1
第六章 电力变压器的保护
§ 6-1 电力变压器的故障类型和保护措施
一, 故障
1,油箱内部故障：绕组相间短路, 单相匝间短路,
单相接地短路等
2、油箱外部故障：绝缘套管及引出线上的多相短路、
单相接地短路等
二, 不正常运行情况
1,油箱渗漏造成油面降低
2,外部短路引起的过电流
3,过负荷
三, 变压器应设置的保护
1,瓦斯保护 （ 800KVA以上 ）,重瓦斯 （ 故障 ）
轻瓦斯（不正常运行）
2
反映油箱内部故障和油面降低
2,纵联差动保护或电流速断保护 （ 故障 ）
1000kVA及以上 （ 并联运行,6300kVA以上 ） 纵联差动
2000kVA以上, 电流速断灵敏度不够
作为引出线, 套管及油箱内故障主保护
3,过电流保护 （ 故障 ）
外部短路及内部短路的后备保护
4,过负荷保护 （ 不正常运行 ）
反映对称过负荷
5、接地保护（故障）
110kV及以上大接地电流系统变压器 —— 零序电流保
护
3
外部接地短路引起 B过流
内部接地短路的后备保护
6,温度保护 （ 不正常运行 ）
上层油温监视，自动启动冷却风扇
§ 6-2 瓦斯保护
一, 原理：
1,适用,800kVA及以上油浸式变压器
反映变压器油箱内部故障的主要保护
2,原理：故障 → 气体发挥 → 流向油枕
3,构成：瓦斯继电器
二, 瓦斯继电器
1,作用：反映于气体的继电器
4
2,安装：位于油箱与油枕之间连接管的中部连接管坡
度 （ 2～ 4%）,油箱 → 油枕气流顺利通过顶盖与水平
面坡度 （ 1～ 1.5%)：防止气泡聚集在顶盖处
3,结构：
浮筒式 （ 已淘汰 ） —— 空心浮筒渗油, 水银接点抗震
性差
浮筒挡板式
开口杯挡板式
（ 1） 浮筒挡板式
结构：上部 —— 密封空心浮筒
下部 —— 金属挡板
水银接点 （ 可绕轴转动 ）
5
原理：
a,正常运行：
浮筒浮起 → 挡板下降 （ 重力作用 ） → 水银接点断开
b,轻微故障：
气体上升 → 漏油层 → 油面下降 → 浮筒下转 → 水银接
点动作, 发信号 → 轻瓦斯
c,严重故障：
油流, 气流 → 冲击挡板 → 水银接点动作 → DL跳闸,
且发信号 → 重瓦斯
6
放气阀作用：
a,初次运行或换油 → 油中气体可能导致轻瓦斯误动作,
可将继电器顶部放气阀打开, 放气
b,故障发生后，可通过放气阀收集瓦斯气体，分析其
成分，便于故障分析 。
特点：浮筒长时间浸泡在油中会向内渗油, 水银接点
抗震性差
（ 2）浮筒挡板式
结构：上部 —— 开口杯
下部 —— 金属挡板 上附磁铁 （ 可绕轴转动 ）
干簧接点 （ 两对 ）
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原理：
a,正常运行：
开口杯上浮 → 挡板下降 （ 重力作用 ） → 磁铁远离干簧
接点, 不动作
b,轻微故障：
气体上升 → 漏油层 → 油面下降 → 开口杯下转 → 干簧
接点动作, 发信号 → 轻瓦斯
c,严重故障：
油流, 气流 → 冲击挡板 → 干簧接点动作 → DL跳闸, 且
发信号 → 重瓦斯
特点：抗震性能好
8
三, 接线, P182图 11-3
WSJ,瓦斯继电器
BCJ,带自保持电流线圈 （ DZB-100,250或 220系列 ）
保证动作可靠
QP,试验用
四, 特点
只反应油箱内部故障, 变压器引出线及变压器与
断路器之间联线发生故障, 不动作 。
9
§ 6-3 变压器的电流速断保护
一, 原理接线
1,适用,2000kVA以下变压器
反映变压器电源侧引出线, 套管及绕组的相间短路
与重瓦斯保护配合作为主保护
2,安装：主电源侧
3,缺点：
只可切除变压器电源侧及油箱内部发生的各种故障
负荷侧套管及引出线相间短路保护不到, 只能由后
备保护动作
4,整定原则：避开负荷侧母线短路最大短路电流；
避开励磁涌流
10
5,灵敏系数,Klm≥ 2,否则, 应装设纵联差动保护
