第一篇：變壓器保護教案

供電一部電力變壓器保護培訓教案

【教學目的】

1、了解變壓器配備保護的種類

2、了解變壓器的主要參數(shù)

3、掌握變壓器的巡視內(nèi)容 【教學過程】

一、變壓器應裝設(shè)的保護

（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（瓦斯保護）。（2）反映變壓器的繞組線引出線相間短路、中性點直接接地系統(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。

（3）反映變壓器外部相間短路并作為氣體保護盒差動保護后備的過電流保護（或復合電壓啟動的過電流保護或負序過電流保護）。

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

二、變壓器的保護裝置

（一）氣體保護 1.作用

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

2.基本工作原理

氣體保護有輕氣體保護和重氣體保護變壓器內(nèi)部故障時，故障點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)和嚴重程度，故少量氣體和氣流速度較小時，經(jīng)氣體保護動作于信號；故障嚴重，油流速度高時，重氣體保護瞬時動作于跳閘。

3.氣體保護的運行（1）主變壓器投運前，應檢查氣體繼電器有無殘留氣體、輕氣體保護觸點能否準確地動作于信號、氣體繼電器是否漏油、二次回路的絕緣電阻是否符合要求，試驗重氣體保護觸點能否動作于主變壓器各側(cè)斷路器跳閘。

（2）主變壓器正常運行時，輕氣體保護應投入信號，重氣體保護應投入跳閘。

（3）主變壓器停運時，輕氣體保護不應退出，以便發(fā)現(xiàn)變壓器油面的降低。

（二）變壓器的差動保護 1.作用

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

2.差動保護的運行

（1）差動保護在第一次投入運行時，應作空載合閘試驗，以檢驗其躲勵磁涌流的性能。

（2）在差動回路上工作時或差動回路斷線后，將差動保護退出。（3）新投產(chǎn)的和二次差動回路經(jīng)過工作改動后的差動保護，應帶負荷做六角圖試驗，證明二次回路變比、極性正確以及差壓滿足要求，然后方可將差動保護投入運行。

（三）過電流保護（一般指復合電壓啟動的過電流保護）

變壓器的過電流保護一般包括帶低電壓啟動的過電流保護、復合電壓啟動的過電流保護、負序過電流保護及低阻抗保護等。它是為了防止變壓器外部短路時引起變壓器繞組的過電流，同時作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護。動作于跳閘，跳開變壓器一、二次主斷路器。

（四）變壓器的零序保護 1.變壓器的零序電流保護

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

2.零序過電壓保護 低壓側(cè)有電源的變壓器，中性點可能接地運行或不接地運行時，對外部單相接地引起的過電流以及因失去接地中性點引起的過電壓除設(shè)零序電流保護外，還應增設(shè)零序電壓保護，該保護動作經(jīng)一個延時斷開各側(cè)斷路器。

（五）變壓器過負荷保護

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

（六）后備保護的運行

（1）當主變壓器低壓側(cè)后備保護動作后，應檢查有無越級跳閘及各出線保護的動作情況。若查明是某一線路保護或斷路器拒跳造成，則應斷開該線路斷路器，然后合上主變壓器斷路器，恢復對其他線路的供電。

（2）若后備保護動作使主變壓器各側(cè)斷路器均跳閘，而外部無故障，則應檢查主變壓器主保護是否正常，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)定條件下長期運行時輸出功率的保證值，以視在功率表示，單位是千伏安。

（2）額定電壓UN：是指變壓器長時間運行時所應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，當一次側(cè)繞組的電流達到額定值是，此時在一次側(cè)所施加的電壓，叫做短路電壓。

（5）負荷損耗（銅損耗）變壓器負荷電流流過一、二次繞組是，繞組上所消耗的功率，稱為負荷損耗，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，當變壓器一次側(cè)加額定電壓，二次側(cè)空載時，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磁作用，故又稱勵磁電流，一般以額定電流的百分數(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，變壓器一次測得的有功功率稱為空載損耗。實為鐵芯所產(chǎn)生的損耗故友稱為鐵芯損耗（包括勵磁損耗和渦流損耗）。

四、變壓器巡視內(nèi)容（1）聲音應正常。

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

（4）三相負荷應平衡且不超過額定值。

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

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

（10）防爆管玻璃應完整、無裂紋、無存油。防暴器紅點應不彈出。變壓器發(fā)出異常聲音：過負荷；內(nèi)部連接部位接觸不良，放電打火；個別零件松動；系統(tǒng)中有接地或短路；大電動機啟動，使負荷變化較大。

變壓器氣體保護動作的原因?？赡苁牵?）因濾油、加油或冷卻系統(tǒng)不嚴密，致使空氣進入；（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。

第二篇：變壓器保護講義剖析

變壓器保護講義

基本內(nèi)容：

一、電力變壓器運行狀態(tài)及保護配置

二、變壓器瓦斯保護

三、變壓器的溫度保護

四、變壓器的縱差保護

五、變壓器的電流電壓保護

六、變壓器保護小結(jié)

七、反時限電流保護

八、公司微機變壓器保護的功能

一、電力變壓器運行狀態(tài)及保護配置

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，運行可靠性高，但在實際運行中仍然會發(fā)生故障和不正常工作狀態(tài)。

（一）變壓器故障及異常運行狀態(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)正常運行。

2.異常運行狀態(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間過負荷、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）變壓器保護配置

