引起的不平衡电流
(1)引起原因:当电力系统运行方式改变时,往往需要调节变压器的调
节分接头,以保证系统的电压水平.调压分接头的改变将引起新的不平衡电流。
(2)例如:在表1中,若将变压器分接头改变到+2*2.5%的位置时,高压
侧保护臂的电流从3.46安降至3.3安,这一不平衡电流的大小随一次电流的增大而增加,由于在运行中不可能随变压器分接头改变而重新调整差动继电器的参数,因此,由调压分接头改变引起的不平衡电流也应在保护动作值计算时给予考虑.
1.3.6两侧电流互感器的型号不同引起的不平衡电流
(1)引起原因：两侧电流互感器的特性及负载不同将引起不平衡电流，
变压器差动保护中也产生这种不平衡电流。
注：由于变压器各侧的电压等级和额定电流不同，因而采用的电流互感器型号各异，它们的特性差别较大，故引起较大的不平衡电流。
这一不平衡电流也在计算保护的动作值时考虑躲过。
1.3.7励磁涌流引起的不平衡电流
(1)励磁涌流概念:变压器在正常运行时,励磁电流很小,一般不超过额
定电流的2%-10%。当变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复时，励磁电流大大增加，其值可达到变压器额定电流的6-8倍，这种励磁
电流称为励磁涌流。
(2)例如:一单相变压器,在电源电压的初相角α=0时空载合闸.图7表
示合闸后铁心中的磁通.由电源电压U m sinωt；产生的稳态磁通-Φm cosωt；由于合闸时铁心中磁通不能突变而产生的非周期分量磁通Φm（不计衰减）；Φs是合闸前铁心剩磁。这样，变压器空载合闸后铁心中的总磁通为
ΦΣ=Φs+Φm-Φm cosωt （1-5）当ωt=180°时，ΦΣ=2Φm+Φs，铁心磁通达到最大值而深度饱和，励磁涌流达最大值I L.max,。若计及非周期分量磁通随时间的衰减，励磁涌流的变化曲线如图3-4所示。励磁涌流的大小和方向，电源和变压器的容量等有关。例如，在电压瞬时值为最大时合闸，就不会出现励磁涌流。
图3-4(a) 变压器空载合闸时铁心中的磁通
(b) 铁心磁化曲线
(c)(d) 励磁涌流波形
(3)磁涌流的特点:
1>励磁涌流波形偏向时间轴一侧,因此含有很大的非周期分量.
2>包含有大量的高次谐波,其中以二次谐波为主.
3>波形之间出现间断.
(4)消除方法:
1>采用具有速饱和铁心的差动继电器.
2>利用二次谐波将纵差动保护制动.
3>鉴别短路电流和励磁涌流波形的差别.
1.3.8速饱和变流器的工作原理:
1.3.8.1接入原因：为了减少暂态过程中不平衡电流的影响，常用的方法是在差动回路中接入速饱和变流器，如图3-5所示。速饱和变流器的铁心截面小，极容易饱和。
1.3.8.2工作原理：当速饱和变流器的一次线圈通过周期电流时，电流沿曲线2变化，铁心中的磁通密度B沿磁滞回线3变化。由于AB很大，使二次线圈的感应电势也很大，因此周期电流容易传变至速饱和变流器的二次侧，当一次线圈通过含有非周期分量的电流时，电流沿曲线2＇变化，B沿局部磁滞回线3＇变化。ΔB很小，在二次线圈感应的电势也很小。因此含有非周期分量的电流不容易传变至速饱和变流器的二次侧。
1.3.8.3保护影响：在外部故障时，暂态不平衡电流流过速饱和变流器的一次线圈，它不容易变换到二次侧，从而防止了保护误动。在内部故障的暂态过程中，短路电流也含有非周期分量，继电器不能立即动作，待非周期分量衰减后，保护才能动作将故障切除，这影响差动保护的快速性。
注：在差动回路接入速饱和变流器后，非周期分量的影响已经大大减小，但仍需考虑，故计算I bp.max时取K fzq=1-1.3。
1.3.9 BCH-2型差动继电器
1.3.9.1组成:如图3-7所示,BCH-2型差动继电器由电流继电器和带短路线圈的速饱和变流器组成。速饱和变流器为三柱铁心，中间柱的截面积是边柱的两倍。在中间柱上绕有差动线圈W cd；平衡线圈W ph1和W ph2；短路线圈W′d。左边柱上绕有短路线圈W＂d。右边柱上绕有二次线圈W2。
1.3.9.2短路线圈作用：当W cd流入电流ⅰcd时，在铁心中产生磁通，使线圈W′d和W＂d均感应电势，短路线圈中产生环流ⅰd。R A，R B，R C分别代表铁心A，B，C柱的磁阻。磁势ⅰcd W cd产生磁通。流入C柱的部分为：Φcd.BC=ⅰcd W cd /(R B+ R A//R C)* R A/(R A+R C)=
=ⅰcd W cd R A/(R A R B+R B R C+R C R A) (1-6) 令 R m=(R A R B+R B R C+R C R A)/ R A (1-7)
则Φcd.BC=ⅰcd W cd / R m (1-8) 磁势ⅰd W d′产生的磁通流入C柱的部分为：
Φ′d.BC=ⅰd W d′/(R B+ R A//R C) *R A/（R A+R C）=ⅰd W d′/R m (1-9) 磁势ⅰd W d″产生的磁通流入C柱的部分为：
Φ″d.AC=ⅰd W d″/(R A+ R B//R C)* R B/（R B+ R C）=ⅰd W d″
R B/(R A R B+R B R C+R C R A)=（ⅰdWd″*RB/RA）/Rm
(1-10)
当铁心不饱和时，C柱的总磁通为：
ΦC=Φcd.BC-Φ′d.BC+ Φ″d.AC=ⅰcd W cd /R m-ⅰd W d′/R m+（ⅰd W d″
*R B/R A）/R m (1-11) 由上式可知：
(1)当短路线圈开路时,I d=0,则ΦC=ⅰcd W cd /R m,这与普通速饱和变
流器的工作情况相同。继电器动作安匝为60安匝。
(2)当短路线圈闭合，并在W cd中加入ⅰcd。由于 R A=2 R B，W＂d=2W′d，
则Φ′d.BC= Φ″d.AC，即C柱中的助磁作用相抵消。所以，短路线圈的
存在对C柱磁通无影响，不会改变继电器的动作安匝。
(3)当变压器外部短路或空载投入时，流入W cd的暂态不破获电流含有
大量的非周期分量，它不能传变到W2中去，而作为励磁电流使铁心饱和，于是使交流分量电流的传变性能变坏，因此，在W cd中流过同样的交流分量电流时，Φcd.BC减少。在W2中的感应电流也减少了，这是一般速饱和变流器的作用。铁心饱和也使Φ′d.BC和Φ″d.AC减少。但是，由于B柱截面较A柱大一倍，且B柱到C柱的磁路较短。所以，B 柱的漏磁较小，Φ″d.AC比Φ′d.BC的减少更为显著，着使得ΦC进一步减少，W2中的感应电流也减少。由此可见，短路线圈的存在加强了差动继电器躲过暂态不平衡电流和励磁涌流的能力。
