變壓器保護(hù)

一.簡答題

1.新安裝或二次回路經(jīng)變動后的變壓器差動保護(hù)須做哪些工作后方可正式投運？

答：新安裝或二次回路經(jīng)變動后的差動保護(hù)，應(yīng)在變壓器充電時將差動保護(hù)投入運

行；帶負(fù)荷前將差動保護(hù)停用；帶負(fù)荷后測量電流差動保護(hù)各組TA的相位及差動回

路中的差電流（或差電壓），以判明差動回路接線的對的性及電流變比賠償回路的

對的性。差動保護(hù)還必須測量各中性線的不平衡電流、電壓，以保證裝置和二次回

路接線的對的性。對的無誤后，方準(zhǔn)將差動保護(hù)正式投入運行。

2.什么是瓦斯保護(hù)？有哪些優(yōu)缺陷？

答：（1）當(dāng)變壓器部發(fā)生故障時，變壓器油將分解出大量氣體，運用這種氣體動作的

保護(hù)裝置稱瓦斯保護(hù)。（2）瓦斯保護(hù)的動作速度快、敏捷度高，對變壓器部繞組匝間

短路及油面減少、鐵芯過熱等本體的任何故障有良好的反應(yīng)能力，但對油箱外套管

及連線上的故障反應(yīng)能力卻很差。

3.根據(jù)原則化設(shè)計規(guī)，330kV及以上電壓等級的變壓器一般裝設(shè)哪些保護(hù)裝置？

答：變壓器一般裝設(shè)的保護(hù)有：1）電氣量主保護(hù)：配置縱差保護(hù)或分相差動保護(hù)；

2）后備保護(hù)：a）帶偏移特性的阻抗保護(hù)；b）復(fù)合電壓（簡稱復(fù)壓）閉鎖過流保

護(hù)；c）零序電流保護(hù)；d）過激磁保護(hù)；e）斷路器失靈保護(hù)；f）過負(fù)荷保護(hù)；3）

非電量保護(hù)。

4.瓦斯保護(hù)的反事故措施要什么？

答：（1）將瓦斯繼電器的下浮筒改為檔板式，觸點改為立式，以提高重瓦斯動作的可

靠性。（2）為防止瓦斯繼電器因漏水短路，應(yīng)在其端子和電纜引線端子箱上采用防

雨措施。

（3）瓦斯繼電器引出線應(yīng)采用防油線。（4）瓦斯繼電器的引出線和電纜線應(yīng)分別連接

在電纜引線端子箱的端子上，就地端子箱引至保護(hù)室的二次回路不適宜存在過渡或

轉(zhuǎn)接環(huán)節(jié)。

5.瓦斯繼電器重瓦斯的流速一般整定為多少？而輕瓦斯動作容積整定值又是多少？

答：對于自冷或風(fēng)冷的變壓器，重瓦斯的流速一般整定在0-7?lm/s，對于強迫

油循環(huán)的變壓器整定為1?。?1.4m/s；輕瓦斯的動作容積，對于容量1OMVA以上

的變壓器，整定容積為250?300mL。

6.變壓器差動保護(hù)穩(wěn)態(tài)不平衡電流是怎樣產(chǎn)生的？

答：（1）變壓器正常運行時的勵磁電流。（2）由于變壓器各側(cè)TA型號不一樣而引起的

不平衡電流。（3）由于實際的TA變比和計算變比不一樣引起的不平衡電流。

（4）由于變壓器變化調(diào)壓分接頭引起的不平衡電流。

7.變壓器的變比和電壓比有何不一樣？

答：“變比”是變壓器的固有參數(shù)，是二次與一次線圈感應(yīng)電勢之比如匝數(shù)比；而

“電壓比”是二次與一次線電壓之比，它和變壓器的負(fù)荷多少有關(guān)。只有空載時，

電壓比才近似等于變比。

8.變壓器縱差保護(hù)、瓦斯保護(hù)重要反應(yīng)何種故障和異常？

答：（1）縱差保護(hù)重要反應(yīng)變壓器繞組、引線的相間短路，及大電流接地系統(tǒng)側(cè)的

繞組、引出線的接地短路；（2）瓦斯保護(hù)重要反應(yīng)變壓器繞組匝間短路及油面減少、

鐵芯過熱等本體的任何故障。

9.差動保護(hù)用TA在最大穿越性電流時其誤差超過10%，可以采用什么措施防止誤

動作？

答：（1）合適增大TA變比；（2）將兩組同型號TA二次串聯(lián)使用；（3）減少TA

二次回路負(fù)載；（4）在滿足敏捷度的前提下，合適提高動作電流；（5）對新型差

動繼電器可提高比率制動系數(shù)等等。

10.變壓器的不正常運行狀態(tài)有哪些？

答：（1）由外部相間、接地短路引起的過電流；（2）過電壓；（3）超過額定容量

引起的過負(fù)荷；（4）漏油引起的油面減少；（5）冷卻系統(tǒng)故障及因此而引起的溫

度過高；（6）大容量變壓器的過勵磁和過電壓問題等。

11.變壓器差動保護(hù)為何采用制動特性？

答：當(dāng)發(fā)生區(qū)外故障時，差動回路不平衡電流增長，為了防止由此引起的差動保護(hù)