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

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

為反應變壓器繞組和引出線的相間短路，以及中性點直接接地電網(wǎng)側(cè)繞組和引出線的接地短路及繞組匝間短路，應裝設(shè)縱差保護或電流速斷保護。對于6.3MVA及以上并列運行變壓器和10MVA及以上單獨運行變壓器，以及6.3MVA及以上的廠用變壓器，應裝設(shè)縱差保護；對于10MVA以下變壓器且過電流時限大于0.5s時，應裝設(shè)電流速斷保護；對于2MVA以上變壓器，當電流速斷保護的靈敏系數(shù)不滿足要求時，則宜于裝設(shè)縱差動保護。

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

1.瓦斯保護。用來反應變壓器內(nèi)部故障，當變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，油分解產(chǎn)生氣體或當變壓器油面降低時，瓦斯保護動作。容量在800KVA及以上的油浸式變壓器一般都應裝設(shè)瓦斯保護。

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

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

6.溫度保護。為了監(jiān)視變壓器的上層油溫不超過規(guī)定值（一般為85℃）當超過油溫規(guī)定值時，溫度保護動作發(fā)出信號后或自動開啟變壓器冷卻風扇。7.啟動風冷 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、油浸變壓器的應用范圍很廣?？梢栽趹魞?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、機場、車站、地鐵、大超市及商店、劇院、學校等場所。

3、油浸變對周圍環(huán)境沒有特別的要求，當然不能有火險的地方。而干變對環(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。通風要良好等。

2、兩卷變 三卷變

如一臺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“卷”；一般人們將A、B、C三相合在一起，稱之為變壓器的一個“卷”，就是高壓側(cè)一個卷，中壓側(cè)一個卷，低壓側(cè)一個卷；二卷變壓器就是有高壓和低壓二個電壓等級的變壓器，三卷變壓器就是有高壓、中壓、低壓三個電壓等級的變壓器。

二、變壓器瓦斯保護

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，因此當變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生各種故障時，短路電流都會產(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動作。這種反應氣體形成的壓力而動作的保護裝置，叫做瓦斯保護。2.結(jié)構(gòu)組成及動作原理：

氣體保護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，在安裝具有氣體繼電器的變壓器時，變壓器頂蓋與水平面間應有1％～1.5％的坡度；通往繼電器的連接管應具有2％～4％的坡度。這樣當變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，可使氣流易于進入油枕，便能防止氣泡積聚在變壓器的頂蓋內(nèi)。

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

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

氣體繼電器頂部的放氣閥收集氣體，用于化驗分析瓦斯氣體的成分。

瓦斯保護具有靈敏度高、動作迅速、接線簡單等特點，特別是當變壓器內(nèi)發(fā)生匝間短路的匝數(shù)很少時，故障回路的電流雖然很大（這時將造成嚴重過熱），但反應在外部電路的電流變化很小，這時差動保護可能不動作，而瓦斯保護卻能可靠動作。因此，對于變壓器油箱內(nèi)部的各類故障，瓦斯保護較差動保護更加靈敏可靠。但應注意的是瓦斯保護只能反應油箱內(nèi)部范圍出現(xiàn)的故障，對油箱外部的故障它是不可能反應的。

三、變壓器的溫度保護

變壓器油的溫度越高，劣化速度越快，使用年限越少。當油溫達115～120℃時，油開始劣化，而到140～150℃時劣化更明顯，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℃，正常情況下不應超過85℃。因此運行中對變壓器的上層油溫要進行監(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，溫度繼電器的高溫保護接點閉合，發(fā)出告警信號；溫度超過95℃時，超溫保護接點閉合，作用于跳閘。

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

四、變壓器的縱差保護

變壓器的縱差保護主要用來反應變壓器繞組內(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，差動回路中的電流為零。實際上由于兩側(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，差動回路中仍有電流，即不平衡電流Iunb,此時流過差動繼電器的電流IKD為

??IKD＝I1?I2＝Iunb

要求不平衡電流盡可能地小，確保繼電器不會誤動作。當變壓器內(nèi)部發(fā)生相間故障時，在差動回路中由于I2改變了方向或等于零（無電源側(cè)），這時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

使繼電器可靠動作。

顯然，變壓器的差動保護范圍是構(gòu)成變壓器差動保護電流互感器之間的電氣設(shè)備，以及連接這些電氣設(shè)備的導線。由于差動保護對區(qū)外故障不會動作。因此 ????

差動保護不需要與保護區(qū)外相鄰元件在動作值和動作時限上互相配合，所以在區(qū)內(nèi)故障時，可瞬時動作。整定原則

(1)大于變壓器的最大負荷電流；

(2)躲過區(qū)外短路時的最大不平衡電流；

(3)躲過變壓器的勵磁涌流。

（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)和運行上的一些特殊性，使它實際上在保護范圍內(nèi)沒有故障時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，以防縱差保護誤動作。

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；變壓器空載時在電源側(cè)有很大的勵磁涌流出現(xiàn)；變壓器兩側(cè)差動用的電流互感器不可能采用同型號、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)電流互感器的型號不同

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

5.變壓器在運行中帶負載調(diào)整分接頭

五、變壓器的電流電壓保護

（一）變壓器電流速斷保護

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

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

變壓器電流速斷保護的動作電流Iop應按下列條件之一選擇：

（1）按躲過變壓器負載側(cè)母線上短路時，流過保護的最大短路電流選擇

Iop?KrelIk.max Krel----可靠系數(shù)；

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

（2）按躲過變壓器空載投入時的勵磁涌流選擇為

Iop=(3～5)IN IN----變壓器保護安裝側(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：應選在電源側(cè)進線端，以保證電源側(cè)套管在其保護范圍內(nèi)，即要求保護安裝處發(fā)生兩相金屬性短路時靈敏度不小于2。靈敏度：保護裝置的動作電流能夠使電流保護在正常運行時不誤動作，在被保護范圍內(nèi)短路時可靠動作。而能否可靠動作的關(guān)鍵是，短路電流是否確保比保護動作電流大一定倍數(shù)。這個短路電流與動作電流之比的倍數(shù)就是保護裝置的靈敏

