电力变压器的纵差保护
一．引言
电力变压器在电力系统中是十分重要的电气设备。微机保护在整个系统中占有重要的地位，它的性能好坏将直接影响到系统安全稳定运行和能否可靠地供电。
电力变压器微机保护通常由电流纵差动保护(反应变压器的内、外部故障，瞬时动作于跳闸)与瓦斯保护（反应变压器的内部短路故障或油面降低，瞬时动作于信号或跳闸）作为主保护，而过电流或复合电压启动的过电流保护〔反应变压器外部相间短路)、过负荷保护（反应变压器对称过负载，动作于信号或跳闸）、零序过流保护（反应变压器大电流接地系统中变压器外部接地短路，一般作用于信号）、过激磁保护（反应变压器过励磁，动作于信号或跳闸）等构成其后备保护。瓦斯保护用来反映变压器油箱内部的相间或匝间短路是一种非电量保护，其动作时间一般晚差动保护。差动保护是作为变压器相间、匝间和接地短路故障的保护，它是变压器的一种重要的保护形式。
二．电流平衡与相位校正原理
在理想情况下，当变压器正常运行或发生外部故障时，流过差
流回路的电流为零，差动继电器不动作。实际上由于主变各侧CT
型号、变比、计算变比、磁饱和特性、励磁电流及主变空载合闸的
励磁涌流等影响，差流回路不可避免存在不平衡电流；一旦不平衡
电流超过差动继电器动作整定值时，会导致差动保护误动作。
为了防止变压器励磁涌流所产生的不平衡电流引起差动保护
误动作，主变差动保护采用间断角制动原理、二次谐波制动原理、
波形对称原理躲过变压器励磁涌流的影响；为防止两侧CT型号不
同所产生的不平衡电流引起差动保护误动作，则采用增大启动电流
值以躲开主变保护范围外部短路时的最大不平衡电流；为了防止因
变压器接线组别、CT变比不同引起的不平衡电流，则采用软件进
行相位补偿及电流数值补偿使其趋于平衡。
图1变压器差动保护连线图Y→△补偿方式
主变差动保护实际对主变高压侧（Y型侧）二次电流相位校准，算法如下：
Y
型侧：(222(222(222I I I A A B I I I B B C I I I C C A '?????=-??'????=-??'?????=-??△型侧：222222a a b b c c I I I I I I ??
????'?=??'?=??'?=?? △→Y 补偿方式
主变差动保护实际对主变低压侧（△型侧）二次电流相位校准，算法如下：
Y 型侧：220220220()()()A A B B C C I I I I I I I I I ?????????'?=-??'?=-??'?=-?? △型侧
：222222222()/()/()/a a c b b a c c b I I I I I I I I I ????
?????'?=-??'?=-??'?=-??
其中02221()3
A B C I I I I ????=++表示Y 型侧去掉零序电流，目的在于去除主变区外接地故障时流入Y 型侧的零序电流；因为△型侧不能提供零序电流通路，当发生接地故障时，零序电流在差流回路会产生不平衡电流而引起差动保护误动作。
电流平衡调整，就是将各侧大小不同的电流折算成大小相等、方向相反的等值电流，使得在正
常运行或外部故障时，不平衡电流尽可能地小。
引入平衡系数Kb.m 2...2..2..11
.12.1.N h N m m b m N m N h h
N h N b N N h h I U n K
I U n I U n K I U n ====不平衡电流的计算：..11h b m m b d I I K I K I ???
