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电力系统继电保护原理 Protection Principle of Power System 白雪峰 1 第6章电力变压器保护 • 第1节变压器的故障类型和不正常工作状态 • 第2节变压器纵差保护 • 第3节变压器的励磁涌流和鉴别方法 • 第4节变压器相间短路的后备保护 • 第5节变压器接地短路的后备保护 • 第6节变压器零序电流差动保护 • 第7节变压器保护配置原则 2 第1节变压器故障类型和不正常工作状态 • 变压器是电力系统不可缺少的重要电气设备。它的故 障将对供电可靠性和系统安全运行带来严重的影响， 应根据变压器容量等级和重要程度，装设性能良好、 动作可靠的继电保护装置。 • 变压器故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障。 • 油箱内部故障主要包括变压器油箱内绕组的相间短路、 匝间短路等。变压器油箱内部故障是很危险的，因为 故障点的电弧不仅会损坏绕组绝缘与铁芯，而且会使 绝缘物质和变压器油箱中的油剧烈汽化，由此可能引 起油箱的爆炸。 • 油箱外部最常见的故障主要是变压器绕组引出线和套 管上发生的相间短路和接地短路等。 3 第1节变压器故障类型和不正常工作状态 • 变压器的不正常工作状态主要有： • 负荷长时间超过额定容量引起的过负荷； • 外部短路引起的过电流； • 外部接地短路引起的中性点过电压； • 油箱漏油引起的油面降低或冷却系统 • 故障引起的温度升高； • 大容量变压器在过电压或低频等异常运行工况下导 致变压器过励磁，引起铁芯和其他金属构件过热。 • 变压器处于不正常运行状态时，继电器应根据其严 重程度，发出警告信号，使运行人员及时发现并采 取相应的措施，以确保变压器的安全。 4 第1节变压器故障类型和不正常工作状态 • 变压器油箱内部发生故障时，除了变压器各侧电流、 电压变化外，油箱内的油、气、温度等非电量也会 发生变化。 • 因此，变压器的保护也就分为电量保护和非电量保 护两种。非电量保护装设在变压器内部。 • 线路保护中采用的许多保护如过电流保护、纵差保 护等在变压器的电量保护中都有应用，但在配置上 有区别。 5 第2节变压器的纵差保护 变压器纵差保护的基本原理 电流纵差保护不但能够正确区分区内外故障，而且不 需要与其他元件的保护配合，可以无延时地切除区内 各种故障，具有独特的优点，因而被广泛地用作变压 器的主保护。 由于变压器高压侧和低压侧的额定电 流不同，因此，为了保证纵差保护的 正确工作，就须适当选择两侧电流互 感器的变比，使得正常运行和外部故 障时，两个电流相等。 6 变压器纵差保护的基本原理 • 正常运行或外部故障时，差动继电器中的电流等于两 侧电流互感器的二次电流之差，欲使这种情况下流过 继电器的电流基本为零，则应恰当选择两侧电流互感 器的变比。 • 若上述条件满足，则当正常运行或外部故障时，流入 差动继电器的电流为 • 当变压器内部故障时，流入差动继电器的电流为