度。

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

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

（二）變壓器過電流保護 1.保護范圍：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。

2.動作電流的整定原則：

動作電流Iop按躲過變壓器的最大負荷電流整定，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----最大負荷電流

（三）過載保護

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

過載保護的動作電流，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----保護安裝側(cè)的額定電流

過載保護的動作電流，應大于過電流保護動作時限1～2個時限差，保護動作只發(fā)出信號。過載保護與過電流保護合用一組電流互感器。

六、變壓器保護小結(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。變壓器的主保護有瓦斯保護、縱差保護。主保護的配置與變壓器的容量有關(guān)，瓦斯保護反應油箱內(nèi)容的各種故障，但不能反應套管及引出線的故障，因此不能單獨作為變壓器的主保護，而是與縱差保護或電流速斷保護一起，共同作主保護。變壓器縱差保護，作為主保護之一，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，外部故障時引起的不平衡電流和變壓器的勵磁涌流影響最大，因此采用具有速飽和特性的差動繼電器構(gòu)成的差動保護裝置，可減小由此產(chǎn)生的不平衡電流的影響，尤其是勵磁涌流。

七、反時限過流保護

反時限保護是在電力行業(yè)多用于發(fā)電廠的廠用電動機保護，其意思是：被保護設(shè)備（如電動機）故障時，故障電流（或稱短路電流）越大，該繼電保護的動作延時越小，即：上述電流和與動作時間成反比；

八、公司微機變壓器保護的功能

微機變壓器綜合保護裝置可對各種廠用、站用即用戶變壓器提供完善的綜合保護功能。

? 定時限過流保護

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

? 標準反時限 / 正常反時限 / 極端反時限3種曲線可選 ? 過負荷保護

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

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

? 帶電流閉鎖元件 ? 零序過壓保護

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

裝置通過計算變壓器高壓側(cè)實際運行電流的負序分量構(gòu)成不平衡電流保護。對于變壓器的各種不平衡故障，如不平衡運行、斷相、反相等，可投入不平衡電流保護。

不平衡電流，也稱負序電流。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，不平衡電流保護才能動作；

（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，不平衡電流保護才能動作；

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

高壓側(cè)采用專用零序CT，可準確檢測零序電流，當零序電流大于整定值并達到整定延時后保護動作。低壓側(cè)定時限零序電流保護

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

本裝置配有四路外部保護的輸入接口，變壓器本體保護的動作接點輸入該接口后經(jīng)裝置重動出口，既能簡化二次設(shè)計，又能對變壓器本體保護的動作情況進行顯示和記錄。針對油浸式變壓器和干式變壓器，裝置分為輕瓦斯保護、重瓦斯保護、高溫保護、超溫保護四個輸入接口。

第三篇：變壓器 教案

5.4 變壓器（人教版3—2）

一、教學目標

1．了解變壓器的構(gòu)造及理解變壓器的工作原理

2．探究變壓器的匝數(shù)與線圈兩端的電壓的關(guān)系并能用它解決基本問題

3．明白理想變壓器是忽略了變壓器的能量損失，它的輸出功率等于輸入功率 4．從探究“匝數(shù)與電壓關(guān)系”全過程指導學生學習物理的思想與方法

二、教學重點

1．探究變壓器的匝數(shù)與線圈兩端的電壓的關(guān)系并能用它解決基本問題

2．從電磁感應的角度和能量的轉(zhuǎn)化與守恒的角度深刻理解變壓器的工作原理

三、教學難點

1．“探究變壓器的匝數(shù)與線圈兩端的電壓的關(guān)系”實驗。2．從能量的轉(zhuǎn)化與守恒的角度理解變壓器的工作原理

四、教具、學具準備

學生電源、可拆變壓器、實物投影儀、多用電表、小燈泡、單刀雙擲開關(guān)

五、過程與方法

觀察現(xiàn)象—進行猜想—設(shè)計實驗—進行分析—得出結(jié)論—指導實踐（認識變壓器在現(xiàn)實生活中的應用，感受它的價值

六、教學過程

（一）預習指導 1．復習相關(guān)內(nèi)容

（1）電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生的條件及種類（2）法拉第電磁感應定律及其表達式（3）探究實驗的指導思想及基本步驟（4）交流電的特點（5）渦流的特點及利與弊 2．預習需要解決的問題（1）變壓器的構(gòu)造（2）變壓器的工作原理

（3）本節(jié)課實驗的目的是什麼？需要哪些器材？需要記錄哪些數(shù)據(jù)？為此需 要設(shè)計什麼樣的表格？過程中需要注意什麼事項？

（二）創(chuàng)設(shè)意境，激發(fā)興趣 學生觀察：直流電路中S閉和后燈泡L的亮暗

學生思考：把兩個沒有用導線相連的線圈套在同一個閉合鐵芯,一個線圈連到 交流電源上, 另一個線圈與燈泡構(gòu)成閉合回路。猜想:接通交流電源開關(guān)S,燈泡L回發(fā)光嗎?(鼓勵學生敢于說出自己的想法)教師演示:實驗是檢驗真理的標準,回逆前面的猜想,教師演示,驗證猜想。教師提問:你的猜想是正確的,能說出你的依據(jù)嗎?

