第一篇：變壓器保護(hù)原理

保護(hù)原理 3.1差動(dòng)保護(hù) 3.1.1 啟動(dòng)元件

保護(hù)啟動(dòng)元件用于開放保護(hù)跳閘出口繼電器的電源及啟動(dòng)該保護(hù)故障處理程序。各保護(hù)CPU的啟動(dòng)元件相互獨(dú)立，且基本相同。

啟動(dòng)元件包括差流突變量啟動(dòng)元件、差流越限啟動(dòng)元件。任一啟動(dòng)元件動(dòng)作則保護(hù)啟動(dòng)。a)差電流突變量啟動(dòng)元件的判據(jù)為： | iφ(t)-2iφ(t-T)+iφ(t-2T)|>0.5Icd ； 其中：φ為a,b,c三種相別； Icd為差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作定值；

當(dāng)任一差電流突變量連續(xù)三次大于啟動(dòng)門坎時(shí)，保護(hù)啟動(dòng)。

b)差流越限啟動(dòng)元件是為了防止經(jīng)大電阻故障時(shí)差電流突變量啟動(dòng)元件靈敏度不夠而設(shè)置的輔助啟動(dòng)元件。該元件在差動(dòng)電流大于差流越限啟動(dòng)門坎并持續(xù)5ms后啟動(dòng)。差流越限啟動(dòng)門坎為差動(dòng)動(dòng)作定值的80%。

3.1.2 差動(dòng)電流速斷保護(hù)元件

本元件是為了在變壓器區(qū)內(nèi)嚴(yán)重性故障時(shí)快速跳開變壓器各側(cè)開關(guān)，其動(dòng)作判據(jù)為：

Id >Isd

其中：Id為變壓器差動(dòng)電流 Isd為差動(dòng)電流速斷保護(hù)定值 3.1.3 二次諧波制動(dòng)元件

本元件是為了在變壓器空投時(shí)防止勵(lì)磁涌流引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng), 其動(dòng)作判據(jù)為：

I ⑵>Id * XB 2；

其中：I⑵為差動(dòng)電流中的二次諧波含量； Id為變壓器差動(dòng)電流；

XB2為差動(dòng)保護(hù)二次諧波制動(dòng)系數(shù)； 3.1.4 波形對(duì)稱判別元件

本元件采用波形對(duì)稱算法，將變壓器空載合閘時(shí)產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流與故障電流分開。當(dāng)變壓器空載合閘至內(nèi)部故障或外部故障切除轉(zhuǎn)化為內(nèi)部故障時(shí)，本保護(hù)能瞬時(shí)動(dòng)作。本保護(hù)原理已申請(qǐng)國家專利，專利號(hào)為ZL-95-1-12781.0。

3.1.5 比率制動(dòng)元件

本元件是為了在變壓器區(qū)外故障時(shí)差動(dòng)保護(hù)有可靠的制動(dòng)作用,同時(shí)在內(nèi)部故障時(shí)有較高的靈敏度，其動(dòng)作判據(jù)為：

Icdd =|I1+I2+I3|；

Izdd =max(|I1|,|I2|,|I3|)；

Icdd≥Icd 并且Izdd<=Izd 或3Izd>Izdd>Izd，Icdd-Icd≥K1*(Izdd-Izd)或Izdd>3Izd，Icdd-Icd-K1*2Izd≥K2*(Izdd-3Izd)其中： I1為I側(cè)電流； I2為II側(cè)電流；

I3為III側(cè)電流； Icd為差動(dòng)保護(hù)電流定值；

Icdd為變壓器差動(dòng)電流； Izdd為變壓器差動(dòng)保護(hù)制動(dòng)電流，Izd為差動(dòng)保護(hù)比率制動(dòng)拐點(diǎn)電流定值, 軟件設(shè)定為高壓側(cè)額定電流值；

K1,K2為比率制動(dòng)的制動(dòng)系數(shù)，軟件設(shè)定為K1=0.5,K2=0.7； 3.1.6 TA回路異常判別元件

本元件是為了變壓器在正常運(yùn)行時(shí)判別TA回路狀況，發(fā)現(xiàn)異常情況發(fā)告警信號(hào)，并可由控制字投退來決定是否閉鎖差動(dòng)保護(hù)。其動(dòng)作判據(jù)為：

(1)|⊿iφ|≥0.1In且|IH|<|IQ|；(2)相電流≤IWI且ID≥IWI ；

(3)本側(cè)|Ia+Ib+Ic|≥IWI（僅對(duì)TA為Y形接線方式）；(4)max(Ida,Idb,Idc)> IWI(5)max(Ida,Idb,Idc)>0.577Icd 其中：⊿iφ為相電流突變量 Ida,Idb,Idc為A,B,C三相差流值； Icd 為差動(dòng)保護(hù)電流定值 In 為額定電流 IQ 前一次測量電流 IH 當(dāng)前測量電流

ID 無流相的差動(dòng)電流 IWI無電流門檻值，取0.04倍的TA額定電流；

以上條件同時(shí)滿足(1)、（2）、（3）、（4）判TA斷線，僅條件（5）滿足，判為差流越限。3.1.7 變壓器各側(cè)電流相位補(bǔ)償元件

變壓器各側(cè)電流互感器采用星形接線，二次電流直接接入本裝置。電流互感器各側(cè)的極性以母線側(cè)為極性端。

變壓器各側(cè)TA二次電流相位由軟件調(diào)整，裝置采用Y->Δ變化調(diào)整差流平衡。對(duì)于Y0/Δ-11的接線，其校正方法如下：

Ia’=(IA-IB)/ ；Ib’=(IB-IC)/ ；Ic’=(IC-IA)/ ；

如有其它接線方式，請(qǐng)?jiān)诙ㄘ浐贤蚣夹g(shù)協(xié)議中特別說明。3.1.8 過負(fù)荷監(jiān)測元件

本保護(hù)反應(yīng)變壓器的負(fù)荷情況，僅監(jiān)測變壓器各側(cè)的三相電流。動(dòng)作判據(jù)為： max(Ia,Ib,Ic)>Igfh；

其中: Ia、Ib、Ic為變壓器各側(cè)三相電流； Igfh為變壓器過負(fù)荷電流定值； 3.1.9 過負(fù)荷啟動(dòng)冷卻器元件

本保護(hù)反應(yīng)變壓器的負(fù)荷情況，監(jiān)測變壓器高壓側(cè)三相電流。動(dòng)作判據(jù)為： max(Iah，Ibh，Ich)>ITFH；

其中: Iah、Ibh、Ich為變壓器高壓側(cè)三相電流；

ITFH為變壓器過負(fù)荷啟動(dòng)冷卻器元件電流定值； 3.1.10 過負(fù)荷閉鎖調(diào)壓元件 本保護(hù)反應(yīng)變壓器的負(fù)荷情況，僅監(jiān)測變壓器高壓側(cè)三相電流。動(dòng)作判據(jù)為： max(Ia，Ib，Ic)>ITY；

其中: Ia，Ib，Ic為變壓器高壓側(cè)三相電流； ITY為變壓器過負(fù)荷閉鎖調(diào)壓元件電流定值。3.2 非電量保護(hù)

本保護(hù)完全獨(dú)立于電氣保護(hù)，僅反應(yīng)變壓器本體開關(guān)量輸入信號(hào)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的出口繼電器和信號(hào)繼電器，為本體保護(hù)提供跳閘功能和信號(hào)指示。

