變壓器繼電保護原理精選(九篇)

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第1篇：變壓器繼電保護原理范文

【關鍵詞】變壓器 保養維護 解決故障

我們先看一個案例：2012年3月日，江西省羅湖區水貝二路特力大廈對面路邊的一個配電柜發生了爆炸，爆炸噴射出的巨大火球和火花將四名正在配電柜作業的工人灼傷，并將一名13歲的男孩燒得面目全非。據周先生回憶，當時受傷的孩子身上的衣服都被燒得焦黑，全身多處受傷，眼睛和耳朵也有受傷，被燒傷最嚴重的是頭部、手臂和大腿。據醫院護士介紹，爆炸導致包括這名13歲的男孩和另外四名施工工人都不同程度被燒傷，其中一名工人燒傷最為嚴重全身燒傷面達到40%，目前在重癥監護室，還有生命危險。其余傷者傷勢較輕均在市二醫院燒傷科救治。施工工人說，可能是因為設備故障導致了高壓配電柜的爆炸，并表示當晚會修好配電柜。面對這觸目驚心的畫面，我們電力人都應該來考慮如何對變壓器進行保養維護，以保障人民生命財產安全。

電力變壓器是一種改變交流電壓大小靜止的電力設備，是電力系統中核心設備之一。如果變壓器發生故障，將影響電力系統的安全穩定運行。我們在工作中會經常遇到變壓器由于各種原因而不工作的情況，我結合實際工作經驗來淺談如何對變壓器平時維護，以及在變壓器出現故障時，如何迅速判斷并解決問題。

一、在變壓器運行過程中可能出現的問題

（一）變壓器在運行中假如發現聲音不正常、油位高或低不正常，溫度過高，漏油等情況，應立即檢查并解決。（二）如果變壓器的負荷超過允許的負荷時，我們必須按規定降低變壓器的負荷。（三）如果變壓器運行時內部聲音巨響或有爆裂聲，必須立即斷電修理。（四）如果變壓器的油溫超高，同時查看油位，如果油位過低立即加油。

二、變壓器運行中幾項常規檢查

（一）在暴風、結冰、雨雪等惡劣氣候條件下，除巡視檢查外，還應進行變壓器的停電進行掃除，以保證變壓器運行的良好。（二）要經常檢查變壓器油溫有沒有在允許范圍。（三）查看油質，如果變壓器油是透明、微帶黃色，就說明油質較好。（四）變壓器正常的嗡嗡電磁聲，聲音如有變化，必須立即檢查。

三、如何對變壓器的故障進行處理呢

要想正確快速的處理變壓器故障，我們必須了解掌握下面幾種常見的故障：

（一）瓦斯保護故障原因及解決方法

氣體保護主變壓器保護機制作用的信號光氣，重氣作用就行了。在這里，我們有這兩種保護方法分析和整齊的保護性行動，原因和治療方法：

1.光氣將發揮作用，在保護信號。工作信號的原因：有可能是一個小變壓器內部故障變壓器內部泄漏到空氣中；二次回路可能會發生故障。運行操作人員應立即檢查維修。

2.如果當變壓器可能是一個嚴重的故障，造成了很多的輕油裂解氣體保護跳閘。氣體保護跳閘顯現，你可以先投入備用變壓器，然后到外部檢查。檢查油枕防爆門，每個焊接接頭有沒有分裂的現象，有沒有失真的變壓器外殼。如果仔細檢查后，確認沒有一個內部故障，而是由于外部故障或操作失誤造成的工作人員，并準備好進行傳輸。

（二）鐵芯故障原因及解決方法

原因是絕大多數核心故障芯柱穿心螺桿或鐵輪夾緊螺釘絕緣損壞發生，其后果將是穿心螺桿芯造成兩個點連接的概率，從而造成局部加熱循環發生，傷害會造成更強大的核心燒毀。也可能會導致偏短的層疊鐵心，導致層疊膜的層間絕緣層被損壞，變壓器的負載損耗的增加，絕緣油不能繼續使用中斷。

變壓器故障的操作中，應該如何繞組或核心失敗吊芯檢查？

首先測量各相的繞組的直流電阻，并進行比較，如電阻差是大的，它是可能的繞組故障。其次通過目測為內核，那么直流電壓，電流薄膜之間的絕緣電阻計測量。

（三）分接開關故障原因及解決方法

可能是主要的原因有：

1.連接螺絲松動所致；

2.負荷調節裝置不良和調整不當；

3.點擊所造成的保溫板保溫較差；

4.焊點不滿，接觸不良，產品質量問題，彈簧壓力不足；

5.酸價過高，所以挖掘的接觸面腐蝕。

（四）套管故障原因及解決方法

這種故障常見的是炸毀、閃落和漏油，其主要原因有：1.密封不良，絕緣受潮劣比；2.呼吸器配置不當或者吸入水分未及時處理。

（五）繞組的故障原因及解決方法

主要有接頭開焊、繞組接地、相間短路、斷線及匝間短路等。而有幾種可能會產生這些故障：

第2篇：變壓器繼電保護原理范文

電力變壓器的結構和功能是電力系統的重要組成部分，其運行過程中會遇到很多問題，這些問題將會或多或少的影響電力系統的安全，尤其是大容量電力變壓器受損會對企業電力系統造成致命破壞。因此，只有加強電力變壓器的繼電保護，將變壓器合理應用到繼電保護裝置中，才能保證電力系統的安全。本文重點分析了電力變壓器的繼電保護對策，闡述了電力變壓器在續電工作中的重要作用，展望了電力變壓器在繼電保護方面的未來。

【關鍵詞】電力變壓器 繼電保護 軟件系統

電力變壓器的正常運行可以保證電力的有效運輸，而保證電力變壓器正常發揮功能的關鍵是繼電保護，其工作能否完成將影響著電力體系的完整度。只有對電力變壓器的機電保護對策進行科學分析，才能在電力變壓器續電出現故障時做出合理應對，更好地處理電力運輸過程中可能出現的各種意外狀況，從而保證電力系統的穩定性和安全性。

1 電力變壓器繼電保護的常見故障

1.1 電力變壓器繼電保護概況

電力變壓器繼電保護主要有三種功能。第一，對電力系統出現的不正常信號和非正常狀態做出有效應對，而達到維護繼電保護功能的目的。第二，對電力變壓器出現的非正常狀態和故障進行判斷，及時切斷問題而達到有效控制事故發生的目的。第三，盡量避免電力變壓器的繼電保護功能因停電和設備損壞等問題而產生經濟損失的情況，從而保證電力變壓器的有效運轉。

1.2 電力變壓器繼電保護的常見故障

1.2.1 內部原因造成的故障分析

內部原因造成的繼電保護故障主要是電力變壓器內部結構出現的機構性故障或功能性故障導致，如果變壓器繞組出現故障或者變壓器外殼接地線路出現故障都會引起繼電保護故障，甚至會引發電網停電或者電力變壓器被迫切除的情況。如果變壓器出現短路，不能立即對變壓器實行切除和停機，就會導致電力變壓器燒毀或者不能運轉的嚴重后果。

1.2.2 外部原因造成的故障分析

外部原因造成的故障主要有因油箱外部引線出現搭接情況、電力變壓器的絕緣皮套出現發熱情況等問題而引發的繼電保護故障。如果電力變壓器外部出現短路情況，可能會使電力變壓器因電壓過高而產生嚴重損害。

1.3 電力變壓器繼電保護裝置的配備原則

當電力變壓器內部出現短路或者油面下降的情況時，應該設置瓦斯保護；當外部短路引發變壓器過電流的情況時，應該根據電力變壓器容量和運行情況，設置電流保護、復合電壓啟動的過電流保護等裝置作為后備保護；當長時間的過負荷對電力設備產生損害時，應根據過符合情況設置負荷保護裝置；當電力變壓器出現溫度升高問題或者冷卻出現故障時，應該根據變壓器標準的規定，設置作用于信號的設備；110kv及以上中性點直接接地的電力網，應該根據電力變壓器中心點接地的實際情況設置零序電流保護和零序電壓保護裝置。