教師點撥:閉合S,由于電流的大小、方向在不斷變化，在鐵芯中激發(fā)的磁場

也不斷變化，這個變化的磁場也通過與燈泡L相連線圈，產(chǎn)生感應電動勢，所以兩線圈之間沒有導線相連，燈泡中也有電流通過，從而發(fā)光。

學生猜想：那么產(chǎn)生感應電動勢的線圈兩端電壓與線圈匝數(shù)有什么關(guān)系？(猜想需要在知道一些知識的基礎(chǔ)上進行。)〔誘思導學1〕: 變壓器的構(gòu)造:(翻閱課本,結(jié)合手中的可拆變壓器自主完成)

(1)閉合鐵芯(2)兩個線圈

a:原(初級)線圈 b:副(次級)線圈

〔誘思導學2〕: 變壓器的工作原理:互感現(xiàn)象 〔誘思導學3〕: 變壓器的符號

思考提問:根據(jù)前面觀察到的現(xiàn)象及對變壓器原理的理解,你認為線圈兩端電壓與線圈的匝數(shù)有什么關(guān)系?(學生合作研討與交流)(1)實驗目的: 1保持原線圈的匝數(shù)及其兩端電壓不變,改變副線圈的匝數(shù)及其兩端電壓不變,研究其對副線圈兩端電壓的影響。

2保持原線圈兩端電壓和副線圈匝數(shù)不變, 研究其對副線圈兩端電壓的影響。(2)實驗器材: 學生電源、可拆變壓器、多用電表、導線若干、單刀雙擲開關(guān)(3)實驗步驟: 1畫出原理圖并要標出原副線圈的匝數(shù)及原線圈所加電壓值。2依據(jù)原理圖連接實物圖

3將單刀雙擲開關(guān)瓣向a,并將交流電壓值和連入電路的原線圈的匝數(shù)記入表格。

〔誘思導學4〕:電壓與匝數(shù)的關(guān)系

教師提問:讓部分同學上臺出們觸摸實驗中變壓器,說出感覺。請問能說出發(fā)生該現(xiàn)象的原因嗎？

〔誘思導學5〕:理想變壓器：無能量損失的變壓器，它的輸出功率等于輸入功率。

〔誘思導學6〕:應用(翻閱課本自主進行后教師點評)

七、小結(jié)

本節(jié)課主要學習了以下內(nèi)容： 1.變壓器主要由鐵芯和線圈組成.2.變壓器可改變交變電的電壓和電流，利用了原副線圈的互感現(xiàn)象.3.理想變壓器：忽略一切電磁損耗，有 P出=P入

八、作業(yè)（PPT）

九、板書設(shè)計

一、變壓器的構(gòu)造

1.構(gòu)造（1）原線圈（2）副線圈（3）閉合鐵芯 2.示意圖

3.種類（1）升壓變壓器（2）降壓變壓器

二、電動勢與匝數(shù)

三、電壓與匝數(shù)

四、電流與匝數(shù)

十、本節(jié)優(yōu)化訓練設(shè)計

1．理想變壓器的原、副線圈中一定相同的物理量有(ABC)A．交流電的頻率

B．磁通量的變化率 C．功率 D．交流電的峰值

BC

3、理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比 n1:n2=4:1 ,當導體棒在 勻強磁場中向左做勻速直線運動切割磁感線時,圖中電流表A1的示數(shù) 12mA,則電流表A2的示數(shù)為(B)A．3mA B．0 C．48mA D．與負載R的值有關(guān)

4．對理想變壓器，下列說法中正確的是(AB)A．原線圈的輸入功率，隨著副線圈的輸出功率增大而增大 B．原線圈的輸入電流，隨副線圈的輸出電流增大而增大 C．原線圈的電流，不隨副線圈的輸出電流變化而變化 D．當副線圈的電流為零時，原線圈的電壓也為零

第四篇：變壓器教案

第四節(jié) 變壓器

●本節(jié)教材分析

變壓器是交變電路中常見的一種電器設(shè)備，也是遠距離輸送交流電不可缺少的裝置.在講解變壓器的原理時，要積極引導學生從電磁感應的角度說明：原線圈上加交流電壓產(chǎn)生交流電流，鐵芯中產(chǎn)生交變磁通量，副線圈中產(chǎn)生交變電動勢，副線圈相當于交流電源對外界負載供電.要向?qū)W生強調(diào)，從能量轉(zhuǎn)換的角度看，變壓器是把電能通過磁場能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后一般電壓、電流都發(fā)生了變化.有的學生認為變壓器鐵芯是帶電的.針對這種錯誤認識，可讓學生根據(jù)電磁感應原理，經(jīng)過獨立思考了解到變壓器鐵芯并不帶電，鐵芯內(nèi)部有磁場（鐵芯外部磁場很弱）.要讓學生明白，互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ).要讓學生在學習電磁感應的基礎(chǔ)上理解互感現(xiàn)象.這里的關(guān)鍵是明白原線圈和副線圈有共同的鐵芯，穿過它們的磁通量和磁通量變化時刻都是相同的.因而，其中的感應電動勢之比只與匝數(shù)有關(guān).這樣，原副線圈的匝數(shù)不同，就可以改變電壓了.要使學生明白，理想變壓器是忽略了變壓器中的能量損耗，它的輸出功率與輸入功率相等，這樣才得出原、副線圈的電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系.在解決有兩個副線圈的變壓器的問題時，不做統(tǒng)一的要求，不必急于去分析這類問題，對學有余力的學生，可引導他們進行分析討論.變壓器在生產(chǎn)和生活中有十分廣泛的應用.課本中介紹了一些，教學中可根據(jù)實際情況向?qū)W生進行介紹，或看掛圖、照片、實物或參觀，以開闊學生眼界，增加實際知識.●教學目標