本非電量保護(hù)可選擇信息上傳功能，如非電量信息需通過通訊上傳，請(qǐng)?jiān)诒Ｗo(hù)技術(shù)協(xié)議或合同中說明。3.3 斷路器保護(hù)裝置（PST-1206B）

本保護(hù)裝置共有斷路器失靈電流判別、斷路器非全相保護(hù)和變壓器冷卻器全停延時(shí)回路。斷路器失靈電流判別元件為斷路器失靈保護(hù)提供電流判別。延時(shí)元件為非電量保護(hù)提供計(jì)時(shí)功能。3.3.1 斷路器失靈電流啟動(dòng)回路

按照25條反措要求，采用相電流、自產(chǎn)零序電流和負(fù)序電流元件判別斷路器的失靈，第一時(shí)限解鎖母差保護(hù)的復(fù)合電壓元件，第二時(shí)限啟動(dòng)母差保護(hù)的斷路器失靈回路。

3.3.2 斷路器非全相保護(hù)

本保護(hù)只用于220KV側(cè)分相跳閘的斷路器；檢測斷路器的位置接點(diǎn)、自產(chǎn)零序電流和負(fù)序電流元件確定斷路器的運(yùn)行狀態(tài)，延時(shí)跳被保護(hù)的斷路器，并不啟動(dòng)本斷路器的失靈保護(hù)。

本保護(hù)包括以下元件： 1)過流元件，動(dòng)作判據(jù)為：

3I0 >Ifqx ； I2 >I2dz ；

其中：3I0為三相電流Ia,Ib,Ic在軟件中合成的零序電流，3I0=Ia+Ib+Ic； I2 為負(fù)序電流；

Ifqx為零序過流的電流定值； I2dz為負(fù)序過流的電流定值； 2)斷路器位置節(jié)點(diǎn)檢測元件 3.3.3 變壓器冷卻器全停延時(shí)回路

在變壓器非電量保護(hù)中，冷卻器全停保護(hù)在原有可直跳基礎(chǔ)上增加保護(hù)邏輯，其動(dòng)作邏輯為變壓器冷卻器全停接點(diǎn)和變壓器油溫高接點(diǎn)作為開入量(強(qiáng)電開入)，變壓器冷卻器全停接點(diǎn)動(dòng)作啟動(dòng)時(shí)間繼電器，時(shí)間繼電器動(dòng)作且變壓器油溫高接點(diǎn)動(dòng)作(與門)啟動(dòng)出口跳閘。變壓器冷卻器全停保護(hù)邏輯中是否經(jīng)油溫高閉鎖可由控制字選擇，變壓器冷卻器全停保護(hù)是否投入可采用投退控制字選擇。

3.4 后備保護(hù)

3.4.1 復(fù)合電壓閉鎖（方向）過流保護(hù)

本保護(hù)反應(yīng)相間短路故障，可作為變壓器的后備保護(hù)。交流回路采用90°接線，本側(cè)TV斷線時(shí)，本保護(hù)的方向元件退出。TV斷線后若電壓恢復(fù)正常，本保護(hù)也隨之恢復(fù)正常。本保護(hù)包括以下元件：

1)復(fù)合電壓元件，電壓取自變壓器各側(cè)TV，動(dòng)作判據(jù)為： min(Uab,Ubc,Uca)Ufx； 以上兩個(gè)條件為“或”的關(guān)系；

其中：Uab、Ubc、Uca為線電壓； Uddy為低電壓定值； U2為負(fù)序電壓； Ufx為負(fù)序電壓定值；

2)功率方向元件，電壓電流取自本側(cè)的TV和TA，TA的正極性端指向母線，動(dòng)作判據(jù)為： a)若方向由復(fù)壓方向投退控制字選擇為“0”時(shí)，方向指向變壓器：

Uab～I(xiàn)c Ubc～I(xiàn)a Uca～I(xiàn)b三個(gè)夾角（電流落后電壓時(shí)角度為正），其中任一個(gè)滿足式 45°>б>-135°最大靈敏角為-45°，動(dòng)作特性為：

b)若方向由控制字選擇為“1”時(shí)，方向指向系統(tǒng)（母線），則動(dòng)作區(qū)與正向相反。c)若方向由控制字選擇為“2”時(shí)，表示方向元件退出，本保護(hù)變?yōu)閺?fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)。

3)過流元件，電流取自本側(cè)的TA。動(dòng)作判據(jù)為： Ia>Ifgl； Ib>Ifgl； Ic>Ifgl； 其中：Ia,Ib,Ic為三相電流； Ifgl為過電流定值；

說明： 220kV側(cè)復(fù)合電壓方向過流保護(hù)，方向朝向變壓器，以較短時(shí)限動(dòng)作斷開變壓器110kV斷路器；以較長時(shí)限動(dòng)作斷開變壓器各側(cè)斷路器。

110kV側(cè)復(fù)合電壓方向過流保護(hù)，方向朝110kV母線，以較短時(shí)限動(dòng)作斷開110kV母聯(lián)或母分?jǐn)嗦菲?；以較長時(shí)限動(dòng)作斷開變壓器本側(cè)斷路器。

35（10）kV側(cè)復(fù)合電壓方向過流保護(hù)，方向朝35kV母線，第一時(shí)限動(dòng)作斷開35kV母分?jǐn)嗦菲?；第二時(shí)限動(dòng)作斷開變壓器本側(cè)斷路器；第三時(shí)限動(dòng)作斷開變壓器各側(cè)斷路器；

各側(cè)復(fù)合電壓方向過流保護(hù)方向元件的指向、方向元件的投入退出可通過控制字選擇； 當(dāng)發(fā)生TV斷線時(shí)，方向元件退出，閉鎖復(fù)合電壓方向過流保護(hù)；

3.4.2 復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)

本保護(hù)反應(yīng)相間短路故障，可作為變壓器的后備保護(hù)。本保護(hù)包括以下元件：

1)復(fù)合電壓元件，電壓取自變壓器各側(cè)TV，動(dòng)作判據(jù)為： min(Uab ,Ubc ,Uca)Ufx ； 以上兩個(gè)條件為“或”的關(guān)系；

其中：Uab、Ubc、Uca為線電壓； Uddy為低電壓定值； U2為負(fù)序電壓； Ufx為負(fù)序電壓定值； 2)過流元件，電流取自本側(cè)的TA。動(dòng)作判據(jù)為：

Ia>Ifgl ； Ib>Ifgl ； Ic>Ifgl ； 以上三個(gè)條件為“或”的關(guān)系，其中： Ia,Ib,Ic為三相電流； Ifgl為過電流定值；

說明：220KV側(cè)復(fù)合電壓過流保護(hù)：動(dòng)作斷開變壓器各側(cè)斷路器。

110KV側(cè)復(fù)合電壓過流保護(hù)：第一時(shí)限動(dòng)作斷開變壓器本側(cè)母聯(lián)或分段斷路器；

第一時(shí)限動(dòng)作斷開變壓器本側(cè)斷路器 3.4.3 零序（方向）過流保護(hù) 本保護(hù)反應(yīng)單相接地故障，可作為變壓器的后備保護(hù)。交流回路采用0°接線，電壓電流取自本側(cè)的TV和TA。TV斷線時(shí)，本保護(hù)的方向元件退出。TV斷線后若電壓恢復(fù)正常，本保護(hù)也隨之恢復(fù)正常。本保護(hù)包括以下元件：