誤動作，因此采用有制動特性的差動保護(hù)，使差動動作電流值陵不平衡電流增長而

提高，防止保護(hù)誤動作。

12.為何差動保護(hù)不能替代瓦斯保護(hù)？

答：瓦斯保護(hù)能反應(yīng)變壓器油箱的任何故障，如鐵芯過熱燒傷、油面減少等，但差

動保護(hù)對此無反應(yīng)。又如變壓器繞組發(fā)生少數(shù)線匝的匝間短路，雖然短路匝短路電

流很大會導(dǎo)致局部繞組嚴(yán)重過熱產(chǎn)生強烈的油流向油枕方向沖擊，但表目前相電流

上卻并不大，因此差動保護(hù)反應(yīng)不敏捷，但瓦斯保護(hù)對此卻能敏捷地加以反應(yīng)，這

就是差動保護(hù)不能替代瓦斯保護(hù)的原因。

13.為滿足繼電保護(hù)可靠性規(guī)定，中低壓側(cè)接有并網(wǎng)小電源的變壓器，如變壓器小

電源側(cè)的過電流保護(hù)不能在變壓器其他母線側(cè)故障時切除故障，應(yīng)由什么保護(hù)切除

故障？

答：應(yīng)由主變解列裝置或小電源并網(wǎng)線的線路保護(hù)切除故障。

根據(jù)原則化設(shè)計規(guī)，變壓器間隙保護(hù)電氣量取自原則是什么？

答：a）零序電壓宜取PT開口三角電壓；b）間隙電流取中性點間隙專用TA。

14.變壓器縱差保護(hù)為何能反應(yīng)繞組匝間短路？

答：變壓器某側(cè)繞組匝間短路時，該繞組的匝間短路部分可視為出現(xiàn)了一種新的短

路繞組，使差流變大，當(dāng)?shù)竭_(dá)整定值時差動就會動作。

15.變壓器罷動保護(hù)電流回路怎樣接地？

答：變壓器差動保護(hù)電流回路必須可靠接地，如差動各側(cè)電流回路存在電氣連接，

則只能有一種公共接地點，應(yīng)在保護(hù)屏上經(jīng)端子排接地，假如差動各側(cè)電流回路不

存在電氣連接，一般各電流回路應(yīng)分別在開關(guān)場端子箱經(jīng)端子排接地。

16.變壓器縱差保護(hù)比例制劭特性曲線一般由哪些值決定？

答：比例制動特性曲線一般由比例制動系數(shù)、拐點電流和最小動作電流這三個值決

定。

17.變壓器接地保護(hù)的方式有哪些？各有何作用？

答：除裝設(shè)差動保護(hù)和瓦斯保護(hù)能反應(yīng)接地故障外，中性點直接接地變壓器一般設(shè)

有零序電流保護(hù)，重要作為母線接地故障的后備保護(hù)，并盡量起到變壓器的線路接

地故障的后備保護(hù)作用。中性點不接地變壓器，一般設(shè)有零序電壓保護(hù)和與中性點

放電間隙配合使用的放電間隙零序電流保護(hù)，作為接地故障時變壓器一次過電壓的

后備措施。

18.單側(cè)電源雙繞組變壓器各側(cè)反應(yīng)相間短路的后備保護(hù)各時限段動作于哪些斷路

器

答：單側(cè)電源雙繞組降壓變壓器，相間短路后備保護(hù)宜裝于各側(cè)。非電源側(cè)保護(hù)帶

兩段或三段時限，用第一時限斷開本側(cè)母聯(lián)或分段斷路器，縮小故障影響圍；用第

二時限斷開本側(cè)斷路器；用第三時限斷開變壓器各側(cè)斷路器。電源側(cè)保護(hù)帶一段時

限，斷開變壓器各側(cè)斷路器。

19.變壓器保護(hù)中為何設(shè)置零序電流電壓保護(hù)？

答：零序電流電壓保護(hù)重要合用于HOkV及以上中性點直接接地電網(wǎng)低壓側(cè)有電源、

高壓側(cè)也許接地或不接地運行的變壓器，用以反應(yīng)外部接地短路引起的過電流和中

性點不接地運行時外部接地短路引起的過電壓。

20.試寫出瓦斯繼電器的重要校驗項目。

答案：加壓試驗繼電器的嚴(yán)密性；繼電器的機械狀況及觸點工作狀況的檢查；檢查

觸點的絕緣；檢查繼電器對油流速的定值；檢查電纜接線盒的質(zhì)量及防油、防潮措

施的可靠性。

21.RCS-978保護(hù)裝置的縱差保護(hù)抗勵磁涌流的判據(jù)是什么？

答：1、各相差電流的二次諧波分量與基波分量比值應(yīng)不小于某整定系數(shù)閉鎖差動元

件；2

、運用波形畸變識別勵磁涌流；判據(jù)由控制字可任選其一。

22.大電流接地系統(tǒng)中的變壓器中性點有的接地也有的不接地，取決于什么原因？

答：一般考慮如下原因：1）保證零序保護(hù)有足夠的敏捷度和很好的選擇性，保證接

地電流的穩(wěn)定性。2）為防止過電壓損壞設(shè)備，應(yīng)保證在多種操作和自動掉閘使系統(tǒng)

解列時，不致導(dǎo)致部分系統(tǒng)變?yōu)橹行渣c不接地系統(tǒng)。3）變壓器絕緣水平及構(gòu)造決定

的接地點

23.主變壓器零序后備保護(hù)中零序過流與放電間隙過流與否同步工作？各在什么條

件下起作用：

答：1）兩者不一樣步工作。2）當(dāng)變壓器中性點接地運行時零序過流保護(hù)起作用，

間隙過流應(yīng)退出。3）當(dāng)變壓器中性點不接地時，放電間隙過流起作用，零序過流保

護(hù)退出?；蛞蜓訒r長而來不及動作。

二論述題

1.怎樣減小差動保護(hù)的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)不平衡電流？（至少列出5種措施）