6,原理接线：
中性点不接地 —— 两相式不完全星形接线
中性点接地 —— 三相式完全星形接线
由 P183图 11-4画出展开图
BCJ,带自保持电流线圈, 防止 LJ接点接触不可靠
二, 原理简述
复习提问：
1,变压器应设置的保护装置, 各自保护范围
2,瓦斯继电器的作用, 安装, 结构型式, 工作原理
3,瓦斯保护接线图特点, 重瓦斯, 轻瓦斯保护区别
4,变压器电流速断保护的运用, 安装, 特点, 原理接
线图
11
§ 6-4 变压器的纵联差动保护
一, 差动保护工作原理
1,适用,2000kVA及以上变压器
保护变压器绕组内部故障及其引出线的相间短路, 与
重瓦斯配合作为主保护
2,方式：环流法 /均压法 （ 少用 ）
3、环流法：比较流过被保护元件两端电流
4,接线,P210图 6-5
被保护元件两端安装变比不同的 LH；
同一相 LH二次线圈反极性串联；
LJ并接于两 LH连线间
12
5,原理：
正常或外部短路 =-=0（ 理论值 ） =（ 实际值 ）
内部故障 =+（ 双端供电 ） = （ 单端供电 ）
6,特点：保护具有绝对选择性, 无须延时
7、动作值,Idz>Ibp.zd（ 外部短路时的最大不平衡电流）
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二, 变压器差动保护的特点
（ 不平衡电流产生的因素及其防止措施 ）
1,励磁涌流的影响
（ 1） 励磁涌流：
变压器空载合闸 （ 副边开路, 原边投入电网称空载合
闸 ） 时的暂态励磁电流, 只存在变压器电源侧
（ 2） 产生原因：
（ 3） 特点：
变压器正常运行 —— 励磁涌流 iL≤ 3～ 6%Ie
空载合闸 —— 励磁涌流 iL≥ 6～ 8 IeIbp↑↑
（ 4） 采取措施,↑ Idz
或采用具有速饱和变流器的 BCH型差动继电器 （ 对非
周期分量传变不良 ）
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2,变压器接线组别的影响
（ 1） 原因：变压器接线形式 Y/Δ -11
原, 副边电流相位差 300Ibp
（ 2） 采取措施：相位补偿
Y侧 LH接成 Δ, Δ 侧 LH接成 Y
接线图及相量图见 P.189
（ 3） 变比选择,Y接 LH变比 —— nLH（ Y） =IeB（ Δ ） /5
Δ 侧 LH变比 —— nLH（ Δ ） =IeB（ Y） /5
实际上选一个接近和稍大于计算值的标准变比
3,LH实际变比和计算变比不同时的影响
（ 1）原因：
例：一台 31.5MVA,两侧电压分别为 10.5KV（ Δ ） 和
115KV（ Y）,Y/Δ -11接线的变压器
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两侧额定电流：
I1e=31.5MVA/*10.5KV=1730A
I2e=31.5MVA/*115KV=158A
选择 LH变比：
低压侧,nL1=2000/5=400
高压侧,nL2=*158/5≈ 300/5=60
两臂电流,i1=1730/400=4.32A
i2=158/60=4.55A
不平衡电流,Ibp=i2-i1=4.55-4.32=0.23A
（ 2） 采取措施：见 P.188图 11-7
BCH型差动继电器的平衡绕组 Wph予以消除
Wph接于保护臂电流小的一侧, 接线应注意极性, 且
i1Wph=（ i2-i1） Wcd
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4,两侧 LH型号不同而产生不平衡电流
（ 1） 原因：高压侧 —— 套管式 LH
低压侧 —— 线圈式 LH
（ 2） 采取措施：
a,采取 Ktx提高保护动作电流
同型 —— Ktx=0.5
不同型 —— Ktx=1
b,按 10%误差的要求选择两侧 LH（ 即按此误差而
