6变压器保护分析.pptx

第五章第五章 变压器保护变压器保护变压器是电力系统重要的主设备之一变压器是电力系统重要的主设备之一在发电厂通过升压变压器将发电机电压升高，在发电厂通过升压变压器将发电机电压升高，而由输电线路将发电机发出的电能送至电力系而由输电线路将发电机发出的电能送至电力系统中；在变电所通过降压变压器将电压降压，统中；在变电所通过降压变压器将电压降压，并将电能送至配电网络。并将电能送至配电网络。变压器的故障将对供电的可靠性和系统的正常变压器的故障将对供电的可靠性和系统的正常运行产生严重的影响。因此，变压器应配置性运行产生严重的影响。因此，变压器应配置性能完善的继电保护装置能完善的继电保护装置第一节第一节 变压器的故障类型、不正常变压器的故障类型、不正常运行状态及其保护配置运行状态及其保护配置变压器的故障类型变压器的故障类型变压器的不正常运行状态变压器的不正常运行状态变压器常用的保护配置变压器常用的保护配置一、变压器的故障一、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。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：油箱外的故障：套管和引出线上发生相间短路以及接地短路。套管和引出线上发生相间短路以及接地短路。油箱内的故障：油箱内的故障：绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁心的烧损等。绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁心的烧损等。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，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的气体，有而且由于绝缘材料和变压器油因受热分解而产生大量的气体，有可能引起变压器油箱的爆炸。可能引起变压器油箱的爆炸。实践表明，变压器套管和引出线上的相间短路、接地短路、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类型，变压器油箱内发生绕组的匝间短路是比较常见的故障类型，变压器油箱内发生相间短路的情况比较少。相间短路的情况比较少。二、变压器的不正常运行状态二、变压器的不正常运行状态变压器的不正常运行状态主要包括：变压器的不正常运行状态主要包括：（1 1）外部短路或过负荷引起的过电流；）外部短路或过负荷引起的过电流；（2 2）油箱漏油造成的油面降低；）油箱漏油造成的油面降低；（3 3）变压器中性点电压升高等。）变压器中性点电压升高等。变压器不正常运行时，变压器不正常运行时，继电保护装置应根据继电保护装置应根据其严重程度其严重程度，发出告警信号，使运行人员及，发出告警信号，使运行人员及时发现并采取相应的措施，以确保变压器的时发现并采取相应的措施，以确保变压器的安全安全。三、变压器保护常用的保护配置三、变压器保护常用的保护配置变压器主保护：变压器主保护：（1 1）气体保护：反应变压器油箱内部的各种故障以及油面降低。）气体保护：反应变压器油箱内部的各种故障以及油面降低。（2 2）纵差动保护或电流速断保护：反应变压器绕组、套管及引出）纵差动保护或电流速断保护：反应变压器绕组、套管及引出线上的各种短路故障。线上的各种短路故障。变压器后备保护和过负荷保护：变压器后备保护和过负荷保护：（1 1）过电流保护：反应外部相间故障引起的变压器过电流，并作）过电流保护：反应外部相间故障引起的变压器过电流，并作为变压器主保护的后备保护。为变压器主保护的后备保护。（2 2）零序保护：反应中性点直接接地变压器高压侧绕组接地短路）零序保护：反应中性点直接接地变压器高压侧绕组接地短路故障，以及高压侧系统的接地短路故障，并作为变压器主保护及故障，以及高压侧系统的接地短路故障，并作为变压器主保护及相邻元件接地故障的后备保护。相邻元件接地故障的后备保护。（3 3）过负荷保护：反应）过负荷保护：反应400kVA400kVA及以上变压器的三相对称过负荷。及以上变压器的三相对称过负荷。