=++ 三．比率制动式差动保护原理
除去以上引起不平衡电流的因素之外，还需考虑到主变区外故障时短路电流的增大可能导致CT
磁饱和的情况，此时CT 已不能正确反映故障侧电流，差流已无法正确平衡，极有可能造成差动保护误动作。故而微机保护往往采用比率制动式差动继电器，其动作特性为：动作电流随着不平衡电流的增大而按比率增大，并且增长速率快于不平衡电流的增长速率。如图2所示，基本思路为引入区外短路电流作为制动电流，以差动电流为动作电流；当区外故障电流增大时，制动电流也随之增大，从而有效遏制主变区外故障时差动保护误动作的情况发生。
比率制动式纵差保护仅反应相间短路故障。具有比率制动特性的差动保护的二次接线如图2所
示。当差动线圈匝数W d 与制动线圈匝数W res 的关系为
时，
差动电流
制动电流
式中：，——一次电流；
，
——二次电流；
n a——电流互感器变比。
图 2 比率制动式差动保护原理接线图
差动保护的制动特性如图3中的折线ABC所示。图中，纵坐标为差动电流I d，横坐标为制动电流I res。
为了正确进行整定计算，首先应了解纵差保护的不平衡电流与负荷电流和外部短路电流间的关系。
发电机纵差保护用的10P级电流互感器，在额定一次电流和额定二次负荷条件下的比误差为±3%。因此，纵差保护在正常负荷状态下的最大不平衡电流不大于6%。但随着外部短路电流的增大和非周期暂态电流的影响，电流互感器饱和，不平衡电流将急剧增大，实际的不平衡电流与短路电流的关系曲线如图3中的曲线OED所示。
图 3 比率制动式差动保护的制动特性
发电机外部短路时，差动保护的最大不平衡电流由式(1)进行估算
(1)
式中：K ap——非周期分量系数，取1.5～2.0；
K cc——互感器同型系数，取0.5；
K er——互感器比误差系数，取0.1；
——最大外部三相短路电流周期分量。
比率制动特性纵差保护需要整定计算以下三个参数：
1)确定差动保护的最小动作电流，即确定图3中A点的纵座标I op.0为
(2)
式中：K rel——可靠系数，取1.5；
I
gn——发电机额定电流；
I
unb.0——发电机额定负荷状态下，实测差动保护中的不平衡电流。
实际可取I op.0＝(0.10～0.30)I gn／n a，一般宜选用(0.10～0.20)I gn／n a。如果实测I unb.0较大，则应尽快查清I unb.0增大的原因，并予消除，避免因I op.0过大而掩盖一、二次设备的缺陷或隐患。
发电机内部短路时，特别是靠近中性点经过渡电阻短路时，机端或中性点侧的三相电流可能不大，为保证内部短路时的灵敏度，最小动作电流I op.0不应无根据地增大。
2)确定制动特性的拐点B。定子电流等于或小于额定电流时，差动保护不必具有制动特性，因此，B 点横坐标
I res.0＝(0.8～1.0)I gn／n a (3)
当I res.0＞I gn／n a时，应调整保护内部参数，使其满足式(3) 。
3)按最大外部短路电流下差动保护不误动的条件，确定制动特性的C点，并计算最大制动系数。
设C点对应的最大动作电流为I
op.max，其值为
I op.max＝K rel I unb.max(4)
式中：K rel——可靠系数，取1.3～1.5。
C点对应的最大短路电流与最大制动电流I res.max相对应。C点的最大制动系数K res.max按下式计算
K res.max＝I op.max／I res.max＝K rel K ap K cc K er (5)
式(5)的计算值为K res.max＝0.15，可确保在最大外部短路时差动保护不误动。但考虑到电流互感器的饱和或其暂态特性畸变的影响，为安全计，宜适当提高制动系数值。图3中，取C点的K res.max≈0.30。
该比率制动特性的斜率S为
(6)
A、B、C三点确定的制动特性，确保在负荷状态和最大外部短路暂态过程中可靠不误动。
按上述原则整定的比率制动特性，当发电机机端两相金属性短路时，差动保护的灵敏系数一定满足K sen≥2.0的要求，不必进行灵敏度校验。
两折线比率制动差动保护的特性曲线中差动元件的动作方程：
.min.min
(1)
Iop Ires Kres K
Ires Ires
=+-
四．变压器微机差动保护的逻辑结构电力变压器微机保护的逻辑结构图如图4所示
图5 变压器微机保护的逻辑结构图
五．结论
在微机保护装置广泛应用的今天，二次回路的连接方式虽得到简化，但已不如电磁型保护那般直观明了；尤其对Y/Y/△变压器（以下简称主变）分相差动保护，出于对主变接线组别、各侧电压等级、CT（电流互感器）变比及励磁涌流等种种因素的考虑，不同的厂家采取了不同的补偿方式和比率制动方法，如何正确的校验差动保护成为一个很重要的环节。
变压器差动保护是主变最重要的保护之一，对它应有足够的重视。国内外微机型主变差动保护装置种类繁多，但万变不离其宗，只要掌握了我们前面所介绍的原理和校验方法后一定可以举一反三，正确的校验主变差动保护。
参考文献
[1]王维俭.电力主设备继电保护原理及应用[M].北京：中国电力出版社,1996.