形成的 Iph≤ 10%I1（ 一次电流 ） )
5,变压器分接头改变的影响
（ 1） 原因：分接头变 → 变比改变 → Iph
（ 2） 采取措施：引入相对误差系数提高 Idz
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复习提问：
1,差动保护的工作原理
2、变压器差动保护接线不平衡电流产生的原因及相应
措施
三, 采用 BCH-2型继电器的差动保护
1、组成：带短路线圈的速饱和变流器；
执行元件 —— DL-11/0.2型 LJ
其中：中间柱 （ 截面大一倍 ） —— Wcd,Wph1,Wph2、
匝数由抽头
速饱和变流器结构,
左边柱 —— （与绕向相同）位置整定（三铁芯柱型）
右边柱 —— W2
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2,速饱和变流器工作原理
（ 1）区内故障：
idl（ 非周期分量衰减快 ） → 周期分量大 → Δ ↑ （ 磁
感应强度变化量 ） → e2↑ （ 感应电势 ） → i2↑ → 继
电器灵敏动作
（ 2） 区外故障或励磁涌流：
ibp→ 非周期分量大 → 直流助磁 （ 铁芯饱和 ） → 周期分
量引起 Δ ↓→e 2↓→i 2↓ → 继电器不动作
（ 3） 结论：速饱和变流器的直流助磁作用可有效地躲
开外部短路时的非周期分量和励磁涌流
3,各线圈的作用
（ 1） 短路电圈的作用
a,作用：消除 ibp中非周期分量的影响
b,区内故障：
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原理,idl（ 非周期分量衰减快 ）
Icd∝i dl→ φ cd→E d→I d→ （ 去磁 ）
结论：区内故障, 不影响继电器的动作
c,区外故障, 励磁涌流
原理,ibp（ 非周期分量大 ）
Icd∝i bp→ 铁芯迅速饱和 → R（ 磁阻 ） ↑→ 漏磁 ↑
（ 助磁 ） 磁路长 → 漏磁更大 → 助磁作用减少更多
（ 去磁 ） 磁路短 → 漏磁稍小 → 去磁作用减少稍小
C柱总磁通减少 e2↓→i 2↓
继电器难以动作
结论：继电器可可靠躲过外部短路产生的暂态不平衡
电流的冲击和变压器空载投入时的励磁涌流 。
20
d,优点,Wcd流过周期分量, 短路线圈 （, ） 不影响
继电器的动作安匝数；
e,缺点：只适用对主保护动作快速性要求不很高的
中小型变压器差动保护 （ 区内故障时 idl非周期分量
的影响 ）
（ 2） 平衡线圈的作用
a,Wph1,Wph2消除 LH实际变比与计算变比不同而产生
的 ibp
b,可与 Wcd串联使用提高继电器灵敏度和调整范围
4,用 BCH-2型继电器构成的双绕组变压器差动保护接
线图, 参见 P215图 6-13及 P204（ 或中专教材 ） 归总
式原理图, 展开式原理图
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四, 纵差动保护的整定计算原则和步骤
1,确定基本侧
2,动作电流计算
按下述三个条件中最大者作为基本侧动作电流
1)躲过变压器空载合闸或外部短路切除后电压恢复时
的励磁涌流：
2)躲过 LH二次回路断线时引起的不平衡电流
3) 躲过外部短路时的最大不平衡电流
3,确定基本侧工作线圈匝数
4,确定非基本侧工作线圈匝数
5,校验相对误差：
6,短路线圈抽头确定：
7,灵敏度校验
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思考题：
1,简述差动继电器的结构
2,说明速饱和变流器的工作原理, 作用
3,说明短路线圈的作用, 其匝数的变化对动作
值的影响
4,简述平衡线圈的作用
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试验 4：电磁型差动继电器
