第2章電力變壓器的保護配置與整定計算知識與能力：掌握變壓器保護的配置原則，理解三繞組變壓器后備保護及過負(fù)荷保護配置；了解瓦斯保護工作原理；基本能對變壓器的保護進行整定計算方法。電力變壓器的保護配置與整定計算共19頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!一、變壓器的故障類型與特征變壓器的內(nèi)部故障可分為油箱內(nèi)故障和油箱外故障兩類，油箱內(nèi)故障主要包括繞組的相間短路、匝間短路、接地短路，以及鐵芯燒毀等。變壓器油箱內(nèi)的故障十分危險，由于油箱內(nèi)充滿了變壓器油，故障后強大的短路電流使變壓器油急劇的分解氣化，可能產(chǎn)生大量的可燃性瓦斯氣體，很容易引起油箱爆炸。油箱外故障主要是套管和引出線上發(fā)生的相間短路和接地短路。電力變壓器不正常的運行狀態(tài)主要有外部相間短路、接地短路引起的相間過電流和零序過電流，負(fù)荷超過其額定容量引起的過負(fù)荷、油箱漏油引起的油面降低，以及過電壓、過勵磁等。2.1電力變壓器保護配置的原則二、變壓器保護配置的基本原則1、瓦斯保護:800KVA及以上的油浸式變壓器和400KVA以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護。瓦斯保護用來反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部的短路故障以及油面降低，其中重瓦斯保護動作于跳開變壓器各電源側(cè)斷路器，輕瓦斯保護動作于發(fā)出信號。電力變壓器的保護配置與整定計算共19頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!2、縱差保護或電流速斷保護:6300KVA及以上并列運行的變壓器，10000KVA及以上單獨運行的變壓器，發(fā)電廠廠用或工業(yè)企業(yè)中自用6300KVA及以上重要的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱差保護。其他電力變壓器，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護，其過電流保護的動作時限應(yīng)大于。對于2000KVA以上的變壓器，當(dāng)電流速斷保護靈敏度不能滿足要求時，也應(yīng)裝設(shè)縱差保護。縱差保護用于反應(yīng)電力變壓器繞組、套管及引出線發(fā)生的短路故障，其保護動作于跳開變壓器各電源側(cè)斷路器并發(fā)相應(yīng)信號。3、相間短路的后備保護:相間短路的后備保護用于反應(yīng)外部相間短路引起的變壓器過電流，同時作為瓦斯保護和縱差保護（或電流速斷保護）的后備保護，其動作時限按電流保護的階梯形原則來整定，延時動作于跳開變壓器各電源側(cè)斷路器，并發(fā)相應(yīng)信號。一般采用過流保護、復(fù)合電壓起動過電流保護或負(fù)序電流單相低電壓保護等。4、接地短路的零序保護:對于中性點直接接地系統(tǒng)中的變壓器，應(yīng)裝設(shè)零序保護，零序保護用于反應(yīng)變壓器高壓側(cè)（或中壓側(cè)），以及外部元件的接地短路。

電力變壓器的保護配置與整定計算共19頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!5、過負(fù)荷保護:對于400KVA以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺并列運行或單獨運行并作為其他負(fù)荷的備用電源時，應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護。過負(fù)荷保護通常只裝在一相，其動作時限較長，延時動作于發(fā)信號。6、其他保護:高壓側(cè)電壓為500KV及以上的變壓器，對頻率降低和電壓升高而引起的變壓器勵磁電流升高，應(yīng)裝設(shè)變壓器過勵磁保護。對變壓器溫度和油箱內(nèi)壓力升高，以及冷卻系統(tǒng)故障，按變壓器現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護裝置。電力變壓器的保護配置與整定計算共19頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!四、關(guān)于變壓器的過負(fù)荷保護