其他非电量保护其他非电量保护第二节第二节 变压器的气体保护变压器的气体保护 当变压器油箱内部发生故障时，由于短路电流产生当变压器油箱内部发生故障时，由于短路电流产生电弧使变压器油和绝缘介质受热分解，产生大量气电弧使变压器油和绝缘介质受热分解，产生大量气体，而且故障越严重，产生的气体越多，从油箱流体，而且故障越严重，产生的气体越多，从油箱流向油枕的气流和油流的速度也越快，反应这种气体向油枕的气流和油流的速度也越快，反应这种气体而动作的保护称气体保护（瓦斯保护）。而动作的保护称气体保护（瓦斯保护）。规程规定，容量在规程规定，容量在800kVA800kVA及以上的油浸式变压器和及以上的油浸式变压器和容量在容量在400kVA400kVA及以上的车间内油浸式变压器，应装及以上的车间内油浸式变压器，应装设气体保护。设气体保护。一、变压器气体保护的工作原理一、变压器气体保护的工作原理气体保护的主要元件是气体继电器气体保护的主要元件是气体继电器（瓦斯继电器），它安装在油箱和（瓦斯继电器），它安装在油箱和油枕之间的连接管道上。油枕之间的连接管道上。气体继电器有两个输出接点，一个气体继电器有两个输出接点，一个反应变压器内部的不正常情况或轻反应变压器内部的不正常情况或轻微故障，称为微故障，称为“轻气体轻气体”；另一个；另一个反应变压器的严重故障，称为反应变压器的严重故障，称为“重重气体气体”。轻气体动作于信号，使运。轻气体动作于信号，使运行人员能够迅速发现故障并及时处行人员能够迅速发现故障并及时处理；重气体动作于跳开变压器各侧理；重气体动作于跳开变压器各侧断路器。断路器。二、变压器气体保护的原理接线二、变压器气体保护的原理接线在变压器正常运行时，气体继电器两对触点都是断开的。当在变压器正常运行时，气体继电器两对触点都是断开的。当变压器油箱内部发生轻微故障时，变压器油箱内部发生轻微故障时，“轻气体触点轻气体触点”接通，。接通，。当变压器油箱内部发生严重故障时，当变压器油箱内部发生严重故障时，“重气体触点重气体触点”接通。接通。如果变压器油箱漏油，如果变压器油箱漏油，“轻气体触点轻气体触点”与与“重气体触点重气体触点”会先后接通。会先后接通。三、变压器气体保护的优缺点三、变压器气体保护的优缺点变压器气体保护的保护范围为变压器油箱内部，能反变压器气体保护的保护范围为变压器油箱内部，能反应变压器油箱内部的各种故障，以及铁芯过热烧伤、应变压器油箱内部的各种故障，以及铁芯过热烧伤、油面降低等。油面降低等。变压器气体保护具有动作迅速、结构简单、灵敏度高变压器气体保护具有动作迅速、结构简单、灵敏度高等优点，特别是当绕组匝间短路很少时，或严重漏油等优点，特别是当绕组匝间短路很少时，或严重漏油时，反应电流的各种保护不能动作，而气体保护能动时，反应电流的各种保护不能动作，而气体保护能动作。但是，变压器气体保护不能反应变压器油箱外部作。但是，变压器气体保护不能反应变压器油箱外部的套管和引出线上故障，且运行中正确动作率不够理的套管和引出线上故障，且运行中正确动作率不够理想。因此，气体保护不能作为变压器各种故障的唯一想。因此，气体保护不能作为变压器各种故障的唯一主保护（气体保护需要与差动保护共同使用）。主保护（气体保护需要与差动保护共同使用）。第二节第二节 变压器的纵差动保护变压器的纵差动保护变压器的纵联差动保护是用来反应变压器绕组和引变压器的纵联差动保护是用来反应变压器绕组和引出线的相间短路、大接地电流系统侧绕组和引出线出线的相间短路、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，是变压器最重要的单相接地短路及绕组匝间短路，是变压器最重要的保护之一。的保护之一。规程规定，容量在规程规定，容量在10000kVA以上单独运行变压器、以上单独运行变压器、容量在容量在6300kVA以上并列运行变压器或企业中的重以上并列运行变压器或企业中的重要变压器、容量在要变压器、容量在2000kVA以上且电流速断保护灵以上且电流速断保护灵敏度不满足要求的变压器，应装设纵差动保护。敏度不满足要求的变压器，应装设纵差动保护。一、变压器纵差动保护的工作原理一、变压器纵差动保护的工作原理纵差动保护的基本原理是比较各侧纵差动保护的基本原理是比较各侧电流的大小和相位。