一、知識目標

1.知道變壓器的構(gòu)造及幾種常見的變壓器，理解變壓器的工作原理。

2.通過實驗，探究理想變壓器原、副線圈中電壓與匝數(shù)的關(guān)系，電流與匝數(shù)的關(guān)系，了解理想化模型在物理學研究中的重要性。.3了解變壓器在生活中的應用。.二、技能目標

1.用電磁感應去理解變壓的工作原理，培養(yǎng)學生綜合應用所學知識的能力.2.講解理想變壓器使學生了解建立物理模型的意義.（抓主要因素，忽略次要因素，排除無關(guān)因素）

三、情感態(tài)度目標

1.使學生體會到能量守恒定律是普遍適用的.2.培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度.●教學重點

變壓器工作原理.●教學難點

變壓器是如何將原線圈的電能傳輸給副線圈的.●教學方法

實驗探究、演繹推理.●教學用具

可拆變壓器、交流電壓表、交流電流表、燈泡、自耦變壓器、調(diào)壓器、導線等.●課時安排 1 課時

●教學過程

一、引入新課

［師］在實際應用中，常常需要改變交流的電壓.大型發(fā)電機發(fā)出的交流，電壓有幾萬伏，而遠距離輸電卻需要高達幾十萬伏的電壓.各種用電設(shè)備所需的電壓也各不相同.電燈、電飯煲、洗衣機等家用電器需要220 V的電壓，機床上的照明燈需要36 V的安全電壓.一般半導體收音機的電源電壓不超過10 V，而電視機顯像管卻需要10000 V以上的高電壓.交流便于改變電壓，以適應各種不同需要.變壓器就是改變交流電壓的設(shè)備.這節(jié)課我們學習變壓器的有關(guān)知識.二、新課教學 1.變壓器原理

［師］出示可拆變壓器，引導學生觀察，變壓器主要由哪幾部分構(gòu)成？

［生］變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成.一個線圈跟電源連接，叫原線圈（初級線圈），另一個線圈跟負載連接，叫副線圈（次級線圈）.兩個線圈都是絕緣導線繞制成的.鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成.［師］畫出變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖和符號，如下圖所示：

［演示］將原線圈接照明電源，交流電壓表接到不同的副線圈上，觀察交流電壓表是否有示數(shù)？

［生］電壓表有示數(shù)且示數(shù)不同.［師］變壓器原、副線圈的電路并不相同，副線圈兩端的交流電壓是如何產(chǎn)生的？請同學們從電磁感應的角度去思考.［生］在原線圈上加交變電壓U1，原線圈中就有交變電流，它在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量.這個交變磁通量既穿過原線圈，也穿過副線圈，在原、副線圈中都要引起感應電動勢.如副線圈是閉合的，在副線圈中就產(chǎn)生交變電流，它也在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量，在原、副線圈中同樣引起感應電動勢.副線圈兩端的電壓就是這樣產(chǎn)生的.［師］物理上把原副線圈中由于有交變電流而發(fā)生的互相感應現(xiàn)象，叫做互感現(xiàn)象.互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ).［生］變壓器的鐵芯起什么作用？

［師］如果無鐵芯，并排放置的原副線圈也發(fā)生互感現(xiàn)象，但原副線圈所激發(fā)的交變磁場的磁感線只有一小部分穿過對方，漏失的磁感線不會在原副線圈中傳送電能.如有鐵芯，由于磁化，絕大部分磁感線集中在鐵芯內(nèi)部，大大提高了變壓器的效率.［生］原副線圈中，感應電動勢大小跟什么有關(guān)系？ ［師］與線圈中磁通量變化率及線圈匝數(shù)成正比.師生共同活動：

1． 實驗探究得出理想變壓器得變比關(guān)系 2． 推導理想變壓器的變壓比公式.設(shè)原線圈的匝數(shù)為N1，副線圈的匝數(shù)為N2，穿過鐵芯的磁通量為Φ，則原副線圈中產(chǎn)生的感應電動勢分別為

E1=N1Δ?

1ΔtΔ?2 ΔtE2=N2在忽略漏磁的情況下，ΔΦ1=ΔΦ2，由此可得

E1N1 ?E2N2在忽略線圈電阻的情況下，原線圈兩端的電壓U1與感應電動勢E1相等，則有U1=E1；副線圈兩端的電壓U2與感應電動勢E2相等，則有U2=E2.于是得到

U1N1 ?U2N2［師］請同學們閱讀教材，回答下列問題：（1）什么叫理想變壓器？（2）什么叫升壓變壓器？（3）什么叫降壓變壓器？

（4）電視機里的變壓器和復讀機里的變壓器各屬于哪一類變壓器？

［生1］忽略原、副線圈的電阻和各種電磁能量損失的變壓器，叫做理想變壓器.［生2］當N2＞N1時，U2＞U1，這樣的變壓器叫升壓變壓器.［生3］當N2＜N1時，U2＜U1，這樣的變壓器叫降壓變壓器.［生4］電視機里的變壓器將220 V電壓升高到10000 V以上屬升壓變壓器；復讀機的變壓器將220 V電壓降到6 V，屬于降壓變壓器.［師］理想變壓器原線圈的輸入功率與副線圈的輸出功率有什么關(guān)系？ ［生］P出=P入

