变压器的继电保护精选(九篇)

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第1篇：变压器的继电保护范文

【关键词】电力系统；变压器；常见故障；继电保护

电力变压器是电力系统中输配电的主要设备，如果发生故障将会给电力系统的正常运行及供电可靠性带来严重的影响。为了确保电力变压器能够安全运行,防止事故扩大,确保电力系统安全稳定的运行，可根据变压器的容量、结构以及故障类型装设相应的继电保护装置。1.电力变压器常见故障及不正常运行状态

变压器油箱的内部原副边绕组很有可能会发生相间短路、匝间短路、中性点直接接地系统侧绕组的单相接地短路以及原副绕组之间的绝缘击穿等故障。油箱内故障产生电弧,引起绝缘油剧烈气化,很有可能会导致变压器油箱内部爆炸。油箱外部套管和引出线也可能会发生相间短路以及接地短路。变压器不正常工作状态主要有外部短路、负荷引起的过电流、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等。

根据情况和异常运行方式,变压器一般需要配置以下保护

2.1差动保护或电流速断保护

差动保护不仅能够正确区分区内外故障，还可以在无其他元件的保护配合的情况下无延时的切除区内各种故障，因此差动保护经常作为电气主设备的主保护被广泛应用于各种电气主设备和线路的保护中。 《继电保护和安全自动装置技术规程》中对装设纵联差动保护和电流速断保护有如下规定：

2.1.1对6.3MVA以下厂用变压器和并列运行的变压器，以及10MVA以下厂用备用变压器和单独运行的变压器，当后备保护时间大于0.5s时，应装设电流速断保护。

2.1.2对6.3MVA及以上厂用工作变压器和并列运行的变压器，10MVA及以上厂用备用变压器和单独运行的变压器，以及2MVA及以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器，应装设纵联差动保护。

2.1.3对高压侧电压为330kV及以上变压器，可装设双重纵联差动保护。

2.1.4对于发电机变压器组，当发电机与变压器之间有断路器时，发电机装设单独的纵联差动保护。当发电机与变压器之间没有断路器时，100MVA及以下发电机与变压器组共用纵联差动保护；100MVA以上发电机，除发电机变压器共用纵联差动保护外，发电机还应单独装设纵联差动保护。对200~300MVA的发电机变压器组亦可在变压器上增设单独的纵联差动保护，即采用双重快速保护。

2.2过电流保护

电网中发生相间短路故障时，电流会突然增大，电压突然下降，过流保护就是按线路选择性的要求，整定电流继电器的动作电流的。过电流保护可作为瓦斯保护和差动保护或电流速断保护的后备保护，反应变压器外部相间短路。一般过电流保护宜用于降压变压器；复合电压起动的过电流保护，宜用于升压变压器、系统联络变压器和过电流保护不满足灵敏性要求的降压变压器；负序电流和单相式低电压起动过电流保护，可用于63MVA及以上升压变压器；对于升压变压器、系统联络变压器，当采用过电流保护不能满足灵敏性和选择性要求时，可采用阻抗保护。

2.3零序电流保护

反应大接地电流系统中变压器外部接地短路的零序电流保护。110kV及以上大接地电流系统中，如果变压器中性点可能接地运行，对于两侧或三侧电源的升压变压器或降压变压器应装设零序电流保护，作变压器主保护的后备保护，并作为相邻元件的后备保护。

利用接地时产生的零序电流使保护动作的装置，叫零序电流保护。在电缆线路上都采用专门的零序电流互感器来实现接地保护。将零序电流互感器套地三芯电缆上，电流继电器接在互感器的二次线圈上，在正常运行或无接地故障时，由于电缆三相电流的向量之和等于零，零序互感器二次线圈的电流也为零(只有很小的不平衡电流），故电流继电器不动作。当发生接地故障时，零序互感器二次线圈将出现较大的电流，使电流继电器动作，以便发出信号或切除故障。

2.4过负荷保护

反应变压器对称过负荷的过负荷保护，仅作用于信号

对于400kVA及以上的变压器，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护。对自耦变压器和多绕组变压器，保护装置应能反应公共绕组及各侧过负荷的情况。变压器的过负荷电流，在大多数情况下，都是三相对称的，故过负荷保护只要接入一相电流，由电流继电器来实现，并经过一定的延时作用于信号。选择保护安装在哪一侧时，要考虑它能够反映变压器所有各侧线圈过负荷情况。在无经常值班人员的变电所，必要时过负荷保护可动作于跳闸或断开部分负荷。

2.5过励磁保护

目前的大型变压器设计中，为了节省材料，降低造价，减少运输重量，铁心的额定工作磁通密度都设计得较高，接近饱和磁密，因此在过电压情况下，很容易产生过励磁。在过励磁时，由于铁心饱和，励磁阻抗下降，励磁电流增加的很快，当工作磁密达到正常磁密的1.3~1.4倍时，励磁电流可达到额定电流水平。其次由于励磁电流是非正弦波，含有许多高次谐波分量，而铁心和其他金属构件的涡流损耗与频率的平方成正比，可引起铁心、金属构件、绝缘材料的严重过热，若过励磁倍数较高，持续时间过长，可能使变压器损坏。因此，高压侧为500kV的变压器宜装设过励磁保护。装设变压器过励磁保护的目的是为了检测变压器的过励磁情况，及时发出信号或动作于跳闸，使变压器的过励磁不超过允许的限度，防止变压器因过励磁而损坏。

2.6瓦斯保护

瓦斯保护是反应变压器内部气体的数量和流动的速度而动作的保护，保护变压器油箱内各种短路故障，特别是绕组的相间短路和匝间短路。当油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作于信号；当油箱内故障严重时，产生的气体量非常大，气体流和油流相互夹杂着冲向油枕上部，由于压强的作用，继电器内部的油面降低，瓦斯保护启动，瞬时断开变压器各侧的断路器。 《继电保护和安全自动装置技术规程》规定，0.4MVA及以上车间内油浸式变压器和0.8MVA及以上油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。瓦斯保护具有可靠、灵敏和速动性，但只能反应油箱内部的故障，不能反应引出线的故障。有时还会受到一些外界因素的影响，所以还需要设置其他后备保护。

2.7压力保护

压力保护也是变压器油箱内部故障的主保护，当变压器内部故障时，温度升高，油膨胀压力增高，弹簧带动继电器触点，使触点闭合，作用于切除变压器。

2.8温度及油位保护

温度保护包括油温和绕组温度保护，当变压器温度升高到预先设定的温度时，温度保护发生告警信号，并投入启动变压器的备用冷却器。

油位保护反应油箱内油位异常的保护。运行时，因变压器漏油或其他原因使油位降低时动作，发出告警信号。

2.9冷控失电保护

为提高传输能力，对于大型变压器均配置有各种的冷却系统，如风冷、强迫油循环。在运行中，若冷控失电，变压器的温度将迅速升高。若不及时处理，可能导致变压器绕组绝缘损坏。

第2篇：变压器的继电保护范文

关键词：电力变压器；电气试验；继电保护

中图分类号：TM417 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）10-0133-01

随着人们对电力需求的进一步扩大化，对电气企业来说也有着比较大的挑战。为保障电力系统的稳定运行，对变压器进行实施电气试验以及加强^电保护工作的实施就显得比较关键，通过从理论上，对电力变压器电气试验以及继电保护的研究分析，就能为实际操作提供有益思路。