答：

1）差動保護(hù)各側(cè)TA同型（短路電流倍數(shù)相近，不準(zhǔn)P級與TP級混用）

2）各側(cè)TA的二次負(fù)荷與對應(yīng)側(cè)TA的容量成比例（大容量接大的二次負(fù)載）

3）各側(cè)TA鐵芯飽和特性相近

4）差動各側(cè)二次回路時間常數(shù)應(yīng)盡量靠近

5）在短路電流倍數(shù)、TA容量、二次負(fù)荷的設(shè)計選型上留有足夠余量（例如計算值

/選用值之比不小于1.5-2.0）

6）必要時采用同變比的兩個TA串朕應(yīng)用，或兩根二次電纜并聯(lián)使用、增大導(dǎo)線截

面

7）使用帶氣隙鐵芯P級互感器

2.主變保護(hù)部分檢查試驗項目重要容有哪些？

答：1）外觀及接線檢查；

2）保護(hù)屏二次回路外部絕緣電阻測試；

3）保護(hù)屏二次回路部絕緣電阻測試；

4）逆變電源的檢查；

5）初步通電檢查；

6）交流采樣系統(tǒng)檢查；

7）定值整定；

8）非電量保護(hù)測試；

9）整組傳動試驗；

10）帶斷路器傳動；

11）定值及時鐘查對。

3.變電站高壓側(cè)一次接線為橋接線。比率式變壓器差動保護(hù)需將高壓側(cè)迸線開關(guān)

TA與橋開關(guān)TA分別接入保護(hù)裝置變流器，為何？

答：設(shè)進(jìn)線電流為1「橋開關(guān)電流為12，對比率式差動保護(hù)而言：

1）啟動電流值很小，一般為變壓器額定電流的0.3~0.5倍，當(dāng)高壓側(cè)母線故障時，

短路電流很大，流進(jìn)差動保護(hù)裝置的不平衡電流（TA的10%誤差）足以到達(dá)啟動值。

2）把橋開關(guān)TA與進(jìn)線TA并聯(lián)后接入差動保護(hù)裝置，高壓側(cè)母線故障時，動作電

流與制動電流為同一種值，比率系數(shù)理論上為1，保護(hù)裝置很也許誤動。

綜合以上論述，采用比率制動的變壓器保護(hù)，橋開關(guān)TA與迸線TA應(yīng)分別接入保護(hù)

裝置。

4.怎樣理解變壓器非電氣量保護(hù)和電氣量保護(hù)的出口繼電器要分開設(shè)置？

答：（1）反措規(guī)定要完善斷路器失靈保護(hù)。

（2）反措同步規(guī)定慢速返回的非電氣量保護(hù)不能啟動失靈保護(hù)。

（3）變壓器的差動保護(hù)等電氣量保護(hù)和瓦斯保護(hù)合用出口，會導(dǎo)致瓦斯保護(hù)動作后

啟動失靈保護(hù)的問題，由于瓦斯保護(hù)的延時返回也許會導(dǎo)致失靈保護(hù)誤動作。因此

變壓器非電氣量保護(hù)和電氣量保護(hù)的出口繼電器要分開設(shè)置。

5.變壓器差動保護(hù)在外部短路暫態(tài)過程中產(chǎn)生不平衡電流（兩側(cè)二次電流的幅值

和相位已完全賠償）的重要原因是哪些（規(guī)定答出5種原因）？

答：在兩側(cè)二次電流的幅值和相位已完全賠償好的條件下，產(chǎn)生不平衡電流的重要

原因是：

1）如外部短路電流倍數(shù)太大，兩側(cè)TA飽和程度不一致；

2）外部短路非周期分量電流導(dǎo)致兩側(cè)TA飽和程度不一樣；

3）二次電纜截面選擇不妥，使兩側(cè)差動回路不對稱；

4）TA設(shè)計選型不妥，應(yīng)用TP型于500KV，但中低壓側(cè)用5P或10P；

5）各側(cè)均用TP型TA，但TA的短路電流最大倍數(shù)和容量局限性夠大；

6）各側(cè)TA二次回路的時間常數(shù)相差太大。

6.變壓器縱差保護(hù)不平衡電流（穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)）的產(chǎn)生原因？