电流的大小和相位。（1 1）在正常运行和外部故障时，理论）在正常运行和外部故障时，理论上流入差动继电器的电流为零，保上流入差动继电器的电流为零，保护不动作；护不动作；（2 2）当内部故障时，流入差动继电器）当内部故障时，流入差动继电器的电流是短路电流，若此值大于整的电流是短路电流，若此值大于整定值则保护动作于跳闸。定值则保护动作于跳闸。纵差动保护不但能够正确区分区内纵差动保护不但能够正确区分区内外故障，而且不需要与其它元件的外故障，而且不需要与其它元件的保护配合，可以无延时地切除区内保护配合，可以无延时地切除区内各种故障，具有独特的优点，因而各种故障，具有独特的优点，因而被广泛地用作变压器的主保护。被广泛地用作变压器的主保护。二、二、YNd11变压器纵差动保护的三相原理接线变压器纵差动保护的三相原理接线对于常规变压器纵差动对于常规变压器纵差动保护，两侧保护，两侧TA采用相位采用相位补偿接线。补偿接线。此时，两侧此时，两侧TA的变比选的变比选择应满足：择应满足：三、变压器的励磁涌流三、变压器的励磁涌流当变压器空载投入或外部短路故障切除电压当变压器空载投入或外部短路故障切除电压恢复时，励磁电流可达额定电流的恢复时，励磁电流可达额定电流的68倍，这倍，这称为励磁涌流。称为励磁涌流。由于励磁涌流数值很大，若用动作电流来躲由于励磁涌流数值很大，若用动作电流来躲过其影响，纵差动保护在变压器内部故障时过其影响，纵差动保护在变压器内部故障时灵敏度将会很低。因此，一般要通过其它措灵敏度将会很低。因此，一般要通过其它措施来防止励磁涌流引起纵差动保护的误动，施来防止励磁涌流引起纵差动保护的误动，这也是变压器纵差动保护的核心问题。这也是变压器纵差动保护的核心问题。1.励磁涌流的特点励磁涌流的特点励磁涌流数值很大，随时间衰减，衰减速度与变压励磁涌流数值很大，随时间衰减，衰减速度与变压器容量有关，变压器容量大则衰减慢；器容量有关，变压器容量大则衰减慢；励磁涌流中含有明显的非周期分量，波形偏向时间励磁涌流中含有明显的非周期分量，波形偏向时间轴的一侧；轴的一侧；励磁涌流中含有明显的高次谐波分量，其中二次谐励磁涌流中含有明显的高次谐波分量，其中二次谐波分量比例最大；波分量比例最大；励磁涌流波形呈非正弦特性，波形不连续，出现间励磁涌流波形呈非正弦特性，波形不连续，出现间断角。断角。2.防止励磁涌流影响的措施防止励磁涌流影响的措施采用带有速饱和变流器的差动继电器构成变压器纵差动保护。采用带有速饱和变流器的差动继电器构成变压器纵差动保护。利用励磁涌流中含有明显的非周期分量的特征，用非周期分利用励磁涌流中含有明显的非周期分量的特征，用非周期分量电流破坏周期分量电流变换。量电流破坏周期分量电流变换。采用二次谐波制动原理构成变压器纵差动保护。利用励磁涌采用二次谐波制动原理构成变压器纵差动保护。利用励磁涌流中含有明显二次谐波分量而短路电流中不含有二次谐波分流中含有明显二次谐波分量而短路电流中不含有二次谐波分量的特征，应用二次谐波制动原理，使出现励磁涌流时制动量的特征，应用二次谐波制动原理，使出现励磁涌流时制动保护，出现短路电流时不制动保护，出现短路电流时不制动(开放开放)保护。保护。采用鉴别波形间断原理构成变压器纵差动保护。利用励磁涌采用鉴别波形间断原理构成变压器纵差动保护。利用励磁涌流波形间断而短路电流波形连续的特征，当保护差动回路电流波形间断而短路电流波形连续的特征，当保护差动回路电流波形间断角超过整定值时闭锁保护，间断角小于整定值时流波形间断角超过整定值时闭锁保护，间断角小于整定值时开放保护。开放保护。四、变压器纵差动保护的不平衡电流四、变压器纵差动保护的不平衡电流当变压器通过穿越电流当变压器通过穿越电流(正常运行或外部故障正常运行或外部故障)时，流入差动继电器的电流是不平衡电流，时，流入差动继电器的电流是不平衡电流，此时差动保护不应动作。因此，需要克服或此时差动保护不应动作。因此，需要克服或减小差动回路不平衡电流对保护的影响。减小差动回路不平衡电流对保护的影响。产生不平衡电流的主要因素：产生不平衡电流的主要因素：（1）电流互感器变比标准化；）电流互感器变比标准化；（2）两侧电流互感器二次阻抗不匹配；）两侧电流互感器二次阻抗不匹配；（3）变压器分接头调整等。）