1 变压器的故障以及电气试验

1.1 变压器的故障分析

变压器的故障中，声音异常是比较常见的故障。也就是变压器在实际的运用过程中，会发出不均匀的声音，以及发出特殊的声音。这就说明变压器出现了故障。结合声音的不同来找出故障位置，然后对其及时性处理[1]。在这一故障出现的时候，电网处在高压情况下，变压器的声音就会比较尖锐，这就需要对变压器的电压实施测试。在电流电压没有问题的时候，就可能是内部螺丝出现了松动情况。

变压器故障当中，出现了颜色以及气味异常的问题，在变压器的内部就出现了故障。最为可能的就是防爆管发生了破裂，从而使得水以及潮气进入到变压器内，这样就会变压器的绝缘性能有着影响。在实际运行过程中，就比较容易出现闪络问题。或者是由于变压器老化问题，也会出现烧焦气味出现，这就需要解决具体的情况来加以应对。

变压器的故障类型中，油温异常的问题也比较常见。如果是油温比平常高处10摄氏度或负载时候油温不断上升，也能判断变压器的内部出现了故障。可能是冷却器不工作，使得温度不能得到有效扩散，这就需要对冷却系统及时性的维修。

1.2 变压器电气试验

在变压器电气试验的内容中，主要有绝缘测试以及耐压试验和瓦斯继电器试验等。其中的绝缘试验就是其他试验的基础，在这一环节的试验过程中，就要在变压器一次和二次间对地电阻实施测试，这样能对一些比较简单性的故障加以判断，对设备的绝缘强度也能得到有效保证，可有效避免漏电以及破损的问题出现。在电压器存在着相间电阻平衡的时候，通过直流电阻试验对稳定性进行测试，就能满足实际的试验要求[2]。试验仪器为直流电桥或直流电阻测试仪，建议使用直流电阻测试仪，因为变压器线圈电感量较大，电桥充电时间较长，且电池耗电快，影响测试精度。利用直流电桥测量大容量变压器时，必须先按“B”按钮，然后再按“G”按钮，如果按“G”按钮，当按“B”按钮时的一瞬间中因自感引起逆电势对指零仪产生冲击而损坏。断开时，先放开“G”，再放开“B”。

2 电力变压器继电保护措施实施

对电力变压器继电保护要遵循相应的原则，这样才能起到积极保护作用。在可靠性原则方面要加强重视，保护装置规定的保护范围内，发生应该动作故障时，不该拒绝动作而在其他保护不动作下是不应当发生误动作的。在可靠性的原则方面，主要是保护装置自身的质量以及运行维护水平，能采用拒动率以及误动率对两者愈小则保护可靠性愈高进行衡量，为能保障其安全性就要加强自动检测以及闭锁报警等措施实施[3]。再有就是对电力变压器的继电保护就要注重选择性以及灵敏性的原则遵循，在选择性的原则方面，故障设备以及线路自身保护出现了故障，在故障设备以及线路保护要通过相邻设备以及线路保护将故障切除。

电力变压器继电保护措施的实施方面，可通过软件应用功能加以应用。也就是对各类二次信息实施查询，然后对三遥数据分析处理，对以前定试的记录实施比较，对动作的次数以及时间实施统计等，并能对二次设备试验材料以及记录和定值实施管理。设置一次装备参数接口，在电压以及功率和电流设备方面的试验记录要加强实施，并配合一次主接线图实施查询，只有在这些层面得到了加强，就能保障继电保护的效果良好呈现[4]。另外，在对电力变压器的继电保护措施实施中，在瓦斯保护方面的方法实施也比较重要，这一保护在变压器当中是比较基础的，也是变压器内部装置，通过气体变压器为主，瓦斯保护的主要目的就是保证电力变压器油箱内部气体及时排除，能有效避免油箱的温度突然上升，对绝缘油的基本性能能得到保障。

3 结语

综上所述，电力变压器电气试验以及继电保护的措施实施中，要能严格的按照标准进行实施，只有在措施方法上妥善实施，才能真正有助于变压器的应用质量水平提高。希望能通过此次理论研究，有助于电力变压器的继电保护操作。

参考文献

[1]关景辉.电力变压器继电保护相关问题探讨[J].科技创业家，2013，（14）：121.

[2]潘宝良.浅论电力变压器继电保护设计[J].科技资讯，2015，（34）：107.

第3篇：变压器的继电保护范文

【关键词】配电变压器；继电保护；问题；改进

1、配电变压器的使用状况分析

配电变压器主要用于实现电压和电流的等级变换和隔离，是电力系统最基本、最重要的组成设备之一，其在电力系统中的应用数量也最多。早期变压器是由铁芯和缠绕在铁芯上的铜线圈组成，如第一台变压器就是使用一般的碳素钢丝为铁心的导磁材料将钢丝缠绕成卷铁芯结构绕组在卷铁芯上。而后，变压器的制造工艺技术进行了大量改进，主要集中在绝缘、冷却、铁芯导磁材料和结构方面。到二十世纪末，变压器的制作开始引进非晶合金材料，以此大幅度降低了变压器的铁芯损耗。时至今日，电力变压器的使用效率基本上已达到99%以上。

2、目前配电变压器二次侧继电保护使用中存在的问题

2.1问题的背景。变压器作为电力系统中应用最为广泛的一种设备，其发明诞生至今已有一百多年，但是其工作的基本原理和基本功能一直都未发生变化。一方面，配电电力变压器作为变压器中的一个重要种类，则是一种静止的电气设备，是配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压和电流，将某一数值的交流电压和电流变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压和电流而传输交流的设备。其通常安装于电杆或配电所中，一般能将电压从6-10千伏降至400伏左右输入用户。另一方面，从变压器产生至今的一百多年里，电力系统内已发生了深刻的变化，特别是近几十年来，电力系统使用规模的日益扩大，电网结构以及运行方式的日趋复杂化，都使得电力系统运行中的稳定问题越来越突出。电力系统中非线性负荷的大量增长，也加速恶化了电力系统的供电品质。同时，由于用户对电能产品品质的要求越来越高，从而使得电能质量问题所面临的挑战相应地水涨船高，也成为了当前电力系统所面临的亟需解决的重要问题。而配电变压器二次侧继电保护的缺漏则是一个非常重要又不可回避的问题[1]。

2.2问题的提出。随着经济的发展和社会的进步，电力系统也出现一系列新特点，主要体现为：（1）可再生能源发电技术受到普遍关注使得电力系统的电源由传统工频交流形式转为如光伏发电的直流电源、风力发电的交流变频电源等的多形式并存。在这种可再生能源的发电系统中必然涉及到各种大功率、高质量、高效率能量转换与控制问题，而配电变压器二次侧设计也应跟上相应配置的需要，尤其在继电保护过程中现存设计的不完善已难以满足其需求。（2）现有配电变压器二次侧继电保护的设计在大型和超大型电力系统出现后，对保证其安全稳定运行也面临着巨大挑战。（3）对电能需求的爆发性增加导致的非线性负荷的增长，配电变压器二次侧及继电保护设计的不完善，易造成供电电能质量的不断降低，而巨大数量的用户对电能使用质量之要求却越来越高的客观事实无法改变[2]。