一, 熟悉 DCD-2型 CJ结构
中间速饱和变流器
执行元件
二, 改图编号
BCH-2型 → DCD-2型
三, 注意事项
1,Wph匝数整定：整定板插头上, 下各有一个
2,认真阅读实验指导书
24
§ 6-5 变压器相间短路的后备保护
一, 保护作用
区外故障：过电流保护 —— 远后备
区内故障：近后备
二, 安装地点
一般装于电源侧, 动作于跳两侧 DL,或按先后秩序跳
闸 。
三, 种类
过电流保护 （ 降压变压器 ） Idz1—— 灵敏度低
带低电压起动的过电流保护 Idz2
复合电压起动的过电流保护 Idz3, 灵敏度高
Idz1> Idz2 > Idz3, Klm1< Klm2< Klm3
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（ 一 ） 过电流保护
特点：不带电压闭锁
适用：降压变压器
安装：电源侧
接线,P222图 6-19
大接地电流系统 —— 三相三继电器
小接地电流系统 —— 两相两继电器或两相三继电器
（ 用于提高 Y/Δ 变压器后故障短路时保护灵敏度 ）
动作电流：躲开 B最大负荷电流 （ 考虑 Kzq）
（ 二 ） 低电压起动的过电流保护
组成,1～ 3LJ—— 完全星形接线
1～ 3YJ—— 相电压
YZJ—— 电压回路断线监视
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原理过程：电压回路断线 —— YZJ发信号
短路 —— 跳 1DL,2DL,XJ发信号
适用：双侧电源变压器或多台并列运行变压器
特点：为提高保护装置灵敏度, 可采用两套低电压继电器 （ 高,
低压侧线电压 ） → 接线复杂
整定：电流元件 —— 躲开变压器额定电流 （ 不考虑 Kzq）
电压元件 —— 70%Ue。 x（ 保护安装侧额定线电压 ）
时间元件 —— 阶梯原则
（ 三 ） 复合电压起动的过电流保护
1、负序电压继电器（反映不对称故障） DY-2型
组成：负序电压滤过器 FYG（ 利用负序分量反映故障 ）
电压继电器 DJ-131型
其中,FYG组成 —— XA,XC,RA,RC,RA=XA,RC=XC
输入 —— Ua,Ub,Uc
输出 —— Umn
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原理,
输入正序电压,Umn=0FYJ接点闭合
输入负序电压,Umn=1.5 UabFYJ接点断开
2,原理接线,P223图 6-20
正常,FYJ接点闭合, Uac高不动作
对称短路,FYJ接点闭合, Uac↓↓ （ 三相短路 ） 动作
不对称短路,FYJ接点断开, Uac=0动作
3,整定
电流元件：躲开变压器 Ie。 B（ 不须考虑自起动系数 Kzq）
低电压继电器：
负序电压元件：躲开正常时的不平衡电压 =0.06U
时间元件：阶梯原则
4、特点,灵敏度更高
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作业：对照 P223图 6-20复合电压起动过电流保护原理图
画出其展开图, 并说明其工作原理
第六节 变压器的接地保护和过负荷保护
一, 特点
三相对称, 保护只装一相
二, 安装
升压 B,装于低压侧
降压 B,装于高压侧
三, 原理接线
1,组成：
LJ,SJ（ r,保持 SJ线圈热稳定 ）
2、动作原理：过负荷 → 发信号
时间元件：阶梯原则
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3,参数整定：
电流元件 —— 躲过变压器额定电流 （ 不考虑自起动
系数 ）
时间元件 —— 6～ 10s
（ 考虑：比过流保护大 2Δ t； 大于电动机自起动时间 ）
复习提问：
1,过电流保护的形式及区别
2,低电压起动过电流保护的原理
3,FYJ的结构及原理