1）零序過流元件，動(dòng)作判據(jù)為： 3I0 >I0gl ；

其中：3I0為三相電流Ia,Ib,Ic在軟件中合成的零序電流 3I0=Ia+Ib+Ic

I0gl為零序過流的電流定值； 2)零序功率方向元件，動(dòng)作判據(jù)為：

3U0～3I0夾角δ（電流落后電壓時(shí)角度為正，3U0>1V）

-195°>δ>-15° 其中：

3U0為三相電壓Ua，Ub，Uc在軟件中和成的零序電壓，3U0=Ua+Ub+Uc。

最大靈敏角為-105°，動(dòng)作特性為：

當(dāng)零序功率方向選擇控制字=“0”時(shí)，零序功率方向指向變壓器，保護(hù)動(dòng)作區(qū)-15°>б>-195°，最大靈敏角為-105°；

當(dāng)零序功率方向選擇控制字=“1”時(shí)，零序功率方向指向系統(tǒng)（母線），保護(hù)動(dòng)作區(qū)165°>б>-15°，最大靈敏角為75°； 當(dāng)零序功率方向選擇控制字=“2”時(shí)，零序功率方向元件退出。

說明：220KV側(cè)裝設(shè)兩段式零序方向電流保護(hù)，方向指向變壓器，每段的第一時(shí)限跳變壓器110kV斷路器；第二時(shí)限跳變壓器各側(cè)斷路器。

110kV側(cè)裝設(shè)兩段式方向零序電流保護(hù)，方向指向110kV母線，每段的第一時(shí)限跳110kV母聯(lián)或母分?jǐn)嗦菲?；第二時(shí)限跳變壓器本側(cè)斷路器。

3.4.4 零序過流保護(hù)

本保護(hù)反應(yīng)單相接地故障，可作為變壓器的后備保護(hù)。本保護(hù)包括以下元件： 1)零序過流元件，動(dòng)作判據(jù)為： 3I0 >I0gl ；

其中：3I0為零序電流，取自本側(cè)TA。I0gl為零序過流的電流定值；

說明：零序電流保護(hù)，跳變壓器各側(cè)斷路器。

3.4.5 間隙零序保護(hù)

本保護(hù)反應(yīng)變壓器間隙電壓和間隙擊穿的零序電流，可作為變壓器的后備保護(hù)。保護(hù)包括以下元件： 1)間隙零序過壓元件，動(dòng)作判據(jù)為： 3U0 >U0L ；

其中：3U0為零序電壓，取自本側(cè)零序TV； U0L為間隙零序過壓的電壓定值； 2)間隙零序過流元件，動(dòng)作判據(jù)為： 3I0g >Iggl ；

其中：3I0g為間隙零序電流，取自本側(cè)中性點(diǎn)間隙TA； Iggl為間隙零序過流的電流定值；

說明：間隙零序保護(hù)的過壓元件和過流元件各帶時(shí)間元件，保護(hù)動(dòng)作跳變壓器各側(cè)斷路器。

3.4.6 公共繞組零序過流保護(hù)

本保護(hù)反應(yīng)自藕變壓器中性點(diǎn)電流，本保護(hù)包括以下元件： 公共繞組零序過流元件，動(dòng)作判據(jù)為： Izxd >Iz ；

其中：Izxd為公共繞組自產(chǎn)零序電流，取自本側(cè)公共繞組TA； Izxd=Ia+Ib+Ic，Ia、Ib、Ic為公共繞組三相電流； Iz為公共繞組零序過流的電流定值；

說明：公共繞組零序過流保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作跳變壓器各側(cè)斷路器。

3.4.7 公共繞組復(fù)壓過流保護(hù)

本保護(hù)作為變壓器的總后備保護(hù)。本保護(hù)包括以下元件：

1)復(fù)合電壓元件，電壓取自變壓器各側(cè)TV，動(dòng)作判據(jù)為： min(Uab ,Ubc ,Uca)Ufx ； 以上兩個(gè)條件為“或”的關(guān)系；

其中：Uab、Ubc、Uca為線電壓； Uddy為低電壓定值； U2為負(fù)序電壓； Ufx為負(fù)序電壓定值； 2)過流元件，電流取自公共繞組的TA。動(dòng)作判據(jù)為：

Ia>Ifgl ； Ib>Ifgl ； Ic>Ifgl ； 以上三個(gè)條件為“或”的關(guān)系，其中： Ia,Ib,Ic為三相電流； Ifgl為過電流定值；

說明：公共繞組復(fù)壓過流保護(hù)：動(dòng)作斷開變壓器各側(cè)斷路器。

3.4.8 公共繞組過負(fù)荷保護(hù)

本保護(hù)僅反應(yīng)自藕變壓器公共繞組情況，僅監(jiān)測公共繞組A相電流。動(dòng)作判據(jù)為： Ia >Igfh ；

其中: Ia為公共繞組A相電流；Igfh為變壓器公共繞組過負(fù)荷電流定值； 3.4.9 TV回路異常判別元件

本元件僅在保護(hù)正常運(yùn)行時(shí)投入；當(dāng)保護(hù)啟動(dòng)后，退出本元件。動(dòng)作判據(jù)為： 1)U2>8V；

2)min(Uab,Ubc,Uca)<70V； 3)U1<4V；

U1、U2分別為本側(cè)的正序電壓和負(fù)序電壓。滿足條件1）、2）判為TV斷線，滿足3）判為TV三相失壓。

第二篇：變壓器原理教案

變壓器的結(jié)構(gòu)及原理

授課老師：黃易平

復(fù)習(xí)引入

一、電子線路中常見變壓器：電源變壓器、開關(guān)變壓器、耦合變壓器等 新課講授：

一、變壓器的基本結(jié)構(gòu)： 變壓器主要由：鐵芯、線圈。

1、鐵芯：變壓器的磁路部分

由含硅量5%，厚度0.35mm或0.5mm硅鋼片疊加而成。其特點(diǎn)是在較低的外磁場作用下能產(chǎn)生較高的磁感應(yīng)強(qiáng)度，并隨外磁場的增加磁感應(yīng)強(qiáng)度很快達(dá)到飽和，磁場去掉后，材料磁場基本消失，剩磁很小。由于硅的加入鋼片電阻率增大，渦流損耗降低，不易發(fā)熱且老化現(xiàn)象減小。

2、繞組：變壓器的電路部分

由漆包線繞制而成，分初級(jí)繞組和次級(jí)繞組。

二、變壓器電路符號(hào)：

三、變壓器的種類及作用：

變壓器的種類很多, 有在電力系統(tǒng)中用電力變壓器；有在電子設(shè)備和儀器中常用小功率電源變壓器；有在放大電路中用耦合變壓器起傳遞信號(hào)或進(jìn)行阻抗的匹配。變壓器雖然大小懸殊, 用途各異, 但其基本結(jié)構(gòu)和工作原理卻是相同的。

變壓器是利用電磁感應(yīng)原理傳輸電能或電信號(hào)的器件, 它具有變換電壓、變換電流和變換阻抗的作用。

四、電磁感應(yīng)原理實(shí)驗(yàn)（1）：

四、電磁感應(yīng)原理實(shí)驗(yàn)（2）：

五、電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

1、在線圈中感應(yīng)電壓的大小方向與線圈中，磁通的大小的變化率成正比。即： E= N ΔΦ/Δt

2、磁通量大小與電流大小成正比,即 NΦ=Li,其中L是電感系數(shù),于是, E=NΔΦ/dt=ΔLi/dt。

3、楞次定律：

當(dāng)穿過線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)，感應(yīng)電流的方向總是要阻礙線圈中原磁通量的變化。