2.3问题的表现。在这些新挑战的背景之下，配电变压器作为电力系统中最为基本输变电装置，其过于单一的二次侧继电保护设计所暴露的问题日益明显，具体表现在以下几个方面：（1）负载时容易导致输出的电压下降，而空载时却损耗较高；（2）对配套相关设备进行保护的成本骤然提高；（3）铁芯饱和时产生的谐波在投入电网时也会造成比较大的励磁涌流，影响电网正常运行；（4）在负荷侧发生故障时无法隔离故障，从而导致故障扩大；（5）在带非线性负载情况下，若产生畸变电流通过变压器耦合进入电网会对电网造成无法估计的污染；（6）在电源侧电压受到干扰时，又会传递到负荷侧产生对敏感负荷的消极影响[3]。

3、配电变压器二次侧继电保护改进之方案

3.1现行设计的缺陷。在现有电气设计规程的规定里，若变压器容量在315千伏安及以上且高压侧系跌落式熔断器保护时，配电变压器低压侧总开关应当尽量采用自动空气开关。但目前国产的低压配电屏装设之大容量空气开关在用作配电变压器低压侧开关时往往无法与配出线保护器械相配合。因此，现行设计基本是舍弃了配电变压器低压侧进线空气开关之保护功能，改由高压侧保护器械兼顾作为低压配出线故障时的后备保护。从实践来看，这一取舍往往由于器械的灵敏度不够而无法达到后备保护的目的，因为在出现这种情况时低压进线空气开关实际上仅仅起到了隔离开关之作用，无法充分发挥设备应有的能力。

3.2现行设计改进路径之选择。鉴于以上分析之缺陷，从设计上对配电变压器二次侧继电保护进行创新，从而实现变压器使用效率的整体提升，使其能够满足当前乃至未来电力系统发展过程中出现的各种新要求、新挑战，是当前快速弥补不足的一种捷径。从未来趋势看，电子电力变压器相对于传统常规铁芯式变压器具有体积小、无污染、稳定性、可控性、智能化等无法比拟的优点，是一个总的发展方向，但其技术还不够成熟，尚有待于未来在实际生活中运行检验。而基于传统铁芯式配电变压器对二次侧继电保护设计的改进，其技术已然成熟，且操作性高，能够但期内使配电器效率有大幅提高，是在综合现有技术和条件后的最佳选择[4]。

3.3现行设计之改进。本文所选择的方案是基于传统铁芯式配电变压器而对二次侧继电保护设计的改进，其仅在现有低压配电屏装设的空气开关基础上对二次线稍作改变，不仅花费较少、可操作性强，还能选择上下级保护装置的动作来提高供电可靠性。

本方案具体改进方案为：（1）根据二次接线原理利用进线配电屏原有的三相电流互感器加装三只过电流继电器，在二次接线处设置电容储能器和电容检查回路，从而实现过电流反时限的保护，同时还可根据需要设置变压器瓦斯保护和零序保护。（2）继电保护整定中，时限只需电流的整定适当，采用继电器反时限性能达到选择性保护的配合是完全能够实现的。（3）高压熔断器的选择和电容器的选择可按配电变压器二次侧的母线三相穿越短路电流来选择。

4、结语

总而言之，在科技进步与社会发展迅速的今天，在当前客户对电能质量要求越来越高，各种大型和超大型电力系统对配电变压器设备性能要求越来越高的情况下，变压器的设计与制造都将进入一个更高层次要求的时代，在更有效、更先进的变压器问世前，我们仍须对现有设备与技术进行改进和完善，以期在当前能满足客观上的需求，因此对配电变压器二次侧继电保护进行改进也是尤为必要的，希望能高以此保障电力系统安全、稳定、高效地运行。

参考文献

第4篇：变压器的继电保护范文

关键词：电力系统；变压器；故障类型；继电保护

中图分类号：TM774 文献标识码： A

变压器故障会影响到电力系统的安全稳定运行，甚至会引发电力事故，给国家及人民群众的生命财产造成威胁，也给电力企业带来不可估量的损失。继电保护技术的应用，对于提高电力系统运行的安全性、可靠性具有非常重要的意义。

1电力变压器故障类型

1.1绕组

变压器中的绕组元件对于变压器不同等级间的电能转换工作所起的作用是基础性的，其所出现的常见故障有绕组接地、绕组短路、绕组中断等，绕组短路问题可以再细划成单相短路与相间短路、股间短路等几个类别。

1.2绝缘

针对实际检修记录加以总结，可以很容易发现，变压器中的故障类别里，绝缘故障所占的比重最高，约为75%至85%，意即绝大多数变压器故障均由绝缘系统不稳定所产生。当变压器在工作状态下，绝缘材料持续损耗，而又有变压器波动效应给设备添加的影响，使得绝缘材料发生老化，形成发黑与枯焦问题。所以在检修时要重点关注绝缘系统的工作情况，如果变压器发生个别部位太热与放电问题，要马上将变压器从供配电系统里面退出来。

1.3开关

如果变压器产生漏油问题，它的分接开关可能要直接暴露出来，外部气流渗入会让形状出现绝缘受潮问题，这是分接开关短路故障的主要成因，继而可能带来变压器损坏。而当分接开关处在磨损及外部污染等原因影响下，其触头接触电阻的面积会有所增加，从而造成分接开关触头强烈的发热氧化反应。

1.4油泄漏

如果变压器的油位太高，则易于引起油枕泄漏，若是当变压器的油位太低，则会形成绝缘击穿故障。通过大量的检修维护结果调查可以发现，变压器中的油位变化会同负荷、冷却系统工作情况、环境条件等因素产生关联。

2电力变压器的继电保护方式研究

2.1变压器气体继电保护

变压器的气体继电保护可以有效保护油浸型变压器，避免它的内部出现功能式故障。例如在变压器发生油箱渗漏事故时，气体继电保护装置能够放出及时的跳闸信号。继电器是这类保护装置的重要元件，其安装位置在油箱及油枕中间的联接管位置。瓦斯保护作为变压器主要保护，其可以反应变压器内部故障和油面降低的情况，包括：内部多相短路、变压器绕组的匝间短路、绕组内部断线、绕组与铁芯或外壳间的短路、铁芯故障、绝缘劣化、油面下降或漏油以及分接开关接触不良等。

（1）轻瓦斯继电保护动作：在油箱中发生的故障很轻的时候，有微量气体带到气体继电器中来，实现从上到下的排油，让油面位置下降，这时候上部触点会被有效连接，启动信号回路，发出音响与灯光信号。

（2）重瓦斯继电保护动作：在油箱中发生的故障较为严重的时候，会有很多气体出现，造成油箱里面的油在范围流动，从连接管带入到油枕中，油气混合物在与气体继电器接触以后，继电器的下触点连通，启动跳闸回路，发出音响与灯光信号。

瓦斯保护具有结构简单、动作迅速以及灵敏可靠的优点，但是它不能反映变压器邮箱外部线路的故障，且在外界因素下可能发生误动作，因此，瓦斯保护作为反映内部故障的主保护，但是不能作为唯一保护装置。