答：變壓器縱差保護(hù)不平衡電流產(chǎn)生的原因如下：

（I）穩(wěn)態(tài)不平衡電流

1）由于變壓器各側(cè)TA的型號不一樣，即各側(cè)TA的飽和特性和勵磁電流不一

樣而引起的不平衡電流。它必須滿足TA的10%誤差曲線的規(guī)定。

2）由于實際的TA變比和計算變比不一樣引起的平衡電流。

3）由于變化變壓器調(diào)壓分接頭引起的不平衡電流。

（n）暫態(tài)不平衡電流

1）由于短路電流的非周期分量重要為TA的勵磁電流，使其鐵芯飽和，誤差增

大而引起不平衡電流。

2）變壓器空載合閘的勵磁涌流，僅在變壓器一側(cè)有電流。

7.變壓器新安裝或大修后，投入運行發(fā)現(xiàn)：輕瓦斯繼電器動作頻繁，試分析動作

原因，怎樣父理？

答：（1）輕瓦斯的動作原因：也許在投運前未將空氣排除，當(dāng)變壓器運行后，因溫

度上升，形成油的對流，部貯存的空氣逐漸上升，空氣壓力導(dǎo)致輕瓦斯動作。

(2)處理措施：應(yīng)搜集氣體并進(jìn)行化驗，親密注意變壓器運行狀況，如：溫度變

化，電流、電壓數(shù)值及音響有何異常，如上述化驗和觀測未發(fā)現(xiàn)異常，故可將氣體

排除后繼續(xù)運行。

8.220KV/110KV/35KV變壓器一次繞組為YO/YO/Zk-11接線，35KV側(cè)沒負(fù)荷，也沒

引線，變壓器實際當(dāng)作兩卷變用，采用的保護(hù)為微機雙側(cè)差動。問這臺變壓器差動

的二次電流需不需要轉(zhuǎn)角(部轉(zhuǎn)角或外部轉(zhuǎn)角)為何？

答：對高中側(cè)二次電流必須進(jìn)行轉(zhuǎn)角。一次變壓器部有一種三角繞組，在電氣特性

上相稱于把三次諧波和零序電流接地，使之不能傳變。二次接線電氣特性必須和一

次特性一致，因此必須進(jìn)行轉(zhuǎn)角，無論是采用部軟件轉(zhuǎn)角方式還是外部回路轉(zhuǎn)角方

式。若不轉(zhuǎn)角，當(dāng)外部發(fā)生不對稱接地故障時，差動保護(hù)會誤動。

9.變壓器勵磁涌流有哪些特點？目前差動保護(hù)中防止勵磁涌流影響的措施有哪

些？

答：勵磁涌流的特點

(1)包具有很大成分的非周期分量，往往使涌流偏于時間軸的一側(cè)。

(2)包具有大量的高次諧波，并以二次諧波成分最大。

(3)涌流波形之間存在間斷角。

(4)涌流在初始階段數(shù)值很大，后來逐漸衰減。

措施有：

(1)采用品有速飽和鐵芯的差動繼電器。

(2)采用間斷角原理鑒別短珞電流和勵磁涌流波形的區(qū)別。

(3)運用二次諧波制動原理。

(4)運用波形對稱原理的差動繼電器。

10.根據(jù)原則化設(shè)計規(guī)，對變壓器非電量保護(hù)有什么規(guī)定？

答：1）非電量保護(hù)動作應(yīng)有動作匯報；

2）重瓦斯保護(hù)作用于跳閘，其他非電量保護(hù)宜作用于信號；

3）作用于跳閘的非電量保護(hù)，啟動功率應(yīng)不小于5W，動作電壓在額定直流電源

電壓的55%?70%圍，額定直流電源電壓下動作時間為10ms?35nls，應(yīng)具有抗220V

工頻干擾電壓的能力；

4）分相變壓器A、B、C相非電量分相輸入，作用于跳閘的非電量保護(hù)三相共

用一種功能壓板；

5）用于分相變壓器的非電量保護(hù)裝置的輸入量每相不少于14路，用于三相變

壓器的非電量保護(hù)裝置的輸入量不少于14路。

11.根據(jù)原則化設(shè)計規(guī)，變壓器各側(cè)TA接線原則是什么？

答：1）縱差保護(hù)應(yīng)取各側(cè)外附TA電流。

2）330kV及以上電壓等級變壓器的分相差動保護(hù)低壓側(cè)應(yīng)取三角部套管

（繞組）TA電流。

3）330kV及以上電壓等級變壓器的低壓側(cè)后備保護(hù)宜同步取外附TA電

流和三角部套管（繞組）TA電流。兩組電流由裝置軟件折算至以變壓器低壓側(cè)額定

電流為基準(zhǔn)后共用電流定值和時間定值。

4）220kV電壓等級變壓器低壓側(cè)后備保護(hù)取外附TA電流；當(dāng)有限流電抗

器時，宜增設(shè)低壓側(cè)電抗器后備保護(hù)，該保護(hù)取電抗器前TA電流。

12.根據(jù)原則化設(shè)計規(guī)，220kV電壓等級的變壓器高壓側(cè)后備保護(hù)怎樣配置？動作

行為怎樣？

答：應(yīng)配置：

1）復(fù)壓閉鎖過流（方向）保護(hù)。保護(hù)為二段式，第一段帶方向，方向可整定，

設(shè)兩個時限；第二段不帶方向，延時跳開變壓器各側(cè)斷路器。

2）零序過流（方向）保護(hù)。保護(hù)為二段式，第一段帶方向，方向可整定，設(shè)兩

個時限。第二段不帶方向，延時跳升變壓器各側(cè)斷路器。

3）間隙電流保護(hù)，間隙電流和零序電壓兩者構(gòu)成“或門”延時跳升變壓器各側(cè)

斷路器。

4）零序電壓保護(hù)，延時跳開變壓器各側(cè)斷路器。

5）變壓器高壓側(cè)斷路器失靈保護(hù)動作后跳變壓器各側(cè)斷路器功能。變壓器高壓側(cè)

斷路器失靈保護(hù)動作接點開入后，應(yīng)經(jīng)敏捷的、不需整定的電流元件并帶50ms延

時后跳變壓器各側(cè)斷路器。

6）過負(fù)荷保護(hù)，延時動作于信號。

13.變壓器低壓側(cè)母線無母差保護(hù)，電源側(cè)高壓線路的保護(hù)對該低壓側(cè)母線又無足

夠的敏捷度，變壓器應(yīng)按什么原則考慮保護(hù)問題？

答：1）變壓器高壓側(cè)過流保護(hù)對該低壓側(cè)母線有敏捷度時，則變壓器的低、高壓

側(cè)過流保護(hù)分別作為該低壓母線的主、后備保護(hù)，且這兩套過流保護(hù)應(yīng)經(jīng)不一樣

的直流熔斷器供電；

2）變壓器高壓側(cè)過流保護(hù)對該低壓側(cè)母線無足夠敏捷度時，則變壓器的低壓側(cè)應(yīng)

配置兩套完全獨立的過流保護(hù)，分別作為該低壓母線的主、后備保護(hù)，且這兩套

過流保護(hù)應(yīng)經(jīng)不一樣的直流熔斷器供電。

14.為何自耦變壓器的零序保護(hù)不適宜取自中性點TA，而要取自高、中壓側(cè)的TA?