注：若增加W′d和W＂d且保持W＂d=2W′d，继电器躲过暂态不平衡电流和励磁涌流的能力增强，但是，在内部短路时，将使继电器动作延时增加。
1.3.9.3原理图介绍：BCH-2型差动继电器，如图3-6所示。可用来保护双绕组或三绕组变压器， BCH-2型继电器的两个平衡线圈W PHⅠ，W PHⅡ分别接于两差动臂上，其差动线圈接入差动回路中，差动线圈和平衡线圈都设有抽头，可按计算整定值调整。
3
．
具
有
制
动
图
3-6 BCH-2型继电器的纵差动保护单相原理接线图
1.3.10 特性的差动继电器构成的纵差动保护：
1.3.10.1 BCH-1型差动继电器的构造和工作原理
BCH-1型继电器是带有制动特性的差动继电器，它是利用外部故障时的短路电流来实现制动的。它的原理结构图与BCH-2型相似，由一个三柱铁芯的速饱和变流器和一个电流继电器组成。中间柱上绕有差动绕组和两个平衡绕组。在两个边柱上分别绕有制动绕组和二次绕组(每边柱上所绕匝数均为其总匝数的一半)。差动绕组接入差动回路，二次绕组接于执行元件，制动绕组接入差动保护的一个臂上，平衡绕组也接入差动保护臂上，边柱上的两个二次绕组同向串联，边柱上的二个制动绕组反向串联，当制动绕组通过电流时所产生的磁通只沿边柱通过，若不考虑制动绕组的作用，差动绕组与二次绕组间就是一个速饱和变流器，可以消除不平衡电流和励磁涌流中非周期分量的影响。此时继电器的动作电流称为继电器的最小动作电流，当考虑到制动绕组的作用时，它就有更好地躲过外部故障不平衡电流的性能。
图3-6 BCH-1差动继电器的制动特性曲线
1.3.11二次谐波制动的变压器纵差动保护：
1.3.11.1工作原理及发展：变压器励磁涌流的波形偏向时间轴的一侧，具有大量的二次谐波分量，而短路电流所含的二次谐波分量却很小。因此将励磁涌流中的二次谐波分量进行选频放大，将它作为制动分量，而将基波分量作为动作分量，这样即使三相励磁涌流电流仅有一相出现二
次谐波分量和基波分量的比值为最小值(20%)时也能闭锁差动保护。确保当变压器空载投入或外部故障切除出现励磁涌流时，变压器差动保护能可靠制动，而在变压器内部故障时，由于短路电流中所含二次谐波分量较小，差动保护便会因动作分量大大超过制动分量而可靠动作。对于变压器外部故障(穿越性故障)时，使保护处于制动区域内可靠制动，不会误动作。采用二次谐波制动的方式不仅在晶体管保护中，而且在微机保护中也得到非常广泛的应用。
1.3.11.2 保护的基本组成元件
(1)外部短路穿越电流制动回路。
(2)二次谐波制动回0路。
(3)基波动作回路。
(4)执行回路。
摘要 变压器作为联系不同电压等级网络的设备，是电力系统中非常重要的元件。变压器的安全运行关系到整个电力系统供电的可靠性。随着变压器电压等级和容量的提高，变压器本身也越来越贵重。因此变压器保护显得尤为重要，如何能够快速准确的切除变压器故障，使损失降低到最小，同时又要保证有足够的可靠性，就成了变压器保护的主要问题。 本文就此问题对当前变压器出现的各种故障及相应的保护原理进行了简要分析，并在此基础上对变压器保护装置进行了简单设计。该设计的硬件部分以ATmega16为系统的核心，通过对温度、电压及电流进行数据采集并送入信号处理电路，从而准确地得到控制系统可以识别的数字信号。 该设计的软件部分介绍了三种A VR单片机的应用软件，并对系统的主要流程作出了说明，讲述了单片机如何对处理得到的数字信号进行监视、判断处理，及时对各种保护装置发出声光报警或跳闸信号，进而更好地提高变压器运行的安全性和可靠性，确实做好变压器保护工作。 关键字：变压器保护微机保护单片机差动保护
Applications of Single chip in Transformer Protection Abstract As the equipment contacts various voltage grade networks, the transformer is one of the important elements in the electrical power system. The transformer running whether in security has relation to the reliability of whole electrical power system. With transformer voltage grade and capacity increase year after year, the transformer more and more expensive. Thus transformer protects bulk more important. In order to reduce the losses to the minimum and ensure there is sufficient reliability, how to clear the transformer faults quickly and accurately becomes the main problem of transformer protection. On this issue, the paper gives a brief analysis to the faults of transformer and the corresponding protection principle. And on the basis of this, carry out a simple design of transformer protective device. The design of hardware takes ATmega16 as the core, collecting the temperature, voltage and current and sending to signal processing circuit to obtain the digital signal that control system can identify accurately. The design of