变压器分接头调整等。TA变比标准化产生的不平衡电流变比标准化产生的不平衡电流电流互感器是定型产品，其变比已标准化，电流互电流互感器是定型产品，其变比已标准化，电流互感器实际选择的标准变比和计算变比很难一致，即：感器实际选择的标准变比和计算变比很难一致，即：因此，在差动回路产生不平衡电流。因此，在差动回路产生不平衡电流。由电流互感器变比标准化产生的不平衡电流，可以由电流互感器变比标准化产生的不平衡电流，可以通过电流变换器对电流互感器二次电流数值进一步通过电流变换器对电流互感器二次电流数值进一步变换，使最终引入差动继电器的两个电流数值尽可变换，使最终引入差动继电器的两个电流数值尽可能接近，并在整定计算时给予考虑。能接近，并在整定计算时给予考虑。两侧两侧TA二次阻抗不匹配产生的不平衡电流二次阻抗不匹配产生的不平衡电流变压器两侧电压等级不同，额定电流数值不同，因而变压器两侧电压等级不同，额定电流数值不同，因而实际选用的电流互感器型号不同，他们的饱和特性、实际选用的电流互感器型号不同，他们的饱和特性、励磁电流、剩磁不同，两侧电流互感器二次阻抗不完励磁电流、剩磁不同，两侧电流互感器二次阻抗不完全匹配，使电流变换出现相对误差。因此在外部短路全匹配，使电流变换出现相对误差。因此在外部短路故障时，并计及非周期分量电流后，差动回路有较大故障时，并计及非周期分量电流后，差动回路有较大的不平衡电流。的不平衡电流。由两侧电流互感器二次阻抗不匹配产生的不平衡电流，由两侧电流互感器二次阻抗不匹配产生的不平衡电流，可以在整定计算时引入电流互感器同型系数、电流互可以在整定计算时引入电流互感器同型系数、电流互感器变比误差系数、非周期分量系数加以考虑。感器变比误差系数、非周期分量系数加以考虑。变压器分接头调整产生的不平衡电流变压器分接头调整产生的不平衡电流变压器分接头调整是维持系统电压的一种变压器分接头调整是维持系统电压的一种有效方法。当变压器分接头调整时，改变有效方法。当变压器分接头调整时，改变了变压器的变比，造成变压器两侧电流关了变压器的变比，造成变压器两侧电流关系改变，因此破坏了电流互感器二次电流系改变，因此破坏了电流互感器二次电流的平衡关系，在差动回路产生不平衡电流。的平衡关系，在差动回路产生不平衡电流。由变压器分接头调整产生的不平衡电流，由变压器分接头调整产生的不平衡电流，可以在整定计算加以考虑。可以在整定计算加以考虑。五、变压器纵差动保护的整定计算原则五、变压器纵差动保护的整定计算原则动作电流按以下三个条件整定，并选取其中最大者作为动作电流按以下三个条件整定，并选取其中最大者作为整定值。整定值。（1 1）躲过外部短路故障时的最大不平衡电流）躲过外部短路故障时的最大不平衡电流（2 2）躲过变压器最大的励磁涌流）躲过变压器最大的励磁涌流（3 3）躲过电流互感器二次回路断线引起的差电流）躲过电流互感器二次回路断线引起的差电流灵敏系数的校验：灵敏系数的校验：当按上述原则整定的动作电流不能满足灵敏度要求时，当按上述原则整定的动作电流不能满足灵敏度要求时，可采用具有制动特性的差动继电器。可采用具有制动特性的差动继电器。小结小结变压器差动保护的动作电流应按躲过外部短路时的最大不平变压器差动保护的动作电流应按躲过外部短路时的最大不平衡电流整定；而灵敏度应按内部短路时的最小短路电流校验，衡电流整定；而灵敏度应按内部短路时的最小短路电流校验，并要求并要求Ksen2 Ksen2。变压器差动保护的保护范围为保护用电流互感器之间，能反变压器差动保护的保护范围为保护用电流互感器之间，能反应变压器绕组、套管及引出线的各种短路故障，但不能反应应变压器绕组、套管及引出线的各种短路故障，但不能反应变压器发生少数匝数的匝间短路、铁芯过热烧伤、油面降低变压器发生少数匝数的匝间短路、铁芯过热烧伤、油面降低等。等。不论是差动保护和气体保护，都不能互相取代，即变压器需不论是差动保护和气体保护，都不能互相取代，即变压器需要同时装设差动保护和气体保护共同作为变压器的主保护。要同时装设差动保护和气体保护共同作为变压器的主保护。第四节第四节 变压器相间短路的后备保护变压器相间短路的后备保护变压器相间短路后备保护的作用：变压器相间短路后备保护的作用：防止由外部故障引起的变压器绕组过电流；防止由外部故障引起的变压器绕组过电流；作为相邻元件保护的后备；作为相邻元件保护的后备；在可能条件下作为内部故障时主保护的后备。