对于0.8MVA及以上的油浸式变压器均应装设瓦斯保护；对于容量在0.4MVA及以上的车间油浸式变压器也应装设瓦斯保护。

2.2变压器差动继电保护

差动继电保护的优点很多，诸如灵敏度好、选择性佳等，并且易于操作，可以在发电机、电动机、电抗器等多个部位得到利用。差动继电保护除了能够发现鉴别设备故障，还能够对故障进行独立消除，有着其他方法所不具备的独特优势。差动继电保护形成的原理是变压器高压与低压两翼电流相伴进行对比。在变压器处在平稳运行的工作状态下，或者是处在外部简单故障状态下，差动继电器中的电流会同两翼电流互感器电流和之间保持很小的差值（差值数额几乎为零），在此时，变压器的差动继电器无主动动作产生，也不会进行有关的保护动作。但是在变压器发生内部故障之际，差动继电器里面的电流会同两翼电流互感器电流和保持一致，故障位置会有很强的短路电流出现，继电器会发生显著动作，以便让各边断路器故障马上排除掉，并同时产生动作警示信号。对单独运行容量为10MVA及以上的变压器，或容量为6.3MVA及以上并列运行变压器和厂用工作变压器，均应装设差动继电保护。

2.3变压器过电流保护

如果电力便压器发生内部或者外部故障，除了可以应用变压器的气体继电保护及差动继电保护之外，还可以把变压器所安装的过电流保护设备当作保护装置。从变压器的基本容量及电流短路情况的区别，过电流保护的办法可以划分成如下几种，如负序式保护、复合式启动保护与低电压启动式保护等。负序式保护我区应用面不广，复合式启动保护是由负序继电器保护与低电压继电器联合组成的闭合回路，只有在电流与电压元件发生同步动作时，才有可能出现跳闸情况。所谓的变压器过电流保护方法则要相对复杂一些，由于要保障动作启动后的安全运行，使动作启动可以自动跳开变压器两边附属位置的断路器，因此要按照可以避开电力变压器最大值负荷电流的前提情况进行启动保护设备的工作，以使启动电流得到最合规范的调整，其用意也就是避开最大值负荷自启动装置电流。

2.4变压器超负荷保护

因为电力变压器出现的绝大多数过负荷均是发生于三相对称情况下的，所以针对过负荷继电保护装置，原则上可以应用单独的电流继电器同单相线路进行连接，达到一对一接线，具体可以分为如下几种情况予以安排。其一，针对双绕组情况的变压器，要在主电源附近安装布置过负荷保护设备。其二，对于一边存在电源的三绕组式降压器而言，若是三边绕组的基础容量保持一致的话，那么要在电源一边安装过负荷保护设备；而若是三边绕组的基础容量存在较大差距，则只于绕组容量较低的一边进行过负荷设备安装即可；其三，针对两边都安排电源的三相绕组降压器设备来讲，最好是在三边都设备过负荷保护装置。其四，针对三边都安排电源的三相绕组降压器来讲，最好是在每一边都安装过负荷保护装置。

2.5过励磁保护

当变压器过励磁时，由于铁心饱和，励磁阻抗下降导致励磁电流增大。其波形为非正弦波，包含大量高次谐波分量，从而使得变压器铁心严重过热以及绝缘劣化，如果励磁电流较高，持续时间过长将可能致使变压器的损坏。高压侧为500kV的电力变压器宜装设过励磁保护装置。

3总结

电力变压器是不同电压间的电能资源转换载体，其在供电与配电体系中发挥的作用非常关键。本文分析了电力变压器的常故障种类，并且提出了几点电力变压器的继电保护方式。如果将这些方法有效地利用起来，必将可以有效提升变压器故障检修能力，确保变压器在配电供电安全保护工作中发挥出更加积极的作用。

参考文献：

[1]尹义武.浅析电力变压器继电保护设计[J].科技传播，2010（18）.

[2]李进.浅谈电力变压器的继电保护[J].北京电力高等专科学校学报，2009（12）.

[3]黄婷君.试论电力变压器继电保护设计[J].科技信息，2010（15）.

第5篇：变压器的继电保护范文

关键词：电气部分；变压器；解决方法；干式变压器；保护设计

随着对继电保护技术、电子技术以及通信技术的不断发展，对电气部分的变压器设计的要求越来越高。在大型高压以及超高压的电力变压器的保护设计中，经常会遇到一些问题，下面就了解喜爱电气部分变压器常见的故障进行分析，提出一些合理的变压器保护设计方案，希望对于变压器的保护起着一定的作用。

Abstract: The transformer is the main electrical equipment of power plant and substation, it plays a very important role in the protection of power system, therefore, the design of relay protection voltage regulator requirements are relatively high, in order to guarantee the safety of power system to run, this paper analyzes transformer of electric part of the common faults, described the protection device of transformer category, solutions for common problems in transformer protection design, design of dry-type transformer protection key.Key words: electrical parts; transformer; solution; dry-type transformers; protection design

中图分类号：TM41文献标识码：A文章编号：

一、电气部分变压器常见故障

1、在油箱外的故障。对于油箱外的故障主要是引出线与套管发生了接地短路以及相间短路等等情况，造成变压器出现故障。

2、在油箱内的故障。主要是指绕组的接地、匠间以及相间短路，同时出现铁心德烧损等等，这些故障将会导致绕组以及铁心的烧坏，最终使绝缘体以及变压器油的强烈气化，严重的会出现油箱的爆炸。

3、变压器的不正常运行状态。包括三个方面：一个是由于漏油的原因引起的油面降低，第二是由于负荷超载一定的容量而引起的过负荷，最后一个是由于变压器的外部相间短路从而引起的过电流以及过电压。

二、电气部分变压器保护装置类别

电气部分的变压器出现以上故障应该有相应的措施进行解决，下面就从复合电压闭锁过电流，瓦斯，纵联差动，零序过电流这四个方面进行分析：

1、通过复合电压闭锁过电流进行保护。对于三绕组的变压器过流保护重点是从以下三个方面进行探讨的：①为了进一步的提高其灵敏度将接地线进行简化以及装设复合电压从而起动的过流保护。②当三绕组变压的外部出现短路时，过流保护应该选择性的断开只供给短路点得电流那一端的断路器，这样以来，能够使其他两组的变压器能够正常的工作。③三绕组的变压器的两侧电源上，应该在三侧都装设过电流保护，同时在动作时的最小一侧加上方向元件，最终保证动作的选择性，在装设方向元件以后，还应该采取一定的保护措施，防治变压器内部出现故障。

2、通过瓦斯进行保护。当变压器的内部出现故障时，由于故障点的电流以及电弧的作用，会使变压器油以及其他的绝缘材料会因为局部的受热，从而产生气体，一般气体比较的轻，它会从油箱流向油枕的上边，当变压器的内部出现严重事故时，气体会随之而增多，可以利用油箱内部出现故障的之一特点，可以构成作用于气体的保护装置，这个装置就称之为瓦斯保护。通常情况下，瓦斯气体的容积整定范围为二百五十到三百立方厘米，容量在一万KVA以上，整定值就是二百五十立方厘米，气体的容积整定值主要是利用调节重锤的位置进行改变的，重瓦斯保护的由流速度的范围是在0.6-1.5m/s。当变压器出现外部故障时，因为受到穿越性故障电流的作用，在导油管的流速一般为0.4-0.5m/s。所以，鉴于上面的缘故，一般将当导油管的流速设定为每秒一米。