［師］若理想變壓器只有一個副線圈，則原副線圈中的電流I1與I2有什么關(guān)系？ ［生］據(jù)P出=U2I2，P入=U1I1及P出=P入得： U2I2=U1I1

則：I1U2N2 ??I2U1N1［師］繞制原副線圈的導線粗細一樣嗎？

［生］粗細不一樣.高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小，用較細的導線；低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流大，用較粗的導線.2.幾種常見的變壓器

［師］變壓器的種類很多，請同學們閱讀教材，了解幾種常見的變壓器，并回答下列問題：

（1）自耦變壓器有何特點？

（2）自耦變壓器如何作升壓變壓器？又如何作降壓變壓器？（3）互感器分為哪幾類？

（4）電壓互感器的作用是什么？（5）電流互感器的作用是什么？

［生1］自耦變壓器只有一個線圈，滑動頭位置變化時，輸出電壓會連續(xù)發(fā)生變化.［生2］若把整個線圈作副線圈，線圈的一部分作原線圈，為升壓變壓器；若把線圈的一部分作副線圈，整個線圈作原線圈，為降壓變壓器.［生3］互感器分為兩類，即電壓互感器和電流互感器.［生4］電壓互感器用來把高電壓變成低電壓.它的原線圈并聯(lián)在高壓電路中，副線圈上接入交流電壓表，根據(jù)電壓表測得的電壓U2和變壓比，就可以算出高壓電路中的電壓.［生5］電流互感器用來把大電流變成小電流.它的原線圈串聯(lián)在被測電路中，副線圈上接入交流電流表.根據(jù)電流表測得的電流I2和變流比，可以算出被測電路中的電流.三、小結(jié)

本節(jié)課主要學習了以下內(nèi)容： 1.變壓器主要由鐵芯和線圈組成.2.變壓器可改變交變電的電壓和電流，利用了原副線圈的互感現(xiàn)象.3.理想變壓器：忽略一切電磁損耗，有 P輸出=P輸入

U1N1IN

1?2 ?U2N2I2N14.日常生活和生產(chǎn)中使用各種類型的變壓器，但它們遵循同樣的原理.四、作業(yè)（略）

五、板書設(shè)計

六、本節(jié)優(yōu)化訓練設(shè)計

1.理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2=10∶1, 如圖所示.在原線圈中輸入交變電壓，其瞬時表達式為U1=2202sin(100πt)V，在副線圈兩端接入一燈泡和一只交流電壓表，下面說法正確的是

A.電壓表的示數(shù)220 V B.電壓表的指針周期性左右偏轉(zhuǎn) C.輸出交變電壓頻率減為5 Hz D.燈泡承受電壓的最大值是220 V 2.（1993年全國）如圖所示，一理想變壓器的原、副線圈分別由雙線ab和cd（匝數(shù)都為n1），ef和gh（匝數(shù)都為n2）組成，用I1和U1表示輸入電流和電壓，I2和U2表示輸出電流和電壓.在下列四種連接中，符合U1nIn?11?2的是 U2n2,I2n1

A.b與c連接，以a、d為輸入端；f與g相連，以e、h為輸出端 B.b與c相連，以a、d為輸入端；e與g相連，f與h相連為輸出端 C.a與c相連，b與d相連為輸入端；f與g相連，以e、h為輸出端 D.a與c相連，b與d相連為輸入端；e與g相連，f、h相連為輸出端

3.如圖所示的理想變壓器供電線路中，若將開關(guān)S閉合，電流表A1的示數(shù)將_______，電流表A2的示數(shù)將_______，電流表A3的示數(shù)將_______，電壓表V1的示數(shù)將_______，電壓表V2將_______.（不考慮輸電線電壓損耗）

4.如圖，在a、b兩端與e、f兩端分別加上220 V交流電壓時，測得c、d間與g、h間電壓均為110 V，若分別在c、d間與g、h間加110 V電壓，則a、b間與e、f間電壓分別為

A.220 V，220 V

B.220 V，110 V C.110 V，110 V

D.220 V，0 5.在繞制變壓器時，將兩個線圈繞在如圖變壓器鐵芯的左右兩臂上，當通以交流電時，每個線圈產(chǎn)生的磁通量都只有一半通過另一個線圈，另一半通過中間的臂.已知線圈1、2的匝數(shù)比N1∶N2=2∶1，在不接負載情況下

A.當線圈1輸入電壓220 V時，線圈2輸出110 V B.當線圈1輸入電壓220 V時，線圈2輸出電壓55 V C.當線圈2輸入電壓110 V時，線圈1輸出電壓220 V D.當線圈2輸入電壓110 V時，線圈1輸出電壓110 V 參考答案： 1.A 2.AD

3.V1、V2均不變，A1變大，A2不變，A3變大 4.B 5.D

●備課資料

理想變壓器與實際變壓器

理想變壓器是對實際變壓器作理想化處理后得到的結(jié)果.中學物理教材對變壓器的討論，都是在理想化基礎(chǔ)上進行的，即認為變壓器線圈電阻為零，磁通量全部集中在鐵芯中以及變壓器運行時內(nèi)部損耗忽略不計.由此導出原、副繞組的電壓平衡方程：U1=E1，U2=E2；電壓關(guān)系：U1N1IN;電流關(guān)系：1?2和功率傳輸關(guān)系：P1=P2.?U2N2I2N1上述關(guān)系基本上反映了變壓器的運行規(guī)律，但理想變壓器與實際變壓器存在一定的差距，在某些條件下，這種差距還相當大，以致個別公式并不適用.下面從四個方面作進一步分析.（1）原、副繞組的電壓平衡方程

實際變壓器考慮了線圈電阻以及漏磁通的影響，因此其電壓平衡方程為：

空

載

時；

負

載

運

行

時

.式中R1、X1和R2、X2分別為原副繞組的電阻和漏電抗，I0為空載電流，U20為副邊開路電壓.??