2 電力變壓器繼電保護的要點分析

2.1 提高電力變壓器繼電保護技術的可靠性

電力變壓器的繼電保護方式主要是采用方法庫和數據倉庫。這兩種方式可以有效地保證系統升級和維護的可靠性。在方法庫上對電力系統進行升級和維護，為系統升級和換代提供了便利。因此，配備合理有效、性能優越的繼電保護裝置可以保證繼電保護的可靠性。

2.2 增強電力變壓器繼電保護技術的實用性

電力變壓器運行過程中的一些問題可以通過調節數據的共享性和適用性進行解決。如此一來，在分析問題和數據統計過程中可以增強數據的實用性，進而保證電力變壓器的正常運行。

2.3 按照國家標準進行電力變壓器設備設計

電力變壓器的設計工作應該嚴格按照國家標準進行，并且嚴格把控型號選擇的問題，以保證繼電保護的協調性。同時，在對電力變壓器進行繼電保護時，應該對繼電保護的工作情況和定期數值計算進行審核，保證電力變壓器的運行符合國家規范。

2.4 電力變壓器的運行應該以行動性為原則

在電力變壓器的運行過程中，應該根據其結構的特殊性和功能的實用性，在設備內部安裝保護裝置，當瓦斯超出限值，立即做出反應，從而保證繼電保護裝置工作的準確性和便捷性，保證電力變壓器的穩定性。

3 電力變壓器繼電保護的未來發展方向

3.1 軟件系統的發展

隨著社會科技的進步，電力變壓器的繼電保護應該向著自動化和智能化的方向發展。開發相關的軟件支撐起電力變壓器的繼電保護工作，建立相應的電力變壓器繼電保護的工作程序，進行系統的數據記錄和分析。通過其對相關數據的細致分析和高效決策來提高電力變壓器繼電保護的效果，從而維護電力變壓器的繼電保護功能。

3.2 數據庫的發展

國民經濟的快速發展使得電力變壓器需要向網絡化和信息化的方向發展。通過建立電力變壓器繼電保護的相關數據庫和資料來實現網絡化和信息化是最有效的途徑。具體就是根據電力變壓器繼電保護工作的實際情況，建立電力變壓器繼電保護工作正常運行、故障檢測和數據存儲的數據庫，對相關數據進行系統、科學的記錄，使資料庫可以作為電力變壓器繼電保護工作的堅強后盾。只有確保數據庫在電力變壓器繼電保護工作中的有效運用，保證數據庫對數據的全面統計，才能在設備出現故障后，準確的分析故障原因，找出解決故障的方法，從而保證電力變壓器的繼電保護工作正常運行。

4 結束語

電力變壓器的結構和功能作為電力系統的重要組成部分，其運行過程中會遇到的問題會影響整個電力系統的安全，尤其是大容量電力變壓器受損會對電力系統造成致命破壞。而電力變壓器的繼電保護是電力變壓器最重要的保護體系和設備，同時也是保護電力變壓器的有效手段，不僅可以保證電力變壓器的正常運行，而且還可以將發生故障的可能性降到最低。因此，為了能夠發揮電力變壓器繼電保護工作的最大價值，必須對電力變壓器的繼電保護技術進行分析，從而找到有效避免電力變壓器的繼電保護工作的正常進行，保證電力系統的安全性和穩定性，減少電力系統故障發生的概率。

參考文獻

[1]周寶忠.電力變壓器繼電保護技術的應用實踐[J].科技經濟市場，2014（11）：173.

[2]劉靖.電力變壓器微機主保護系統的研究與設計[D].重慶大學，2008.

[3]王梅義.高壓電網繼電保護運行技術[J].電力工業出版社，2008，10.

[4]沈國榮.工頻變化量方向繼電器原理的研究[J].電力系統自動化，2007，8.

[5]趙洪梅.電力變壓器的繼電保護[J].電力與能源，2008，34.

作者簡介

高海濤（1980-），男，陜西省洋縣人。工程碩士學位。現為吉林石化公司工程師。主要研究方向為電氣運行管理。

第3篇：變壓器繼電保護原理范文

【關鍵詞】變壓器 保護措施 問題 研究

一、背景

變壓器對于人們來說并不陌生，而變壓器在電力系統中的重要性也逐漸被大眾認同，通過對變壓器保護中出現的若干問題分析與研究，能夠幫助人們進一步了解變壓器保護知識，為保證變壓器的安全運行奠定理論基礎。

自上世紀中期至末期，繼電保護技術在保護電力系統安全方面的貢獻已經非同小可，作為一項安全保護應用工程，上世紀中期的晶體管繼電保護發展階段可謂是難以超越的鼎盛時期。上世紀七十年代，集成電器被投入繼電保護研究中，直至八十年代早先的晶體管技術已經被集成電路保護技術取代，在繼電保護中發揮著重大作用。到了九十年代初，集成電路保護技術仍然處于主導地位。九十年代后期，微機保護的應運而生使得繼電保護進入了新歷程。目前，我國以網絡化著稱的繼電保護技術的普及意味著新形勢下的繼電保護對數據的測量、保護和控制有著更高的要求。

二、變壓器繼電保護分析

（一）變壓器故障及保護方式

1.變壓器故障

變壓器故障分為外部與內部兩方面。變壓器外部故障指的是變壓器外部油箱外部及周邊線路引發的故障，一般有引出線故障、絕緣套管破裂引起的短路等。變壓器內部故障指的是變壓器油箱內部出現的故障，一般有單相繞組線路引起的單相接地故障、繞組間的相間短路、單相繞組匝線間的匝間短路等。

2.變壓器不正常運行的表現

常見的變壓器的不正常運行的狀態有以下：由于超負荷引起不同程度的泄露油，造成油面下降；因接地短路引起的電流及中性點過電壓及由變壓器外部故障引起的過電流，低頻率或者過電壓情況下的大容量的變壓器出現運行方面的異常等。

3.變壓器的保護方式

常見的變壓器保護方式有縱差動保護或電流速斷保護、瓦斯保護、反應外部相間短路引起的過電流以及變壓器后備保護。縱差動保護或電流速斷保護是指對引出線、繞組間、單相接地引發的短路進行防御保護，以上保護進行之后，變壓器每一個電源旁邊的斷路器即會跳開實施保護；瓦斯保護對變壓器產生的作用主要是能夠反應出變壓器郵箱里面出現的不同故障以及發生故障時油面的下降情況。瓦斯保護是根據變壓器油箱里面產生的油流以及氣體變化而進行變壓器的保護，主要分為輕瓦斯保護與重瓦斯保護兩種。輕瓦斯保護表現為信號反應方面，重瓦斯保護則表現于變壓器每一個電源旁邊的斷路器的跳開。

（二）變電器保護中出現的問題

實踐中，在變壓器保護中會出現下列幾點問題。首先，變壓器差動保護是通過電流互感器進行保護的，當穿越性短路電流時產生的誤差高于百分之十時，變壓器差動保護也會出現相應誤動。其次，變壓器會出現由線匝引發的短路，而差動保護無法及時形成保護，避免不了短路的發生。再次，變壓器運行中空充變壓器發生的誤動不多，這是因為新變壓器或者維修后的變壓器常常需要進行沖擊合閘實驗，這也是電力工作人員較為重視的環節。但在排除外部障礙之后，由于勵磁涌流的緣故，會出現比率制動差動保護的誤動現象。假如沒能及時采取有效措施，就無法保證變壓器運行的安全性和可靠性。最后，進行新裝差動保護裝置整組的傳動試驗時，保護測試儀并不能檢驗出電流回路是否正確，這就不能保證變壓器裝置環節的每一個環節都有檢測保證，比如無法檢測出TA極性的正確性，也無法避免TA極性接反等情況的出現，從而埋下了電力系統運行的安全隱患。