在可能条件下作为内部故障时主保护的后备。变压器电流、电压保护的类型：变压器电流、电压保护的类型：过电流保护过电流保护低电压起动的过电流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复合电压起动的过电流保护负序过电流保护负序过电流保护阻抗保护阻抗保护一、过电流保护一、过电流保护过电流保护主要由电过电流保护主要由电流元件和时间元件构流元件和时间元件构成，保护动作后跳开成，保护动作后跳开变压器两侧断路器。变压器两侧断路器。过电流保护的动作电过电流保护的动作电流按躲过变压器可能流按躲过变压器可能出现的最大负荷电流出现的最大负荷电流整定，即整定，即二、低电压起动的过电流保护二、低电压起动的过电流保护对低电压起动的过电对低电压起动的过电流保护：流保护：只有在电流元件和电只有在电流元件和电压元件同时动作后，压元件同时动作后，才能启动时间继电器，才能启动时间继电器，经过预定的延时后动经过预定的延时后动作于跳闸。作于跳闸。三、复合电压起动的过电流保护三、复合电压起动的过电流保护复合电压启动元件复合电压启动元件由一个负序过电由一个负序过电压继电器和一个接于线电压上的低压继电器和一个接于线电压上的低电压继电器组成。电压继电器组成。负序过电压继电器作为不对称故障负序过电压继电器作为不对称故障的电压保护的电压保护低电压继电器则作为三相短路故障低电压继电器则作为三相短路故障时的电压保护。时的电压保护。复合电压启动的过电流保护在不对复合电压启动的过电流保护在不对称故障时电压继电器的灵敏度高，称故障时电压继电器的灵敏度高，并且接线比较简单。因此应用比较并且接线比较简单。因此应用比较广泛。广泛。四、三绕组变压器相间短路后备保护的特点四、三绕组变压器相间短路后备保护的特点三绕组变压器发生外部短路时，要求只断开故障一三绕组变压器发生外部短路时，要求只断开故障一侧的断路器，而使变压器的另外两侧仍然可以继续侧的断路器，而使变压器的另外两侧仍然可以继续运行，以提高供电可靠性。运行，以提高供电可靠性。三绕组变压器相间短路的后备保护在作为相邻元件三绕组变压器相间短路的后备保护在作为相邻元件的后备时，应该有选择性地只跳开近故障点一侧的的后备时，应该有选择性地只跳开近故障点一侧的断路器，保证另外两侧继续运行，尽可能的缩小故断路器，保证另外两侧继续运行，尽可能的缩小故障影响范围；而作为变压器内部故障的后备时，应障影响范围；而作为变压器内部故障的后备时，应该跳开三侧断路器，使变压器退出运行。该跳开三侧断路器，使变压器退出运行。1.对单侧电源的三绕组变压器对单侧电源的三绕组变压器可以只装设两套过电流保护：可以只装设两套过电流保护：一套装在电源侧，另一套装在负荷侧。一套装在电源侧，另一套装在负荷侧。负荷侧的保护只作为母线负荷侧的保护只作为母线保护的后备，保护的后备，动作后只跳开断路器动作后只跳开断路器QF3QF3。动作时限。动作时限（t t）应该与母线）应该与母线保护的动作时限相保护的动作时限相配合。配合。电源侧的过电流保护作为变压器主保护电源侧的过电流保护作为变压器主保护和母线和母线保护的后备。采用两个时间元保护的后备。采用两个时间元件，以较小的时限（件，以较小的时限（t t）跳开断路器）跳开断路器QF2QF2，以较大的时限（，以较大的时限（t tT T）跳开三侧断路）跳开三侧断路器器QF1QF1、QF2QF2和和QF3QF3。为了提高外部故障时保护的灵敏度，为了提高外部故障时保护的灵敏度，负荷侧过电流保护应该装设在容量负荷侧过电流保护应该装设在容量较小的一侧，对于降压变压器通常较小的一侧，对于降压变压器通常是低压侧。是低压侧。2.对多侧电源的三绕组变压器对多侧电源的三绕组变压器若若IIII侧也带有电源，应该在三侧分别装设过电流保护。侧也带有电源，应该在三侧分别装设过电流保护。主电源侧的过电流保护兼作变压器主保护的后备，其它主电源侧的过电流保护兼作变压器主保护的后备，其它各侧过电流保护仅作为本侧母线保护的后备。假设各侧过电流保护仅作为本侧母线保护的后备。假设侧侧为主电源。为主电源。