3、通过纵联差动保护。纵联差动主要是保护反应变压器绕组以及引出线的相见短路，对其中性点直接接地侧绕组以及引出线的接地短路都能够起到保护作用。主要是从以下量方面进行分析：①由于电压器的接线组别不同，导致的两侧的电流相位的关系也不同，即使在变压器两边的电流互感器出现的两次电流的大小都是一样的，但是也会在差动回路中出现不平衡的现象，为了避免出现不平衡的现象，一般情况下，将变压器星行接线的一侧的电流互感器的二次绕组接成三角形，将变压器三角形接线的一侧电流互感器的二次绕组接线成星形，这样一来，就能够将电流互感器的二次电流相位校正过来。②为了保护动作的选择性，保护装置的动作电流应该躲开外部短路时的不平衡电流，一般都选择制动特性的差动保护。

4、通过零序过电流保护。一般坚持的原则是与中性点不接地运行的变压器的零序电压原件在灵敏度上得到配合；在接地电流系统时，为了避免出现引线与母线的接地短路，一般在三侧都有电源而中性带你接地的变压器上，通常都装有零序过电流保护。

三、在电气部分变压器的保护设计中常见问题的解决方法

对于一些大型高压以及超高压的电力变压器的保护设计时，会遇到以下的问题：提高高阻接地故障的灵敏度、过激磁的保护设计以及提高对电流互感器饱和的识别等，下面就具体从这四个方面进行分析：

1、提高高阻接地故障的灵敏度。提高高阻接地故障的灵敏度有利于更好的保证变压器的安全运行以及能够可靠的识别出变压器发生的高阻接地故障，最主要的是采用故障分量差动保护，对于这一保护的动作特性曲线如下图1所示：

图1 故障分量差动保护动作特性

对于这一保护动作的判定公式为：(Ir≤IGD)，在这个公式中，Id87为最小的门槛值，K1以及K2为比率制动系数，IGD表示的是拐点的电流值；Ir表示的是制动电流的故障分量，Id表示的是差动电流的故障分量。因为复合电流在差动的电流以及制动的电流中都已经被消除了，因此，与发生故障茜的负荷情况没有关系，特别是在制动的电流方面能够很好的提高差动保护的灵敏度。

2、过激磁的保护设计。因为过激磁的能力比较大，在世界给出的变压器的耐过激磁的倍数曲线是不同的。因此，为了更好的利用变压器自身的耐受过激磁的能力，应该开发出一种新型的变压器来限制过激磁保护。对于目前来说，比较典型的过激磁倍数曲线就是德国的标准VDE-0523/8.64等等，广大公司采用的是ABB公司提出的过激磁保护。

3、提高对电流互感器饱和的识别。对于提高对电流互感器的饱和识别主要是在变压器的差动保护中选用的抗电流互感器饱和的附加稳定特性来进行识别的。经历以下几个步骤：①第一，以内被保护变压器区内的短路故障引起的电流互感器饱和不能够用差动电流以及制动电流的比值来进行区别的。因为制动电流和差动电流的测量值都会受到一定的干扰，并且，比率值会满足保护动作的条件。②对于发生在被保护变压器区外的故障引起的电流互感器饱和状况，可以利用故障发生的最初的短时间以内，采用最高值的初始制动电流来来检测，这时候，制动电流会将工作点短暂的一道附加的稳定特性区内。③当放生在被电压器区内的故障引起的电流互感器的饱和时，因为差动电流很大，与制动电流形成的电流比值从人引发的工作点就会立即进入到比率差动的保护特性区内。所以，对于保护通过测量的电流量值主要引发的找工作点在不在附加的稳定性特区内，主要通过这个方法来识别的。

四、干式变压器的保护设计研究

干式变压器在煤矿井下的供配电系统中有着重要的作用，变压器是比较关键的设备，下面主要是以移动干式变压器的结构上的缺陷来进行分析的，为中国干式变压器在工业中的安全运用具有重要的意义。

1、干式变压器在结构设计上的缺陷。因为移动变压器设计上都是采用高压负荷的开关，主要是有干式变压器以及配电箱、低压保护箱这三部分组成的。保护的部分设计在变压器的两端头，变压器与两端头的通电主要是通过耐绝缘的接线端子和铜接线来完成的，采用软铜带来连接铜接线柱以及高低压的连线，电流互感器主要在软铜带上面，这种结构设计容易造成接线端子的结缘受到损坏，并且不容易发现，温度保护起不到作用，容易发生安全事故。

2、针对设计的缺陷提出的解决办法。对于接线端的接触不良从而引起的发热现象，主要通过在现有的结构不变的基础上，通过在干式变压器的壳上设置一个通通气孔，同时在通气孔上安装瓦斯监测装置，这个装置主要是运用与工业的监控系统相连接，实现变压器的在线监控，同时为巡检的工作人员提供一个可靠的依据。一般正常情况下，是没有气体的产生的，一旦在变压器的内部接线柱上发热现象，就会有大量的气体产生，在变压器上边的瓦斯装置就会报警，这样以来，就会提示维护人员要进行检修。

五、结束语

电气部分的变压器的保护设计是通过不断的实践，在实践中找到方法，对变压器出现的故障进行及时的维修，对变压器进行保护，有利于设备的安全运行，在工业生产上具有重要的意义。

参考文献：

[1]西北电力设计院\东北电力设计院.电力工程设计手册（2）上海：上海科学技术出版社.1981.

[2]熊信银主编,朱永利副主编.发电厂电气部分.北京:中国电力出版社,2004.

[3]王维检.电气主设备继电保护原理与应用.[J].北京：中国电力出版社,1998.

[4]马洪波.干式变压器技术的发展及其在电力生产中的应用综述[J].电力科学与工程,2010(11):56.

[5]王新月.基于DSP 的干式变压器温度控制器的设计[J].变压器,2010,(11):73.

第6篇：变压器的继电保护范文

【关键词】 GE G60 T60 定子接地 过电压 过频率 发变组

1 概述

本文以一个燃气蒸汽联合发电厂为实例，介绍GE G60发电机保护和T60变压器保护装置的功能、配置特点，以及装置整定的注意事项。针对现场具体情况，对保护进行优化，配置了较为完善的保护，为采用同系列保护的电厂提供借鉴。该电厂燃机使用GE公司9E型机组，发电机容量为125MVA，出口电压15kv，经出口并网开关接至升压变压器。在发电机出口开关和升压变之间母线上，设分支母线至高厂变，为10kv厂用电系统供电。发电机保护采用双套G60继电器装置，双重化配置。升压变保护、高厂变保护、LCI变压器保护及发变组差动保护均采用T60继电器装置。

2 G60发电机保护运用功能

G60是一种发电机综合保护系统，能都保护的机组最大容量可达1000MW。其功能比较先进，保护类型比较多。但在该电厂中，实际运用的功能和保护有一下几种：发电机差动保护、意外激励保护、发电机低阻抗保护、负序过流、逆功率及正向低功率保护、失磁保护、反时限过流保护、相瞬时过流保护、PT断线、低频率、过频率、发电机低电压、发电机过电压、过激磁保护、断路器失灵保护、100%定子接地保护、95%定子接地保护、系统接地保护等。