[2]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护实用技术问答[M].北京：中国电力出版社,1997.
[3]陈德树.计算机继电保护原理与技术[M].北京:水利电力出版社,1992.
配电变压器的保护措施及其注意事项(2021新版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0166
配电变压器的保护措施及其注意事项 (2021新版) 配电变压器是配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。通常安装在电线杆、台架或配电所中，一般将6～10千伏电压降至400伏左右输入用户。变压器运行是否正常直接影响用户生产和生活用电，并关系到用电设备的安全。为了保证用户用上优质、安全电，必须保证配变运行正常。因此我们有必要从保护配置技术角度和日常运行管理两大方面来谈谈配电变压器的保护措施及其注意事项： 一、保护配置技术方面 1、装设避雷器保护,防止雷击过电压：配变的防雷保护，采用装设无间隙金属氧化物避雷器作为过电压保护，以防止由高低压线路侵入的高压雷电波所引起的变压器内部绝缘击穿，造成短路，杜
绝发生雷击破坏事故。采用避雷器保护配变时，一是要通过正常渠道采购合格产品，安装投运前经过严格的试验达到运行要求再投运；二是对运行中的设备定期进行预防性试验，对于泄漏电流值超过标准值的不合格产品及时加以更换；三是定期进行变压器接地电阻检测，对100KVA及以上的配电变压器要求接地电阻必须在4Ω以内，对100KVA以下的配电变压器，要求接地电阻必须在10Ω以内。如果测试值不在规定范围内，应采取延伸接地线，增加接地体及物理、化学等措施使其达到规定值，每年的4月份和7月份进行两次接地电阻的复测，防止焊接点脱焊、环境及其它因素导致接地电阻超标。如果变压器接地电阻超标，雷击时雷电流不能流入大地，反而通过接地线将雷电压加在配电变压器低压侧再反向升压为高电压，将配变烧毁；四是安装位置选择应适当，高压避雷器安装在靠配变高压套管最近的引线处，尽量减小雷电直接侵入配变的机会，低压避雷器装在靠配变最近的低压套管处，以保证雷电波侵入配变前的正确动作，按电气设备安装规范标准要求安装，防止盲目安装而失去保护的意义。
文件编号：RHD-QB-K7070 （解决方案范本系列） 编辑：XXXXXX 查核：XXXXXX 时间：XXXXXX 变压器安全防护措施标 准版本
变压器安全防护措施标准版本 操作指导：该解决方案文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。 一、编制依据 1、《建筑施工安全检查标准》 2、施工组织设计及施工图纸等。 二、工程概况 本工程为生活辅助楼，该楼建筑面积5555平方米，使用一台QTZ40塔机垂直运输，临时施工的变压器及供电线路均在该塔机工作半径。变电器靠近围墙在生活辅助楼与侯工楼之间位置，供电线路总长72米，线高10.5米。 三、防护材料 杉木竿：12根，每根12米长，8根作为变压器
四周的立竿，4根作为斜支撑。 木方：50根，每根4米长，用于变压器四周及上口横竿。 竹胶板：50块，每块尺寸为 1220mm*2440mm，用于变压器上口水平方向及周围的防护。并在靠近东侧处制作木门，方便进入检查维修。 竹竿462根，每根8米长，320根作为供电线路，剩余作为斜撑和横担。 竹片：880块，每块尺寸为 1000mm*1000mm，线路上方采用双层布置总计使用480块，剩余作为东侧里面的防护。 五、安全防护施工方法 在变压器未通电之前，我们提前先将变压器进行防护，在距变压器四周1.5米的地方立8根杉木竿，