1、對雙繞組升壓變壓器，裝于發(fā)電機電壓側(cè)。2、對一側(cè)無電源的三繞組升壓變壓器，裝于發(fā)電機電壓側(cè)和無電源側(cè)。3、對三側(cè)有電源的三繞組升壓變壓器，三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)。4、對于雙繞組降壓變壓器，裝于高壓側(cè)。5、僅一側(cè)電源的三繞組降壓變壓器，若三側(cè)的容量相等，只裝于電源側(cè)；若三側(cè)的容量不等，則裝于電源側(cè)及容量較小側(cè)。6、對兩側(cè)有電源的三繞組降壓變壓器，三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)。裝于各側(cè)的過負(fù)荷保護，均經(jīng)過同一時間繼電器作用于信號。五、關(guān)于變壓器接地保護

要求：大電流接地系統(tǒng)中的變壓器，一般要求在變壓器上裝設(shè)接地（零序）保護。作為變壓器本身主保護的后備保護和相鄰元件接地短路的后備保護。

電力變壓器的保護配置與整定計算共19頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!電力變壓器的保護配置與整定計算共19頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!110KV變壓器保護配置圖電力變壓器的保護配置與整定計算共19頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!二、用DCD-2構(gòu)成的差動保護整定計算1、確定基本側(cè)計算一次側(cè)額定電流:選擇電流互感器變比:主變D側(cè)，=1；Y側(cè)=確定基本側(cè):二次電流大的那一側(cè)為基本側(cè)。電力變壓器的保護配置與整定計算共19頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!3、確定基本側(cè)工作繞組匝數(shù)：其中：

——DCD-2繼電器額定動作磁勢，取60安.匝；——基本側(cè)TA接線系數(shù)；——基本側(cè)TA變比；

選用≤

工作繞組匝數(shù)根據(jù)DCD—2差動線圈的固有數(shù)值，先選定差動線圈的匝數(shù)，則基本側(cè)平衡線圈匝數(shù)即可得到。繼電器的動作電流：電力變壓器的保護配置與整定計算共19頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!7、短路繞組位置的確定中小型變壓器勵磁涌流大、衰減快，對保護動作的快速性要求低，故一般選擇C—C或D—D位置。（必須保證2個抽頭螺絲位于相同字母處，內(nèi)部關(guān)系才成立。）大容量變壓器一般選A—A或B—B位置。所選位置是否恰當(dāng)，應(yīng)由空載投入變壓器試驗時差動保護不誤動為準(zhǔn)。三、相間短路后備保護的整定計算1、過電流保護動作電流：最大負(fù)荷電流確定：變壓器并列運行時降壓變壓器動作時間按階梯原則整定；靈敏度校驗方法、要求都與線路定時限過流保護完全一致。電力變壓器的保護配置與整定計算共19頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!3、負(fù)序電流和單相低電壓過流保護

對于大容量的發(fā)電機變壓器組，由于額定電流大，電流元件往往不能滿足遠(yuǎn)后備靈敏度的要求，可采用負(fù)序電流保護。它是由反應(yīng)不對稱短路故障的負(fù)序電流元件和反應(yīng)對稱短路故障的單相式低壓過電流保護組成。負(fù)序電流保護靈敏度較高，且在接線的變壓器另一側(cè)發(fā)生不對稱短路故障時，靈敏度不受影響，接線也較簡單。整定計算則比較復(fù)雜，主要是需要計算負(fù)序電流，請查閱相關(guān)資料。四、過負(fù)荷保護的整定計算過負(fù)荷保護只反應(yīng)一相電流的大小，由于變壓器允許過負(fù)荷能力比較強，所以保護延時一般較長，至少應(yīng)該比變壓器后備保護動作時間多一個級差Δt。電力變壓器的保護配置與整定計算共19頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!三、關(guān)于三繞組變壓器后備保護配置