3 G60发电机保护配置特点

G60的差动保护，采用双斜率、双拐点比例差动特性。作为发电机的主保护。为了给发电机提供较为完善的保护系统，对G60的一些后备保护功能进行了扩充和优化。下面就其中一些保护的配置及装置整定进行详细介绍。

3.1 定子接地保护

该电厂定子接地保护包括基波零序电流接地保护和三次谐波电压接地保护。发电机中性点采用高阻接地方式，经单相配电变压器（二次侧接电阻）接地。基波零序电流取自中性点，配电变压器二次侧电流互感器。G60有1个接地延时过电流元件，1个接地瞬时过电流元件。使用其中接地延时过流元件，实现基波零序电流接地保护。由于，基波零序电流型接地保护，只能保护机端至机尾95%区域的定子绕组，在中性点附近存在5%的保护死区。为了消除该保护死区，启护动三次谐波电压型接地保。

G60提供两种三次谐波电压型接地保护，一种是利用发电机中性三次谐波电压和机端零序电压中的三次谐波电压，在接地故障时不平衡的自适应电压差保护。另一种是利用中性点三次谐波电压，在接地故障时减小的三次谐波欠电压保护。以上两种保护，和零序电流型接地保护配合使用，均可实现定子绕组100%区域保护。因为后者配置较为简单，所以该电厂选用了三次谐波欠电压保护。欠电压启动值，按小于发电机空载运行时的中性点三次谐波电压来整定。

3.2 过电压保护

为了避免过电压对发电机定子绕组绝缘造成损伤，同时，根据厂家技术文件要求。投入两段过电压保护。一段动作于报警，二段动作于跳闸。由于G60只有一个过电压元件，所以，报警段保护采用灵活元件来完成。灵活元件是一个通用的比较器，可以用来监控保护装置检测或计算出的任何真实值，或是任何同类型两个真实值之间的差。该元件对比较得出的量进行判断，可以对其高电平或低电平作出反应，也可以对其在一段时间内的变化率作出反应。比如，当比较出的结果高于设定的门槛值时，继电器输出动作。

3.3 过频率保护

频率过高容易引起转子叶片材料疲劳或受损，同时也会影响厂用电设备的正常运行。使用G60的过频元件，投入三段过频率保护。一段启动值为51Hz，延时10s动作于报警。二段启动值为51.5Hz，投入甩负荷闭锁，延时3s，动作于跳闸。三段启动值为51.5Hz，延时30s，动作于跳闸。由于在甩负荷的过程中，会出现短暂的转速升高、频率升高。为了避免因甩负荷，造成过频率保护误动。在过频率二段保护中，投入甩负荷闭锁该保护功能。但考虑机组转速长时间过高，存在超速飞车的危险。同时，参照规程允许机组频率异常运行的时间，投入过频率三段保护。闭锁过频率二段保护的甩负荷判据，是通过G60的频率变化率元件来实现的。G60有四个独立的频率变化率元件，对频率变化速率作出反应。可以配置为检测频率的增加或减小，或者是检测频率的双向变化率。同时带有电压、电流及频率的监视。该元件可以对过电压监视启动值，设定了该元件动作的最小电压值，可以用来防止保护的误动。过电流监视启动值，设定了该元件动作的最小电流值。如果不需要过电流监视功能，可将启动值设定为零。最小频率定值，设定了元件动作所需要的最小频率值。最大频率定值，设定了元件动作所需要的最大频率值。

4 T60发变组保护运用功能

T60变压器保护专为中高压电力变压器提供主保护，它可以为2绕组到5绕组的变压器在各种系统配置情况下提供保护功能。在T60之中，双斜率特性的比率差动元件是主保护元件。同时还包括瞬时差动保护、过激磁、频率保护等基础保护元件。在该电厂中，使用3套T60保护装置，分别作为发变组差动保护装置、升压变压器保护装置和高厂变保护装置。本文仅介绍使用T60实现发电机、升压变、高厂变，三端发变组差动保护的配置特点和注意事项。

5 T60发变组保护配置特点

将发电机、升压变和高厂变三端，设定为T60内的三个绕组。三端CT分别设在发电机中性点侧、升压变高压侧和高厂变高压侧，从而实现发变组三端差动保护。在装置参数中“绕组接地”选项有“在区内”和“不在区内”，它是根据变压器绕组是否接地来设定的。若变压器中性点直接接地、经电阻接地或经消弧线圈接地时，则应设置为“在区内”。若变压器采用中性点不接地方式，则应设置为“不在区内”。在“绕组相关角度”选项中，可设定“-359.9°到0°”，但是变压器第一个绕组的相关角度必须是0°。即“绕组相关角度”中“绕组1”的角度必须是0°，其他绕组的角度，是相对绕组1的一个滞后的负数角度。

第7篇：变压器的继电保护范文

关键词： 变压器 差动保护 电流互感器 TA 联接组

0 引言

电力变压器是发电厂和变电站的主要电气设备之一，对电力系统的安全稳定运行至关重要，尤其是大型高压、超高压电力变压器造价昂贵、运行责任重大。一旦发生故障遭到损坏，其检修难度大、时间长，要造成很大的经济损失；另外，发生故障后突然切除变压器也会对电力系统造成或大或小的扰动。因此，对继电保护的要求很高。

作为电力变压器的主保护之一的变压器差动保护历来得到广大保护同行们的重视，对其主要保护原理的研究已经相当有成果。但是对于其电流互感器(TA)及其联接组的若干问题尚留有进一步探讨的余地，如：(1) 变压器各侧TA联接组的变比匹配 和相位修正；(2) TA饱和时的对策；(3) TA二次电路断线或短路时的对策；(4) TA的相序、极性和接地问题等。

这些问题处理的不好也会直接影响变压器差动保护的可靠工作，降低保护性能。特别是现在大量采用的微机型变压器差动保护，由于具有了更加强大的数据处理、计算、逻辑判断等软件功能，更应该很好处理和解决这些问题。本文针对这些问题并通过长期在变压器保护方面的研究、设计和应用中的体会，对变压器差动保护中变压器各侧电流互感器 TA及其联接组的若干问题专门作了探讨。

1 电流互感器TA联接组的变比匹配和相位修正

一般来说，在电力变压器中有电流流过时，通过变压器各侧电流互感器TA的二次电流不会正好完全平衡，这是由于变压器的变比和接线组别以及变压器各侧的电流互感器TA的变比和接线等情况有关。因此，变压器差动保护系统设计时必须考虑下列各项因素，使得经过合理匹配的各侧电流才能进行比较。这些因素主要是：1) 变压器各侧的电压等级，包括分接头情况；2) 变压器各侧的电流互感器情况及其接线方法；3) 变压器Y-接线下造成的电流相位角差；4) 变压器Y接线绕组侧的中性点接地情况；5) 变压器侧有无接地故障零序电流电源。