六、PROTUES實(shí)驗(yàn)仿真：驗(yàn)證變壓過程。

第三篇：變壓器工作原理

變壓器工作原理

變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級(jí)線圈中通有交流電流時(shí)，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈，其余的繞組叫次級(jí)線圈。

一、變壓器的制作原理：

在發(fā)電機(jī)中，不管是線圈運(yùn)動(dòng)通過磁場或磁場運(yùn)動(dòng)通過固定線圈，均能在線圈中感應(yīng)電勢，此兩種情況，磁通的值均不變，但與線圈相交鏈的磁通數(shù)量卻有變動(dòng)，這是互感應(yīng)的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應(yīng)，變換電壓，電流和阻抗的器件。

二、分類

按冷卻方式分類：干式（自冷）變壓器、油浸（自冷）變壓器、氟化物（蒸發(fā)冷卻）變壓器。

按防潮方式分類：開放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。

按鐵芯或線圈結(jié)構(gòu)分類：芯式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、殼式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、環(huán)型變壓器、金屬箔變壓器。按電源相數(shù)分類：單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。

按用途分類：電源變壓器、調(diào)壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈沖變壓器。

三、電源變壓器的特性參數(shù)

工作頻率

變壓器鐵芯損耗與頻率關(guān)系很大，故應(yīng)根據(jù)使用頻率來設(shè)計(jì)和使用，這種頻率稱工作頻率。

額定功率

在規(guī)定的頻率和電壓下，變壓器能長期工作，而不超過規(guī)定溫升的輸出功率。額定電壓

指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時(shí)不得大于規(guī)定值。

電壓比

指變壓器初級(jí)電壓和次級(jí)電壓的比值，有空載電壓比和負(fù)載電壓比的區(qū)別。空載電流

變壓器次級(jí)開路時(shí)，初級(jí)仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流?？蛰d電流由磁化電流（產(chǎn)生磁通）和鐵損電流（由鐵芯損耗引起）組成。對(duì)于50Hz電源變壓器而言，空載電流基本上等于磁化電流。

空載損耗

指變壓器次級(jí)開路時(shí)，在初級(jí)測得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗，其次是空載電流在初級(jí)線圈銅阻上產(chǎn)生的損耗（銅損），這部分損耗很小。

效率

指次級(jí)功率P2與初級(jí)功率P1比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大，效率就愈高。

絕緣電阻

表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關(guān)。

四、音頻變壓器和高頻變壓器特性參數(shù)

頻率響應(yīng)

指變壓器次級(jí)輸出電壓隨工作頻率變化的特性。

通頻帶

如果變壓器在中間頻率的輸出電壓為U0，當(dāng)輸出電壓（輸入電壓保持不變）下降到0.707U0時(shí)的頻率范圍，稱為變壓器的通頻帶B。

初、次級(jí)阻抗比

變壓器初、次級(jí)接入適當(dāng)?shù)淖杩筊o和Ri,使變壓器初、次級(jí)阻抗匹配，則Ro和Ri的比值稱為初、次級(jí)阻抗比。在阻抗匹配的情況下，變壓器工作在最佳狀態(tài)，傳輸效率最高。

五、低頻變壓器的技術(shù)參數(shù)

對(duì)不同類型的變壓器都有相應(yīng)的技術(shù)要求，可用相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)表示。如電源變壓器的主要技術(shù)參數(shù)有：額定功率、額定電壓和電壓比、額定頻率、工作溫度等級(jí)、溫升、電壓調(diào)整率、絕緣性能和防潮性能。對(duì)于一般低頻變壓器的主要技術(shù)參數(shù)是：變壓比、頻率特性、非線性失真、磁屏蔽和靜電屏蔽、效率等。

電壓比：

變壓器兩組線圈圈數(shù)分別為N1和N2，N1為初級(jí)，N2為次級(jí)。在初級(jí)線圈上加一交流電壓，在次級(jí)線圈兩端就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。當(dāng)N2>N1 時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢要比初級(jí)所加的電壓還要高，這種變壓器稱為升壓變壓器：當(dāng)N2

式中n 稱為電壓比(圈數(shù)比)。當(dāng)n<1 時(shí)，則N1>N2，V1>V2，該變壓器為降壓變壓器。反之則為升壓變壓器。

變壓器的效率：

在額定功率時(shí)，變壓器的輸出功率和輸入功率的比值，叫做變壓器的效率，即 式中η 為變壓器的效率；P1 為輸入功率，P2 為輸出功率。

當(dāng)變壓器的輸出功率P2 等于輸入功率P1 時(shí)，效率η 等于100%，變壓器將不產(chǎn)生任何損耗。但實(shí)際上這種變壓器是沒有的。變壓器傳輸電能時(shí)總要產(chǎn)生損耗，這種損耗主要有銅損和鐵損。銅損是指變壓器線圈電阻所引起的損耗。當(dāng)電流通過線圈電阻發(fā)熱時(shí)，一部分電能就轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏鴵p耗。由于線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成，因此稱為銅損。

變壓器的鐵損包括兩個(gè)方面。一是磁滯損耗，當(dāng)交流電流通過變壓器時(shí)，通過變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變化，使得硅鋼片內(nèi)部分子相互摩擦，放出熱能，從而損耗了一部分電能，這便是磁滯損耗。另一是渦流損耗，當(dāng)變壓器工作時(shí)。鐵芯中有磁力線穿過，在與磁力線垂直的平面上就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于此電流自成閉合回路形成環(huán)流，且成旋渦狀，故稱為渦流。渦流的存在使鐵芯發(fā)熱，消耗能量，這種損耗稱為渦流損耗。

變壓器的效率與變壓器的功率等級(jí)有密切關(guān)系，通常功率越大，損耗與輸出功率比就越小，效率也就越高。反之，功率越小，效率也就越低。

第四篇：變壓器保護(hù)教案

供電一部電力變壓器保護(hù)培訓(xùn)教案

【教學(xué)目的】

1、了解變壓器配備保護(hù)的種類

2、了解變壓器的主要參數(shù)

3、掌握變壓器的巡視內(nèi)容 【教學(xué)過程】

一、變壓器應(yīng)裝設(shè)的保護(hù)

（1）反映變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障和油面降低的氣體保護(hù)（瓦斯保護(hù)）。（2）反映變壓器的繞組線引出線相間短路、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)繞組和引出線的單相接地短路及繞組匝間短路的縱差保護(hù)。

（3）反映變壓器外部相間短路并作為氣體保護(hù)盒差動(dòng)保護(hù)后備的過電流保護(hù)（或復(fù)合電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)或負(fù)序過電流保護(hù)）。

（4）反映中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中變壓器外部接地短路的零序電流保護(hù)。（5）反映變壓器對(duì)此過負(fù)荷的過負(fù)荷保護(hù)。（6）反映變壓器過勵(lì)磁的保護(hù)。

二、變壓器的保護(hù)裝置

（一）氣體保護(hù) 1.作用

氣體保護(hù)是變壓器本體內(nèi)部故障的主保護(hù)，它是反映變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障時(shí)氣體數(shù)量、油流速度和油面降低的保護(hù)。

2.基本工作原理

氣體保護(hù)有輕氣體保護(hù)和重氣體保護(hù)變壓器內(nèi)部故障時(shí)，故障點(diǎn)局部高溫使變壓器油溫升高，體積膨脹，油內(nèi)空氣被排出而形成上升氣體。若故障點(diǎn)產(chǎn)生電弧，則變壓器油和絕緣材料將分解出大量氣體，這些氣體自油箱流向油枕上部，故障程度越嚴(yán)重，產(chǎn)生的氣體越多，流向油枕的油流速斷越快。由于排出氣體的數(shù)量和油流速度直接反映了變壓器性質(zhì)和嚴(yán)重程度，故少量氣體和氣流速度較小時(shí)，經(jīng)氣體保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)；故障嚴(yán)重，油流速度高時(shí)，重氣體保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作于跳閘。