三、變壓器差動保護問題防范措施

針對上述情況，本文認為可以從以下幾個方面對變壓器差動保護問題進行防范。首先，針對電流互感器進行選擇是比較費心又麻煩的事情，選擇不好就會使得保護出現誤動或者不作用，還有可能造成不同程度的成本損失及安裝棘手等問題。變壓器差動保護所選用的電流互感器的選擇需要考慮電壓等級以及裝置位置，因為這些因素將會影響電流互感器的勵磁電流，當穿越性短路電流時產生的誤差高于百分之十時，可以增加電流互感器電流比；減輕電流互感器回路負荷；串聯使用兩組電流互感器；在保證靈敏度基礎上對保護動作電流進行提高。其次，變壓器的繞組出現由線匝引發的短路時，瓦斯保護能夠及時做出反應，預防變壓器油箱內部發生故障，實現變壓器差動保護作用。再次，針對勵磁涌流出現比率制動差動保護的誤動現象，需要根據勵磁涌流的特征，充分利用勵磁涌流的非周期分量使讓鐵芯處于飽和狀態，將保護電流大大提高。此外，合閘時加入附加電阻，也可以有效地減弱勵磁涌流。

四、結論

本文通過對變壓器繼電保護中出現的問題的分析及研究，對在電力系統中起重要作用的變壓器有更深入的了解，包括變壓器故障類型、變壓器保護方式及變壓器差動保護原理等。筆者結合工作實踐，針對變電器保護中出現的問題及變壓器差動保護措施進行了詳細闡述，在分析后提出了切實可行的變壓器差動保護問題防范措施，進一步推動了現階段變壓器繼電保護的研究。如文中所說，網絡化電力系統保護的普及帶動著電力系統的不斷發展，也帶動繼電保護技術向計算機技術的全面轉型，繼電保護將在數字化的推動下實現原理與實踐的改革突破，保證電力系統安全高效運行的智能化、系統化的繼電保護技術將在不久后的未來應運而生。

參考文獻：

[1]田成.淺談變壓器的故障類型與繼電保護[J].民營科技，2012（8）

[2]趙禮杰；趙妍；；變壓器勵磁涌流判別方法綜述[J].中國新技術新產品，2009（7）

第4篇：變壓器繼電保護原理范文

關鍵詞：建筑電氣 配電變壓器 繼電保護

1、前言

隨著社會建設步伐的加快，現代建筑電氣已被廣泛應用。配電變壓器是建筑電氣中必不可少的部分，它在整個輸送電路中起著關鍵作用，配電變壓器的可靠性直接決定了建筑電氣系統的安全性。如果配電變壓器發生故障，而沒有及時采取任何保護措施，那么就會對人民生命財產帶來巨大危害。繼電保護應用在配電變壓器中可以有效提高整個電氣系統的安全性能，由于建筑電氣系統構成復雜，引發配電變壓器故障因素眾多，因此對其常見的問題進行分析，可以使得安裝繼電保護裝置更有針對性，從而體現出更大的實用價值。

2、建筑電氣中配電變壓器常見問題

第一，油箱內部問題。變壓器內部導線連接極為復雜，如果辨別不仔細，容易將不同繞組間的線路短接、單項繞組某些接頭位置短路、內部線圈導線與外殼相連短路等；第二，油箱外部問題。配電器引出線與套管連接不合理，從而產生相間短路或者接地短路問題。第三，配電變壓器運行問題。油箱漏油造成油位下降，因為某部分線路短接問題導致變壓器工作電流不穩定，電荷超出額定范圍。上述問題都是建筑電氣配電變壓器中常見的問題，我們應該采用幾點保護裝置將其消除，從而延長變壓器的使用壽命、提高建筑電氣系統服務水平。

3、配電變壓器需安裝的繼電保護及注意事項

3.1配電變壓器需安裝的繼電保護

現階段建筑電氣中配電變壓器需安裝的繼電保護主要包括以下四類：其一，短路保護與過負荷保護主要安裝在變壓器的低壓位置。短路保護的作用是防止母線以及變壓器干線遭到損壞，同時也具備保護后續配電線路的功能。其二，變壓器各重要保護位置的配電線路應該具備最佳的實用性，確保電氣系統出現瞬間高電壓時可以自動調整正常，確保繼電保護裝置動作的精確性。其三，變壓器低壓側主保護也可兼作單相接地保護，可采用帶單相接地保護的低壓斷路器作變壓器低壓側的主保護，如靈敏度不夠時還可增設零序保護。其四，變壓器低壓位置繼電保護通常采用快速或短延時脫扣器，其主要目的是保證出線保護時間完美結合。

3.2配電變壓器繼電保護應注意事項

首先，繼電保護裝置型號要與配電器相匹配，選用質量優質、運行可靠的繼電保護元件，在繼電保護裝置使用前要進行試驗，當確保各項運行數據正常時方可安裝到電氣系統中，安裝過程中應該盡可能減少元件節點的數量。繼電保護應設置在外界因素影響較小的位置，注意所有導線連接的順序。其次，如果繼電保護處于工作條件下，變壓器運行有異常現象，操作人員應該立即對變壓器進行檢查，對于較嚴重問題應該請示上級批準，嚴禁擅自切斷繼電保護。最后，繼電保護出現動作后，要嚴格按照規定逐級排除變壓器故障，待故障得到妥善處理后，方可啟動配電變壓器系統。

4、建筑電氣中配電變壓器的繼電保護類型

4.1短路保護

如果電動機端子由于某種原因出現相間短路或者中性點連接錯誤出現單相接地短路，繼電保護器應迅速動作，防止故障破壞范圍擴大。如果電動機處于正常工作狀態，繼電保護不允許錯誤切斷電路。所以短路保護選取熔斷器額定電流標準應遵循電動機安秒特性曲線規律，通常要略高于電動機的額定電流。因為低壓斷路器與接觸器是電動機主回路的重要構成部件，如果短路電流達到接觸器的斷開電流，盡管低壓斷路器已經提前切斷接觸器，然而由于在二者間存在電弧，仍然會對電路的焊接位置產生不利影響。為了有效解決此類問題，對于操作不常用的電動機，可設置快速反應的低壓斷路器改變上述保護線路；對于常用的電動機，應該將接觸器設置于主回路尾端。

4.2過電保護

一般情況下，變壓器連接的母線或與之關聯的支線出現問題時，與之匹配的繼電保護無法立即切斷，因此應當安裝較短時限的過電保護，可以把故障可能蔓延的支路全部切斷，防止短路電流流經變壓器核心位置。過電保護使用范圍并不大，多用于容量較小的降壓變壓器，型號選擇要根據變壓器的實際電流選擇。

4.3零序電流保護

變壓器接地的后備保護大都選用零序電流保護，這是因為零序電流保護對于變壓器接地系統有良好的工作效果。零序電流普遍采用兩段式。若想零序電流保護充分發揮作用，就必須保證各段間的零序保護電流相互協調工作；同時零序電流也要滿足變壓器后備工作電流要求。其工作原理與三繞組變壓器后備保護大同小異，零序電流保護要逐級縮小故障區域。按照實際要求，各段零序電流保護設置兩個時限，保證以最快的動作切斷故障。若降壓變壓器的中、低側未通電源情況下，零序電流保護的運行毫無意義。

4.4瓦斯保護

變壓器油是絕緣和冷卻的介質，假如變壓器發生故障，短路電流就會產生電弧，從而分解變壓器油和某些絕緣物質，產生氣體，導致了安全隱患的發生，所以應該設置瓦斯保護。瓦斯保護一般分為輕瓦斯和重瓦斯兩類。

輕瓦斯：變壓器內部過熱，或局部放電，使變壓器油油溫上升，產生一定的氣體，匯集于繼電器內，達到了一定量后觸動繼電器，發出信號。

重瓦斯：變壓器內發生嚴重短路后，將對變壓器油產生沖擊，使一定油流沖向繼電器的檔板，動作于跳閘。

4.5其他保護

假如高壓側電壓的值為500KV以上，對于電壓升高或者頻率降低產生的變壓器鼓磁電流上升，需要設置過鼓磁保護。假如變壓器溫度及其油箱內的壓力升高，或者冷卻系統發生問題，需要按照變壓器當前的標準，來進行溫度和壓力保護裝置的設置。

5、結束語

綜上所述，繼電保護是配電變壓器的重要組成部分，它是整個建筑電氣系統可靠運行的基本前提，其使用范圍會不斷地推廣。隨著現代科學技術的進步，很多先進技術已用于繼電保護開發，使得繼電保護技術有了重大突破，從而為促進建筑電氣系統的長遠發展奠定了基礎。

參考文獻：

[1]許斌，王月強.淺論10kV油浸式配電變壓器繼電保護[J].廣東科技，2011（24）.