由于電流I1（I0）在R1、X1上的壓降與主磁感應電動勢E1相比數(shù)值很小，可以忽略，故有U1=-E1.同理，如將I2在R2和X2上產(chǎn)生的壓降忽略，則在空載和負載下，均有U2=E2.僅考慮數(shù)值大小，我們就得到了理想變壓器的電壓平衡方程：U1=E1，U2=E2.不過從下面的分析可知，U2=E2的處理是近似的.（2）原、副繞組的電壓關(guān)系式

???????????

對于實際變壓器，空載時有U

1E1,U20=E2，因此

U1U20E1N1=.負載時從圖所示E2N2的外特性曲線可知，當負載為電阻性及電感性時，U2隨I2的增大而下降，并且功率因數(shù)cosφ2愈小，U2下降愈厲害；當負載為電容性時，U2隨I2的增大而升高，U2≠E2,故

U1≠U2E1N1UN.不過由于電壓變動率一般在5%左右，所以近似認為1=1，即理想變壓器的?E2N2U2N2電壓關(guān)系成立.（3）原、副繞組的電流關(guān)系

N2?由磁勢平衡方程，可得到實際變壓器原、副繞組的電流關(guān)系：I1?I0?I2.因為變

N1??N2?壓器運行在額定負載時，I0只占I1的百分之幾，故可略去，即有I1??I2.如只考慮數(shù)

N1???值關(guān)系，則有I1N2，這就是理想變壓器的電流關(guān)系式.?I2N1這里我們要指出，當變壓器運行在輕載或空載狀態(tài)時，I1/I2=N2/N1不成立，原因是此時I0與I1相比，絕對不可以忽略.（4）功率傳輸關(guān)系及效率 ??

效率曲線

實際變壓器輸入、輸出功率關(guān)系為P1=PFe+PCu+P2，式中PFe為鐵損，包括磁滯損耗和渦流損耗；PCu為銅損，即電流在線圈電阻上消耗的功率.變壓器的效率η=P1/P2×100%,效率η與輸出功率的關(guān)系如圖所示.如忽略PFe和PCu，則得到理想變壓器功率傳輸關(guān)系：P1=P2和η=100%.由于大型變壓器運行在額定值附近時，效率可達97%~99.5%，故此時理想變壓的關(guān)系式均成立.不過請注意，當變壓器在輕載和空載條件下運行，其效率是比較低的，也就是此時P1=P2、η=100%均不成立.

第五篇：變壓器保護原理

保護原理 3.1差動保護 3.1.1 啟動元件

保護啟動元件用于開放保護跳閘出口繼電器的電源及啟動該保護故障處理程序。各保護CPU的啟動元件相互獨立，且基本相同。

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

當任一差電流突變量連續(xù)三次大于啟動門坎時，保護啟動。

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

3.1.2 差動電流速斷保護元件

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

Id >Isd

其中：Id為變壓器差動電流 Isd為差動電流速斷保護定值 3.1.3 二次諧波制動元件

本元件是為了在變壓器空投時防止勵磁涌流引起差動保護誤動, 其動作判據(jù)為：

I ⑵>Id * XB 2；

其中：I⑵為差動電流中的二次諧波含量； Id為變壓器差動電流；

XB2為差動保護二次諧波制動系數(shù)； 3.1.4 波形對稱判別元件

本元件采用波形對稱算法，將變壓器空載合閘時產(chǎn)生的勵磁涌流與故障電流分開。當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，本保護能瞬時動作。本保護原理已申請國家專利，專利號為ZL-95-1-12781.0。

3.1.5 比率制動元件

本元件是為了在變壓器區(qū)外故障時差動保護有可靠的制動作用,同時在內(nèi)部故障時有較高的靈敏度，其動作判據(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為差動保護電流定值；

Icdd為變壓器差動電流； Izdd為變壓器差動保護制動電流，Izd為差動保護比率制動拐點電流定值, 軟件設(shè)定為高壓側(cè)額定電流值；

K1,K2為比率制動的制動系數(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行時判別TA回路狀況，發(fā)現(xiàn)異常情況發(fā)告警信號，并可由控制字投退來決定是否閉鎖差動保護。其動作判據(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 為差動保護電流定值 In 為額定電流 IQ 前一次測量電流 IH 當前測量電流

ID 無流相的差動電流 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，請在定貨合同或技術(shù)協(xié)議中特別說明。3.1.8 過負荷監(jiān)測元件

本保護反應變壓器的負荷情況，僅監(jiān)測變壓器各側(cè)的三相電流。動作判據(jù)為： max(Ia,Ib,Ic)>Igfh；

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

本保護反應變壓器的負荷情況，監(jiān)測變壓器高壓側(cè)三相電流。動作判據(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為變壓器過負荷啟動冷卻器元件電流定值； 3.1.10 過負荷閉鎖調(diào)壓元件 本保護反應變壓器的負荷情況，僅監(jiān)測變壓器高壓側(cè)三相電流。動作判據(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為變壓器過負荷閉鎖調(diào)壓元件電流定值。3.2 非電量保護