杉木竿的埋地深度不得小于1米，地面以上10米。立竿埋好后，变压器四周水平方向用木方设置横竿，横竿用铁钉固定在四周的立竿上，横竿与横竿之间的间距为0.8米。横竿设置完毕后，在变压器相邻边用竹胶板进行封闭，竹胶板用铁钉固定在横竿上，板与板之间不得留有空隙，要做到全封闭。其它三面用竹片固定在横竿上，固定时必须牢固、可靠。变压器上口采用双层竹胶板进行水平方向全封闭防护，竹胶板用铁钉固定在横竿上，水平方向防护层上下两道，间距为500mm。 为了防护体的整体稳固性，在防护体四角必须加设4根斜支撑，以免防止防护体造成倾斜的可能。 在靠近东侧处制作木门，方便进入检查维修，悬挂警示标志。 供电线路采用内双外单的3排竹竿防护架，竹
一、发电机相间短路的纵联差动保护 将发电机两侧变比和型号相同的电流互感器二次侧图示极性端纵向连接起来，差动继电器KD接于其差回路中，当正常运行或外部故障时，I1与I2反向流入，KD的电流 为1 1 TA I n -2 2 TA I n = 1 I'- 2 I'≈0 ，故KD不会动作。当在保护 区内K2点故障时，I1与I2 同向流入，KD的电流为： 1 1 TA I n +2 2 TA I n = 1 I'+ 2 I'=2k TA I n 当2k TA I n 大于KD的整定值时，即 1 I'-(3) max max / unb st unp i k TA I K K f I n =≠ 0 ,KD动作。这里需要指出的是：上面的讨论是在理想情况下进行的，实际上两侧的电流互感器的特性（励磁特性、饱和特性）不可能完全一致，误差也不一样，即nTA1≠nTA2，正常运行及外部故障时，2k TA I n ≥I set ，总有一定量值的电流流入KD, 此电流称为不平衡电流，用Iunb表示。通常，在发电机正常运行时，此电流很小，当外部故障时，由于短路电流的作用，TA的误差增大，再加上短路电流中非周期分量的影响，Iunb增大，一般外部短路电流越大，Iunb就可能越大，其最大值可达： .min .min.min () brk brk op ork brk op I I I K I I I > ≥≤+ 式中：Kst——同型系数，取0.5； Kunp——非周期性分量影响系数，取为1～1.5； fi ——TA的最大数值误差，取0.1。 为使KD在发电机正常运行及外部故障时不发生误动作，KD的动作值必须大于最大平衡电流Iunb.max，即Iop=KrelIunb.max (Krel为可靠系数，取1.3）。Iunb.max越大，动作值Iop就越大，这样就会使保护在发电机内部故障的灵敏度降低。此时，若出现较轻微的内部故障，或内部经比较大的过渡电阻Rg
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。
文件编号：GD/FS-4997 （解决方案范本系列） 电力变压器的防火防爆措 施详细版 A Specific Measure To Solve A Certain Problem, The Process Includes Determining The Problem Object And Influence Scope, Analyzing The Problem, Cost Planning, And Finally Implementing. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________
电力变压器的防火防爆措施详细版 提示语：本解决方案文件适合使用于对某一问题，或行业提出的一个解决问题的具体措施，过程包含确定问题对象和影响范围，分析问题，提出解决问题的办法和建议，成本规划和可行性分析，最后执行。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 电力变压器是电力系统中输配电力的主要设备。电力变压器主要是将电网的高压电降低为可以直接使用的6000伏(V)或380伏(V)电压，给用电设备供电。如变压器内部发生过载或短路，绝缘材料或绝缘油就会因高温或电火花作用而分解，膨胀以至气化，使变压器内部压力急剧增加，可能引起变压器外壳爆炸，大量绝缘油喷出燃烧，油流又会进一步扩大火灾危险。 运行中防火爆炸要注意： (1)不能过载运行：长期过载运行，会引起线圈发热，使绝缘逐渐老化，造成短路。 (2)经常检验绝缘油质：油质应定期化验，不合