[2]周帆.關于配電變壓器的繼電保護的探討[J].科技創新與應用，2012（12）.

第5篇：變壓器繼電保護原理范文

關鍵詞：主變壓器；氣體繼電器；故障性質判別；改進措施；電網運行 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM407 文章編號：1009-2374（2016）12-0125-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.12.058

1 概況

大型電力變壓器最重要的非電量保護裝置非氣體繼電器莫屬。以往事實表明，如果變壓器裝有氣體繼電器，當變壓器發生絕緣性快速分解或是變壓器本體發生放電性故障時，氣體繼電器往往最先做出反應。它能有效減少變壓器故障帶來的損失。目前市面上主要出售QJ-25、QJ-50、QJ-80等幾種改進的QJ系列的氣體繼電器，它們的基本結構相同，用哪一種都能起到同樣保護的效果。此類產品的型號、規格及技術要求等問題在《氣體繼電器》（JB/T9647-1999）中有詳細說明。QJ系列氣體繼電器在速動油壓繼電器、皮托繼電器、BR-1型等進口繼電器中也有采用。遺憾的是，到現在為止，技術工程師仍然沒有找到一種非電量保護裝置可以取代氣體繼電器在大型變壓器的設置。

氣體繼電器是如何運行并起到保護作用？以下做簡要分析。當變壓器內部發生輕微非正常現象時，油分解產生的氣體會迅速升到繼電器的上部，達到飽和程度時，上開口杯會下降到繼電器的磁鐵與干簧接點吸合的位置，這時氣體繼電器就會發出輕瓦斯信號。注意區分當油位降低時，也會迫使輕瓦斯發出求救信號。絕緣油會在變壓器發生故障時自動大量分解，并迅速翻騰浪涌，如果油流速度達到氣體繼電器啟動定值，油流就會沖擊拍打油管內的擋板，當達到一定程度時，繼電器上的磁鐵會與干簧接點吸合，發出重瓦斯信號，重瓦斯發生作用，切斷故障。當然，氣體繼電器也有失誤時，本文主要對繼電器的非正常運作情況進行分析總結，歸納其產生失誤的原因，同時提出改進措施。為正常使用繼電器，使重瓦斯發生動作，有效規避風險提供參考。

2 氣體繼電器故障分析

氣體繼電器是電力設備正常安全運行的有力保證。這一保護裝置發生的非正常運行的類別主要有線路接觸不良，接線錯誤、短路、自身材質不達標、抗干擾能力弱等常見問題，具體分析結果如下：

2.1 電壓互感器的接線故障問題

繼電保護裝置經常發生的運行錯誤就是電壓互感器的接線問題，又分為二次中性點接線錯誤、回路短路、接地、斷線等現象。這幾種現象是互相作用的，一種現象的發生就可能會間接的導致另一種故障的發生。如果出現了零序電壓比提高，回路負荷降低，這是二次接地故障的典型表現，導致設備短路。如果不加以制止，就會導致變壓器的電壓逐漸增大，引起設備誤動，進而引發二次中性點接線錯誤。

2.2 繼電保護裝置的抗干擾能力差引起的故障

繼電保護裝置的工作環境極其復雜，因此對抗干擾能力有很高的要求。就目前我國的具體情況來看，繼電器的抗干擾能力較弱，還處在起步階段。由于其抗干擾能力較差，所以在運行中易受到其他通信設備的干擾而出現電壓幅度增加，給邏輯原件的分析造成困擾。

2.3 由重瓦斯及輕瓦斯引起的故障問題

2.3.1 氣體繼電器非正常運作分為重瓦斯保護跳閘和輕瓦斯發出二類保護信號，引起動作兩種情況。由于重瓦斯動作表現為跳閘，造成的影響和損失相較于輕瓦斯來說較大，所以應重點觀察，注意預防。運行不當易引發重瓦斯故障問題主要表現為：（1）呼吸系統不當引起的重瓦斯保護問題；（2）變壓器子箱密封不良，進水導致的重瓦斯保護；（3）電纜短路或者是絕緣不良引起的重瓦斯保護；（4）繼電器安裝不當使得外部電纜絕緣部分損壞引起的重瓦斯保護問題。重瓦斯動作現象多表現為水電機組濕度和變壓器負荷較大，這時就會有呼吸器跑油現象發生，最有可能發生在冬季，所以一定要嚴加預防。如果對于平時三令五申的問題都易忽視而造成惡劣影響，真的是得不償失。像提高安裝質量、定期檢查、時刻監督這類小事情在平時一定要高度重視。

2.3.2 由氣體繼電器干簧接電處的玻璃管破裂和接電器密封不良造成的重瓦斯保護不容忽視。干簧玻璃管破裂都發生在同一臺變壓器的有調節開關的氣體繼電器上。在對1998年、2004年和2005年發生的三次較大安全事故分析后，是否與繼電器的振動幅度較大有關還不得而知，但是提高繼電器的質量，有效遏制這一危害的發生還是有借鑒意義的。繼電器的密封不良問題在各類繼電器上都有出現，表明改進密封性是一個共性問題，應該盡快著手改進實施。有的單位在變壓器的外面加上防雨罩，可以有效遏制此類事件的發生，有一定的突破性。

2.4 由輕瓦斯引起的故障問題

如果不能及時、準確地判斷輕瓦斯的頻繁保護動作，對于發生較快的故障可能漏判或錯判，以至于釀成無法挽回的后果。在制造過程中需要特別改進的是氣體繼電器的浮筒轉軸脫落，引發輕瓦斯頻繁動作的問題。輕瓦斯保護裝置設置的意義重大，當油位降低時，輕瓦斯會迅速做出判斷，向運行人員發出信號以方便及時采取措施制止危害的進一步擴大。變壓器負壓區或是冷凍系統的負壓區進氣排氣不徹底，是導致輕瓦斯保護頻繁動作的一大隱患。這種情況與工作人員正常工作時的情況相矛盾，會干擾工作人員做出正確的職業判斷。如果碰巧有其他故障同時發生，極易產生漏判，此時正確的做法應該是處理漏氣和殘余氣體。

3 電氣繼電器保護裝置的維護技術

現階段的電氣繼電器保護裝置的維護主要有以下方法，即插件替代法、故障直觀法、電路拆除法、參數對照法、短接法與斷開法等。

3.1 插件替代法

微機保護裝置內部發生故障主要用替代法進行處理。其工作原理是在工作中如果出現類似于系統無法正常運行的故障時可將其替換成相同的插件。替代法雖然是一種簡單的維修技術，但在實際工作中也不容馬虎，要仔細檢查電流和電壓是否處理恰當，確保替代插件的定值芯片和程序與原來系統一致。

3.2 故障直觀法

故障直觀法是繼電器故障發生時常用方法。直觀法要求檢修及操作人員擁有較強的專業知識與豐富的經驗，因為其工作原理是技工人員用肉眼直接觀察，找出錯誤，對設備故障進行直接分析并據此提出整改意見。