本保護完全獨立于電氣保護，僅反應變壓器本體開關(guān)量輸入信號，驅(qū)動相應的出口繼電器和信號繼電器，為本體保護提供跳閘功能和信號指示。

本非電量保護可選擇信息上傳功能，如非電量信息需通過通訊上傳，請在保護技術(shù)協(xié)議或合同中說明。3.3 斷路器保護裝置（PST-1206B）

本保護裝置共有斷路器失靈電流判別、斷路器非全相保護和變壓器冷卻器全停延時回路。斷路器失靈電流判別元件為斷路器失靈保護提供電流判別。延時元件為非電量保護提供計時功能。3.3.1 斷路器失靈電流啟動回路

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

3.3.2 斷路器非全相保護

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

本保護包括以下元件： 1)過流元件，動作判據(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 為負序電流；

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

在變壓器非電量保護中，冷卻器全停保護在原有可直跳基礎(chǔ)上增加保護邏輯，其動作邏輯為變壓器冷卻器全停接點和變壓器油溫高接點作為開入量(強電開入)，變壓器冷卻器全停接點動作啟動時間繼電器，時間繼電器動作且變壓器油溫高接點動作(與門)啟動出口跳閘。變壓器冷卻器全停保護邏輯中是否經(jīng)油溫高閉鎖可由控制字選擇，變壓器冷卻器全停保護是否投入可采用投退控制字選擇。

3.4 后備保護

3.4.1 復合電壓閉鎖（方向）過流保護

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

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

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

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，動作判據(jù)為： a)若方向由復壓方向投退控制字選擇為“0”時，方向指向變壓器：

Uab～Ic Ubc～Ia Uca～Ib三個夾角（電流落后電壓時角度為正），其中任一個滿足式 45°>б>-135°最大靈敏角為-45°，動作特性為：

b)若方向由控制字選擇為“1”時，方向指向系統(tǒng)（母線），則動作區(qū)與正向相反。c)若方向由控制字選擇為“2”時，表示方向元件退出，本保護變?yōu)閺秃想妷洪]鎖過流保護。

3)過流元件，電流取自本側(cè)的TA。動作判據(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)復合電壓方向過流保護，方向朝向變壓器，以較短時限動作斷開變壓器110kV斷路器；以較長時限動作斷開變壓器各側(cè)斷路器。

110kV側(cè)復合電壓方向過流保護，方向朝110kV母線，以較短時限動作斷開110kV母聯(lián)或母分斷路器；以較長時限動作斷開變壓器本側(cè)斷路器。

35（10）kV側(cè)復合電壓方向過流保護，方向朝35kV母線，第一時限動作斷開35kV母分斷路器；第二時限動作斷開變壓器本側(cè)斷路器；第三時限動作斷開變壓器各側(cè)斷路器；

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

3.4.2 復合電壓閉鎖過流保護

本保護反應相間短路故障，可作為變壓器的后備保護。本保護包括以下元件：

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

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

Ia>Ifgl ； Ib>Ifgl ； Ic>Ifgl ； 以上三個條件為“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)復合電壓過流保護：動作斷開變壓器各側(cè)斷路器。

110KV側(cè)復合電壓過流保護：第一時限動作斷開變壓器本側(cè)母聯(lián)或分段斷路器；

第一時限動作斷開變壓器本側(cè)斷路器 3.4.3 零序（方向）過流保護 本保護反應單相接地故障，可作為變壓器的后備保護。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，本保護的方向元件退出。TV斷線后若電壓恢復正常，本保護也隨之恢復正常。本保護包括以下元件：

1）零序過流元件，動作判據(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，動作判據(jù)為：

3U0～3I0夾角δ（電流落后電壓時角度為正，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°，動作特性為：

當零序功率方向選擇控制字=“0”時，零序功率方向指向變壓器，保護動作區(qū)-15°>б>-195°，最大靈敏角為-105°；

當零序功率方向選擇控制字=“1”時，零序功率方向指向系統(tǒng)（母線），保護動作區(qū)165°>б>-15°，最大靈敏角為75°； 當零序功率方向選擇控制字=“2”時，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，方向指向變壓器，每段的第一時限跳變壓器110kV斷路器；第二時限跳變壓器各側(cè)斷路器。

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

3.4.4 零序過流保護

本保護反應單相接地故障，可作為變壓器的后備保護。本保護包括以下元件： 1)零序過流元件，動作判據(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，跳變壓器各側(cè)斷路器。

3.4.5 間隙零序保護

本保護反應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。保護包括以下元件： 1)間隙零序過壓元件，動作判據(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)中性點間隙TA； Iggl為間隙零序過流的電流定值；

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

3.4.6 公共繞組零序過流保護

本保護反應自藕變壓器中性點電流，本保護包括以下元件： 公共繞組零序過流元件，動作判據(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，保護動作跳變壓器各側(cè)斷路器。

3.4.7 公共繞組復壓過流保護

本保護作為變壓器的總后備保護。本保護包括以下元件：

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

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

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

說明：公共繞組復壓過流保護：動作斷開變壓器各側(cè)斷路器。

3.4.8 公共繞組過負荷保護

本保護僅反應自藕變壓器公共繞組情況，僅監(jiān)測公共繞組A相電流。動作判據(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荷電流定值； 3.4.9 TV回路異常判別元件

本元件僅在保護正常運行時投入；當保護啟動后，退出本元件。動作判據(jù)為： 1)U2>8V；

2)min(Uab,Ubc,Uca)<70V； 3)U1<4V；

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