software introduces three kinds of application software and shows the main flow chart of the system, explains how the SCM to monitor and judge the digital signals had handled, send sound and light alarm or tripping signal to the protective device promptly, which serves to improve the operation of the transformer safely and reliability better, really do a good job on transformer protection. Keywords:transformer protection microcomputer-based protection SCM differential protection
错误！未找到引用源。 毕业设计 设计题目电力变压器保护设计 系（部）电力工程系 学科专业供用电技术 班级 姓名 学号 指导教师 二〇一四年四月二十三日
新疆工程学院毕业设计任务书 学生姓名杨志超专业班级供用电技术11-3班设计题目电力变压器保护设计 接受任务日期2014-3.1 完成任务日期2014-4.26 指导教师张尧指导教师单位新疆工程学院 设计目标利用计算机控制技术实现对电力变压器的保护，了解三相电力系统电力变压器的保护方法，并分析电力变压器微机保护的特点，设计出保护装置的总原理图及模拟信号到数字信号的转换过程。 设计要求2014年3月1日选题 2014年3月2日--16日查找资料与搜集数据2014年3月17日--4月14日设计报告 2014年4月15日--4月26日修改报告 教 师 指导 过程记录2014年3月1日讲解各报告大纲分组 2014年3月14日解答各组所遇到的问题 2014年3月27日学生教师会面查看进度 2014年4月12日查看所有人员报告，并提出修改建议。2014年4月26日答辩 参考资料【1】贺家李宋从距.电力系统继电保护原理.第三版【2】刘介才.工厂供电设计指导. 【3】刘笙.电气工程基础. 【4】何仰赞翁增银.电力系统分析.第三版
新疆工程学院毕业设计成绩表 学生姓名杨志超专业班级供用电技术11-3班设计题目电力变压器保护设计 考核项目考核内容 满 分 评 分 一、指导教师评分 1、工作态度与纪律10 2、基本理论、基本知识、基本技能和外文水平10 3、独立工作能力、分析和解决问题能力10 4、完成任务的情况与水平（论文与实物硬件质量）10 指导教师签字：年月日 二、评阅教师评分 1、论文质量（正确性、条理性、创造性和实用性）15 2、成果技术水平（理论分析、计算、实验和实物性能）15 评阅教师签字：年月日 三、答辩小组评分 1、完成任务书所规定的内容和要求 5 2、论文与实物的质量 5 3、课题设计内容的讲述10 4、回答问题的正确性10 答辩组长签字：年月日 四、答辩小组成绩评定： 负责人签字：年月日五、答辩委员会意见： 答辩委员会主任签字：年月日
电力变压器继电保护技术的应用与发展 【摘要】本文首先论述了电力变压器的继电保护措施，继而分析了继电保护装置在电力变压器故障中的应用，接着就继电保护装置在实际应用中应考虑的问题和应对措施进行了简要阐述，最后对继电保护的未来发展趋势谈了一点看法，仅供参考。 【关键词】电力变压器；继电保护技术；应用；发展 继电保护是一个自动化的装置设备，它的目的是当其保护的系统中电路或元器件出现故障或不正常运行时，这个系统的额保护装置能及时根据设定的程序在系统相应的部位实现跳闸或短路等既定操作，使故障电路或元器件从系统中脱离或者发出信号通知管理人员处理，以达到最大限度地降低电路或元器件的损坏，使被保护系统稳定运行。在电力系统中，电力变压器作为其大量使用的关键设备，其运行的可靠性是整个电力系统安全运行的重要保证。一旦其发生故障，却又无相应的保护装置对其进行保护，就会使整个电力系统无法正常运行。为此，应用继电保护装置对其进行保护显得尤为重要。 1.电力变压器的继电保护措施 1.1瓦斯保护 瓦斯保护是大中型变压器不可缺少的安全保护，其分为轻瓦斯保护动作于信号、重瓦斯保护动作于断路器跳闸。（1）轻瓦斯保护动作：当变压器局部产生击穿或短路故障时，其变压器内会产生气体，这时继电保护装置会根据气体的速度、特征以及成分等，来推测其故障的原因、部位和严重程度。当因为是滤油、加油或气动强油循环装置而产生气体，或是因温度下降或漏油使油面下降，再或是因为变压器轻微故障而产生气体等原因时，保护装置会发出瓦斯信号。（2）重瓦斯保护动作：当变压器内油面剧烈下降或保护装置二次回路故障，或是检修后油中空气分离太快等，均会导致瓦斯动作于跳闸。 1.2差动保护 差动保护是电力系统中，被保护设备发生短路故障，流进被保护设备的电流和流出的电流不相等，从而产生差电流，当产生的差电流大于差动保护装置的整定值时而动作的一种保护装置。 1.3后备保护 当回路发生故障时，回路上的保护将在瞬间发出信号断开回路的开断元件（如断路器），这个立即动作的保护就是主保护。当主保护因为各种原因没有动作，在延时很短时间后（延时时间根据各回路的要求），另一个保护将启动并动作，将故障回路跳开。这个保护就是后备保护。
1.摘要 继电保护在电力的生产、输送及使用过程中都起到了至关重要的作用，为保证供电的可靠性做出了极大的贡献。其中对变压器的保护是重要的一部分，在电力的传输中变压器是至关重要的设备，完成电压等级的变换。对变压器的保护是电力系统继电保护的重要组成部分。 继电保护是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。继电保护装置一旦不能正确动作，就会扩大事故，酿成严重后果。因此，加强继电保护的设计和整定计算，是保证电网安全稳定运行的重要工作。实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。本次设计是对某三绕组变压器继电保护的设计，气体保护和总差动保护组成了变压器的主保护，过电流保护是变压器的后备保护，另外还涉及了零序电流保护。设计的任务主要包括了六大部分，分别为运行方式的选择、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。要结合具体条件和要求，从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施，突出重点，统筹兼顾，妥善处理，以达到保证电网安全经济运行的目的。 关键词：继电保护变压器短路电流整定计算