3.3 電路拆除法

拆除法的工作原理是將變壓器的二次回路按順序拆開之后再仔細找出故障所在。此法有利于運維檢修人員快速找出故障，提高工作效率，節約故障檢測浪費的不必要時間。

3.4 參數對照法

對照法的工作原理是首先要確定機電保護裝置的故障位置，運維檢修人員經常用測試值與定值之間的差額來實現這一目標。判斷方法是如果測試中出現的故障程度較大，則表明此處一定有較大的故障隱患，應及時處理。此方法的優點是借助參數值來判斷故障程度，準確性高。

3.5 短接法與斷開法

短接法和斷開法的工作原理大體相同，主要是對回路中的某一部分進行斷開或者接線處理，觀察斷開或接線后設備的運行狀態與沒進行斷開或者接線前的運行狀態之間的區別，以此縮小產生故障的范圍，盡快找出故障所在。這兩種方法的工作原理雖然大體相同，但細微差別還是存在的，應該結合具體的工作環境區別對待，找出最適宜的方法。

4 改進措施

4.1 重視速動油壓繼電器的保護作用

當變壓器本體達到或者超過整定的壓力值時，速動油壓繼電器的反應速度靈敏，壓力會迅速上升，可以保護變壓器不受損壞。高電壓、大容量的變壓器加裝本裝置其保護效果加強。但由于其設置復雜、成本高、銷售困難，市面上的生產廠家還沒有以此裝置來取代氣體繼電器。

4.2 對有載調壓開關的氣體繼電器的設置

這種繼電器由于其裝置的復雜性，在設置時應該嚴格遵守國家標準和行業標準。無論是哪種繼電器，其保護裝置都應該反映壓力和油層的沖擊情況，如果將來油流控制繼電器可以代替氣體繼電器，油流控制繼電器也應該具備油流沖擊動作的功能，輕瓦斯保護功能就可以不用保留。這樣做不僅可以對有載調壓開關進行可靠保護，還可以減少輕瓦斯動作的工作量。

4.3 對QJ4G-25繼電器的改進

在對多次事故教訓進行總結與仔細分析研討之后，對QJ4G-25繼電器做了如下要求：（1）繼電器的支架高度應該控制在70～90毫米；（2）應該采用雙接點的串聯結構，干簧接點引線距離大于或等于4毫米；（3）取消輕瓦斯的相應接點和開口杯裝置；（4）干簧點應該用雙螺絲固定在支架上，并將緩沖層裝在固定環里；（5）干簧層應該選擇質量可靠，品質有保證，最重要的接點處要鍍銀干簧層。

4.4 有載調壓開關重瓦斯是否投跳閘的判斷

對其的決定應該依據具體情況具體分析。如未做改進的氣體繼電器發生誤動的幾率很大，就可以暫投信號。將裝有有載調壓開關的氣體繼電器進行改良后的新產品，其瓦斯保護就可以投跳閘。

4.5 對不同變壓器的處理

220kV及以上變壓器應該加裝有雙接點的氣體繼電器；66kV及以下的變壓器應該加裝逐步采用雙接點的氣體繼電器；裝有有載調壓開關的氣體繼電器全部取消輕瓦斯回路。

5 我國氣體繼電器的發展趨勢

繼電保護對于繼電系統的安全運行起著十分重要的作用，但其檢修維護也是一項復雜工作，所以怎樣更有效地提高繼電器的工作效率是未來工作的中心議題。應該嚴格規范各個階層的工作人員。企業員工在上崗之前應該嚴格培訓，要求員工熟練操作故障檢修、清掃等工作。故障修檢人員更應該提高其工作技能，加強理論知識的學習，用肉眼就可以正確判斷故障，從而提高修檢效率。我國的科技發展迅速，到目前為止，繼電保護已經經歷了晶體管階段、集成電路階段，目前我國正在經歷微機階段。未來繼電保護裝置故障的大方向應該是智能化，但技術人員少、技術革新速度慢等問題一直制約我國繼電保護的發展。因此，我國繼電保護的發展趨勢應該是：發展應用人工智能AI、保證繼電保護技術革新的合理正確、提高處理電力設備非線性的能力。值得一提的是，基于我國廣大的消費群體，應大力推廣帶有客戶機/服務器的繼電保護裝置。

6 結語

總之，繼電保護裝置在電力系統運行中具有重要作用。在實際工作中想要保證電力系統安全、穩定的運行，提高繼電保護裝置的維修技術，就要提高運維檢修人員理論水平和實踐水平。此外，全面保障繼電保護裝置提高的另一關鍵要素是保證裝置性能的提高和接線的合理性。

參考文獻

[1] 王楠，孫成，劉寶成，孟崢崢.220kV變壓器有載分接開關氣體繼電器故障分析[J].變壓器，2014，（6）.

[2] 王世閣，周志強，李保福.變壓器氣體繼電器故障分析與改進措施[J].電力設備，2006，（9）.

[3] 梁技祿.電氣繼電器保護的故障及其維護技術探析

第6篇：變壓器繼電保護原理范文

【關鍵詞】二次諧波；差動保護；變壓器；PSCAD

一、引言

大型電力變壓器是電力系統的樞紐設備，是確保電網安全運行的重要因素之一。其運行的安全性和可靠性與整個電力系統都息息相關，不僅關系到變電企業的正常工作、還影響著廣大人民群眾的生活。反映變壓器內部故障的縱聯差動保護是大型變壓器的主保護。因此，有必要對大型變壓器的內部故障機理及勵磁涌流的變化過程進行定量的分析，以保證變壓器的正常運行。

但相對于線路、母線保護等其它繼電保護而言，變壓器縱聯差動保護保護的正確動作率仍然相對偏低。其內部結構很復雜，電磁特性容易受到很多非線性因素的影響，而且剩磁很大，運行工況很復雜，對檢修人員的技術要求很高。更為重要的是，由于變壓器勵磁涌流和內部故障特性會受到鐵芯材料、合閘初相角、剩磁、繞組接線方式、系統阻抗等多方面因素的影響，所以對其進行一些故障的測量及分析受到很大的限制。

本課題的主要任務是在研究數字式變壓器縱差動保護原理的基礎上，對于大型變壓器的內部故障機理及繼電保護動作行為進行研究。變壓器內部故障的物理模擬和數字仿真是進行保護原理研究的重要基礎。EMTP/PSCAD電磁暫態仿真程序被廣泛應用于電力系統一次設備的模型建立中。但在變壓器仿真建模中，其難點主要是如何確定模型中的各電氣參數，特別是各類電感參數。我們將對變壓器內部故障分析，變壓器精確等值模型進行建立與仿真，對變壓器保護的模型的設計與動作仿真結果進行分析研究。本次設計將采用相應的自定義模型進行大型變壓器內部故障的仿真。

本文主要運用PSCAD軟件對變壓器的內部故障進行模擬仿真研究。

二、二次諧波制動差動保護

縱聯差動保護，其動作和選擇性取決于被保護區各端電流的幅值比較或相位與幅值比較的一種保護，因而被廣泛地用作變壓器的主保護。

（可為A，B，C）表示某相帶有制動特性的差動繼電器；（可為A，B，C）表示某相的二次諧波制動元件，與H2、‘非門’以及Y1一起構成了三相或門制動的二次諧波制動案；（可為A，B，C）表示某相差動電流速斷繼電器，由于動作電流很大，故不采用不帶制動特性的差動繼電器，與H1一起構成差動電流速斷保護。

它邏輯原理清晰、測量調試方便、靈敏度高。因此廣泛應用于變壓器縱差動保護中，并且一直備受關注。

三、仿真模型的建立

主要元件：

變壓器：容量150MVA，高壓側、低壓側分別采用Y、型接線方式，需要注意，該處選擇超前Y，即我們所說的Yd11接線。在變壓器飽和設置窗口中，根據實際的電器運行，考慮到鐵芯飽和的情況，選擇“Saturation Enabled”其余參數采取默認值。繞組電壓均表示線電壓，高壓側220kV；低壓側10kV。