答：在高壓側(cè)發(fā)生單相接地故障時，中性點電流取決于二次繞組所在電網(wǎng)零序綜

合阻抗ZEO，當(dāng)Zzo為某一值時，一、二次電流將在公用的繞組中完全抵消，因而

中性點電流為零；當(dāng)ZEO不小于此值時，中性點零序電流將與高壓側(cè)故障電流同

相；當(dāng)ZEO不不小于此值時，中性點零序電流將與高壓側(cè)故障電流反相。

15.自耦變壓器有什么缺陷？

答：1）短路電抗小，部故障短路電流大。

2）高中壓側(cè)零序電流直接相通，使零序保護(hù)復(fù)雜化

3）自耦變壓器必須接地運行，零序綜合阻抗小，單相接地故障短路電流大。

4）零序阻抗非線性，三Y型自耦變壓器故障時諧波分量較大，影響保護(hù)動作對的

性。

16.變壓器過電流保護(hù)的整定值在有電壓閉鎖和無電壓閉鎖時有什么不一樣？

答：變壓器過電流保護(hù)的整定值，有電壓閉鎖時按變壓器的額定電流整定。無電

壓閉鎖時應(yīng)按如下四個條件中最大者整定：①按躲開并列運行的變壓器忽然斷開

一臺后的最大負(fù)荷電流整定；②按躲開負(fù)荷電動機自起動電流整定；③按躲開變

壓器低壓側(cè)自投時的負(fù)荷條件整定；④按與相鄰保護(hù)相配合整定。

17.變壓器相間差動保護(hù)為何須須消除Y側(cè)單相接地故障電流的零序電流分量？在

變壓器部發(fā)生單相接地時，敏捷度與否減少？

答：相間差動保護(hù)為了在外部接地故障時到達(dá)兩側(cè)電流平衡，必須消除Y側(cè)的

零序電流，但在部星形繞組發(fā)生單相故障時，并未因此減少敏捷度，例如Y側(cè)發(fā)生

A相繞組單相接地故障，在忽視Y側(cè)健全相電流，Y側(cè)B、C相電流為零，則三角形側(cè)

該兩相繞組中電流為零。在三角形側(cè)引出線上存在Ia=-Ic。雖然Y側(cè)要從動作電

流中減去零序電流，但由于低壓側(cè)差動電流增大，因而敏捷度并未下降。

18.變壓器的后備保護(hù)在加強主保護(hù)簡化后備保護(hù)的原則下，怎樣簡化后備保護(hù)？

答：變壓器后備保護(hù)重要是母線的近后備、110KV及如下電壓等級線路的遠(yuǎn)后備，

只要系統(tǒng)故障能由保護(hù)動作切除不致于拒動就滿足規(guī)定。假如后備保護(hù)要從電流保

護(hù)來處理多段式配合，這是既復(fù)雜又困難的問題。變壓器后備保護(hù)不需作多段配合、

定值校核的工作，要掙脫整定計算中難以配合的困擾。

加強主保護(hù)理應(yīng)簡化后備保護(hù)，為此高壓側(cè)后備保護(hù)僅設(shè)復(fù)合電壓過流保護(hù)，中、

低壓側(cè)后備保護(hù)設(shè)復(fù)合電壓過流保護(hù)和電流限時速斷保護(hù)，前者按變壓器額定電流

整定，后者按同側(cè)母線的最低敏捷度規(guī)定整定，時間應(yīng)與同側(cè)相鄰線路的對應(yīng)時間

相配合。

19.在什么狀況下需將運行中的變壓器差動保護(hù)停用？

答：變壓器在運行中有如下狀況之一時應(yīng)將差動保護(hù)停用：

(1)差動保護(hù)二次回路及TA回路有變動或進(jìn)行校驗時。

(2)繼電保護(hù)人員測定差動回路電流相量及差壓。

(3)差動保護(hù)互感器一相斷線或回路開路。

(4)差動回路出現(xiàn)明顯的異?，F(xiàn)象。

(5)誤動跳閘。

20.500kV變壓器有哪些特殊保護(hù)？其作用是什么？

答：500kV變壓器有如下特殊保護(hù)：

(1)過勵磁保護(hù)是用來防止變壓器忽然甩負(fù)荷或因勵磁系統(tǒng)因引起過電壓導(dǎo)致磁通

密度劇增，引起鐵芯及其他金屬部分過熱。

(2)500kV'220kV低阻抗保護(hù)。當(dāng)變壓器繞組和引出線發(fā)生相間短路時作為差動

保護(hù)的后備保護(hù)。

三.繪圖題

L有一臺Yo/All接線的變壓器，在其整流型差動保護(hù)帶負(fù)荷檢查時，測得其Y

側(cè)TA電流相位關(guān)系為ib超前ia150。，1@超前1?60。，建超前113150。，ib

為8.65A，ia=ic=5A，試分析變壓器Y側(cè)TA與否有接線錯誤，并改正之(用相

量圖分析)。

答：由正常帶負(fù)荷測得變

壓器差動保護(hù)Y側(cè)三

相電流不對稱，因此

可以斷定變壓器Y側(cè)