2.设计基本资料 已知两台变压器均为三绕组、油浸式、强迫风冷、分级绝缘，其参数：MVA S N 5.31=，电压：kV 11/%5.225.38/%5.24110?±?±，接线：)1211//(//011--?y Y d y Y N 。短路 电压：5.10(%)=HM U ；6(%);17(%),==ML L H U U 。两台变压器同时运行，110kV 侧的中性点只有一台接地；若只有一台运行，则运行变压器中性点必须接地，其余参数如图所示。（图中的L1的参数改为L1=20km ） 电气主接线图 图2.1 电气主接线图 当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。 ～
1 继电保护相关理论知识 1.1 继电保护的概述 研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以沿称继电保护。 1.2.1 继电保护的任务 当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。 1.2.2继电保护基本原理和保护装置的组成 继电保护装置的作用是起到反事故的自动装置的作用，必须正确地区分“正常”与“不正常”运行状态、被保护元件的“外部故障”与“内部故障”，以实现继电保护的功能。因此，通过检测各种状态下被保护元件所反映的各种物理量的变化并予以鉴别。依据反映的物理量的不同，保护装置可以构成下述各种原理的保护：（1）反映电气量的保护 电力系统发生故障时，通常伴有电流增大、电压降低以及电流与电压的比值(阻抗)和它们之间的相位角改变等现象。因此，在被保护元件的一端装没的种种变换器可以检测、比较并鉴别出发生故障时这些基本参数与正常运行时的差别．就可以构成各种不同原理的继电保护装置。 例如：反映电流增大构成过电流保护； 反映电压降低(或升高)构成低电压(或过电压)保护； 反映电流与电压间的相位角变化构成方向保护； 反映电压与电流的比值的变化构成距离保护。 除此以外．还可根据在被保护元件内部和外部短路时，被保护元件两端电流相位或功率方向的差别，分别构成差动保护、高频保护等。 同理，由于序分量保护灵敏度高，也得到广泛应用。 新出现的反映故障分量、突变量以及自适应原理的保护也在应用中。
摘要 电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件，为了供电的可靠性和系统正常运行，就必须视其容量的大小、电压的高低和重要程度，设置相应的继电保护装置。本设计结合电力变压器运行中的故障，分析了电力变压器纵联差动保护、瓦斯保护及过电流保护等继电保护装置配置原则和设计方案。 关键词：电力变压器继电保护装置保护配置
Abstract Power transformer is very important in power system,power components in order to power supply reliability and system normal operation,you must see the size of its capacity,voltage and important degree of on any account,set up corresponding relay protection device.This paper according to the operation of power transformer fault and analyzed the power transformer longitudinal differential peotection,gas protection and over-current protection rely protection device configuration principle and design scheme. Keywords: Power transformer Relay protection device Protection configuration
毕业设计 设计题目电力变压器保护设计系（部）电力工程系 学科专业供用电技术 班级 姓名 学号 指导教师 二〇一六年四月二十三日
工程学院毕业设计任务书
工程学院毕业设计成绩表
摘要 电力变压器是电力系统中不可缺少的重要设备，他的故障给供电可靠性和系统的正常运行带来严重的后果，同时大容量变压器也是非常贵重的元件，因此，必须根据变压器的容量和重要程度装设性能良好的、动作可靠的保护元件。 本文是笔者在阅读了大量专业资料、咨询了很多的专家和老师的前提下，按照指导老师所给的原始资料，通过系统的原理分析、精确的整定计算。做出的一套电力变压器保护方案。 关键词电力系统故障，变压器，继电保护，整定计算
ABSTRACT The transformer is the essential equipment in the electrical power system．Its breakdown might bring the serious influence to the power supply reliability and the system safely operation．At the same time the large capacity power transformer is the extremely precious equipment．Therefore．We must install the reliable relay protection installment according to the transformer capacity rankand the important degree． The article is about the relay protection of the transformer.I had consulted many experts and teachers before I finished the article．