電流互感器：高壓側的電流互感器變比設為750：5，低壓側的電流互感器變比設為8000：5。

快速傅立葉變換元件（FFT）：它能夠將輸入的時域信號以n次諧波的幅值、相角形式輸出。選擇的FFT類型為三相，頻率依舊50Hz。

為了觀察到電流在正常運行或者故障狀態下的全程情況，通常為需要的電流加上曲線圖。

四、保護仿真結果

圖2中H1表示差動速斷電流保護元件信號，H2為雙折線差動保護元件，它與H3所表示的二次諧波制動互相配合，避免了空載合閘、故障恢復過程中的勵磁涌流對保護的誤動作。兩個部分中只要有一個保護元件的輸出信號為1，則都可以實現跳閘。

區內故障時，凡有一相滿足動作條件，則保護能可靠動作。

對于區外故障，在區外故障發生時，此時差動電流為0，不能引起保護的動作。

勵磁涌流與區內故障，變壓器空載投入，此時差動元件輸出為0，二次諧波制動輸出為1，電路斷開，差動元件監測到的差動電流依舊為0，制動元件依舊閉鎖信號，故兩個元件的輸出保持不變。直到故障發生，雙折線差動元件會根據檢測到的電流情況，做出動作判斷。

五、結論

大型電力變壓器作為電力系統的重要設備，其運行的安全性和可靠性直接影響各電力系統的運行鏈的完整性，關系到變電企業、廣大用戶利益和人民群眾的生活。

通過PSCAD軟件建立變壓器內部故障的仿真模型，實現對變壓器內部匝間故障的仿真。通過對仿真結果的分析，我們知道變壓器縱差動保護能夠有效區分區內故障以及區外故障，并且對保護范圍內的故障有效動作。同時，利用某些電氣量的特征，能夠避免非故障情況下的保護誤動。因此，變壓器縱差動保護對于變壓器的安全正常運行具有重要意義。

參考文獻

[1]張保會，尹項根.高等學校教材：電力系統繼電保護[M].北京：中國電力出版社（2版），2010.

[2]韓笑.高等學校教材電力系統繼電保護[M].北京：機械工業出版社，2010.

[3]黃詠容，李群湛，郝文斌，智慧.基于EMTDC的三相變壓器勵磁涌流和內部鼓掌仿真[A]繼電器，2007，01.

作者簡介：

石迅（1992—），男，現就讀于南京工程學院，研究方向：電力系統繼電保護。

第7篇：變壓器繼電保護原理范文

[關鍵詞]電力系統；繼電保護裝置；電力變壓器

中圖分類號：TM 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）15-0020-01

隨著我國電力工業的迅猛發展，電網的規模也逐漸擴大，電網的密集度也在不斷提高。作為電力系統的主要部件―變壓器也時刻受到外界負荷的影響。電力變壓器正常運行中，可能會發生各類型的故障，例如超高壓輸電建設，越來越離不開大型的電力變壓器，它的故障也直接影響著整個電力系統的安全連續運行。因此，為了保證供電的可靠性和連續性，必須對電力變壓器繼電保護裝置的性能和動作可靠性做出相應的嚴格設置。

1 電力變壓器的故障類型及運行的非正常狀態

1.1 電力變壓器故障類型。

一般分為兩類：郵箱內部故障、外部故障

（1）郵箱內部故障即變壓器的郵箱內發生的故障，如：高、低壓側繞組間的相間短路、輕微的匝間短路、發生在中性點接地系統中的側繞組處單相接地短路等，還常常發生燒壞鐵芯繞損等故障。變壓器的內部故障特別危險，一旦發生故障，故障點所產生的電流和電弧不僅損壞繞組的絕緣、燒壞鐵芯，故障嚴重時還會導致因變壓器油受熱分解產生的大量氣體，引起變壓器郵箱的爆炸。因此，繼電保護應快速有效的切除這些內部故障。

（2）郵箱外部最常見的故障如：絕緣套管和引出線上發生的相間短路和接地短路。其中絕緣套管和引出線上發生的相間短路和接地短路以及繞組的匝間短路是最常見的故障類型，因此一定要根據變壓器的容量以及重要程度裝設具有良好性能的繼電保護裝置。

1.2 變壓器不正常工作狀態。

常見的外部非正常工作狀態如：過電流、過電壓引起的過勵磁故障；負荷超過額定容量引起的過負荷；油面降低的故障（通常由油箱漏油引起）；溫度升高（通常由冷卻系統所引起）。此外，在過電壓或低頻率等非正常運行狀態下，對于到容量變壓器，因其額定工作的磁通密度與鐵心的飽和磁通密度相當接近，常常會引發變壓器的過勵磁故障。這些非正常運行狀態往往會使繞組、鐵芯等金屬構件過熱，從而威脅到變壓器的絕緣性能。

2 電力變壓器器繼電保護設計方案

隨著國內電力行業的發展，越來越多的超高壓輸電線路建設起來，隨之擴大的還有超高壓大容量的大型電力變壓器，其運行的正常與否也將直接關系到國家整個電網的可靠性。針對上述電力變壓器的各種故障類型及非正常運行狀態，設置相對應并且安全可行的繼電保護裝置是非常有必要的。其核心任務就是通過繼電器切除故障變壓器，或通過一些信號傳達給運行的相關人員采取相應消除異常的措施。根據DL400―1991《繼電保護和安全自動裝置技術規程》技術的相關規定，電力變壓器應裝設如下保護。

2.1 變壓器的瓦斯保護

變壓器瓦斯保護（即氣體繼電保護），對于保護0.8MVA及以上的油浸式電力變壓器，為防止其內部發生各類故障均應裝設瓦斯保護。如：變壓器油箱內部出現的一切故障，都可以發出跳閘的信號。瓦斯保護裝置的主要元件有氣體繼電器，它安裝在油箱和油枕間聯管處。瓦斯保護的動作極其迅速、靈敏，并且結構也非常簡單，但它不能反映如引出線上的郵箱外部故障，其次，瓦斯保護也常常因為一些外界干擾而做出錯誤的動作，因此瓦斯保護不能作為變壓器內部故障的唯一保護裝置。

2.2 變壓器的差動保護

差動保護以比較變壓器高壓側、低壓側的電流大小和相位來實現作為構建原理。將變壓器兩側電流互感器二次側接線按正常時的“環流接線”。對于Y，dll之類的電力變壓器來說，需考慮“相位補償”的接線連接方式，變壓器星形側的電流互感器接成三角形式，而變壓器的三角形側的電流互感器進行星形方式連接。當變壓器處于正常運行或出現外部故障時，此時的差動繼電器的電流與兩側互感器的電流二者之間差值接近于零，此時，差動保護不動作，并且保護也不會有動作。當變壓器內部以及變壓器與電流互感器之間的引線處出現故障時，差動繼電器中得電流等于兩側電流互感器的二次電流之和，成為故障點較大的短路電流，大于繼電器保護動作最低所需電流值，繼電器發出迅速切除故障的信號。差動保護一直以獨特的高靈敏度、選擇性好的特點、實現簡單等特點，在發電機、電動機以及母線等設備上均能得到廣泛應用，作為電器主設備的主保護，一直擁有著獨特的優點。

2.3 電力變壓器的過電流保護

電力變壓器過電流保護作為瓦斯保護和差動保護的后備，一般按照變壓器的容量和短路電流的不同情況，過電流保護可采用用以下保護。（1）過電流保護。常用于降壓變壓器。（2）復合電壓啟動的過電流保護。一般在升壓變壓器及過電流保護的靈敏度不夠時采用此保護。（3）負序電流及單相式低電壓起動的過電流保護，此種保護常用于63MV-A及以上大容量升壓變壓器以及系統聯絡變壓器。

2.4 電力變壓器的負荷保護

過負荷保護是用來預防變壓器因過負荷而引起的過電流。電力變壓器的過負荷保護裝置一般采用一只電流繼電器與某個單相線路相連的一對一的接線方式，一般在經過一定延時后動作于信號，或延時跳閘。

3 結語

綜上所述，無論是變壓器的外部短路或過負荷引起的過電流或溫度升高等非正常工作情況，都不容忽視。因此，繼電保護設計在以供電的可靠性和連續性為前提下，做好相應的嚴格設置。

參考文獻

[1] 黃婷君.試論電力變壓器繼電保護設計[J].科技信息，2015.

