电力变压器故障方式与保护措施

(3)为反应外部相间短路引起的过电流和作为瓦斯、纵差保 护（或电流速断保护）的后备保护，应装设过电流保护。
(4)为反应大接地电流系统外部接地短路，应装设零序电流 保护。
(5)对于0.4MVA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。 过负荷保护通常只装在一相，其动作时限较长，延时动 作于发信号。
•
Ia
•
•
IC
Ib
变压器 线路电流
•
IA
•
IB •
•
IC
IC
电流互感 器二次侧
电流
•
IA2
•
I B2 •
•
I C2
I C2
•
•
•
IA
I ab
I ab
•
I bc
I •
IB
•
ca
•
I ca
•
I bc
•
•
IA2
•
I ab2
I ab2
•
•
I bc2
•
IB2 •
I ca2
•
I bc2
I ca2
•
差动回路 I AB2
UX1
•
•
I Y(1)
I Y(2)
•
•
KD
I Y(1)
I Y(2) W2
UA
KD UT
•
I Y(2)
UX2
•
•
I (1)
I (2)
•
I (1)
•
• Wd
I I •
Y(2) - (2)
I (2)
(a)
(b)
(c)
图10-3 补偿电流互感器计算变比与标准变比不同而引起不平衡电流的单相原理图
当系统运行方式改变时，需要调节变压器调压分接头以
继电器
•
I BC 2
中电流
•
I CA2
•
I AB2
•
I CA2
•
•
I ab2
I ab2
•
I
BC 2
•
I bc2
•
•
•
I ca2
I ca2
I bc2
图10-2 Yd11接线的变压器两侧电流互感器的接线及电流相量图
高压侧保护臂中电流比该侧互感器二次侧电流大倍，为 使正常负荷时两侧保护臂中电流接近相等，故高压侧 电流互感器变比应增大倍考虑。
保证系统电压水平。在当调压分接头位置改变时，在
差动回路中引起很大不平衡电流。该不平衡电流的大
小与调压范围△U及变压器一次电流成正比，可由下
式计算
IunbU
3I y(1) KT A.d
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，ΔU引起的不平衡电流要在整定计 算时考虑躲过。
变压器各侧电压等级和额定电流不同，因而采用的 电流互感器型号不同，它们的特性差别很大，故 引起较大的不平衡电（实际上是两个电流互感器 励磁电流之差）
接地系统侧绕组的接地短路。 2、油箱外部故障主要有，油箱外部绝缘套管、引出线上发生相
间短路或一相碰接箱壳（或称直接接地短路）。 3、变压器的异常工作状态有过负荷；由外部短路引起的过电流；
油箱漏油引起的油位下降；外部接地短路引起中性点过电压； 绕组过电压或频率降低引起的过励磁；变压器油温升高和冷 却系统故障等。 变压器应装设如下保护： (1)为反应油箱内部各种短路故障和油面降低，对于0.8MVA及 以上的油浸式变压器和户内0.4MVA以上变压器应装设瓦斯 保护。 (2)为反应变压器绕组和引出线的相间短路，以及中性点直接接 地电网侧绕组和引出线的接地短路及绕组匝间短路，应装设 纵差保护或电流速断保护。
(6)高压侧电压为500KV及以上的变压器，对频率降低和 电压升高而引起的变压器励磁电流升高，应装设变压器 过励磁保护。
(7)对变压器温度和油箱内压力升高，以及冷却系统故障， 按变压器现行标准要求，应装设相应的保护装置。
• 差动保护能正确区分 被保护元件保护区内、 外故障，并能瞬时切 除保护区内的故障。 变压器差动保护用来 反应变压器绕组、引 出线及套管上各种短 路故障，是变压器的 主保护。
1TA
•
I A2
•
I B2
•
I C2
•
I AB2
A
•
I
A
B
C •
•
IB
IC •
I AB2
X
Y Z Yd11
x
y
z
•
a
bc
I ab2
2TA
•
•
•
I ab
I bc
I ca
1KD
2KD 3KD
高压侧
变压器 绕组电流
记 号
相量图
•
•
IA
IA
•
IB • IC
•
IC
低压侧
记
号
•
Ia
•
Ib
•
IB •
IC
相量图
电力变压器故障方式和保护措施
第一节 电力变压器的故障、异常工作状态 及其保护方式
第二节 变压器的差动保护 第三节 变压器的气体保护 第四节 变压器的电流速断保护 第五节 变压器相间短路的后备保护及过负
荷保护 第六节 变压器的零序保护
对本章学习的要求是： （1）了解变压器可能产生的故障类型和异常工作的状态； （2）掌握变压器的保护方式； （3）熟练掌握纵差动保护的工作原理及特点； （4）了解不平衡电流可能产生的原因及特点，减小措施； （5）了解励磁涌流产生原因及特点，以及变压器差动保护
10-1 变压器差动保护原理接线图
第二节变压器的差动保护
I
I
I1
I1
•
•
I
I2
(a)
KD
•
Leabharlann BaiduIr
I1
I1
•
I3
•
•
I
I2
(b)
图10-1 变压器差动保护单相原理接线图 （a）两绕组变压器；（b）三绕组变压器
KD
•
Ir
I
（一）稳态不平衡电流 1、变压器各侧电流相位不同引起不平衡电流
在电力系统中大、中型变压器采用Y，d11接线的 很多，变压器一、二次侧线电流相位差30°，如果 两侧电流互感器采用相同接线方式，即使I1和I2的 数值相等，其不平衡电流为 Iunb1=2I1sin15°=0.518I1。因此，必须补偿由于 两侧电流相位不同而引起的不平衡电流。具体方法 是将Y,d11接线的变压器星形接线侧的电流互感器 接成三角形接线，三角形接线侧电流互感器接成星 形接线，这样可以使两侧电流互感器二次联接臂上 的电流相位一致。
中如何克服励磁涌流的影响； （6）掌握变压器差动保护整定计算原则； （7）掌握带速饱和变流器的差动继电器（BCH-2或BCH-1）
的构造和特性； （8）了解电流、电压保护在变压器保护中的作用； （9）掌握瓦斯保护中的工作原理及接线。
变压器的故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障。 1、油箱内部故障有，绕组的相间短路、绕组的匝间短路、直接
变压器星形接线侧按三角形接线的电流互感器变比为
KTA.d
ITN.Y（130-1）
5
变压器角形接线侧按星形接线的电流互感器的变比为
KTA.y
ITN.d（10-2） 5
由于实际所选电流互感器的变比不同于计算值，势必在
差动回路中出现不平衡电流值。
（1）用自耦变压器UT改变差动臂的电流； （2）用中间变流器UA进行磁势补偿； （3）用电抗变换器UX1和UX2二次绕组串接差动输出进行磁势补偿。