常规的变压器差动保护装置，普遍采用合理的选择电流互感器TA的应用接线方式修正相位差，并通过装置内部的器件进行变比匹配或者通过专用的外部辅助电流互感器进行变比匹配，从而解决这些问题，这里不再赘述。目前，微机型变压器差动保护装置普遍利用本身方便的计算条件，通过保护软件单纯地以数学方法来实现匹配各种变压器和其电流互感器TA的变比，以及被保护变压器接线组别形成的相位差。不需要装置内部的器件进行变比匹配或专用的外部辅助电流互感器进行变比匹配。

一般情况下，微机型变压器差动保护装置可以采用如下的数学表达式模拟变压器各侧电流的匹配情况，不再要求电流互感器TA的接线方式。其通常的编程系数矩阵数学表达式如下：

针对上述情况，变压器差动保护可以设一个电流互感器TA饱和时的附加稳定特性区，它能够区分出这种变压器区内、外故障情况，它的工作特性如图2所示。

式中：Idset为检查断线或短路差动电流门坎值； k为 检查断线或短路的比率系数。

在以上判据的实际应用中，为了满足不同用户的需要，该判据元件可以设计为通过配置字选择仅仅发出告警信号，或者选择发出告警信号并且闭锁比率差动保护，或者选择不投入此判据元件。在选择了发出告警信号并且闭锁比率差动保护时，在此选择下还可以选择“永久”闭锁比率差动保护或相电流增大超过1.2Ie时自动解除闭锁比率差动保护。

由于以上判据选择了电流量和电压量综合判别，所以对于电流互感器二次电路的各种断线或短路情况都能够很好地判别出来。因此，不仅全面增加了电流互感器二次电路故障情况的判别类型范围，而且对于电流互感器二次电路的各种各样的断线或短路情况判别得更准确、更可靠、更全面。

4 电流互感器TA接线的相序、极性和接地问题

变压器差动保护按照有关的规定在保护投运前要严格检查输入保护装置的电流互感器接线电路的相序和极性，确保变压器差动保护的正确工作。但是工程实践反映，由于各种各样的原因，现场确有接错变压器各侧电流互感器三相电路的接线，导致相序和极性错误的情况发生，造成变压器差动保护不应有的误动。如果保护装置本身可以直观的显示输入的变压器各侧电流量的相角、幅值，那么对于变压器差动保护的各侧电流互感器接线的相序和极性检查会有很大的帮助，对变压器差动保护的安全稳定运行又多了一份保证。基于此考虑，利用微机型保护的较强的人机接口功能，可以直观显示变压器各侧电流量的相对相位角度和幅值，显示差流的幅值等，观察输入电流量的测量情况。因此，在变压器投运后带有轻负荷的情况下，由现场的保护技术人员通过观察变压器差动保护装置测量显示的变压器各侧电流量的情况和差流的情况，绘出变压器各侧电流量的相量图，就可以直接分析验证变压器各侧电流互感器TA电路接线是否正确。如果通过观察分析和得到的相量图确认接入变压器差动保护装置的变压器各侧的相电流电路接线正常，仅仅有显示的差流不正常，那么有可能是保护装置本身的数字化平衡变压器各侧电流量的整定值整定有问题，从而也验证了保护装置的数字化平衡变压器各侧电流量的整定值是否正确。

变压器差动保护的二次电流回路接线的另外一个值得注意的问题是：接地点问题。关于仪用互感器的二次回路必须有可靠的接地的要求，在国内外的相应规程中都有明确的规定。例如，在1983年部颁《继电保护和安全自动装置技术规程》中，就有如下条文： 电流互感器的二次回路应有一个接地点，并在配电装置附近经端子排接地。但对于有几组电流互感器联接在一起的保护装置，则应在保护屏上经端子排接地。

工程实践中反映，确有将接入变压器差动保护装置的电流互感器二次回路多点接地的情况发生，造成变压器差动保护装置误动或异常。解决这一问题一方面靠严格执行有关的规程进行施工外，另一方面同样在变压器投运后带有负荷的情况下，由现场的保护技术人员通过观察变压器差动保护装置测量显示的差流的情况分析解决。如果变压器差动保护装置测量显示的差流不正常，在排除了TA相序接线错误和装置本身数字化平衡变压器各侧电流量的整定值错误的情况下，那么可以检查电流互感器TA二次回路是否有多点接地的情况存在。

此外，对于变电站内的地网也要按照有关规程的要求安全可靠的构成一个完整的等电位面的地网，无论主控制室内的地网和开关站的地网都要可靠安全的互连，二次设备的接地点也一定要按照有关规程安全可靠的接在地网上。以免开关站内发生接地故障时串入高压造成二次电缆烧毁和损坏二次的保护控制设备或一些意想不到的事情发生，对保护的正确工作造成影响。

5 结束语

以上的分析，探讨了变压器差动保护中电 流互感器及其联接组的若干问题，这些问题往 往对于变压器差动保护的正确工作影响很大。不能 够很好的解决这些问题，就会直接影响变压器差动 保护的性能，甚至造成变压器差动保护的误动或拒 动。实际应用中，由此引起的变压器差动保护的不正常工作情况也时有发生。

本文介绍的方法已经在实际装置中得到了很好的应用，RTDS数字仿真试验、动模试验和实际现场应用都取得了满意的效果，很好地解决了这些问题。

参考文献

[1] 王维俭. 电气主设备继电保护原理与应用. 北京：中国电力出版社，1998.

[2] 王梅义. 电网继电保护应用 北京：中国电力出版社 1998.

[3] 西门子变压器保护. 7UT512/513产品技术说明书.

第8篇：变压器的继电保护范文

关健词：水电厂；发电机；变压器；保护配置；与LCU配合

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.145

1 引言

随着我国大力发展建设的同时，不可再生能源的消耗和短缺也逐步困扰着我国，正因为此，我国开始加大对环境及能源的保护，电力是我国现代化发展的龙头，无论工业、农业及其它各行业对它都有很大的依赖，正因如此，发展电力也是我国中之重，电力的源头发电行业分火力、水力、风力、太阳能，火力电厂依赖于煤，属于不可再生能源消耗。风力、太阳能发电又对天气环境有较大的依赖，而水力发电在我国西部又有相当大的优势，因此，加快西部水力资源开发、实现西电东送，对于解决国民经济发展中的能源短缺问题、改善生态环境、促进区域经济的协调和可持续发展，无疑具有非常重要的意义。

发展水力发电的同r又使我们看到保障好水力发电系统成为重要前提，本文重点对水电厂中发电机、变压器的保护配置作了详细的介绍，以四川省凉山州木里县境内的鸭嘴河跑马坪水电厂为例，根据主接线图详述了各保护的配置及出口跳闸模式，我国只有少数的类似于三峡水电厂这样的大型水电厂，大多数规模均较小，但又多数上电网，正基于此，研究配置好中小型水电厂，不仅更好的保证水电厂的安全，更为系统安全提供保障。以鸭嘴河跑马坪水电厂作为典型介绍还是有一定的代表性的，该水电厂发电机采取一主一后配置，主变保护采用双主双后配置。在文章最后对发变组保护与水机LCU的配合作了各种分析，同时对水电厂的主要接线进行简要的评价。