3.氣體保護(hù)的運(yùn)行（1）主變壓器投運(yùn)前，應(yīng)檢查氣體繼電器有無殘留氣體、輕氣體保護(hù)觸點(diǎn)能否準(zhǔn)確地動(dòng)作于信號(hào)、氣體繼電器是否漏油、二次回路的絕緣電阻是否符合要求，試驗(yàn)重氣體保護(hù)觸點(diǎn)能否動(dòng)作于主變壓器各側(cè)斷路器跳閘。

（2）主變壓器正常運(yùn)行時(shí)，輕氣體保護(hù)應(yīng)投入信號(hào)，重氣體保護(hù)應(yīng)投入跳閘。

（3）主變壓器停運(yùn)時(shí)，輕氣體保護(hù)不應(yīng)退出，以便發(fā)現(xiàn)變壓器油面的降低。

（二）變壓器的差動(dòng)保護(hù) 1.作用

變壓器縱差保護(hù)是變壓器本體內(nèi)部、套管和引出線故障的主保護(hù)，它是反映變壓器繞組線引出線相間短路、中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路及繞組匝間短路的保護(hù)。差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作應(yīng)瞬時(shí)斷開各側(cè)斷路器。

2.差動(dòng)保護(hù)的運(yùn)行

（1）差動(dòng)保護(hù)在第一次投入運(yùn)行時(shí)，應(yīng)作空載合閘試驗(yàn)，以檢驗(yàn)其躲勵(lì)磁涌流的性能。

（2）在差動(dòng)回路上工作時(shí)或差動(dòng)回路斷線后，將差動(dòng)保護(hù)退出。（3）新投產(chǎn)的和二次差動(dòng)回路經(jīng)過工作改動(dòng)后的差動(dòng)保護(hù)，應(yīng)帶負(fù)荷做六角圖試驗(yàn)，證明二次回路變比、極性正確以及差壓滿足要求，然后方可將差動(dòng)保護(hù)投入運(yùn)行。

（三）過電流保護(hù)（一般指復(fù)合電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)）

變壓器的過電流保護(hù)一般包括帶低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)、復(fù)合電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)、負(fù)序過電流保護(hù)及低阻抗保護(hù)等。它是為了防止變壓器外部短路時(shí)引起變壓器繞組的過電流，同時(shí)作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護(hù)。動(dòng)作于跳閘，跳開變壓器一、二次主斷路器。

（四）變壓器的零序保護(hù) 1.變壓器的零序電流保護(hù)

零序電流保護(hù)也是變壓器的后備保護(hù)，它反映三相系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行的變壓器外部單相接地故障引起的過電流的狀況。動(dòng)作于跳閘，跳開一、二次主斷路器。

2.零序過電壓保護(hù) 低壓側(cè)有電源的變壓器，中性點(diǎn)可能接地運(yùn)行或不接地運(yùn)行時(shí)，對(duì)外部單相接地引起的過電流以及因失去接地中性點(diǎn)引起的過電壓除設(shè)零序電流保護(hù)外，還應(yīng)增設(shè)零序電壓保護(hù)，該保護(hù)動(dòng)作經(jīng)一個(gè)延時(shí)斷開各側(cè)斷路器。

（五）變壓器過負(fù)荷保護(hù)

如果變壓器過負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間過長，勢必影響繞組絕緣的壽命。因此裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)來反映變壓器過負(fù)荷的狀況。在大多數(shù)情況下，變壓器過負(fù)荷是對(duì)稱的，因此變壓器過負(fù)荷保護(hù)只用一個(gè)電流繼電器，接于在任一相電流之中，經(jīng)延時(shí)時(shí)作用于信號(hào)。

（六）后備保護(hù)的運(yùn)行

（1）當(dāng)主變壓器低壓側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作后，應(yīng)檢查有無越級(jí)跳閘及各出線保護(hù)的動(dòng)作情況。若查明是某一線路保護(hù)或斷路器拒跳造成，則應(yīng)斷開該線路斷路器，然后合上主變壓器斷路器，恢復(fù)對(duì)其他線路的供電。

（2）若后備保護(hù)動(dòng)作使主變壓器各側(cè)斷路器均跳閘，而外部無故障，則應(yīng)檢查主變壓器主保護(hù)是否正常，檢查主變壓器本體有無異常，套管引出線有無放電痕跡，不查清原因不許對(duì)主變壓器試送電。

三、變壓器的電氣參數(shù)

（1）額定容量SN：是指規(guī)定條件下長期運(yùn)行時(shí)輸出功率的保證值，以視在功率表示，單位是千伏安。

（2）額定電壓UN：是指變壓器長時(shí)間運(yùn)行時(shí)所應(yīng)承受的正常工作電壓，以kV表示。

（3）額定電流IN：是指變壓器在額定容量下允許長期通過的額定電流。（4）阻抗電壓Uk：也叫短路電壓。將變壓器的二次繞組短路，緩慢升高一次側(cè)電壓，當(dāng)一次側(cè)繞組的電流達(dá)到額定值是，此時(shí)在一次側(cè)所施加的電壓，叫做短路電壓。

（5）負(fù)荷損耗（銅損耗）變壓器負(fù)荷電流流過一、二次繞組是，繞組上所消耗的功率，稱為負(fù)荷損耗，簡稱銅損耗。即把變壓器的二次繞組短路，在一次繞組通入額定電流變壓器所消耗的功率。包括基本損耗和附加損耗兩部分。

（6）空載電流I0，當(dāng)變壓器一次側(cè)加額定電壓，二次側(cè)空載時(shí)，在一次側(cè)通過的電流稱為空載電流。因它在變壓器中起勵(lì)磁作用，故又稱勵(lì)磁電流，一般以額定電流的百分?jǐn)?shù)表示。

（7）空載損耗（鐵損耗）△P0，變壓器一次側(cè)加額定電壓，二次側(cè)空載時(shí)，變壓器一次測得的有功功率稱為空載損耗。實(shí)為鐵芯所產(chǎn)生的損耗故友稱為鐵芯損耗（包括勵(lì)磁損耗和渦流損耗）。

四、變壓器巡視內(nèi)容（1）聲音應(yīng)正常。

（2）油位應(yīng)正常，外殼清潔，無滲漏油現(xiàn)象。（3）油枕油位應(yīng)正常。

（4）三相負(fù)荷應(yīng)平衡且不超過額定值。

（5）引線不應(yīng)過松過緊，連接處接觸良好，無發(fā)熱現(xiàn)象。（6）氣體繼電器內(nèi)應(yīng)充滿油。（7）冷卻系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)正常。

（8）絕緣套管應(yīng)清潔，無裂紋和放電打火現(xiàn)象（9）呼吸器應(yīng)暢通，油封完好，硅膠不變色。

（10）防爆管玻璃應(yīng)完整、無裂紋、無存油。防暴器紅點(diǎn)應(yīng)不彈出。變壓器發(fā)出異常聲音：過負(fù)荷；內(nèi)部連接部位接觸不良，放電打火；個(gè)別零件松動(dòng)；系統(tǒng)中有接地或短路；大電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，使負(fù)荷變化較大。