4,复合电压起动过电流保护的工作原理 （ 对称短路,
不对称短路 ）
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变压器保护接线全图示例
一, 展开图
1,差动保护,5LH,6LH串联使用, 增大容量
2,复合电压起动过电流保护：
2HWJ可不接
FYJ—— 晶体管型 （ BFY-12A）
二, 保护
1,差动保护
5LH,6LH—— Δ 接； 1LH —— Y接
1～ 3CJ,1XJ,1LP,SH
2,瓦斯保护
WSJ,轻瓦斯 —— 发信号
重瓦斯 —— 2XJ,QP,2R
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3,复合电压起动的过电流保护
YJ,FYJ,YZJ,1～ 3LJ,1SJ,3XJ,2LP
前三种保护动作 → BCJ→ 跳两侧 DL
1～ 3LP,退出保护
QP,试验动作发信号
第三种保护具有两个动作时限：
较小时限 （ 1SJ滑动触头 ） → 跳 35KV分段 DL
较长时限 → 跳 B两侧 DL
BCJ,具有电流自保持线圈 （ DZB-138型 ）
1R,提高各 XJ动作灵敏度
4,过负荷保护 4LJ,2SJ→ 发信号
5,温度保护
WJ,BFJ（ If.B>IBe） → 发信号, 起动 B的通风机
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思考题：
1,变压器应配置的各种保护及作用
2,瓦斯保护的工作原理及其接线特点, 瓦斯继电器的
安装, 结构及原理
3,电流速断保护的装设及其原理, 保护范围
4,差动保护的原理, 变压器差动保护 Ibp产生的原因及
其消除措施
5,BCH-2型差动继电器的结构, 原理, 短路线圈及平衡
线圈的作用
6,过电流保护, 低电压起动的过电流保护及复合电压
起动过电流保护的接线, 原理, 适用对象, 动作结果
及 Idz整定值大小特点 。
33
7,负序电压继电器的结构及特点
8,变压器的过负荷保护接线特点, 动作参数特点
9,读懂 35kV双绕组变压器保护接线全图
课堂练习：
1,画出两相两继电器式变压器电流速断保护原理图及
展开图
2,画出双绕组变压器差动保护接线图 （ BCH-2型继电
器 ）
第六章 电力变压器的保护
§ 6-1 电力变压器的故障类型和保护措施
一, 故障
1,油箱内部故障：绕组相间短路, 单相匝间短路,
单相接地短路等
2、油箱外部故障：绝缘套管及引出线上的多相短路、
单相接地短路等
二, 不正常运行情况
1,油箱渗漏造成油面降低
2,外部短路引起的过电流
3,过负荷
三, 变压器应设置的保护
1,瓦斯保护 （ 800KVA以上 ）,重瓦斯 （ 故障 ）
轻瓦斯（不正常运行）
2
反映油箱内部故障和油面降低
2,纵联差动保护或电流速断保护 （ 故障 ）
1000kVA及以上 （ 并联运行,6300kVA以上 ） 纵联差动
2000kVA以上, 电流速断灵敏度不够
作为引出线, 套管及油箱内故障主保护
3,过电流保护 （ 故障 ）
外部短路及内部短路的后备保护
4,过负荷保护 （ 不正常运行 ）
反映对称过负荷
5、接地保护（故障）
110kV及以上大接地电流系统变压器 —— 零序电流保
护
3
外部接地短路引起 B过流
内部接地短路的后备保护
6,温度保护 （ 不正常运行 ）
上层油温监视，自动启动冷却风扇
§ 6-2 瓦斯保护
一, 原理：
1,适用,800kVA及以上油浸式变压器
反映变压器油箱内部故障的主要保护
2,原理：故障 → 气体发挥 → 流向油枕
3,构成：瓦斯继电器
二, 瓦斯继电器
1,作用：反映于气体的继电器
4
2,安装：位于油箱与油枕之间连接管的中部连接管坡
度 （ 2～ 4%）,油箱 → 油枕气流顺利通过顶盖与水平
面坡度 （ 1～ 1.5%)：防止气泡聚集在顶盖处
3,结构：