格油应及时更换，或采取其它措施。 (3)防止变压器铁芯绝缘老化损坏，铁芯长期发热造成绝缘老化。 (4)防止因检修不慎破坏绝缘，如果发现擦破损伤，就及时处理。 (5)保证导线接触良好，接触不良产生局部过热。 (6)防止雷击，变压器会因击穿绝缘而烧毁。 (7)短路保护：变压器线圈或负载发生短路，如果保护系统失灵或保护定值过大，就可能烧毁变压器。为此要安装可靠的短路保护。 (8)保护良好的接地。 (9)通风和冷却：如果变压器线圈导线是A级绝缘，其绝缘体以纸和棉纱为主。温度每升高8℃其绝缘寿命要减少一半左右;变压器正常温度90℃以下运
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
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
电动机纵联差动保护 一、比率制动差动保护 （1）电动机二次额定电流 1 n TA I n =? （2）差动保护最小动作电流 I s =K rel (·K cc ·K er +Δm )I n ap K K rel ——可靠系数，取K rel =2 ap K ——外部短路切除引起电流互感器误差增大的系数（非周期分量系数）=2 ap K K cc ——同型系数，电流互感器同型号时取K cc =0.5，不同型号时K cc =1 K er ——电流互感器综合误差取K er =0.1 Δm ——通道调整误差，取Δm =0.01~0.02 I s =2 (2×0.5×0.1+0.02)I n =0.24 I n 一般情况下，取I s =(0.25~0.35)I n ，当不平衡电流较大时，I s =0.4I n （3）确定拐点电流I t 有些装置中拐点电流是固定的，如I t = I n ；当拐点电流不固定时可取I t = (0.5~0.8)I n （4）确定制动特性斜率s 按躲过电动机最大起动电流下差动回路的不平衡电流整定 最大起动电流I st ·max 下的不平衡电流I umb ·max 为 I umb ·max =(·K cc ·K er +Δm ) I st ·max ap K =2，K cc =0.5，K er =0.1，Δm=0.02，I st ·max =K st I n (取I st =10) ap K I umb ·max =(2×0.5×0.1+0.02)10I n =1.2I n 比率制动特性斜率为 t n st s umb rel I I K I I K s ??= ?max K rel =2，当I s =0.3 I n ，I t =0.8 I n ，K st =7 2 1.20.30.3470.8n n n n I I s I I ×?==? 一般取s =0.3~0.5 （5）灵敏系数计算 电动机机端最小两相短路电流为 (2)1 2K L I x x = ?′+ x ′- 电动机供电系统处最小运行方式时折算到S B 基准容量的系统阻抗标幺值 U B - 电动机供电电压级的平均额定电压U B =6.3(10.5)kV X L - 电动机供电电缆折算到S B 基准容量的阻抗标幺值 制动电流(2)res TA 2K I I n =相应的动作电流为