侧的过电流保护还增设一个方向元件，方侧的过电流保护还增设一个方向元件，方向指向母线向指向母线。侧的过电流保护也增设一个方向指向侧的过电流保护也增设一个方向指向母线的方向元件，并设置两个动作时限。过电流元件和母线的方向元件，并设置两个动作时限。过电流元件和方向元件同时启动时，经短时限跳开断路器方向元件同时启动时，经短时限跳开断路器QF1QF1。过电。过电流元件启动，但方向元件不启动时，经长时限跳开变压流元件启动，但方向元件不启动时，经长时限跳开变压器三侧断路器。器三侧断路器。各种故障下保护的动作情况：各种故障下保护的动作情况：母线母线故障时，虽然三侧保护的电流元件都启动，故障时，虽然三侧保护的电流元件都启动，侧和侧和侧方向元件不会启动，侧方向元件不会启动，侧保护先动作跳侧保护先动作跳开开QF3QF3，侧和侧和侧继续运行；侧继续运行；母线母线故障时，故障时，侧和侧和侧都启动，但侧都启动，但侧的方向侧的方向元件不启动，元件不启动，侧过流保护先动作跳开侧过流保护先动作跳开QF2QF2，变压，变压器仍能运行；器仍能运行；母线母线故障时只跳开故障时只跳开QF1QF1，变压器也能运行。变压器，变压器也能运行。变压器内部故障时，则跳开三侧断路器。内部故障时，则跳开三侧断路器。五、变压器的过负荷保护五、变压器的过负荷保护变压器长期过负荷运行时，绕组会因发热而受到损伤。变压器长期过负荷运行时，绕组会因发热而受到损伤。对对400kVA400kVA以上的变压器，当数台并列运行，或单独运行并作为其以上的变压器，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，应根据可能过负荷的情况，装设过负荷保他负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况，装设过负荷保护。护。过负荷保护反应变压器对称过负荷引起的过电流，且用一个电流过负荷保护反应变压器对称过负荷引起的过电流，且用一个电流继电器接于一相电流，经延时动作于信号。继电器接于一相电流，经延时动作于信号。过负荷保护的配置：过负荷保护的配置：（1 1）对于双绕组变压器，过负荷保护装于电源侧。）对于双绕组变压器，过负荷保护装于电源侧。（2 2）对于单侧电源三绕组降压变压器，若三侧的容量相等，则过负）对于单侧电源三绕组降压变压器，若三侧的容量相等，则过负荷保护只装于电源侧；若三侧的容量不等，则过负荷保护装于电荷保护只装于电源侧；若三侧的容量不等，则过负荷保护装于电源侧和容量较小一侧。源侧和容量较小一侧。（3 3）对于双侧电源三绕组降压变压器或联络变压器，三侧均应装设）对于双侧电源三绕组降压变压器或联络变压器，三侧均应装设过负荷保护。过负荷保护。第五节第五节 变压器的接地保护变压器的接地保护变压器接地保护也称为变压器零序保护，用变压器接地保护也称为变压器零序保护，用于中性点直接接地系统中，作为变压器高压于中性点直接接地系统中，作为变压器高压侧绕组及引出线接地短路、变压器相邻元件侧绕组及引出线接地短路、变压器相邻元件接地短路的后备保护。接地短路的后备保护。根据变压器中性点接地运行方式不同，接地根据变压器中性点接地运行方式不同，接地保护设置也有区别。保护设置也有区别。一、中性点直接接地运行变压器的接地保护一、中性点直接接地运行变压器的接地保护如右图所示，中性点直接接地运行的变压如右图所示，中性点直接接地运行的变压器的接地保护采用两段式零序电流保护。器的接地保护采用两段式零序电流保护。零序电流零序电流I I段与相邻元件零序电流段与相邻元件零序电流I I段或段或段配合整定；段配合整定；零序电流零序电流段与相邻元件零序电流后备段与相邻元件零序电流后备段配合整定。段配合整定。零序电流取自变压器中性点电流互感器零序电流取自变压器中性点电流互感器的二次侧。的二次侧。在另一条母线故障时，零序电流保护应该在另一条母线故障时，零序电流保护应该跳开母联断路器跳开母联断路器QFQF，使变压器能够继续运，使变压器能够继续运行。每一段都设置有两个时限，以较短时行。每一段都设置有两个时限，以较短时限跳开母联断路器，以较长时限跳变压器限跳开母联断路器，以较长时限跳变压器两侧断路器。两侧断路器。