變壓器氣體保護(hù)動(dòng)作的原因?？赡苁牵?）因?yàn)V油、加油或冷卻系統(tǒng)不嚴(yán)密，致使空氣進(jìn)入；（2）因溫度下降或漏油，使油面緩慢下降；（3）發(fā)生穿越性短路故障；（4）因變壓器內(nèi)部故障而產(chǎn)生大量氣體。

第五篇：變壓器保護(hù)講義剖析

變壓器保護(hù)講義

基本內(nèi)容：

一、電力變壓器運(yùn)行狀態(tài)及保護(hù)配置

二、變壓器瓦斯保護(hù)

三、變壓器的溫度保護(hù)

四、變壓器的縱差保護(hù)

五、變壓器的電流電壓保護(hù)

六、變壓器保護(hù)小結(jié)

七、反時(shí)限電流保護(hù)

八、公司微機(jī)變壓器保護(hù)的功能

一、電力變壓器運(yùn)行狀態(tài)及保護(hù)配置

電力變壓器是電力系統(tǒng)中大量使用的重要電氣設(shè)備，它的安全運(yùn)行是電力系統(tǒng)可靠工作的必要條件。雖然它無旋轉(zhuǎn)部件，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠性高，但在實(shí)際運(yùn)行中仍然會(huì)發(fā)生故障和不正常工作狀態(tài)。

（一）變壓器故障及異常運(yùn)行狀態(tài)

1.故障：分為油箱內(nèi)部和油箱外部兩種故障。

油箱內(nèi)部故障：主要有相間短路、單相匝間短路、單相接地故障等。

危害：（1）會(huì)燒毀變壓器；

（2）由于絕緣物和油在電弧作用下急劇氣化，容易導(dǎo)致變壓器油箱爆炸。

油箱外部故障：主要是絕緣套管和引出線上的相間短路及單相接地故障。

危害：可能引起變壓器絕緣套管爆炸，從而破壞電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。

2.異常運(yùn)行狀態(tài)：（1）漏油造成的油位下降；

（2）由于外部短路引起的過電流或長時(shí)間過負(fù)荷、過電壓等，使變壓器繞組過熱，繞組絕緣加速老化，甚至引起內(nèi)部故障，縮短變壓器的使用壽命。

（二）變壓器保護(hù)配置

DL400-1991《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》規(guī)定[4]，變壓器應(yīng)裝設(shè)如下保護(hù)：

為反應(yīng)油箱內(nèi)部各種短路故障和油面降低，對(duì)于0.8MVA及以上的油浸式變壓器和戶內(nèi)0.4MVA以上變壓器應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)。

為反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路，以及中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)側(cè)繞組和引出線的接地短路及繞組匝間短路，應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù)。對(duì)于6.3MVA及以上并列運(yùn)行變壓器和10MVA及以上單獨(dú)運(yùn)行變壓器，以及6.3MVA及以上的廠用變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)；對(duì)于10MVA以下變壓器且過電流時(shí)限大于0.5s時(shí)，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)；對(duì)于2MVA以上變壓器，當(dāng)電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)不滿足要求時(shí)，則宜于裝設(shè)縱差動(dòng)保護(hù)。

為反應(yīng)外部相間短路引起的過電流和作為氣體、縱差保護(hù)（或電流速斷保護(hù)）的后備保護(hù)，應(yīng)裝設(shè)過流保護(hù)。

1.瓦斯保護(hù)。用來反應(yīng)變壓器內(nèi)部故障，當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，油分解產(chǎn)生氣體或當(dāng)變壓器油面降低時(shí)，瓦斯保護(hù)動(dòng)作。容量在800KVA及以上的油浸式變壓器一般都應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。

2.縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。用來反應(yīng)變壓器內(nèi)部及引出線套管的故障，容量在10MVA及以上單臺(tái)運(yùn)行的變壓器、容量在6.3MVA及以上并列運(yùn)行的變壓器，都應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。

3.電流速斷保護(hù)。用來反應(yīng)變壓器外部短路故障。容量在10MVA以下單臺(tái)運(yùn)行的變壓器、容量在6.3MVA以下并列運(yùn)行的變壓器，一般裝設(shè)電流速斷保護(hù)。4.過電流保護(hù)。用來反應(yīng)變壓器內(nèi)部和外部故障，作為縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)。5.過負(fù)荷保護(hù)。用來防止變壓器對(duì)稱過負(fù)荷，因此保護(hù)裝置只接在某一相的電路中，并且動(dòng)作于信號(hào)。

6.溫度保護(hù)。為了監(jiān)視變壓器的上層油溫不超過規(guī)定值（一般為85℃）當(dāng)超過油溫規(guī)定值時(shí)，溫度保護(hù)動(dòng)作發(fā)出信號(hào)后或自動(dòng)開啟變壓器冷卻風(fēng)扇。7.啟動(dòng)風(fēng)冷 變壓器室門打開 有載調(diào)壓等

油浸式變壓器干式變壓器區(qū)別

1、油浸變壓器的應(yīng)用范圍很廣。可以在戶內(nèi)，也可以在戶外。特別適合于戶外。

2、干式變壓器使用于戶內(nèi)。主要使用在特別重要的地方和有防火要求的高樓、醫(yī)院、機(jī)場、車站、地鐵、大超市及商店、劇院、學(xué)校等場所。

3、油浸變對(duì)周圍環(huán)境沒有特別的要求，當(dāng)然不能有火險(xiǎn)的地方。而干變對(duì)環(huán)境有些要求，如不能太潮濕、不能有太多的灰塵和污穢的場所。通風(fēng)要良好等。

2、兩卷變 三卷變

如一臺(tái)110KV/35KV/10KV的變壓器，110KV是高壓側(cè)，10KV是低壓側(cè)，而35KV就是中壓側(cè)。

由于變壓器的繞組是由一匝一匝的線圈繞成，人們就形象地稱之為變壓器的一個(gè)“卷”；一般人們將A、B、C三相合在一起，稱之為變壓器的一個(gè)“卷”，就是高壓側(cè)一個(gè)卷，中壓側(cè)一個(gè)卷，低壓側(cè)一個(gè)卷；二卷變壓器就是有高壓和低壓二個(gè)電壓等級(jí)的變壓器，三卷變壓器就是有高壓、中壓、低壓三個(gè)電壓等級(jí)的變壓器。

二、變壓器瓦斯保護(hù)

1.原理：

電力變壓器是利用變壓器油作絕緣和冷卻介質(zhì)的，因此當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生各種故障時(shí)，短路電流都會(huì)產(chǎn)生電弧，使變壓器油和其他絕緣物分解，產(chǎn)生大量的氣體。利用這些氣體形成的壓力或沖力可使保護(hù)動(dòng)作。這種反應(yīng)氣體形成的壓力而動(dòng)作的保護(hù)裝置，叫做瓦斯保護(hù)。2.結(jié)構(gòu)組成及動(dòng)作原理：

氣體保護(hù)的主要元件是氣體繼電器。氣體繼電器安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接管道中。為了使氣體在管道中更好地流動(dòng)，在安裝具有氣體繼電器的變壓器時(shí)，變壓器頂蓋與水平面間應(yīng)有1％～1.5％的坡度；通往繼電器的連接管應(yīng)具有2％～4％的坡度。這樣當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，可使氣流易于進(jìn)入油枕，便能防止氣泡積聚在變壓器的頂蓋內(nèi)。

（1）輕瓦斯保護(hù)：正常運(yùn)行時(shí)，氣體繼電器充滿油，開口杯浸在油內(nèi)，處于上浮位置，干簧觸點(diǎn)是斷開的。當(dāng)內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，油分解產(chǎn)生氣體，油面下降，開口杯隨之下降。當(dāng)氣體積聚增多時(shí)，與開口杯固定在一起的永久磁鐵使干簧觸點(diǎn)接通，發(fā)出輕瓦斯信號(hào)。