6.2 纵联差动保护 6.2.1 基本原理 6.2.1.1 定义 差动保护是一种依据被保护电气设备进出线两端电流差值的变化构成的对电气设备的保护装置，一般分为纵联差动保护和横联差动保护。变压器的差动保护属纵联差动保护，横联差动保护则常用于变电所母线等设备的保护。 6.2.1.2 基本原理 变压器纵差保护是按照循环电流原理构成的 变压器纵差保护的原理要求变压器在正常运行和纵差保护区（纵差保护区为电流互感器TA 1、TA 2之间的范围）外故障时，流入差动继电器中的电流为零，即2?'I －2? ''I ＝0，保证纵差保护不动作。但由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，因此，为了保证纵差保护的正确工作，就须适当选择两侧电流互感器的变比，使得正常运行和外部故障时，两个电流相等。 (a) 双绕组变压器正常运行时的电流分布 (b) 三绕组变压器内部故障时的电流分布 （图6.4 变压器纵差保护原理接线图） 在图6.4（a ）双绕组变压器中，变压器两侧电流1?'I 、1?''I 同相位，所以电流互感器TA 1、TA 2二次的电流2?'I 、2?''I 同相位，则2?'I －2?''I ＝0的条件是2?'I ＝2? ''I ，即 2?'I ＝2?''I ＝ 11i n I ?'＝21i n I ? '' (6.1) 即 12i i n n ＝1 1?? '''I I ＝T K (6.2) 式中，1i n 、2i n ——分别为TA 1、TA 2的变比； T K ——变压器的变比。 若上述条件满足，则当变压器正常运行或纵差保护区外故障（以下简称“区外故障”或“区内故障”）时，流入差动继电器的电流为 K I ?＝2?'I －2? ''I ＝0 (6.3) 当区内故障时，2?''I 反向流出，则流入差动继电器的电流为
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）
整体解决方案系列 电力变压器安全运行措施（标准、完整、实用、可修改）
编号：FS-QG-63152电力变压器安全运行措施 Measures for safe operation of power transformers 说明：为明确各负责人职责，充分调用工作积极性，使人员队伍与目标管理科学化、制度化、规范化，特此制定 随着社会不断进步、用电量迅速增长，为了安全供电、提高供电可靠性，满足社会用电需求，对于变压器的安全运行，更显得意义重要。 现就以下几个方面论述如下: 1、合理选址变压器安全运行，需要有良好的外部环境。其安装选址要避免低洼、潮湿、高温、灰尘和腐蚀性气体的影响，尽量选择自然通风良好的地方，以提高散热条件和避免易燃易爆气体的影响。 2、合理选择变压器的保护方式在电力系统中，继电保护应具有可靠性、快速性、灵敏性和选择性。变压器是电网中主要元件之一，应根据负荷的重要性和变压器自身价值等方面，综合选择所需的继电保护方式。变压器保护有变压器自身故障保护和外部电路故障保护。而变压器自身故障分为油
箱内和油箱外故障两种。 以下介绍几种保护方式: (1)瓦斯保护。瓦斯保护有轻瓦斯保护和重瓦斯保护，轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于电源侧断路器跳闸。在变压器开始带负荷运行的一星期内，应把重瓦斯保护从跳闸切换为信号。要把重瓦斯保护从跳闸功换为信号，要选择一只电阻代替中间继电器的电压线圈，而该电阻的阻值，应能使信号继电器的灵敏度大于1.4，并要检验长期流过电流信号继电器的电流是否小于电流信号继电器的额定电流。故此，代替中间继电器线圈的电阻R1阻值应满足:1.4Idz (2)电流速断保护。电流速断适用于10MVA以下，没有差动保护，且过流保护时限大于0.5秒的故障保护，其保护动作时限取零秒，继电器动作电流IDZ.J:IDZJ=(KJXKk/K)×ID.DZ其中:KJX是电流互感器接线系数;KK是可靠系数，取1.2--1.3;ID.DZ是被保护变压器副边出口三相最大短路电流;K是电流互感器额定变比。 (3)差动保护。差动保护的原理，是当变压器发生内部或外部故障时，流入变压器的电流与流出变压器的电流出现异
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