2 水电厂的分类及主接线及保护配置原则

水电厂主接线形式与火电厂主接线形式不太一样，大多采用发电机-变压器单元接线形式，由于水电厂发电机容量大多很小，单机容量25MW以下的发电机组称为小型，25MW～250MW为中型，250MW以上为大型。通常水电厂均为几十兆瓦，几台发电机出口带断路器后并接至出口母线上，再经变压器升压至35KV、110KV或220KV，所以对于水电厂发电机、变压器保护是分开配置的，不像火电厂大都采用发电机-变压器组方式进行按整套发变组保护模式配置，对于接入至220KV母线的主变采用双套保护配置，对于大于100MW以上的发电机也均采用双套保护，本文根据此着重讲一下在四川凉州鸭嘴河跑马坪水电厂的保护具体配置。

3 跑马坪水电厂主接线

跑马坪水电厂位于四川省凉山州木里县境内的鸭嘴河上，为鸭嘴河的第三级水电站。电站总装机容量120MW，采用引水式开发，装设2台单机容量为60MW、额定水头600m的水斗式立轴水轮发电机组。升高电压侧采用220kV一级电压。电气主接线采用扩大单元+单母线接线，设置1台额定容量为150MVA组合式三相双卷升压型无励磁调压铜芯电力变压器，将发电机10.5kV电压升压至220kV电压接入电力系统。

4 跑马坪水电厂保护配置图（见图1）

5 跑马坪水电厂保护配置介绍

5.1 发电机保护主要配置

电气量主保护：发电机差动、横差保护、失磁保护、定子接地保护。

电气量后备保护：复合过电流、记忆过流、转子一点接地保护、过电压保护、定时限过负荷保护、反时限过负荷保护、过激磁保护、频率异常保护、误上电保护

非电量保护：励磁系统故障、水机保护联跳、紧急跳闸。

发电机差动保护取3CT和14CT，作为发电机内部故障的全线快速保护，动作于发电机全停；

发电机复合过电流和记忆过流保护取4CT。保护延时动作于发电机全停；

横差保护取2CT，保护快速动作于发电机全停；

失磁保护设计为在大负荷失磁时，取4CT，在小负荷时取9CT，失磁保护动作于带时限解列。

对于水轮机转子一点接地采取发信方式。

过电压保护采用机端PT，动作电压取1.5倍额定电压，保护动作于解列灭磁；

定时限过负荷保护采用4CT，保护带时限动作于发信和减出力；

反时限过负荷保护采用4CT，反时限设下限段、反时限段、上限段，下限段为保护启动值，当电流大于启动值时，发电机开始热累积，当电流小于启动值时，发电机开始散热过程。反时限段则根据反时限电流的大小进行出口动作时间不同，反时限电流越大，动作时间越短。 上限段为速断段，即大于此电流保护无时限动作出口，保护带时限动作于解列；

定子接地保护取机端PT开口三角电压，保护动作全停（停机模式，不停主变）；

过激磁保护取机端PT电压，利用电压与频率的比值作判据，保护作于解列灭磁，频率异常保护分低频和过频两种方式，保护动作于发信。

误上电保护电流取自14CT和机端PT三相电压，保护是为防止在发电机静止时发生误合闸操作，从系统向发电机定子绕组倒送大电流，在水轮机未旋转时可能会烧毁定子绕组。其判据为机端断路器由开到合，且保护受机端低频元件和低压元件开放，此误上电保护在发电机退出时自动投入使用，保护本动作于解列；

发电机保护非电量保护均作于（停机模式，不停主变）。其中一组保护重动接点可接至水机紧急停机控制器用于关停水机及辅设备。

5.2 主变保护主要配置

第9篇：变压器的继电保护范文

关键词：航天器；DC-DC变换器；过压保护电路

引言

在DC-DC变换器设计时要考虑对用电负载的保护以及因用电负载的失效而对DC-DC变换器的保护。航天器用DC-DC变换器由于其高可靠、不可维修的特殊要求，因此在设计之初就要开展失效模式及影响分析的工作，即考虑组成DC-DC变换器的所有部件、元器件可能发生的各种故障对DC-DC变换器的影响，以及设计中相应的纠正措施，以保证不会造成灾难性的后果。

电子线路类负载对电源的稳定性要求一般不超过电源电压的1％，在极端情况下不超过5％，机电类负载对电源的稳定性要求相对较宽。为了保证用电设备的安全及可靠运行，要针对电路中元器件及线路要素的各种失效模式设计过压保护电路。过压失效模式的分析中不考虑无关的双重故障，即认为两个无关电路的不同元器件同时失效为极小概率事件。

二次电源过压失效模式分析

DC-DC变换器是一个闭环反馈系统，对于不同电路拓扑引起输出过压的故障点不尽相同。例如对于非隔离的Buck变换器，其串联的功率MOSFET管一旦漏源极短路，输入电压会直接串到输出端。又如，采用磁隔离采样加输出二次稳压的多路输出DC-DC变换器、用于二次稳压的三端稳压器输入输出短路，也会导致输出过压。再如对于多路输出的DC-DC变换器，由于交叉调整率差会带来某路输出电压升高。

对于一般单输出隔离式的DC-DC变换器，可能引起输出过压的失效模

除变压器初次级短路造成输出过压的故障模式可以通过变压器的绝缘设计来克服外，针对表1所列的其余过压失效模式，本文设计了一种基于PWM的输出限压保护电路。

基于PWM的输出限压保护电路

脉宽调制型DC-DC变换器的输出稳压通过如下方式实现：输出电压采样值和基准电压值比较后产生误差信号Ve和锯齿波进行比较后产生一定占空比的方波驱动信号控制功率MOSFET管的导通，实现闭环反馈稳压输出。因此通过控制PWM误差放大器的输出电平就可以控制输出电压值，该电路就是基于这种原理设计的，电路见图3。电路基本工作原理如下：当DC-DC变换器工作于正常闭环状态时，PWM误差放大器工作在线性放大区，其输出电平取决于输入信号电平和放大器的增益。图3中的三极管V2工作在截至区，图3所示的过压保护电路不影响正常DC-DC变换器的正常闭环特性。当DC-DC变换器工作于开环状态时，误差放大器工作在饱和区。由于误差放大器不是理想运放。因此输出电阻不为零，因此将其简化为一个含内阻的电压源。三极管V2工作在线性放大区，可以将其简化为受控可变电阻，因此图3可以简化为图4所示的等效电路。当输出电压升高后，过压采样信号升高，导致Ib增大，使得V2的Ic增大，由于误差放大器内阻的存在，使误差放大器的输出电压Ve降低，这样就使PWM的方波驱动信号变窄，使输出电压降低，最终稳定在某一个电压值上。

笔者用Saber-2005仿真软件对这一应用电路进行了仿真分析，仿真电路见图5。该电路是一个12V输出的反激变换器，PWM采用电流型脉宽调制器UC1845。

电源正常输出电压为11.973V，电源输出5ms后，采样环路断开，此时限压保护电路工作，将输出电压限制在133.3v左右，仿真结果见图6。

改变电阻RIS的值，可以调整输出电压的限压值。图7是电阻R15阻值与输出限压值的仿真结果曲线。可以看出电阻Rls从100Q变化到lkQ时，输出限压值从13.445v变化到14.119V。