（2）重瓦斯保護(hù)：當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，將產(chǎn)生強(qiáng)烈的氣體，使變壓器內(nèi)部壓力突增，產(chǎn)生強(qiáng)烈的油流，油流、氣流沖擊擋板，擋板帶動(dòng)磁鐵向干簧觸點(diǎn)方向移動(dòng)，使干簧觸點(diǎn)接通，作用于跳閘。

氣體繼電器頂部的放氣閥收集氣體，用于化驗(yàn)分析瓦斯氣體的成分。

瓦斯保護(hù)具有靈敏度高、動(dòng)作迅速、接線簡單等特點(diǎn)，特別是當(dāng)變壓器內(nèi)發(fā)生匝間短路的匝數(shù)很少時(shí)，故障回路的電流雖然很大（這時(shí)將造成嚴(yán)重過熱），但反應(yīng)在外部電路的電流變化很小，這時(shí)差動(dòng)保護(hù)可能不動(dòng)作，而瓦斯保護(hù)卻能可靠動(dòng)作。因此，對(duì)于變壓器油箱內(nèi)部的各類故障，瓦斯保護(hù)較差動(dòng)保護(hù)更加靈敏可靠。但應(yīng)注意的是瓦斯保護(hù)只能反應(yīng)油箱內(nèi)部范圍出現(xiàn)的故障，對(duì)油箱外部的故障它是不可能反應(yīng)的。

三、變壓器的溫度保護(hù)

變壓器油的溫度越高，劣化速度越快，使用年限越少。當(dāng)油溫達(dá)115～120℃時(shí)，油開始劣化，而到140～150℃時(shí)劣化更明顯，以致不能使用。油溫越高將促使變壓器繞組絕緣加速老化影響其壽命。

運(yùn)行中規(guī)定變壓器上層油溫最高允許值為95℃，正常情況下不應(yīng)超過85℃。因此運(yùn)行中對(duì)變壓器的上層油溫要進(jìn)行監(jiān)視。

在變壓器內(nèi)部安裝溫度繼電器，用溫度繼電器來監(jiān)視變壓器的油溫。溫度超過85℃時(shí)，溫度繼電器的高溫保護(hù)接點(diǎn)閉合，發(fā)出告警信號(hào)；溫度超過95℃時(shí)，超溫保護(hù)接點(diǎn)閉合，作用于跳閘。

對(duì)于干式變壓器，通常只裝設(shè)溫度保護(hù)繼電器，而不裝設(shè)瓦斯保護(hù)繼電器。

四、變壓器的縱差保護(hù)

變壓器的縱差保護(hù)主要用來反應(yīng)變壓器繞組內(nèi)部及其引出線上發(fā)生的各種相間短路故障。

（一）變壓器縱差保護(hù)工作原理

雙繞組變壓器兩側(cè)都裝設(shè)電流互感器，其二次繞組按環(huán)流法接線，即如果兩側(cè)電流互感器的同極性端子都朝向母線側(cè)，則將同極性端子相連，并在兩邊線之間并聯(lián)接入電流繼電器。在繼電器線圈中流過的電流是兩側(cè)電流互感器二次側(cè)電流之差，也就是說差動(dòng)繼電器是接在差電流回路中的。

從理論上講，正常及外部故障時(shí)，差動(dòng)回路中的電流為零。實(shí)際上由于兩側(cè)電流互感器的特性不可能完全一致等原因，在正常和外部短路時(shí)，差動(dòng)回路中仍有電流，即不平衡電流Iunb,此時(shí)流過差動(dòng)繼電器的電流IKD為

??IKD＝I1?I2＝Iunb

要求不平衡電流盡可能地小，確保繼電器不會(huì)誤動(dòng)作。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生相間故障時(shí)，在差動(dòng)回路中由于I2改變了方向或等于零（無電源側(cè)），這時(shí)流過繼電器的電流為I1與I2之和，為全部短路電流，即 ???????IKD＝I1?I2＝IK

使繼電器可靠動(dòng)作。

顯然，變壓器的差動(dòng)保護(hù)范圍是構(gòu)成變壓器差動(dòng)保護(hù)電流互感器之間的電氣設(shè)備，以及連接這些電氣設(shè)備的導(dǎo)線。由于差動(dòng)保護(hù)對(duì)區(qū)外故障不會(huì)動(dòng)作。因此 ????

差動(dòng)保護(hù)不需要與保護(hù)區(qū)外相鄰元件在動(dòng)作值和動(dòng)作時(shí)限上互相配合，所以在區(qū)內(nèi)故障時(shí)，可瞬時(shí)動(dòng)作。整定原則

(1)大于變壓器的最大負(fù)荷電流；

(2)躲過區(qū)外短路時(shí)的最大不平衡電流；

(3)躲過變壓器的勵(lì)磁涌流。

（二）產(chǎn)生不平衡電流的主要因素及解決措施

由于變壓器在結(jié)構(gòu)和運(yùn)行上的一些特殊性，使它實(shí)際上在保護(hù)范圍內(nèi)沒有故障時(shí)也有較大的不平衡電流流過繼電器，所以必須設(shè)法減小和躲過不平衡電流，以防縱差保護(hù)誤動(dòng)作。

產(chǎn)生不平衡電流的主要原因是變壓器各側(cè)的額定電壓和電流的大小及相位不同；變壓器空載時(shí)在電源側(cè)有很大的勵(lì)磁涌流出現(xiàn)；變壓器兩側(cè)差動(dòng)用的電流互感器不可能采用同型號(hào)、同規(guī)格；電流互感器的變比選擇不完全合適等等。1.變壓器各側(cè)電流相位不同 2.兩側(cè)電流互感器的型號(hào)不同

3.變壓器各側(cè)電流互感器的實(shí)際變比與計(jì)算變比不一致 4.變壓器的勵(lì)磁涌流

5.變壓器在運(yùn)行中帶負(fù)載調(diào)整分接頭

五、變壓器的電流電壓保護(hù)

（一）變壓器電流速斷保護(hù)

1.保護(hù)范圍：對(duì)于小容量變壓器，在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護(hù)，以快速反映油箱外部電源側(cè)套管及引出線故障。

與瓦斯保護(hù)相配合，構(gòu)成小容量變壓器的主保護(hù)。2.動(dòng)作電流整定原則：

變壓器電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流Iop應(yīng)按下列條件之一選擇：

（1）按躲過變壓器負(fù)載側(cè)母線上短路時(shí)，流過保護(hù)的最大短路電流選擇

Iop?KrelIk.max Krel----可靠系數(shù)；

Ik.max----最大運(yùn)行方式下變壓器負(fù)荷側(cè)母線上三相短路時(shí)，流過保護(hù)的最大短路電流。

（2）按躲過變壓器空載投入時(shí)的勵(lì)磁涌流選擇為

Iop=(3～5)IN IN----變壓器保護(hù)安裝側(cè)的額定電流。

按上述兩條件選擇其中較大者。

3.靈敏度校驗(yàn)：應(yīng)選在電源側(cè)進(jìn)線端，以保證電源側(cè)套管在其保護(hù)范圍內(nèi)，即要求保護(hù)安裝處發(fā)生兩相金屬性短路時(shí)靈敏度不小于2。靈敏度：保護(hù)裝置的動(dòng)作電流能夠使電流保護(hù)在正常運(yùn)行時(shí)不誤動(dòng)作，在被保護(hù)范圍內(nèi)短路時(shí)可靠動(dòng)作。而能否可靠動(dòng)作的關(guān)鍵是，短路電流是否確保比保護(hù)動(dòng)作電流大一定倍數(shù)。這個(gè)短路電流與動(dòng)作電流之比的倍數(shù)就是保護(hù)裝置的靈敏