浮筒式 （ 已淘汰 ） —— 空心浮筒渗油, 水银接点抗震
性差
浮筒挡板式
开口杯挡板式
（ 1） 浮筒挡板式
结构：上部 —— 密封空心浮筒
下部 —— 金属挡板
水银接点 （ 可绕轴转动 ）
5
原理：
a,正常运行：
浮筒浮起 → 挡板下降 （ 重力作用 ） → 水银接点断开
b,轻微故障：
气体上升 → 漏油层 → 油面下降 → 浮筒下转 → 水银接
点动作, 发信号 → 轻瓦斯
c,严重故障：
油流, 气流 → 冲击挡板 → 水银接点动作 → DL跳闸,
且发信号 → 重瓦斯
6
放气阀作用：
a,初次运行或换油 → 油中气体可能导致轻瓦斯误动作,
可将继电器顶部放气阀打开, 放气
b,故障发生后，可通过放气阀收集瓦斯气体，分析其
成分，便于故障分析 。
特点：浮筒长时间浸泡在油中会向内渗油, 水银接点
抗震性差
（ 2）浮筒挡板式
结构：上部 —— 开口杯
下部 —— 金属挡板 上附磁铁 （ 可绕轴转动 ）
干簧接点 （ 两对 ）
7
原理：
a,正常运行：
开口杯上浮 → 挡板下降 （ 重力作用 ） → 磁铁远离干簧
接点, 不动作
b,轻微故障：
气体上升 → 漏油层 → 油面下降 → 开口杯下转 → 干簧
接点动作, 发信号 → 轻瓦斯
c,严重故障：
油流, 气流 → 冲击挡板 → 干簧接点动作 → DL跳闸, 且
发信号 → 重瓦斯
特点：抗震性能好
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三, 接线, P182图 11-3
WSJ,瓦斯继电器
BCJ,带自保持电流线圈 （ DZB-100,250或 220系列 ）
保证动作可靠
QP,试验用
四, 特点
只反应油箱内部故障, 变压器引出线及变压器与
断路器之间联线发生故障, 不动作 。
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§ 6-3 变压器的电流速断保护
一, 原理接线
1,适用,2000kVA以下变压器
反映变压器电源侧引出线, 套管及绕组的相间短路
与重瓦斯保护配合作为主保护
2,安装：主电源侧
3,缺点：
只可切除变压器电源侧及油箱内部发生的各种故障
负荷侧套管及引出线相间短路保护不到, 只能由后
备保护动作
4,整定原则：避开负荷侧母线短路最大短路电流；
避开励磁涌流
10
5,灵敏系数,Klm≥ 2,否则, 应装设纵联差动保护
6,原理接线：
中性点不接地 —— 两相式不完全星形接线
中性点接地 —— 三相式完全星形接线
由 P183图 11-4画出展开图
BCJ,带自保持电流线圈, 防止 LJ接点接触不可靠
二, 原理简述
复习提问：
1,变压器应设置的保护装置, 各自保护范围
2,瓦斯继电器的作用, 安装, 结构型式, 工作原理
3,瓦斯保护接线图特点, 重瓦斯, 轻瓦斯保护区别
4,变压器电流速断保护的运用, 安装, 特点, 原理接
线图
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§ 6-4 变压器的纵联差动保护
一, 差动保护工作原理
1,适用,2000kVA及以上变压器
保护变压器绕组内部故障及其引出线的相间短路, 与
重瓦斯配合作为主保护
2,方式：环流法 /均压法 （ 少用 ）
3、环流法：比较流过被保护元件两端电流
4,接线,P210图 6-5
被保护元件两端安装变比不同的 LH；
同一相 LH二次线圈反极性串联；
LJ并接于两 LH连线间
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5,原理：
正常或外部短路 =-=0（ 理论值 ） =（ 实际值 ）
内部故障 =+（ 双端供电 ） = （ 单端供电 ）
6,特点：保护具有绝对选择性, 无须延时
7、动作值,Idz>Ibp.zd（ 外部短路时的最大不平衡电流）