[2] 步天龍.關于電力變壓器繼電保護的設計[J].北京電力高等專科學校學報，2015.

[3] 黃婷君.試論電力變壓器繼電保護設計[J].科技信息，2015.

第8篇：變壓器繼電保護原理范文

關鍵詞：變電所；電力設備；繼電保

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：

一 引言

繼電保護的作用

繼電保護裝置就是能反應電力系統中電氣元件發生故障或不正常運行狀態，并產生斷路器跳閘或發出信號動作的一種自動裝置。

繼電保護基本原理

當電力系統發生故障時，總是伴隨有電流的增大、電壓的降低及電流和電壓之間相位角的變化等物理現象。因此，便可利用這些物理量的變化，構成各種不同原理的繼電保護。例如：利用短路時電流增大的特征可構成過電流保護，過電流保護反應于電流的增大而動作；利用電壓的特征，可構成低電壓保護，低電壓保護反應于電壓的降低而動作；利用電壓和電流比值的變化，可構成低阻抗保護（距離保護），這種保護反應于測量阻抗的減小（或短路點到保護安裝地點之間的距離）而動作；利用電壓和電流之間相位關系的變化，可構成方向保護；利用比較被保護設備各端的電流大小和相位的差別可構成差動保護等等。此外，也可根據電氣設備的特點實現反應非電量變化的保護。例如反應變壓器油箱內部故障的瓦斯保護。

繼電保護分類

按被保護的對象分類

輸電線路保護、發電機保護、變壓器保護、電動機保護、母線保護等。

按保護原理分類

電流保護、電壓保護、距離保護、差動保護、方向保護、零序保護等。

按保護所反應故障類型分類

相間短路保護、接地故障保護、匝間短路保護、斷線保護、失步保護、失磁保護及過勵磁保護等。

按繼電保護裝置的實現技術分類

機電型保護（如電磁型保護和感應型保護）、整流型保護、晶體管型保護、集成電路型保護及微機型保護等。

按保護所起的作用分類

主保護、后備保護、輔助保護等。

主保護

滿足系統穩定和設備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護設備和線路故障的保護。

后備保護

主保護或斷路器拒動時用來切除故障的保護。又分為遠后備保護和近后備保護兩種。

遠后備保護

當主保護或斷路器拒動時，由相鄰電力設備或線路的保護來實現的后備保護。

近后備保護

當主保護拒動時，由本電力設備或線路的另一套保護來實現后備的保護；當斷路器拒動時，由斷路器失靈保護來實現后備保護。

輔助保護

為補充主保護和后備保護的性能或當主保護和后備保護退出運行而增設的簡單保護。

繼電保護的基本要求

對動作于跳閘的繼電保護，在技術上一般應滿足四個基本要求：選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。

選擇性

選擇性是指電力系統發生故障時，保護裝置僅將故障元件切除，而使非故障元件仍能正常運行，以盡量縮小停電范圍。

速動性

即快速切除故障。快速切除故障的優點：1、提高系統穩定性；2、減少用戶在低電壓下的動作時間；3、減少故障元件的損壞程度 ，避免故障進一步擴大。

靈敏性

指在規定的保護范圍內，對故障情況的反應能力。滿足靈敏性要求的保護裝置應在區內故障時，不論短路點的位置與短路的類型如何，都能靈敏地正確地反應出來。

可靠性

指發生了屬于它該動作的故障，它能可靠動作，即不發生拒絕動作（拒動）；而在不該動作時，他能可靠不動，即不發生錯誤動作（簡稱誤動）。

二、變電所繼電保護設計

變電所主要設置以下繼電保護裝置

(1) 主變壓器保護

(2) 電源進線保護

變電所10KV饋線保護

變電所10KV母線保護

變壓器保護設置

根據GB50062-1992《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規范》規程規定，容量小于6300KVA的變壓器設以下保護：

瓦斯保護

防御變壓器鐵殼內部短路和油面降低。輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于跳閘。

過電流保護

防御外部相間短路，并作為瓦斯保護盒電流速斷保護的后備保護，動作于跳閘。

過電流保護動作電流的整定

取，而=1，=0.8，=150/5=30，，，故動作電流整定為10A。

考慮到院區變電所為系統終端變電所，因此其過電流保護的10倍動作電流的動作時間整定為0.5s。

電流速斷保護

防御變壓器線圈和引出線的多相短路，動作于跳閘。對于中小容量的變壓器，可以在其電源側裝設電流速斷保護而不設置變壓器縱差動保護。速斷保護接線采用兩相繼電器式接線方式，繼電器采用GL-15/10型，應用去電流跳閘操作方式。

電流速斷保護的速斷電流整定

取=1.5，而=32KA×0.4KV/10KV=1280A，故,因此速斷電流倍數整定為。

過負荷保護

防御變壓器本身的對稱性過負荷及外部短路引起的過載，按躲過變壓器額定一次電流整定：。

動作時間一般取10-15s。

低壓側單相短路保護

對于變壓器低壓側的單相短路，可采用在變壓器低壓側裝設三相帶過電流脫扣器的低壓斷路器。這一斷路器，既作低壓主開關，操作方便，且便于實現自動化，又可用來保護低壓側的相間短路和單相短路。

變電所10KV饋線保護

院區內變電所的供電距離比較短，所以線路保護設置比較簡單，常用的保護設置有：

過電流保護（這里采用反時限過電流保護裝置）

高壓側線路斷路器系統圖如下圖（選取1QF的繼電保護裝置為例敘述）：過保護電流采用兩相兩繼電器式接線，繼電器采用GL-25/10型，操作方式為去分流跳閘，可知KA2的動作電流為：，， ，。

圖2-1 高壓側線路斷路器系統圖

=200/5=40，故：

根據GL-25/10型繼電器的規格，動作電流整定為8A，饋電變電站所裝斷路器的定時限過電流保護整定的動作時間1.5s，所以KA2的實際動作時間應為，=1.5-0.7=0.8s。

確定KA2的10倍動作電流時間，由于K-2點發生三相短路時KA2的電流為，故，對KA2的動作電流倍數為利用=8.6和KA2的實際動作時間0.7S，查GL-25/10型繼電器的動作特性曲線，得KA2應整定的10倍動作電流動作時間為0.6S。

由已知條件知：，線路末端在系統最小運行方式下兩相短路電流=17.8KAx0.4KV/10kv=712A，故過電流保護靈敏度=712/280=2.54>1.5

由此可見，KA2整定的動作電流滿足保護靈敏度的要求，故不必裝設低壓閉鎖裝置。

電流速斷保護

根據《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規范》規定，在電流保護動作時間超過0.5-0.7S時，應裝設瞬動電流速斷保護裝置。

過電流保護保護動作電流的整定，由已知條件得：， ，，，線路末端三相短路電流為，故，因此速斷電流倍數整定為。

過負荷保護

線路的過負荷保護是針對電纜線路的過負荷要求裝設的，一般延時動作于信號，其整定電流應躲過線路的計算電流，故，動作時間取12s。

單相接地保護

在小接地電流的電力系統中，單相接地故障時，接地電容電流很小，但由于非故障相的對地電壓要升高，可能會引起線路的絕緣裝置擊穿，因此要引起重視，不可長期故障運行。一般在系統發生單相接地故障時，通過無選擇性的絕緣監視裝置或有選擇性的單相接地保護裝置，發出報警信號，以便運行值班人員及時發現和處理。

變電所10kv母線保護

母線相間短路較少，大多數故障為單相接地。對于小電流接地系統，通常可用主變壓器過電流保護切斷10kv母線相間故障，如果需要專門的母線保護，可以設置不完全的或完全的差動電流速斷保護。