At the same time the massive specialized materials was consulted by me． It is not diffcult to understand the logical organiztion of the article for readers．And the article will bring the usful help to the comrades who is working as a electrical engineer. Keywords Power System Fault Condition, Power Transformer, Relay
( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2021年电力变压器运行的安全 与继电保护 Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes
2021年电力变压器运行的安全与继电保护 1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。速动保护(瓦斯和差动)无延时动作切除故障变压器，设备是否损坏主要取决于变压器的动稳定性。而在变压器各侧母线及其相连间隔的引出设备故障时，若故障设备未配保护(如低压侧母线保护)或保护拒动时，则只能靠变压器后备保护动作跳开相应开关使变压器脱离故障。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。” 按以上设计考虑，一台220kV/120MVA普通三卷变压器，取变压器典型参数(高低压阻抗比为22.4)计算可知：低压侧能够承受的热稳定电流标幺值约为0.51。当两台这样的变压器并列运行，低压侧母线故障本侧分段开关跳开时，变压器低压绕组中可能的短路电流可达到0.75倍标幺值，比设计值增大了近50%。若三台这样的变压器并列运行，变耦变压器，按技术规程[2]要求，装设瓦斯保护、过激磁保护、双重差动保护，同时在其高、中压侧均装设了阻抗保护及零序方向电流保护，低压侧装设过流保护。这些保护均作用于跳闸。高、中压侧的阻抗保护和低压侧过流保护属变压器的相间后备保护。由于500kV变压器多为单相式变压器，所以变压器本体不会
电力变压器论文 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]
福建电力职业技术学院 毕业论文 题目：浅谈变压器抗短路能力 提高的方法 专业：发电厂及电力系统 年级：2015级大专函授 学生姓名：王贵元 学号： 指导教师：黄朵 成人教育中心 2017年7月21日 目录 8 浅谈变压器抗短路能力提高的方法 摘要
2015年3月7日，石狮鸿山消防中队接到群众报警，称位于石狮锦尚工业区附近一室外变压器突然着火。接到报警后，该中队立即出动2辆消防车赶赴现场扑救，十几分钟后火灾被扑灭。目前，起火原因正在进一步调查中。2017年2月14日凌晨03时16分许，莆田荔城拱辰中队接到报警称：在荔城区拱辰街道幸福小区对面变压器着火，中队接到警后迅速赶赴现场。经侦查和询问得知变压器已断电，指挥员迅速下令警戒一组拉好警戒，防止无关人员进入；灭火一组利用干粉灭火器进行火势控制；灭火二组从大力车单干线出一把水枪对明火进行扑灭。为了防止复燃，消防官兵们又利用火钩、锄头等工具进行残火、余火的消灭。电力变压器是传输、分配电能的枢纽，是电力网的核心元件，其可靠运行不仅关系到广大用户的电能质量，也关系到整个系统的安全程度。电力变压器的可靠性由其健康状况决定，不仅取决于设计制造、结构材料，也与检修维护密切相关。本文就电力系统中变压器抗短路能力的提高的问题进行了探讨。 关键词：电力变压器短路电流策略 1 电力变压器概述 电子电力变压器主要是采用电力电子技术实现的，其实现过程所示。其基本原理为在原方将工频信号通过电力电子电路转化为高频信号，即升频，然后通过中间高频隔离变压器耦合到副方，再还原成工频信号，即降频。通过采用适当的控制方案来控制电力电子装置的工作，从而将一种频率、电压、波形的电能变换为另一种频率、电压、波形的电能。由于中间隔离变压器的体积取决于铁芯材质的饱和磁通密度以及铁芯和绕组的最大允许温升，而饱和磁通密度与工作频率成反比，这样提高其工作频率就可提高铁芯的利用率，从而减小变压器的体积并提高其整体效率。 2 变压器短路实验的分析 中国正在构建安全可靠、经济高效的电网，未来将形成由四个同步电网（“三华”电网、东北电网、西北电网和南方电网）异步联接构成的全国互联电网。特别是全国互
1 引言 继电保护是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。许多实例表明，继电保护装置一旦不能正确动作，就会扩大事故，酿成严重后果。因此，加强继电保护的设计和整定计算，是保证电网安全稳定运行的重要工作。实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。本次设计的任务主要包括了六大部分，分别为运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。通过分析，找到符合电网要求的继电保护方案。 继电保护技术的不断发展和安全稳定运行，给国民经济和社会发展带来了巨大动力和效益。但是，电力系统一旦发生自然或人为故障，如果不能及时有效控制，就会失去稳定运行，使电网瓦解，并造成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。因此电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。要结合具体条件和要求，本设计从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施，突出重点，统筹兼顾，妥善处理，以达到保证电网安全经济运行的目的。 在电力系统发生故障中，继电保护装置能够及时地将故障部分从系统中切除，从而保证电力设备安全和限制故障波及范围，最大限度地减少电力元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，从而满足电力系统稳定性的要求，改善继电保护装置的性能，提高电力系统的安全水平。 2 课程设计任务和要求