對于三繞組變壓器的后備保護，當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部故障時，應(yīng)斷開各側(cè)斷路器，當(dāng)油箱外部故障時，只應(yīng)斷開近故障點側(cè)的變壓器斷路器，使變壓器的其余兩側(cè)繼續(xù)運行。1、對于單側(cè)電源的三繞組變壓器，應(yīng)設(shè)置兩套后備保護，分別裝于電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)。保護帶兩級時限，以較小的時限跳開變壓器斷路器QF3，以較大的時限斷開變壓器各側(cè)斷路器。2、對于多側(cè)電源的三繞組變壓器，應(yīng)在三側(cè)都裝設(shè)后備保護。

電力變壓器的保護配置與整定計算共19頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!有若干臺變壓器并聯(lián)運行的變電站，則采用一部分變壓器中性點接

地運行，而另一部分變壓器中性點不接地運行的方式。如圖所示兩臺升

壓變壓器并列運行，其中T1中性點接地運行，T2中性點不接地運行。對

于中性點有兩種運行方式的變壓器，需要裝設(shè)兩套相互配合的接地保護

裝置：零序過電流保護─用于中性點接地運行方式；零序過電壓保護─

用于中性點不接地運行方式。

按下列原則來構(gòu)成保護：對于分級絕緣變壓器應(yīng)先切除中性點不接地運行的變壓器，后切除中性點接地運行的變壓器；對于全絕緣變壓器應(yīng)先切除中性點接地運行的變壓器，后切除中性點不接地運行的變壓器。

電力變壓器的保護配置與整定計算共19頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!35KV變壓器保護配置圖電力變壓器的保護配置與整定計算共19頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!一、電力變壓器電流速斷保護對于容量較小的變壓器，當(dāng)其過電流保護的動作時限大于0.5s時，可在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護。保護動作電流:1、按大于變壓器負(fù)荷側(cè)母線上短路時流過保護的最大短路電流2、躲過變壓器空載投入時的勵磁涌流

取上述兩條件較大值為整定值。要求在保護安裝處K2點發(fā)生兩相金屬性短路進行校驗：

≥22.2變壓器保護的整定計算電力變壓器的保護配置與整定計算共19頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!2、確定動作電流計算值

①躲開勵磁涌流：②躲開TA二次回路斷線影響：③躲開外部短路時流經(jīng)保護的最大不平衡電流：根據(jù)經(jīng)驗，可靠系數(shù)取1.3。其中：

——高、中壓側(cè)調(diào)壓分接頭調(diào)壓范圍的一半；——兩側(cè)TA同型系數(shù)，型號相同取0.5，不同取1；——TA的最大誤差，取10%；——計算誤差，初次計算取0.05；——流經(jīng)保護的最大外部短路電流；若是雙繞組變壓器，則:保護動作電流計算值取上述三條件最大值。電力變壓器的保護配置與整定計算共19頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!4、確定非基本側(cè)平衡繞組三繞組變壓器：雙繞組變壓器：式中：——額定情況下，基本側(cè)TA二次側(cè)電流；——額定情況下，非基本側(cè)TA二次側(cè)電流；整定：根據(jù)計算值按四舍五入法確定平衡繞組匝數(shù)（取整數(shù)）。5、相對誤差校驗要求：≤0.05。若條件不滿足，應(yīng)將計算出來的值帶入公式重新確定保護動作電流。6、靈敏度≥2電力變壓器的保護配置與整定計算共19頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!2、復(fù)合電壓過流保護①電流元件靈敏度校驗同過流保護。②低壓元件低壓元件靈敏度：＞1.2③負(fù)序電壓元件負(fù)序電壓元件靈敏度

＞1.2④時間元件動作時間的確定同過流保護。電力變壓器的保護配置與整定計算共19頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!五、變壓器接地短路后備保護的整定計算

變壓器中性點引出線上的零序電流保護應(yīng)與包保護側(cè)母線引出線上配置的零序電流保護后備段進行配合。保護的靈敏系數(shù)按后備保護范圍末端接地短路校驗，靈敏系數(shù)應(yīng)不小于1.2。保護的動作時限應(yīng)比引出線零序電流后備段的最