TA接線有誤，圖5.1

為測得的三相電流

的向量圖。

由于變壓器差動保護(hù)Y側(cè)

TA一般接成三角形，

以消除Y側(cè)零序電流

對差動保護(hù)的影響。

在接線的過程中最

IA

易出線的問題是TA

的極性接反，因此可

從極性接反的角度

迸行考慮。

正常接線時三角形接法的

電流為：

Ia=IA—IB

■■■

Ib=IB—Ie

Ic=A圖5.2三相不對稱時分析圖

由于只有一相電流的極性

與另兩相不一樣，因

此僅考慮某一相的

極性反的狀況。從電

流的幅值分析：ib的

幅值為ia、ic的百

倍，而ib是由iB與

ic產(chǎn)生的，因此可初

步判斷B、C兩相的

極性相似，而A相的

極性也許相反。

從圖5.2的向量圖分析可知，A相極性接反時電流的相位關(guān)系和大小與測量狀況相

吻合，因此可以斷定A相TA的極性接反，應(yīng)將A相TA兩端的引出線對換。

2.Yo/A-11變壓器，在Y側(cè)端口BC兩相金屬性短路時，設(shè)額定電壓為Un=l（標(biāo)

幺值），試分析△側(cè)三相電壓Uab、Ube、Uca、Ua、Ub、Ue的大小和相位。

答：Y側(cè)三相相量圖如下圖所示

UA

▲

UB=UC

△側(cè)三相線電壓Uab=//2，Ube=嫡/2，Uca=E；

三角形側(cè)個相對地電壓為Ua=y/3/29Ub=O?Uc=-y/3/2。

Uab-Ubc=0=Ua+Ub+Uc-3Ub

?/Ua+lb+Uc=O,/.Ub=O,Ua=O,5y/3,Uc=-O.5/

3.Yo/A—5變壓器Y側(cè)發(fā)生B相接地短路，短路電流為IBK。變壓器配置有其兩側(cè)

TA接線為星-角的分相差動保護(hù)，畫出故障時變壓器兩側(cè)的電流、電壓相量圖及序

分量圖C

答：變壓器高壓側(cè)電流、電壓及序量圖如下圖

______?IBK

IBI=IB2=IBO=IBK/3

變壓器低壓側(cè)電流、電壓及序量圖如下圖

UalTc=O

Ub2

Ualb2

UcUciUc2

lb<

Ibllai

Ub

Ua2

Ic2

Ubl

4.￥（）/△-11接線的變壓器，三相低壓繞組是怎樣連線的？畫出這種變壓器差動保

護(hù)的接線圖及其二次三相電流相量圖。。

答：1）如圖連接

abc

2)

IAB=IA-IB；IBC=IB-IC；ICA=IC-IA；

5.Yo/A-11變壓器，Y側(cè)B、C兩相短路時，試畫出兩側(cè)電流的關(guān)系。

答：變壓器高壓側(cè)（即Y側(cè)）B、C兩相短路電流相量如圖1所示。

對于％/△-“接線組別，正序電流應(yīng)向?qū)胺较蜣D(zhuǎn)30度，負(fù)序電流應(yīng)向滯后方

向轉(zhuǎn)30度即可得到低壓側(cè)（即△側(cè)）電流相量如圖2所示。

圖1高壓側(cè)圖2低壓側(cè)

6.Yo/A-5接線的變壓器，丫側(cè)出口C相金屬性接地。試畫出兩側(cè)電流的相量關(guān)

系圖。

、答：邊界條件：

Uc=°IA=1B=0

以高壓側(cè)C相電流為參攝影量，則變壓器Y側(cè)及/側(cè)的電流相量圖如下圖所

示：

■I+ci=l-4-c2=l+co

IA=IB=o

高壓側(cè)電沆向量圖低壓惻電流向量圖

7.Yo/A-11接線的變壓器，丫側(cè)出口C相金屬性接地。試畫出兩側(cè)電流的相量關(guān)