通过本课程设计，巩固和加深在《电力系统基础》、《电力系统分析》和《电力 系统继电保护与自动化装置》课程中所学的理论知识，基本掌握电力系统继电保护设计的一般方法，提高电气设计的设计能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。 要求完成的主要任务: 要求根据所给条件确定变电所整定继电保护设计方案，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。 设计基本资料: 某变电所的电气主接线如图所示。已知两台变压器均为三绕组、油浸式、强迫风冷、分级绝缘，其参数：MVA S N 5.31=，电压：kV 11/%5.225.38/%5.24110?±?±，接线：)1211//(//011--?y Y d y Y N 。短路电压：5.10(%)=HM U ； 6(%);17(%),==ML L H U U 。两台变压器同时运行，110kV 侧的中性点只有一台接地； 若只有一台运行，则运行变压器中性点必须接地，其余参数如图所示。（请把图中的L1的参数改为L1=20km ） ～ 图2.1变电所的电气主接线图
电力变压器继电保护设 计 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
课程设计报告书 题目：电力变压器继电保护设计院（系）电气工程学院_______ 专业电气工程及其自动化____ 学生姓名冉金周__________ 学生学号 指导教师张祥军蔡琴______ 课程名称电力系统继电保护课程设计 课程学分 2____________ 起始日期 2017.6.23__
课程设计任务书
一、目的任务 电力系统继电保护课程设计是一个实践教学环节，也是学生接受专业训练的重要环节，是对学生的知识、能力和素质的一次培养训练和检验。通过课程设计，使学生进一步巩固所学理论知识，并利用所学知识解决设计中的一些基本问题，培养和提高学生设计、计算，识图、绘图，以及查阅、使用有关技术资料的能力。本次课程设计主要以中型企业变电所主变压器为对象，主要完成继电保护概述、主变压器继电保护方案确定、短路电流计算、继电保护装置整定计算、各种继电器选择、绘图等设计和计算任务。为以后深入学习相关专业课、进行毕业设计和从事实际工作奠定基础。 二、设计内容 1、主要内容 （1）熟悉设计任务书，相关设计规程，分析原始资料，借阅参考资料。 （2）继电保护概述，主变压器继电保护方案确定。 （3）各继电保护原理图设计，短路电流计算。
（4）继电保护装置整定计算。（5）各种继电器选择。 （6）撰写设计报告，绘图等。
2、原始数据 某变电所电气主接线如图1所示，已知两台变压器均为三绕组、油浸式、 强迫风冷、分级绝缘，其参数如下：S N =31.5MVA；电压为110±4×2．5％／ 38.5±2×2．5％／11 kV；接线为Y N /y/d 11 （Y /y/Δ-12-11）；短路电压U HM （%）=10.5，U HL （%）=17，U ML (%)=6。两台变压器同时运行，110kV侧的中性点 只有一台接地，若只有一台运行，则运行变压器中性点必须接地，其余参数如图1。 3、设计任务 结合系统主接线图，要考虑两条6.5km长的110kV高压线路既可以并联运行也可以单独运行。针对某一主变压器的继电保护进行设计，即变压器主保护
电力变压器保护设计规范说明 电力变压器保护设计规范（GB／T50062—2008） 4·0·1电压为3～110kV，容量为63MV·A及以下的电力变压器，对下列故障及异常运行方式，应装设相应的保护装置： 1，绕组及其引出线的相问短路和在中性点直接接地或经小电阻接地侧的单相接地短路。2，绕组的匝间短路。 3，外部相间短路引起的过电流。 4，中性点直接接地或经小电阻接地的电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压。5，过负荷。 6，油面降低。 7，变压器油温过高、绕组温度过高、油箱压力过高、产生瓦斯或冷却系统故障。 4.0.2容量为0.4MV·A及以上的车间内油浸式变压器、容量为0.8MV·A及以上的油浸式变压器，以及带负荷调压变压器的充油调压开关均应装设瓦斯保护，当壳内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧断路器。 瓦斯保护应采取防止因震动、瓦斯继电器的引线故障等引起瓦斯保护误动作的措施。当变压器安装处电源侧无断路器或短路开关时，保护动作后应作用于信号并发出远跳命令，同时应断开线路对侧断路器。 4.0.3对变压器引出线、套管及内部的短路故障，应装设下列保护作为主保护，且应瞬时动作于断开变压器的各侧断路器，并应符合下列规定： 1，电压为10kV及以下、容量为10MV·A以下单独运行的变压器，应采用电流速断保护。 2，电压为10kV以上、容量为10MV·A及以上单独运行的变压器，以及容量为6.3MV·A及以上并列运行的变压器，应采用纵联差动保护。 3，容量为10MV·A以下单独运行的重要变压器，可装设纵联差动保护。 4，电压为10kV的重要变压器或容量为2MV·A及以上的变压器，当电流速断保护灵敏度不符合要求时，宜采用纵联差动保护。 5，容量为0.4MV·A及以上、一次电压为10kV及以下，且绕组为三角一星形连接的变压器，可采用两相三继电器式的电流速断保护。 4.0.4变压器的纵联差动保护应符合下列要求： 1，应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流。 2，应具有电流回路断线的判别功能，并应能选择报警或允许差动保护动作跳闸。 3，差动保护范围应包括变压器套管及其引出线，如不能包括引出线时，应采取快速切除故障的辅助措施。但在63kV或110kV电压等级的终端变电站和分支变电站，以及具有旁路母线的变电站在变压器断路器退出工作由旁路断路器代替时，纵联差动保护可短时利用变压器套管内的电流互感器，此时套管和引线故障可由后备保护动作切除；如电网安全稳定运行有要求时，应将纵联差动保护切至旁路断路器的电流互感器。 4.0.5对由外部相间短路引起的变压器过电流，应装设下列保护作为后备保护，并应带时限动作于断开相应的断路器，同时应符合下列规定： 1，过电流保护宜用于降压变压器。 2，复合电压启动的过电流保护或低电压闭锁的过电流保护，宜用于升压变压器、系统联络变压器和过电流保护不符合灵敏性要求的降压变压器。 4.0.6外部相间短路保护应符合下列规定：
