1、第八章 電力變壓器保護馬全福第一節(jié) 變壓器的故障類型、異常運行狀態(tài)和保護方式一、故障類型1.油箱內部：繞組相間短路、匝間短路、單相接地短路。2.油箱外部：絕緣套管閃絡和爆炸、引線相間短路、引線接地短路。二、異常運行狀態(tài) 外部短路引起的過電流、過負荷、油面降低、溫度升高、過電壓、過勵磁。第一節(jié) 變壓器的故障類型、異常運行狀態(tài)和保護方式三、保護裝置的配置（一）主保護1.瓦斯保護2.差動保護和電流速斷保護3.差動電流速斷保護4.負序功率方向保護（二）后備保護1.相間后備保護：本身的近后備，相鄰的遠后備2.接地后備保護：本身的近后備，相鄰的遠后備（三）異常運行保護1.過負荷保護2.過勵磁保護3.油溫高

2、保護第二節(jié) 變壓器的氣體保護1.什么是氣體保護？ 當變壓器內部故障時，短路電流和故障點存在的高溫電弧使變壓器油和絕緣材料分解，產生大量氣體，利用這些氣體及其形成油流速度實現的保護，稱為氣體保護。 也稱為瓦斯保護，分為輕瓦斯和重瓦斯。2.瓦斯繼電器 瓦斯繼電器安裝在變壓器油箱與油枕的連接導管上，繼電器上的箭頭指向油枕。第二節(jié) 變壓器的氣體保護 瓦斯繼電器結構 原理 正常運行時，繼電器及開口杯內均充滿油，觸點斷開，繼電器不動作；當變壓器內部發(fā)生故障或油面降低時，觸點閉合，發(fā)出輕瓦斯信號或發(fā)出跳閘命令。第二節(jié) 變壓器的氣體保護3.原理接線第三節(jié) 變壓器的縱差動保護一、基本原理與接線1.原理 是通過比

3、較變壓器各側電流的大小及相位構成的保護。 2.接線第三節(jié) 變壓器的縱差動保護二、產生不平衡電流的原因（一）兩側繞組連接方式不同 由于變壓器繞組的星形接線和三角形接線的相、線電流相位不同，及三角形接線電流相位超前星形接線300。出現不平衡電流第三節(jié) 變壓器的縱差動保護 相位補償的方法第三節(jié) 變壓器的縱差動保護（二）變壓器的勵磁涌流 當變壓器空載合閘或外部故障切除后電壓恢復時，出現的勵磁電流數值很大，可能達到額定電流的68倍，稱之為勵磁涌流。1.勵磁涌流產生的原因 當變壓器空載合閘瞬間u0，鐵芯中的磁通為m，由于磁通不能突變，故出現幅值為 m的暫態(tài)磁通，鐵芯中的總磁通為暫態(tài)與穩(wěn)態(tài)磁通之和，此值使鐵

4、芯嚴重飽和，勵磁電流達到最大值。第三節(jié) 變壓器的縱差動保護2.勵磁涌流的特點（1）初始值很大，可達額定電流的68倍（2）含有大量的非周期分量（3）含有大量的高次諧波，以2次為主（4）波形之間出現間斷，在一個周期中間斷角為d3.躲過勵磁涌流影響的措施（1）采用帶速飽和變流器的差動繼電器（2）采用2次諧波制動原理（3）利用鑒別波形間斷角的大小或比較勵磁涌流與短路電流的變化率原理（4）利用波形對稱原理（5）采用差動電流速斷保護第三節(jié) 變壓器的縱差動保護（三）電流互感器的計算變比與實際變比不同（1）利用自耦變流器（2）利用速飽和變流器的平衡線圈（3）調節(jié)電抗變換器線圈抽頭和鐵芯氣隙（四）兩側電流互感器

5、勵磁特性不同 在整定計算時引入接線系數，同型取0.5，不同型取1（五）運行中調壓分接頭改變 在計算定值時考慮第三節(jié) 變壓器的縱差動保護三、變壓器的差動保護方式（一）差動電流速斷保護（二）帶加強型速飽和變流器的差動繼電器構成的差動保護1.速飽和變流器的工作原理2.帶加強型速飽和變流器的繼電器（三）比率制動型差動繼電器構成的保護1.BCH1繼電器保護2.整流型比率制動繼電器保護第三節(jié) 變壓器的縱差動保護（四）標積制動式差動保護 是比率制動式保護的一種形式，與比率制動式的區(qū)別是：保護的制動量由兩側電流的標積決定。 標積制動式保護的優(yōu)點：單側電源供電時，若設備發(fā)生故障，一側有流為零，沒有制動量，但保護

6、能夠靈敏動作。（五）2次諧波制動原理保護 利用變壓器勵磁涌流中含有2次諧波分量構成保護，為了躲過外部短路的影響，保護包括2次諧波制動、比率制動和差動速斷三部分。第四節(jié) 變壓器的電流速斷保護 保護動作電流整定（1）躲過低壓側母線故障時流過的最大短路電流（2）躲過空載合閘時的勵磁涌流 以上兩者中取大值。 靈敏度校驗 低壓母線最小兩相短路電流與定值比值不小于2即可。 對于小容量變壓器，裝設電流速斷保護作為主保護第五節(jié) 后備保護和過負荷保護一、過電流保護 動作電流按躲過最大負荷電流整定，但要考慮（1）并列運行的變壓器，切除一臺后的過負荷（2）降壓變壓器，考慮電動機的自啟動第五節(jié) 后備保護和過負荷保護二、低電壓啟動的過電流保護 在過電流保護中加裝低電壓閉鎖元件用于判斷過電流是短路還是過負荷引起。按躲過額定電流整定。第五節(jié) 后備保護和過負荷保護三、復合電壓啟動的過電流保護 在過電流保護中加入復合電壓元件用于提高保護動作的靈敏度。第五節(jié) 后備保護和過負荷保護四、負序電流保護 通過反應變壓器不對稱故障時出現的負序分量構成。第五節(jié) 后備