精心整理差动保护基本原理 1、母线差动保护基本原理 母线差动保护基本原理,用通俗的比喻，就是按照收、支平衡的原理进行判断和动作的。因为母线上只有进出线路，正常运行情况，进出电流的大小相等，相位相同。如果母线发生故障，这一平衡就会破坏。有的保护采用比较电流是否平衡，有的保护采用比较电流相位是否一致，有的二者兼有，一旦判别出母线故障，立即启动保护动作元件，跳开母线上的所有断路器。如果是双母线并列运行，有的保护会有选择地跳开母联开关和有故障母线的所有进出线路断路器，以缩小停电范围 2、什么是差动保护？为什么叫差动？这样有什么优点？ 差动保护是变压器的主保护，是按循环电流原理装设的。 主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。 I1与I2之和，即 3、 现在 4、 1 ?? 2、变压器差动保护与线路差动保护的区别： ??由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得
正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。例如图8-5所示的双绕组变压器，应 使 1. 2.单侧 为0.5秒左右。由上图可以看出本线路末端故障k1与下线路始端故障k2两种情况下，保护测量到的电流、电压几乎是相同的。如果为了保证选择性，k2故障时保护不能无时限切除，则本线路末端k1故障时也就无法无时限切除。可见单侧测量保护无法实现全线速动的根本原因是考虑到互感器、保护均存在误差，
不能有效地区分本线路末端故障与下线路始端故障。3.双侧测量保护原理如何实现全线速动为了实现全线速动保护，保护判据由线路两侧的电气量或保护动作行为构成，进行双侧测量。双侧测量时需要相应的保护通道进行信息交换。双侧测量线路保护的基本原理主要有以下三种：（1）以基尔霍夫电流定律为基础的电流差动测量；（2）比较线路两侧电流相位关系的相位差动测量；（3）比较两侧线路保护故障方向判别结果，确定故障点的位置。 上图为电流差动保护原理示意图， 点的总电流为零，正常运行时或外部故障时，线路内部故障时，即。忽略了线路电容电流后，在下线路始端发生故障时，差动电流为零；在本线末端发生故障时，差动电流为故障点短路电流，有明显的区别，可以实现全线速动保护。电流差动原理用于线路纵联差动保护、线路光纤分相差动保护 以及变压器、发电机、母线等元件保护上。 上图为相位差动保护（简称“相差保护”）原理示意图，保护测量的电气量为线路两侧电流的相位差。正常运行及外部故障时，流过线路的电流为“穿越性“的，相位差为1800；内部故障时，线路两侧电流的相位差较小。相位差动保护以线路两侧电流相位差小于整定值作为内部故障的判据，
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
一、编制说明 本工程主楼高层部位塔吊吊臂距离变压器不满足安全距离，必须采取必要的防护措施。为保证塔吊能在一个安全的环境下正常工作和顺利完成各楼的施工任务，现根据塔吊使用环境安全有关要求及有关对施工区域内变压器防护措施要求，拟采用在变压器与塔吊之间搭设防护架，特制定此变压器防护架施工方案。为确保安全施工，要求防护架搭设高度超过变压器上部不小于2m。防护架应牢固、稳定，具有一定的抗风和抗倾覆能力。 二、编制依据 1、施工现场实地勘察； 2、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）； 3、国家相关规范规定。 4、《建筑施工扣件式钢管防护架安全技术规范》JGJ130-2011 5、国家现行的技术政策及标准、安全操作规程及安全验收规范。 三、工程概况及现场概况 1、工程概况 本工程建设地点为城市规划部门提供的温州市梧田站南片整合规划A-06a地块，位于温州大道以南、温州市民政局军供大厦以西、金温铁路以北。建设用地面积为10784.4㎡，总建筑面积62998.99㎡（地上建筑22660.53㎡，地下室10562.46㎡）。主塔楼共22层，建筑总高度94.25 米；副楼共6层，建筑外观总高度31.8米；地下2层、高