课程设计报告书 题目：电力变压器继电保护设计 院（系）电气工程学院_______ 专业电气工程及其自动化____ 学生姓名冉金周__________ 学生学号 2014511057_______ 指导教师张祥军蔡琴______ 课程名称电力系统继电保护课程设计 课程学分 2____________ 起始日期 2017.6.12-2017.6.23__
课程设计任务书 一、目的任务 电力系统继电保护课程设计是一个实践教学环节，也是学生接受专业训练的重要环节，是对学生的知识、能力和素质的一次培养训练和检验。通过课程设计，使学生进一步巩固所学理论知识，并利用所学知识解决设计中的一些基本问题，培养和提高学生设计、计算，识图、绘图，以及查阅、使用有关技术资料的能力。本次课程设计主要以中型企业变电所主变压器为对象，主要完成继电保护概述、主变压器继电保护方案确定、短路电流计算、继电保护装置整定计算、各种继电器选择、绘图等设计和计算任务。为以后深入学习相关专业课、进行毕业设计和从事实际工作奠定基础。 二、设计内容 1、主要内容 （1）熟悉设计任务书，相关设计规程，分析原始资料，借阅参考资料。 （2）继电保护概述，主变压器继电保护方案确定。 （3）各继电保护原理图设计，短路电流计算。 （4）继电保护装置整定计算。 （5）各种继电器选择。 （6）撰写设计报告，绘图等。
2、原始数据 某变电所电气主接线如图1所示，已知两台变压器均为三绕组、油浸式、强迫风冷、分级绝缘，其参数如下：S N =31.5MVA ；电压为110±4×2．5％／38.5±2×2．5％／11 kV ；接线为Y N /y/d 11（Y 0/y/Δ-12-11）；短路电压U HM （%）=10.5，U HL （%）=17，U ML (%)=6。两台变压器同时运行，110kV 侧的中性点只有一台接地，若只有一台运行，则运行变压器中性点必须接地，其余参数如图1。 3、设计任务 结合系统主接线图，要考虑两条6.5km 长的110kV 高压线路既可以并联运行也可以单独运行。针对某一主变压器的继电保护进行设计，即变压器主保护按一台变压器单独运行为保护的计算方式。变压器的后备保护（定时限过电流电流）
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 变压器的不正常运行状态主要有变压器外部短路和过负荷引起的过电流；中性点直接接地电力网中，外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；风扇故障或漏油等原因引起冷却能力的下降等。这些不正常运行状态会使绕组和铁芯过热。大容量变压器在过电压或低频率等异常运行工况下会使变压器过励磁，引起铁芯和其他金属构件过热。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，使运行人员及时发现并采取相应的措施，以确保变压器
电力变压器的保护 默认分类2008-09-26 15:06:24 阅读239 评论0 字号：大中小订阅 第一节电力变压器的故障类型和保护措施 一、故障 1、油箱内部故障：绕组相间短路、单相匝间短路、单相接地短路等 2、油箱外部故障：绝缘套管及引出线上的多相短路、单相接地短路等 二、不正常运行情况 1、油箱渗漏造成油面降低 2、外部短路引起的过电流 3、过负荷 三、变压器应设置的保护 1、瓦斯保护（800KVA以上）：重瓦斯（故障） 轻瓦斯（不正常运行） 反映油箱内部故障和油面降低 2、纵联差动保护或电流速断保护（故障） 1000KVA及以上（并联运行：6300KVA以上）纵联差动 2000KVA以上，电流速断灵敏度不够 作为引出线、套管及油箱内故障主保护 3、过电流保护（故障） 外部短路及内部短路的后备保护 4、过负荷保护（不正常运行） 反映对称过负荷 5、接地保护（故障） 110KV及以上大接地电流系统变压器——零序电流保护 外部接地短路引起B过流 内部接地短路的后备保护 6、温度保护（不正常运行） 上层油温监视，自动启动冷却风扇
第二节瓦斯保护 一、原理： 1、适用：800KVA及以上油浸式变压器 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 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）——空心浮筒渗油，水银接点抗震性差 浮筒挡板式 开口杯挡板式 （1）浮筒挡板式 结构：上部——密封空心浮筒 下部——金属挡板 水银接点（可绕轴转动） 原理：a、正常运行： 浮筒浮起 挡板下降（重力作用）→水银接点断开 b、轻微故障： 气体上升 漏油层→油面下降→浮筒下转→水银接点动作，发信号 轻瓦斯 c、严重故障： 油流、气流→冲击挡板→水银接点动作→DL跳闸，且发信号
电力变压器的继电保护整定值计算 一．电力变压器的继电保护配置 注1：①当带时限的过电流保护不能满足灵敏性要求时，应采用低电压闭锁的 带时限的过电流保护。 ②当利用高压侧过电流保护及低压侧出线断路器保护不能满足灵敏性要求时，应装 设变压器中性线上的零序过电流保护。