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二, 变压器差动保护的特点
（ 不平衡电流产生的因素及其防止措施 ）
1,励磁涌流的影响
（ 1） 励磁涌流：
变压器空载合闸 （ 副边开路, 原边投入电网称空载合
闸 ） 时的暂态励磁电流, 只存在变压器电源侧
（ 2） 产生原因：
（ 3） 特点：
变压器正常运行 —— 励磁涌流 iL≤ 3～ 6%Ie
空载合闸 —— 励磁涌流 iL≥ 6～ 8 IeIbp↑↑
（ 4） 采取措施,↑ Idz
或采用具有速饱和变流器的 BCH型差动继电器 （ 对非
周期分量传变不良 ）
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2,变压器接线组别的影响
（ 1） 原因：变压器接线形式 Y/Δ -11
原, 副边电流相位差 300Ibp
（ 2） 采取措施：相位补偿
Y侧 LH接成 Δ, Δ 侧 LH接成 Y
接线图及相量图见 P.189
（ 3） 变比选择,Y接 LH变比 —— nLH（ Y） =IeB（ Δ ） /5
Δ 侧 LH变比 —— nLH（ Δ ） =IeB（ Y） /5
实际上选一个接近和稍大于计算值的标准变比
3,LH实际变比和计算变比不同时的影响
（ 1）原因：
例：一台 31.5MVA,两侧电压分别为 10.5KV（ Δ ） 和
115KV（ Y）,Y/Δ -11接线的变压器
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两侧额定电流：
I1e=31.5MVA/*10.5KV=1730A
I2e=31.5MVA/*115KV=158A
选择 LH变比：
低压侧,nL1=2000/5=400
高压侧,nL2=*158/5≈ 300/5=60
两臂电流,i1=1730/400=4.32A
i2=158/60=4.55A
不平衡电流,Ibp=i2-i1=4.55-4.32=0.23A
（ 2） 采取措施：见 P.188图 11-7
BCH型差动继电器的平衡绕组 Wph予以消除
Wph接于保护臂电流小的一侧, 接线应注意极性, 且
i1Wph=（ i2-i1） Wcd
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4,两侧 LH型号不同而产生不平衡电流
（ 1） 原因：高压侧 —— 套管式 LH
低压侧 —— 线圈式 LH
（ 2） 采取措施：
a,采取 Ktx提高保护动作电流
同型 —— Ktx=0.5
不同型 —— Ktx=1
b,按 10%误差的要求选择两侧 LH（ 即按此误差而
形成的 Iph≤ 10%I1（ 一次电流 ） )
5,变压器分接头改变的影响
（ 1） 原因：分接头变 → 变比改变 → Iph
（ 2） 采取措施：引入相对误差系数提高 Idz
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复习提问：
1,差动保护的工作原理
2、变压器差动保护接线不平衡电流产生的原因及相应
措施
三, 采用 BCH-2型继电器的差动保护
1、组成：带短路线圈的速饱和变流器；
执行元件 —— DL-11/0.2型 LJ
其中：中间柱 （ 截面大一倍 ） —— Wcd,Wph1,Wph2、
匝数由抽头
速饱和变流器结构,
左边柱 —— （与绕向相同）位置整定（三铁芯柱型）
右边柱 —— W2
18
2,速饱和变流器工作原理
（ 1）区内故障：
idl（ 非周期分量衰减快 ） → 周期分量大 → Δ ↑ （ 磁
感应强度变化量 ） → e2↑ （ 感应电势 ） → i2↑ → 继
电器灵敏动作
（ 2） 区外故障或励磁涌流：
ibp→ 非周期分量大 → 直流助磁 （ 铁芯饱和 ） → 周期分
量引起 Δ ↓→e 2↓→i 2↓ → 继电器不动作
（ 3） 结论：速饱和变流器的直流助磁作用可有效地躲