系圖。

、答：邊界條件：

Uc=0，A=IB=（）

以高壓側(cè)C相電流為參攝影量，則變壓器Y側(cè)及/側(cè)的電流相量圖如下圖所

示：

」L-4

lA=lB=0

高壓惻電流向量圖低壓惻電流向量圖

8.在Yo/A-ll組別變壓器△側(cè)發(fā)生AB兩相短路時，設(shè)變壓器變比為1。

畫出各側(cè)故障電流，電壓向量圖，各序分量向量圖。

解：

△側(cè)AB故障，故障電流相量分析：

設(shè)短路電流為Ik：

△側(cè)：la

Ial=Ia2=Ik/1.732八

Ia=-Ib=Ik

Ic2v

lbIb2

Y側(cè)：ICIA

I

IA=IC=Ik/1.732

IB=2Ik/1.732IC1IA1IA2IC2

+

IBIB1IB2

(3)故障電壓相量分析：

△根J：

Ua=Ub=Uc/2UcAUclUc2

-

UaI!UbUblLalUa2Ub2

Y側(cè)：

UA=-UC=1.732UC/2UCUC1

UB=OUB1

UB2

I

UAUA1UA2

9.畫出兩折線比率制動原理差動繼電器制動特性示意圖。

答案：如圖所示。

四.計算題

10.一臺變壓器的差動、瓦斯保護(hù)的出口回路如圖所示。它的直流電源額定電壓為

220伏。ZJ1、ZJ2為110伏中間繼電器，電阻為歐姆，其動作電壓為它額定電壓的

XJ1ZJ1

60%。R為外串電阻歐姆。XJ1、XJ2為0.05安信號繼電器，其電阻為300歐姆，動

作電流略不不小于額定電流。請校驗它們能否可靠動作？

答：

(1)當(dāng)CJ、WSJ中的一套動作時校驗ZJ1、ZJ2的敏捷度

UZJ=----------------x-------------x100%UH=43.5%UH

300+4000

0.8x220

KZJ=--------------------x43.5%=1.16>1.1

60%xll0

當(dāng)CJ、WSJ分別或同步動作時，ZJ1、ZJ2均能可靠動作。

(2)a.當(dāng)CJ、WSJ中的一套動作時校驗ZJ1、ZJ2的敏捷度

0.8x220

KXJ=^1.53>1.4

(300+)xO.05

當(dāng)CJ、WSJ中的一套動作時，XJ能可靠動作

b.當(dāng)CJ、WSJ同步動作時校驗ZJ1、ZJ2的敏捷度

0.8x220x0.5

KXJ二-----------------^0.82<1.4

(150+)xO.05

當(dāng)CJ>WSJ同步動作時，XJ不會動作，應(yīng)選擇動作電流較小的信號繼電器。

11.有一臺降壓變壓器額定容量為3200kVA，電壓為35±2x2.5%/6.3kV，Ud=7髡系

統(tǒng)阻抗忽視不計，繼電器采用不完全星形接線，試計算電流速斷保護(hù)的一次動作值

(Kh=1.4)

解：(1)變壓器高壓側(cè)的額定電流/-32(X)-52&4

eV3x35

IQ)d==754A

(2)低壓側(cè)三相短路流過高壓側(cè)的電流為0.07

(3)速斷保護(hù)的一次電流整定值為

Idz=KKX/(3)d=1.4x754=1055.6A

12.某三相變壓器二次側(cè)的電壓是6000V，電流是20A，已知功率因數(shù)cos8=0.866，

問這臺變壓器的有功功率、無功功率和視在功率各是多少？

解：P=V3UIcos(p=V3*6000*20*0.866=180(kW)

S=V3UI=73*6000*20=207.8(kVA)

Q=V3UIsin^=J§2_p~=103.9(kvar)

13.一臺型號是DL-10500/220單相變壓器，一次側(cè)額定電壓Uel=220/、QkV,二次

側(cè)額定電壓Ue2=38.5/石kV，求一、二次側(cè)的額定電流lei、Ie2。

解：Iel=Se/Uel=10500/(220/V3)=82.6(A)

Ie2=Se/Ue2=10500/(38.5/6)=472.5(A)

則：一、二次側(cè)額定電流為82.6A和472.5A。

14.一臺SFP-90000/220電力變壓器，額定容量為9000kVA，額定電壓為

22葉2*2.5蘇/UOkV，間高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流各是多少？

解：高壓側(cè)的額定電流為

IlE=Se/(V3Ule)=9000/(/3*220)=236(A)

低壓側(cè)的額定電流為

I2E=Se/(A/3U2e)=9000/(百*110)=472(A)

15.接線為Yo/A-11的變壓器，其容量為360MVA。兩側(cè)的電壓分別為2OKV及236KV，

兩側(cè)差動TA的變比分別為15000/5及1200/5，接線方式為Y，Y，由計算機軟件在

高壓側(cè)移相進(jìn)入差動回路為兩相電流差，其低壓側(cè)為基準(zhǔn)側(cè)，計算差動保護(hù)高壓側(cè)

的電流平衡系數(shù)°

解：變壓器高壓側(cè)TA二次額定電流

,360x103-

Ihe=-------=3.67A

A/3X236x240

額定工況下高壓側(cè)一相差動元件的計算電流為

Jhed=同崩=3.67XV3=6.357A

變壓器低壓側(cè)TA二次額定電流

360xU.A

73x3000x20

額定工況下低壓側(cè)一相差動元件的電流為

Led~1Le~3.464A

高壓側(cè)的電流平衡系數(shù)

3.464

Kphh==0.545

6.357

16.一臺Yo/A-11的變壓器，其容量為31.5MVA，額定電壓為110KV/35kV，高壓側(cè)

TA變比為300/5低壓側(cè)TA變比為600/5假如采用外轉(zhuǎn)角方式接入差動保護(hù)，計算

差動保護(hù)中的不平衡電流。

解：高壓側(cè)的額定電流為

HE=Se/(V3Ule)二31500/(6*110)=165(A)

低壓側(cè)的額定電流為

I2E=Se/(V3U2e)=31500/(V3*35)=519(A)

計算差動繼電器各側(cè)二次電流：

165x73

----------=4.76A

160

h-=4.33A

120

則不平衡電流=4.76-4.33=0.43A

17.一臺額定容量為120MVA變壓器，額定電壓為220/121/Ukv連接組別為YN/YN/

△12-11,在各側(cè)額定運行工況下，計算各側(cè)額定電流和相電流。

解：高壓側(cè)星形接線相電流，線電流相等

7_120000_..

/“]-IHph-n;__._Q3115A

J3x220

中壓側(cè)接線形式同高壓側(cè)

j_120000___.

必仙=忑m=573QA

低壓測為三角形接線其額定電流為線電流

,120000A

In=———=62980A

J3xll

相電流為,

7_//1_6298_.