二、中性点可能接地或不接地运行变压器的二、中性点可能接地或不接地运行变压器的接地保护接地保护如图所示，对于多台变压器并列运行的变电所，如图所示，对于多台变压器并列运行的变电所，通常采用一部分变压器中性点接地运行，而另一通常采用一部分变压器中性点接地运行，而另一部分变压器中性点不接地运行的方式。这样可以部分变压器中性点不接地运行的方式。这样可以将接地故障电流水平限制在合理范围内，同时使将接地故障电流水平限制在合理范围内，同时使整个电力系统零序电流的大小和分布情况尽量不整个电力系统零序电流的大小和分布情况尽量不受运行方式的变化，提高系统零序电流保护的灵受运行方式的变化，提高系统零序电流保护的灵敏度。敏度。发生单相接地故障时，发生单相接地故障时，T-2T-2和和T-3T-3由零序电流保护由零序电流保护动作而被切除。此时由于接地中性点失去，变成动作而被切除。此时由于接地中性点失去，变成了中性点不接地系统单相接地故障的情况，了中性点不接地系统单相接地故障的情况，需要需要装设中性点不接地运行方式下的接地保护将装设中性点不接地运行方式下的接地保护将T-1T-1切切除。故除。故中性点可能接地或不接地运行的变压器接中性点可能接地或不接地运行的变压器接地保护变压器接地保护由零序过电流保护和零序地保护变压器接地保护由零序过电流保护和零序过电压保护构成。过电压保护构成。1.全绝缘变压器的接地保护全绝缘变压器的接地保护全绝缘变压器在所连接的系统发生单相接全绝缘变压器在所连接的系统发生单相接地同时又变为中性点不接地时，绝缘不会地同时又变为中性点不接地时，绝缘不会受到威胁，但此时产生的零序过电压会危受到威胁，但此时产生的零序过电压会危及其它电力设备的绝缘，需装设零序电压及其它电力设备的绝缘，需装设零序电压保护将变压器切除。保护将变压器切除。全绝缘变压器接地保护的原理接线如图所全绝缘变压器接地保护的原理接线如图所示。其中，示。其中，零序电流保护作为变压器中性点接地零序电流保护作为变压器中性点接地运行时的接地保护；运行时的接地保护；零序电压保护作为中性点不接地运行零序电压保护作为中性点不接地运行时的接地保护；时的接地保护；零序电压取自电压互感器二次侧的开零序电压取自电压互感器二次侧的开口三角绕组。口三角绕组。2.分级绝缘变压器的接地保护分级绝缘变压器的接地保护220kV220kV及其以上电压等级的大型变压器，为了降低造价，高压及其以上电压等级的大型变压器，为了降低造价，高压绕组采用分级绝缘，中性点绝缘水平较低，在单相故障且失去绕组采用分级绝缘，中性点绝缘水平较低，在单相故障且失去中性点接地时，其绝缘将受到破坏。为此可以在变压器中性点中性点接地时，其绝缘将受到破坏。为此可以在变压器中性点装设放电间隙，当间隙上的电压超过动作电压时迅速放电，形装设放电间隙，当间隙上的电压超过动作电压时迅速放电，形成中性点对地的短路，从而保护变压器中性点的绝缘。成中性点对地的短路，从而保护变压器中性点的绝缘。放电间隙不能长时间通过电流，故在放电间隙上装设零序电流放电间隙不能长时间通过电流，故在放电间隙上装设零序电流元件，在检测到间隙放电后迅速切除变压器。元件，在检测到间隙放电后迅速切除变压器。放电间隙是一种比较粗糙的设施，气象条件、连续放电的次数放电间隙是一种比较粗糙的设施，气象条件、连续放电的次数都可能会出现应动作而不动作的情况，还需要装设零序电压元都可能会出现应动作而不动作的情况，还需要装设零序电压元件，作为间隙不能放电的后备，动作于切除变压器。件，作为间隙不能放电的后备，动作于切除变压器。中性点有放电间隙的分级绝缘变压器接地保护的原理接线中性点有放电间隙的分级绝缘变压器接地保护的原理接线如果变压器中性点接地运行（如果变压器中性点接地运行（Qs合闸），合闸），发生单相接地短路时，中性点出现零序发生单相接地短路时，中性点出现零序电流，两段式零序电流保护起动，并电流，两段式零序电流保护起动，并以以较短时限跳开母联断路器，以较长时限较短时限跳开母联断路器，以较长时限跳变压器各侧断路器。跳变压器各侧断路器。如果变压器中性点不接地运行（如果变压器中性点不接地运行（Qs打开）打开），发生单相接地短路时，若放电间隙击，发生单相接地短路时，若放电间隙击穿，则间隙零序电流保护动作，瞬时经穿，则间隙零序电流保护动作，瞬时经或门出口；若放电间隙未击穿，当系统或门出口；若放电间隙未击穿，当系统内所有中性点接地运行的变压器都退出内所有中性点接地运行的变压器都退出运行后，零序电压保护动作，或门出口。