度。

由于在整定值上躲過負(fù)載側(cè)發(fā)生故障時(shí)流過保護(hù)的最大電流，所以不能保護(hù)變壓器內(nèi)部全部繞組，在保護(hù)動(dòng)作后，可瞬時(shí)斷開變壓器兩側(cè)斷路器。4.優(yōu)點(diǎn)：接線簡單，動(dòng)作迅速

缺點(diǎn)：當(dāng)系統(tǒng)容量不大時(shí)，由于短路電流隨故障點(diǎn)的變化曲線變得更為平坦，使得保護(hù)區(qū)很小，甚至保護(hù)不到變壓器電源側(cè)的繞組，在電流速斷保護(hù)外的故障，只能靠過電流保護(hù)動(dòng)作于跳閘，結(jié)果延長了動(dòng)作時(shí)間。

（二）變壓器過電流保護(hù) 1.保護(hù)范圍：反映變壓器外部短路引起的過電流，并作為變壓器本身故障的后備保護(hù)。

2.動(dòng)作電流的整定原則：

動(dòng)作電流Iop按躲過變壓器的最大負(fù)荷電流整定，即

Iop?Krel?IL.max KreKrel----可靠系數(shù)，取1.2～1.3 Kre----返回系數(shù)，取0.85～0.95 IL.max----最大負(fù)荷電流

（三）過載保護(hù)

變壓器的過載電壓，在大多數(shù)情況下都是三相對(duì)稱的，所以過載保護(hù)只需在一相上裝一個(gè)電流繼電器。為了防止在外部短路或在短時(shí)過載時(shí)發(fā)出不必要的信號(hào)，過載保護(hù)通常都經(jīng)過延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。

過載保護(hù)的動(dòng)作電流，按躲過額定電流來整定。即

Iop?Krel?IN KreKrel----可靠系數(shù)，取1.05 Kre----返回系數(shù)，取0.85 IL.max----保護(hù)安裝側(cè)的額定電流

過載保護(hù)的動(dòng)作電流，應(yīng)大于過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限1～2個(gè)時(shí)限差，保護(hù)動(dòng)作只發(fā)出信號(hào)。過載保護(hù)與過電流保護(hù)合用一組電流互感器。

六、變壓器保護(hù)小結(jié)

變壓器的故障分為油箱內(nèi)部和油箱外部故障兩種。變壓器的不正常工作方式有過電流、過載、油面降低等。變壓器的主保護(hù)有瓦斯保護(hù)、縱差保護(hù)。主保護(hù)的配置與變壓器的容量有關(guān)，瓦斯保護(hù)反應(yīng)油箱內(nèi)容的各種故障，但不能反應(yīng)套管及引出線的故障，因此不能單獨(dú)作為變壓器的主保護(hù)，而是與縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù)一起，共同作主保護(hù)。變壓器縱差保護(hù)，作為主保護(hù)之一，其問題是不

平衡電流大，如何克服和減少這些不平衡電流是關(guān)鍵。在不平衡電流中，外部故障時(shí)引起的不平衡電流和變壓器的勵(lì)磁涌流影響最大，因此采用具有速飽和特性的差動(dòng)繼電器構(gòu)成的差動(dòng)保護(hù)裝置，可減小由此產(chǎn)生的不平衡電流的影響，尤其是勵(lì)磁涌流。

七、反時(shí)限過流保護(hù)

反時(shí)限保護(hù)是在電力行業(yè)多用于發(fā)電廠的廠用電動(dòng)機(jī)保護(hù)，其意思是：被保護(hù)設(shè)備（如電動(dòng)機(jī)）故障時(shí)，故障電流（或稱短路電流）越大，該繼電保護(hù)的動(dòng)作延時(shí)越小，即：上述電流和與動(dòng)作時(shí)間成反比；

八、公司微機(jī)變壓器保護(hù)的功能

微機(jī)變壓器綜合保護(hù)裝置可對(duì)各種廠用、站用即用戶變壓器提供完善的綜合保護(hù)功能。

? 定時(shí)限過流保護(hù)

? 三相三段定時(shí)限過流保護(hù)(速斷、限時(shí)速斷、定時(shí)限過流)? 帶復(fù)合電壓閉鎖元件 ? 帶方向閉鎖元件 ? 反時(shí)限過流保護(hù)

? 標(biāo)準(zhǔn)反時(shí)限 / 正常反時(shí)限 / 極端反時(shí)限3種曲線可選 ? 過負(fù)荷保護(hù)

? 告警 / 跳閘可以選擇 ? 定時(shí)限負(fù)序電流保護(hù) ? 高壓側(cè)零序過流保護(hù)

? 帶零序方向閉鎖元件 ? 告警 / 跳閘可選擇 ? 低壓側(cè)定時(shí)限零序電流保護(hù) ? 低電壓保護(hù)

? 帶電流閉鎖元件 ? 零序過壓保護(hù)

? 告警 / 跳閘可以選擇 ? 輕瓦斯高溫保護(hù)告警 ? 重瓦斯超溫保護(hù)跳閘 ? 聯(lián)鎖跳閘功能 ? PT斷線檢測 高壓側(cè)不平衡電流保護(hù)

裝置通過計(jì)算變壓器高壓側(cè)實(shí)際運(yùn)行電流的負(fù)序分量構(gòu)成不平衡電流保護(hù)。對(duì)于變壓器的各種不平衡故障，如不平衡運(yùn)行、斷相、反相等，可投入不平衡電流保護(hù)。

不平衡電流，也稱負(fù)序電流。程序算法：將Ic后移60。，再與Ia相加，再除以3。結(jié)論：

（1）單獨(dú)在A相或C相加入電流，需加入3倍整定值的電流，不平衡電流保護(hù)才能動(dòng)作；

（2）將A、C兩相正向串聯(lián)加入電流，需加入1倍整定值的電流，不平衡電流保護(hù)才能動(dòng)作；

（3）將A、C兩相反向串加入電流，需加入3倍整定值的電流，不平衡電流保護(hù)才能動(dòng)作。高壓側(cè)零序電流保護(hù)

高壓側(cè)采用專用零序CT，可準(zhǔn)確檢測零序電流，當(dāng)零序電流大于整定值并達(dá)到整定延時(shí)后保護(hù)動(dòng)作。低壓側(cè)定時(shí)限零序電流保護(hù)

本裝置可單獨(dú)采集低壓側(cè)零序電流，用于保護(hù)低壓側(cè)的接地故障。因配電變壓器低壓側(cè)為直接接地系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)故障電流較大，所以本保護(hù)的整定范圍也較大。本體保護(hù)

本裝置配有四路外部保護(hù)的輸入接口，變壓器本體保護(hù)的動(dòng)作接點(diǎn)輸入該接口后經(jīng)裝置重動(dòng)出口，既能簡化二次設(shè)計(jì)，又能對(duì)變壓器本體保護(hù)的動(dòng)作情況進(jìn)行顯示和記錄。針對(duì)油浸式變壓器和干式變壓器，裝置分為輕瓦斯保護(hù)、重瓦斯保護(hù)、高溫保護(hù)、超溫保護(hù)四個(gè)輸入接口。