度10.8M。 2、现场概况 在场地东北角有2台变压器，现场施工中设2台塔吊，主楼处塔吊因塔吊距变压器距离小于塔吊大臂长度，架空变压器在塔吊回转半径内，根据《施工现场临时用电安全技术规范》的要求，必须采用安全保护措施。 四、防护方法 1、防护棚搭设范围 塔吊旋转半径范围内变压器四周及上空，以变压器距地高度8m进行搭设防护架。 2、防护架搭设构造 采用三排毛竹脚手架进行搭设，立杆横向间距 1.5m，纵向间距1.5m，大横杆步距1.5m，第一步杆距地0.2m，顶部上层防护，上下层间距0.5m。搭设高度9.7m，变压器距地高度约为2.5m（变压器最低点）。 3、防护架搭设材料 3.1 防护架杆件 主要杆件为毛竹，杆件的规格应符合下表的规定： 3.2 其他材料
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…………………………………………………………………………………
采样 相关概念： 定值中的“CT变比系数”： 将电流一次额定值大的一侧设定为1，小的一侧整定为本侧电流一次额定值与对侧电流一次额定值的比值。 如：本侧CT变比1250/5；对侧2500/1，则本侧CT变比系数整定为，对侧整定为1。 步骤： 本侧CT变比：a/b，对侧CT变比c/d。 （1）本侧加电流I1，则对侧显示差流：I1*a*d/b/c。 （2）对侧加电流I2，则本侧显示差流：I2*c*b/d/a。 模拟空充 相关概念： 没有CT断线时差动跳闸需同时满足如下条件： 1、两侧差动保护均投入（控制字+软压板+硬压板） 2、没有通道异常 3、有差流 4、本侧保护启动 5、对侧差动信号，即给本侧发差动允许信号（a、b同时满足） a、有差流 b、对侧分位无流或对侧启动 步骤： ①对侧分位，本侧合位。本侧加差流，则本侧跳，对侧不跳。 解释： 1、对侧分位无流+有差流->给本侧发允许信号 2、对侧不启动->对侧不跳 ②本侧分位，对侧合位。对侧加差流，则对侧跳，本侧不跳。
模拟弱馈 相关概念： 保护启动方式： 1、电流变化量启动 2、零序过流元件启动 3、位置不对应启动（针对偷跳） 4、弱馈启动（针对弱电源侧） 步骤： ①两侧合位。对侧加一低于正常值电压34V（1、之所以加34V是为了满足如下两条： a、满足弱馈条件<65%额定， b、大于33V避开PT断线，2、其实PT断线并不影响 弱馈启动，即只要加的电压满足<65%额定即可，也就是说不加也行。），本侧加差流，则两侧跳。 解释： 1、本侧启动+有差流->给对侧发允许信号 2、对侧弱馈+本侧允许信号->对侧启动（弱馈启动方式） 3、对侧启动+有差流->给本侧发允许信号 ②两侧合位。本侧加一低于正常值电压34V，对侧加差流，则两侧跳。 模拟远跳 步骤： 方法一： ①本侧投入“远跳经本侧控制”，本侧合位，对侧点TJR的同时本侧加一启动量， 则本侧跳。（若点的是ＴＪＲ继电器，则对侧也跳，但保护装置跳闸灯不亮。若点的是保护装置的TJR开入，则对侧开关不跳。） ②对侧投入“远跳经本侧控制”，对侧合位，本侧点TJR的同时对侧加一启动量， 则对侧跳。 （注：因TJR与启动量需要时间上的配合，较难把握，可采用如下简便方法。）
电力变压器保护 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。 本文语言简练、逻辑严密、内容夯实。可作为从事电气工程技术人员的参考资料。 关键词电力系统故障，变压器，继电保护，整定计算
ABSTRACT 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,