Ilph=73==3Q6A3Q6AA

18.已知RSC-978參數(shù)如下表

項目高壓側(cè)（I側(cè)）中壓側(cè)（II側(cè)）低壓側(cè)（in側(cè)）

變壓器全容量S.180MVA

電壓等級Up220kV115kV10.5kV

接線方式Y(jié)oYo△-11

各側(cè)TA變比而1200A/5A1250A/5A3000A/5A

求：A、試計算變壓器一次額定電流lie?

B、試計算米變壓器二次額定電流l2e?

C、試計算各側(cè)平衡系數(shù)k?

D、如保護(hù)高壓側(cè)二次通入I=L96A，則保護(hù)中壓側(cè)需要通入多大的

電流裝置才能顯示差流為零？相位與高壓側(cè)有什么關(guān)系？

、

xK〃,其中K8=min2//-max,4

72〃

7

答：高壓側(cè)一次額定電流Ihie=Se/(V3Ule)=180000/(V3*220)M72A

中壓側(cè)一次額定電流Le=Se/(V3U2e)=180000/(V3*115)=904A

彳氐壓彳則一次額定電流Ine=Se/(V3U3e)=180000/(V3*10.5)=9897A

高壓側(cè)二次額定電流Ih2e=Ih】e/(1200/5)=472/240=1.96A

中壓側(cè)二次額定電流I喙=1僦/(1250/5)=904/250=3.61A

低壓側(cè)二次額定電流Ii2e=hie/(3000/5)=9897/600=16.5A

根據(jù)公式：

/(J\

K.=2〃-minxK〃，其中K〃=min2fax,4

，2〃I12〃-min>

得出：

高壓側(cè)平衡系數(shù)khph=(L96/1.96)米4=4

中壓側(cè)平衡系數(shù)kh*(L96/3,61)*4=2.171

低壓側(cè)平衡系數(shù)khP1?=(l.96/16.5)*4=0.476

高壓側(cè)加入1.96A，在中壓側(cè)側(cè)需要通入3.61A電流，與高壓側(cè)通入電流差180°

裝置顯示差流為零。

19.某變壓器額定電壓Uel=10000伏，經(jīng)短路試驗測得短路電壓實測值Udl=510

伏，求短路電壓百分?jǐn)?shù)Ud%。

若,U

Ud%=——x1OO%=510/1OOOOx1OO%=5.1%

U

la

20.有兩臺lOOkVA變壓器并列運行，第一臺變壓器的短路電壓為4%，第二臺變壓

器的短路電壓為5%，求兩臺變壓器并列運行時，負(fù)載分派的狀況？

解：已知兩臺變壓器額定容量S『S2e=100kVA

阻抗電壓5D%=4%，UZD%=5%

第一臺變壓器分肩負(fù)荷為

Sk(Ss+S2e)/[&c/UiD%+S2c/U2D%]米(Sic/U2D%)=200/(100/4+100/5)*(100/4)=111.U(kVA)

第二臺變壓器分肩負(fù)荷為

S2=(Sle+S2e)/[Sle/UlD%+S2e/U2D%>(S2e//％)=200/(100/4+100/5)

*(100/5)=88.89(kVA)

答：第一臺變壓器負(fù)載為Hl.llkVA，第二臺變壓器負(fù)載為88.89kVA。

21.一臺20MVA雙繞組變壓器，短路電壓為10.5%，取基準(zhǔn)容量Si=100MVA,求其阻

抗的標(biāo)么值。

解:Xb=(10.5%/100)*(100/20)=0.105*(100/20)=0.525

答：阻抗的標(biāo)么值是0.525，

22.某臺電力變壓器的額定電壓為220/121/UkV，連接組別為YN，yn，dl2—11，

已知高壓繞組為3300匝，試求變壓器的中、低壓繞組各為多少匝？

解：該變壓器中壓側(cè)繞組匝數(shù)為：

N2=(3300/220)到21^1815(匝)

變壓器低壓側(cè)繞組匝數(shù)為：

N3=(3300/220)*ll*V3*286(匝)

23.如圖所示，發(fā)電機經(jīng)Yo/Zi-5變壓器及斷路器B1接入高壓母線，在準(zhǔn)備用斷路

器B2并網(wǎng)前，高壓母線發(fā)生B相接地短路，短路電流為IBK°變壓器配置有其兩側(cè)

TA接線為星-角的分相差動保護(hù)，設(shè)變壓器零序阻抗不不小于正序阻抗。

1)畫出差動保護(hù)兩側(cè)TA二次接線的原理接線圖(標(biāo)出與變壓器的相對極性及

差動繼電器差流線圈)。

2)畫出故障時變壓器兩側(cè)的電流、電壓相量圖及序分量圖。

3）計算各相差動保護(hù)各側(cè)的電流及差流（折算到一次）。

4）故障時各序功率的流向怎樣？

答：1）畫出的差動保護(hù)TA二次原理接線圖及差動保護(hù)差回路接線如下圖所示：

2）變壓器高壓側(cè)B接地故障時，設(shè)B相短路電流為IBK，則

???????

UBI=-（UBO+UB2）IB\=!B2=IR（）=\/3IRK

變壓器高壓側(cè)電流、電壓及序量圖如下圖

>IBK

IBI=IB2=IBO=IBK/3

變壓器低壓側(cè)電流、電壓及序量圖如下圖

3）變壓器低壓側(cè)各相短路電流

273IBK

aK=2—COS30°日

3

/BK

bK

V3

幾=0

由變壓器高壓側(cè)流入各相差動繼電器的電流

IBKIBK