③低压电压为230/400V的变压器，当低压侧出线断路器带有过负荷保护时，可不装 设专用的过负荷保护。 ④密闭油浸变压器装设压力保护。 ⑤干式变压器均应装设温度保护。 注2：电力变压器配置保护的说明 （1）配置保护变压器内部各种故障的瓦斯保护，其中轻瓦斯保护瞬时动作发出信号，重瓦斯保护瞬时动作发出跳闸脉冲跳开所连断路器。 （2）配置保护变压器绕组和引线多相短路故障及绕组匝间短路故障的纵联差动保护或者电流速断保护，瞬时动作跳开所连断路器。 （3）配置保护变压器外部相间短路故障引起的过电流保护或复合电压启动过电流保护。 （4）配置防止变压器长时间的过负荷保护，一般带时限动作发出信号。 （5）配置防止变压器温度升高或冷却系统故障的保护，一般根据变压器标准规定，动作后发出信号或作用于跳闸。 （6）对于110kV级以上中性点直接接地的电网，要根据变压器中性点接地运行的具体情况和变压器的绝缘情况装设零序电流保护或零序电压保护，一般带时限动作 作用于跳闸。 注3：过流保护和速断保护的作用及范围 ①过流保护：可作为本线路的主保护或后备保护以及相邻线路的后备 保护。它是按照躲过最大负荷电流整定，动作时限按阶段原则选择。 ②速断保护：分为无时限和带时限两种。 a.无时限电流速断保护装置是按照故障电流整定的，线路有故障时，它能瞬时动作， 其保护范围不能超出本线路末端，因此只能保护线路的一部分。 b.带时限电流速断保护装置，当线路采用无时限保护没有保护范围时，为使线路全长 都能得到快速保护，常常采用略带时限的电流速断与下级无时限电流速断保护相配 合，其保护范围不仅包括整个线路，而且深入相邻线路的第一级保护区，但不保护 整个相邻线路，其动作时限比相邻线路的无时限速断保护大一个时间级。 二．电力变压器的继电保护整定值计算 ■计算公式中所涉及到的符号说明 在继电保护整定计算中，一般要考虑电力系统的最大与最小运行方式。 最大运行方式—是指在被保护对象末端短路时，系统等值阻抗最小，通过保护装置的 短路电流为最大的运行方式。 最小运行方式—是指在上述同样短路情况下，系统等值阻抗最大，通过保护装置的 短路电流为最小的运行方式。
毕业设计 设计题目电力变压器保护设计 系（部）电力工程系 学科专业供用电技术 班级 姓名 学号 指导教师 二〇一六年四月二十三日
工程学院毕业设计任务书
工程学院毕业设计成绩表
摘要 电力变压器是电力系统中不可缺少的重要设备，他的故障给供电可靠性和系统的正常运行带来严重的后果，同时大容量变压器也是非常贵重的元件，因此，必须根据变压器的容量和重要程度装设性能良好的、动作可靠的保护元件。 本文是笔者在阅读了大量专业资料、咨询了很多的专家和老师的前提下，按照指导老师所给的原始资料，通过系统的原理分析、精确的整定计算。做出的一套电力变压器保护方案。 关键词电力系统故障，变压器，继电保护，整定计算
ABSTRACT The transformer is the essential equipment in the electrical power system．Its breakdown might bring the serious influence to the power supply reliability and the system safely operation．At the same time the large capacity power transformer is the extremely precious equipment．Therefore．We must install the reliable relay protection installment according to the transformer capacity rankand the important degree．The article is about the relay protection of the transformer.I had consulted many experts and teachers before I finished the article．At the same time the massive specialized materials was consulted by me． It is not diffcult to understand the logical organiztion of the article for readers．And the article will bring the usful help to the comrades who is working as a electrical engineer. Keywords Power System Fault Condition, Power Transformer, Relay Protection, Setting Calculation
电气工程学院 《电力工程》课程设计 设计题目：电力变压器的继电保护设计学生姓名： 专业：自动化 班级：自动化111 完成日期：2014年1月9日
目录 引言 (1) 1 确定变压器的型号及类型 (2) 1.1 变电所变压器容量、台数、型号选择 (2) 1.1.1 变压器容量 (2) 1.1.2 主变压器台数和型号 (2) 1.1.3主变压器确定 (3) 1.2干式变压器的结构 (3) 1.3干式变压器的特点 (4) 1.4 干式变压器的使用注意事项 (4) 2 设计变压器的保护措施 (5) 2.1 电力变压器的故障类型及保护措施 (5) 2.1.1 电力变压器故障及不正常运行状态 (5) 2.1.2 电力变压器继电保护的配置 (5) 2.2 电力变压器相间短路的后备保护 (6) 2.2.1过电流保护 (6) 2.2.2 低电压起动的过电流保护 (7) 2.2.3 复合电压起动的过电流保护 (7) 2.3 电力变压器过负荷保护 (10) 3 设计并画出变压器继电保护原理图及展开图 (11) 3.1.1 继电保护的基本原理 (11) 3.1.2 过电流保护 (12) 3.1.3 过负荷保护 (12) 3.1.4 零序过电流保护 (13) 3.1.5 变压器各个保护动作时限配合 (13) 4 进行高压断路器的继电保护整定计算 (14) 4.1 计算公式中所涉及到的符号说明 (14) 4.2 涉及到的计算公式 (14) 4.2.1 变压器的额定容量计算公式 (15) 4.2.2 变压器低压侧三相短路电流经验计算公式 (15) 4.2.3 过电流保护整定值计算公式 (15) 4.2.4 电流速断保护整定值计算公式 (16) 4.2.5 电力变压器低压侧短路时流过高压侧的最大一相电流 (17) 4.2.6 低压三相和二相短路电流的计算 (17) 4.2.7 高压三相短路电流与短路容量的计算 (18) 4.3 整定计算如下 (18) 4.3.1 计算过电流保护整定值 (19) 4.3.2 计算电流速断保护整定值 (20) 参考文献 (21) 附录…………………………………………………………………………………