运行后，零序电压保护动作，或门出口。第五章复习题（第五章复习题（1）1变压器气体保护是油箱内、外部故障的一种有效保护方式。（变压器气体保护是油箱内、外部故障的一种有效保护方式。（）2变压器纵差动保护的保护范围包括了气体保护的保护范围，因此变压变压器纵差动保护的保护范围包括了气体保护的保护范围，因此变压器纵差动保护可以代替气体保护。（器纵差动保护可以代替气体保护。（）3变压器故障，气体保护和纵差动保护均正确动作了，故判断故障点必变压器故障，气体保护和纵差动保护均正确动作了，故判断故障点必在油箱内部。（在油箱内部。（）4变压器的纵差动保护是变压器的主保护。（变压器的纵差动保护是变压器的主保护。（）5变压器的纵差动保护需要与其他元件的保护配合。（变压器的纵差动保护需要与其他元件的保护配合。（）6当变压器发生少数绕组匝间短路时，匝间短路电流很大，因而变压器当变压器发生少数绕组匝间短路时，匝间短路电流很大，因而变压器气体保护和纵差动保护均会动作跳闸。（气体保护和纵差动保护均会动作跳闸。（）7变压器过电流保护的动作时间是按阶梯原则整定的。（变压器过电流保护的动作时间是按阶梯原则整定的。（）8采用复合电压起动的过流保护可提高保护的灵敏性。（采用复合电压起动的过流保护可提高保护的灵敏性。（）9变压器在空载合闸时往往会产生励磁涌流。（变压器在空载合闸时往往会产生励磁涌流。（）10.瓦斯继电器安装在变压器油箱和油枕之间的连接管上。（瓦斯继电器安装在变压器油箱和油枕之间的连接管上。（）11.影响变压器纵差动保护不平衡电流的因素很多，但采取相应措施后，影响变压器纵差动保护不平衡电流的因素很多，但采取相应措施后，均能均能100的将不平衡电流消除。的将不平衡电流消除。（）第五章复习题（第五章复习题（2）1.变压器的瓦斯保护能反应（变压器的瓦斯保护能反应（）。）。A变压器油箱内的故障；变压器油箱内的故障；B油面降低；油面降低；C变压器油箱内故障和油面降低；变压器油箱内故障和油面降低；D引出线短路。引出线短路。2.在中性点直接接地系统中，降压变压器的过电流保护宜采用（在中性点直接接地系统中，降压变压器的过电流保护宜采用（）接线。）接线。A两相两继电器；两相两继电器；B两相三继电器；两相三继电器；C三相完全星形；三相完全星形；D两相电流差。两相电流差。3.装有差动、瓦斯和过电流保护的变压器，其主保护为（装有差动、瓦斯和过电流保护的变压器，其主保护为（）。）。A过电流和瓦斯保护；过电流和瓦斯保护；B过电流和差动保护；过电流和差动保护；C差动和瓦斯保护；差动和瓦斯保护；D无正确选项。无正确选项。4.为了防止变压器外部相间短路引起的过电流，并作为变压器本身的后备保护，为了防止变压器外部相间短路引起的过电流，并作为变压器本身的后备保护，变压器必须装设（变压器必须装设（）。）。A差动保护；差动保护；B瓦斯保护；瓦斯保护；C过电流保护；过电流保护；D过负荷保护。过负荷保护。5.在下列变压器保护中，属于后备保护的是（在下列变压器保护中，属于后备保护的是（）。）。A差动保护；差动保护；B瓦斯保护；瓦斯保护；C过电流保护；过电流保护；D过负荷保护。过负荷保护。6.对于中性点可能接地或不接地的变压器，应装设（对于中性点可能接地或不接地的变压器，应装设（）接地保护。）接地保护。A零序电流；零序电流；B零序电压；零序电压；C零序电流和零序电压；零序电流和零序电压；D功率方向。功率方向。第五章复习题（第五章复习题（3）1.简述电力变压器的常用保护配置（主保护、后备简述电力变压器的常用保护配置（主保护、后备保护、其它保护的类型）。保护、其它保护的类型）。2.什么是变压器励磁涌流？变压器励磁涌流有哪些什么是变压器励磁涌流？变压器励磁涌流有哪些特点？特点？3.简述变压器纵差动保护的不平衡电流产生的原因。简述变压器纵差动保护的不平衡电流产生的原因。4.变压器相间短路的后备保护有哪些主要类型？变压器相间短路的后备保护有哪些主要类型？5.画出双绕组三相变压器纵差保护的原理接线。画出双绕组三相变压器纵差保护的原理接线。