結 論

在本文中介紹了變電所電力系統繼電保護的作用。提出了10KV變電所電力系統繼電保護裝置的配置整定設計方法，實現了變電所電力系統繼電保護裝置的優化配置及整定。在10KV變電所電力系統繼電保護裝置配置時有重要作用。方便了繼電保護裝置配置整定過程。

參考文獻

[1] 楊新民；楊雋琳.電力系統微機保護培訓教材[M].中國電力出版社

[2] 王梅義.高壓電網繼電保護運行與設計[M].中國電力出版社

[3] 許建安；連晶晶.繼電保護技術[M].中國水利水電出版社

[4] 王梅義.電網繼電保護應用[M].中國電力出版社

第9篇：變壓器繼電保護原理范文

關鍵詞：繼電保護；發電機；變壓器；運行方式

1 系統概述

運行中的電力系統，由于電氣設備的絕緣老化或損壞、雷擊、鳥害、設備缺陷或誤操作等原因，可能出現各種故障和不正常運行狀態。最常見的而且也是最危險的故障是各種類型的短路。此外，輸電線路還可能發生斷線故障。在短路故障中，接地故障的比例較高，而三相短路的后果最為嚴重。

電氣設備的故障和不正常運行狀態都有可能引起系統的事故，使系統全部或部分的正常工作遭到破壞，以致產生對用戶停止送電或減少送電、電能質量不能保證、毀壞電氣設備等嚴重后果。但是，只要提高設備的制造質量、提高設計水平、加強設備的維護檢修、提高運行管理的質量，嚴格遵守和執行電業規章制度，事故就可以大大的減少。

先進的電力系統自動控制系統的應用，在提高供電的可靠性，保證供電的連續性、以及減輕運行人員的勞動強度等方面將發揮巨大的作用。

2 電廠主接線分析

6-220kv高壓配電裝置的接線方式，決定于電壓等級及出線回路數。主接線的設計應滿足可靠性、靈活性和經濟性三項基本要求。6-220kv高壓配電裝置的接線分為：有匯流母線的接線：如單母線，單母線分段，雙母線，雙母線分段，增設旁路母線或旁路隔離開關等。無匯流母線的接線：如變壓器-線路單元接線，橋型接線，角型接線等。

3 運行方式分析

電力系統運行方式的變化，直接影響保護的性能。在全廠的變壓器中為了減少接地阻抗需要盡量減少變壓器中性點接地數目。因此，在對繼電保護進行整定計算之前，首先應該分析運行方式。在此要著重說明繼電保護的最大運行方式是指電網在某種連接情況下流過保護的電流值最大；繼電保護的最小運行方式是指電網在某種連接情況下流過保護的電流值最小。因此，系統的最大或最小運行方式并不一定是保護的最大或最小運行方式。所以說在討論短路計算的時候主要是計算流過保護的電流。

某電廠系統，運行方式分析如下：（1）最大運行方式：機組全部投入運行是，整個系統的等值電抗最小，短路是通過保護的短路電流最大的運行方式。（2）最小運行方式：一臺機組運行。（3）正常運行方式：根據系統正常負荷的需要，投入與之相適應的發電機、變壓器和線路的運行方式。

4 繼電保護規劃

4.1 總則

（1）電力設備和電力網的結構特點和運行特點。（2）故障出現的概率和可能出現的結果。（3）電力系統近期發展的情況。（4）經濟的合理性。（5）國內、國外的經驗。

4.2 繼電保護和安全自動裝置

（1）電力系統的電力設備和線路，應裝設在短路故障和異常運行的保護裝置上，電力設備和線路故障和異常運行裝置應有主保護，必要時可增設輔助設備。（2）繼點保護應滿足可靠性、靈敏性、速動性和選擇性。（3）制定保護配置方案時，對稀有故障，根據對電網影響程度和后果應采取相應的措施，保護能按要求切換。（4）在各保護配置接于二次繞組本身時，應考慮到即要消除死區同時又要盡可能減輕本身故障所產生的影響。（5）應采用后備方式時，變壓器或電抗器后面發生短路，以及在電路助增作用很大的相鄰線路上發生短路的情況下，如果為了滿足相鄰保護區末端短路時的靈敏性的要求，將使保護過分復雜或技術上難以實現，可以縮小后備作用的范圍。（6）電力設備或電力網的保護裝置，除預先規定外，都不允許系統因震蕩引起的誤動作。（7）正常情況下，當電壓互感器的二次回路或其他故障能使保護誤動作，應裝設線路閉鎖或其他措施。

4.3 變壓器保護

根據《繼電保護及自動裝置技術規程》，0.8MVA及以上油侵式變壓器和0.4MVA及以上車間內油侵式變壓器，均應裝設瓦斯保護；對6.3MVA及以上廠用變壓器和并列運行的變壓器，10MVA及以上廠用備用變壓器和單獨運行的變壓器，以及2MVA及以上用電流速斷保護靈敏性不符合要求的變壓器，應裝設縱連差動保護；負序電流單相式低電壓起動的過電流保護，可用于6.3MVA及以上生壓變壓器；110kvA及以上中性點直接接地的變壓器，每段各帶兩個時限，并均小的時限動作于縮小故障影響范圍或動作于本側斷路器。

4.4 發電機保護

根據《繼電保護及自動裝置技術規程》，大型機組應裝設大差保護；對于200MW及以上的汽輪發電機，宜裝設過電壓保護；過電壓保護宜動作于解列滅磁；對勵磁電流異常下降或完全消失的失磁故障，應按下列規定裝設失磁保護裝置；對過負荷引起的發電機定子繞組過負荷，應按規程裝設定子繞組過負荷保護；對發電機變電動機運行的異常運行，200MW及以上的汽輪發電機，宜裝設逆功率保護，保護裝置由靈敏的功率繼電器構成，帶時限動作于信號，經長時限動作于解列。

在有些情況下，發電機在啟動或停機過程中有勵磁電流流過勵磁繞組。而許多保護繼電器的動作特性受到頻率的影響較大，在這樣低的頻率下，不能正確工作，有的靈敏度大大下降，有的則根本不能動作。對于低轉速下可能加勵磁電壓的發電機，通常要裝設反映定子接地故障和反映相間短路故障的保護裝置，這種保護，一般稱為起停機保護。

5 保護裝置控制對象

各保護裝置動作后所控制的對象依保護裝置的性質，選擇性要求和故障處理方式的不同而不同。對于發電機雙繞組變壓器，有以下幾種處理方式：（1）全停――停機，停鍋爐。斷路器高壓側，滅磁，斷開高壓廠用變低壓側斷路器，使機爐及其輔助機停止工作。（2）解列滅磁――斷開高壓側斷路器，滅磁，斷開高壓廠用變壓器低壓側斷路器。（3）解列――斷開高壓側斷路器。（4）減出力――減少原動機的輸出功率。（5）發信號――發出聲光信號或光信號。（6）母線解列――對于雙母線系統，斷開母線聯絡斷路器，縮小故障范圍。

6 結束語

電廠繼電保護的配置在設計上，首先應滿足保護的四項基本要求，即：選擇性，速動性，可靠性，靈敏性；然后，根據各類保護的工作原則，性能并結合電網的電壓等級網絡結構及接線特點進行選擇，使它們能有機的配合起來，構成完善的電網保護。如果電網保護選擇不合理，繼電保護不僅不能保證電力系統的安全穩定運行，所以，配置合理的保護方案是十分重要的。同時，在滿足保護四項基本要求的前提下，應力求采用簡單的保護裝置，復雜的保護不僅價格昂貴，運行，維護和調試也較為復雜。運行經驗證明，保護裝置越簡單，可靠性越高。盡可能短的時限切除故障，對維護系統的穩定運行具有重要的意義。所以，采用瞬時電流或電壓速斷保護，差動保護，距離保護和高頻保護等快速保護裝置，性質保護的動作時間，應考慮被保護元件的需要以及它在電力系統中的地位，同時還要考慮它與相鄰元件的特性配合。

參考文獻

[1]王維儉.電氣主設備繼續電保護原理與應用[M].北京：中國電力出版社，1996.