变压器保护基本原理概述_图文.ppt

变压器工作原理讲解
变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电磁感应,将 一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等 级的交流电能。确切地说，它具有变压、变流、变换阻 抗和隔离电路的作用。
例如，在电力系统中用电力变压器把发电机发出的电压升高 后进行远距离输电，到达目的地以后再用变压器把电压降低供用 户使用；
单位：A
三者关系： 单相：SNU 1NI1NU2NI2N 三相：SN3U 1NI1N3U2NI2N
额定频率fN
指电源频率，我国规定标准工频为50Hz。
此外，额定值还有效率、温升等。除额定值外，铭牌上还标 有变压器的相数、联结组和接线图、短路电压（或短路阻抗）的 标么值、变压器的运行方式及冷却方式等。
按容量分：小型、中型、大型和特大型变压器。
我国变压器的主要系列：SJL1（三相油浸铝线电力变压器）、 SEL1（三相强油风冷铝线电力变压器）、SFPSL1（三相强油风 冷三线圈铝线电力变压器）、SWPO（三相强油水冷自耦电力变 压器）等。
连接发电机与电网的升压变压器
连接发电机的 封闭母线
与电网相连 的高压出线端
定义
kE1 N1 U1 U1N E2 N2 U20 U2N
K>1变压器为降压变压器； K<1变压器为升压变压器。
根据主电动势e1的分析方法，同样有
E 1σ4.44fN 1Φ 1σ E 1 σ j4 .4 4fN 1 Φ 1 σ m
漏电动势也可以用漏抗压降来表示，即
E 1 σ jω L 1 σ I 0 jI 0 X 1
u02=e2=－N2dφ/dt
在一般变压器中，电阻压降i0R1很小，仅占一次绕组电压 的0.1%以下，故可近似认为u1≈－e1。
设 ΦΦmsinωt 则 e 1 N 1 d d Φ t 2 π f N 1 Φ m s i n ( ω t- 9 0 0 ) E 1 m s i n ( ω t 9 0 0 )

关
变压器差动保护
变压器零序差动基 本原理
基于基尔霍夫电流定律 主要用于自耦变 平衡系数只与TA变比有
关
变压器分侧差动基 本原理
变压器差动保护
变压器纵差保护的特点
励磁涌流 Y/Δ转换 各侧平衡系数的调节 有载调压引起的不平衡电流 可反映相间、接地、匝间短路故障
主变保护基本原理_图文_图文.ppt
提纲
变压器保护概述 常规差动保护基本理论 纵差保护（比率差动、差动速断、采
样值差动）原理 零序、分侧（或分相）差动保护原理
变压器保护概述
电力变压器的分类
按接线形式分：普通变和自耦变 （三相、分相） 按绕组数分：三卷变和两卷变 按用途分：升压变、降压变和系统联络变
注意：差流放大了 倍 差流、制动电流定值都要相应放
大倍
Iha-Ihb Iha
Ila 30
Ilc Ihc
Ihc-Iha
Ilb Ihb-Ihc
Ihb
变压器差动保护
各侧平衡系数计算示例
和电压等级成正比，和TA变比成正比 和二次额定电流成反比 和变压器容量无关 由于采用Y->Δ转换， Δ侧要放大 倍 以高压侧为基准，其他侧平衡系数计算公式：
不考虑TA传变误差和TA饱和,不需要制动
实际应用中,需要考虑TA传变误差、TA饱和等因素的 影响, 使用带比率制动的差动保护
差动保护基本原理
差动保护的应用
发电机完全纵差、母线差动是基于基尔霍夫电
流定律的
不考虑分布电容的情况下，线路差动是基于霍 夫电流定律的，但是长线路具有分布参数，不 能忽略分布电容的影响，要进行补偿
变压器比率差动保护

元件发生的故障或不正常运行状态，并动作于断
路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
继电保护装置的基本任务
(1) 自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中 切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证其它无故 障部分迅速恢复正常运行。
• 即内部故障时发出跳闸命令。 (2) 反应电气元件的不正常运行状态，根据运行维护的 具体条件（例如有无经常值班人员）和设备的承受能 力， 发出警报信号、减负荷或延时跳闸。 即不正常工作时发出告警信号。
反应由于对称性过负荷引起的过电流 6、过励磁保护：
用于大容量的变压器，反应变压器过励磁，且动作于信 号或跳开变压器。（频率下降引起的）
四、变压器的主保护
主保护:反映元件严重故障，快速动作于跳闸的保护 后备保护：主保护不动作时备用的保护，由相邻设备的保 护来完成。
1、瓦斯保护：
（1）原理：当油箱内发生故障时，由于故障点电弧的作 用，变压器油及其它绝缘材料分解，产生气体，利用这种 气体实现的保护称为瓦斯保护。
。。
1IL1H
I3
形成环流比较接线
CJ
a：LH变比的选择：
分别按变压器两侧额定电流选择：
2IL2H
。。
I4
Ij
n1lh= Ie。A/5
n2lh= Ie。B/5
即使变压器正常运行时：IJ= I3-I4=0
b：工作原理：
正常运行或外部故障时：IJ= I3-I4≐Ibp（有Ibp存在） 内部故障时：IJ= I3-I4≠0 CJ起动，保护动作，跳闸。
过负荷；外部短路引起的过电流；中性点过电压；油 面降低；过励磁等。
三、保护方式
1、瓦斯保护：用来反应油箱内部各种短路及油面降低 分类：轻瓦斯保护作用于信号；重瓦斯保护作用于跳开变

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铁心（磁路部分）
• 铁心的材料
为了提高磁路的导磁性能，减小铁心中的磁滞、 涡流损耗，铁心一般采用高磁导率的铁磁材料— 0.35～0.5mm厚的硅钢片叠成。变压器用的硅钢 片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆， 这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。
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• （2）铁心形式
铁心是变压器的主磁路， 电力变压器的铁心主要 采用心式结构 ，它是将 A、B、C三相的绕组分 别放在三个铁心柱上， 三个铁心柱由上、下两 个铁轭连接起来，构成 闭合磁路。如图
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呼吸器
• 变压器随着负荷和气温变化，各变 压器油温不断变化，这样油枕内的 油位随着整个变压器油的膨胀和收 缩而发生变化，为了使潮气不能进 入油枕使油劣化，将油枕用一个管 子从上部连通到一个内装硅胶的干 燥器（俗称呼吸器），硅胶对空气 中水份具有很强的吸附作用，干燥 状态状态为兰色，吸潮饱和后变为 粉红色。吸潮的硅胶可以再生。
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二、变压器的工作原理
• 简单的说，变压器的工作原理就是电磁 感应原理，也就是“动电生磁，动磁生 电”的过程。
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U1
n1 n2
U2
U1
U2
电路中的符号
跟电源连接的线圈叫原线圈，也叫初级线圈，跟 负载连接的线圈叫副线圈，也叫次级线圈，两线圈由 绝缘导线绕制，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而 成．
U 2 n2
所以，只要匝数不同，就可得到不同输出电压， 这就变压器的变压原理。
n2> n1时，U2>U1，这种变压器叫做升压变压器．
n2< n1时，U2<U1，这种变压器叫做降压变压器．22
（３）电流关系
由于不存在各种电磁能量损失，输入功 率等于输出功率 P1=P2，即：U1I1= U2I2