开外部短路时的非周期分量和励磁涌流
3,各线圈的作用
（ 1） 短路电圈的作用
a,作用：消除 ibp中非周期分量的影响
b,区内故障：
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原理,idl（ 非周期分量衰减快 ）
Icd∝i dl→ φ cd→E d→I d→ （ 去磁 ）
结论：区内故障, 不影响继电器的动作
c,区外故障, 励磁涌流
原理,ibp（ 非周期分量大 ）
Icd∝i bp→ 铁芯迅速饱和 → R（ 磁阻 ） ↑→ 漏磁 ↑
（ 助磁 ） 磁路长 → 漏磁更大 → 助磁作用减少更多
（ 去磁 ） 磁路短 → 漏磁稍小 → 去磁作用减少稍小
C柱总磁通减少 e2↓→i 2↓
继电器难以动作
结论：继电器可可靠躲过外部短路产生的暂态不平衡
电流的冲击和变压器空载投入时的励磁涌流 。
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d,优点,Wcd流过周期分量, 短路线圈 （, ） 不影响
继电器的动作安匝数；
e,缺点：只适用对主保护动作快速性要求不很高的
中小型变压器差动保护 （ 区内故障时 idl非周期分量
的影响 ）
（ 2） 平衡线圈的作用
a,Wph1,Wph2消除 LH实际变比与计算变比不同而产生
的 ibp
b,可与 Wcd串联使用提高继电器灵敏度和调整范围
4,用 BCH-2型继电器构成的双绕组变压器差动保护接
线图, 参见 P215图 6-13及 P204（ 或中专教材 ） 归总
式原理图, 展开式原理图
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四, 纵差动保护的整定计算原则和步骤
1,确定基本侧
2,动作电流计算
按下述三个条件中最大者作为基本侧动作电流
1)躲过变压器空载合闸或外部短路切除后电压恢复时
的励磁涌流：
2)躲过 LH二次回路断线时引起的不平衡电流
3) 躲过外部短路时的最大不平衡电流
3,确定基本侧工作线圈匝数
4,确定非基本侧工作线圈匝数
5,校验相对误差：
6,短路线圈抽头确定：
7,灵敏度校验
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思考题：
1,简述差动继电器的结构
2,说明速饱和变流器的工作原理, 作用
3,说明短路线圈的作用, 其匝数的变化对动作
值的影响
4,简述平衡线圈的作用
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试验 4：电磁型差动继电器
一, 熟悉 DCD-2型 CJ结构
中间速饱和变流器
执行元件
二, 改图编号
BCH-2型 → DCD-2型
三, 注意事项
1,Wph匝数整定：整定板插头上, 下各有一个
2,认真阅读实验指导书
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§ 6-5 变压器相间短路的后备保护
一, 保护作用
区外故障：过电流保护 —— 远后备
区内故障：近后备
二, 安装地点
一般装于电源侧, 动作于跳两侧 DL,或按先后秩序跳
闸 。
三, 种类
过电流保护 （ 降压变压器 ） Idz1—— 灵敏度低
带低电压起动的过电流保护 Idz2
复合电压起动的过电流保护 Idz3, 灵敏度高
Idz1> Idz2 > Idz3, Klm1< Klm2< Klm3
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（ 一 ） 过电流保护
特点：不带电压闭锁
适用：降压变压器
安装：电源侧
接线,P222图 6-19
大接地电流系统 —— 三相三继电器
小接地电流系统 —— 两相两继电器或两相三继电器
（ 用于提高 Y/Δ 变压器后故障短路时保护灵敏度 ）
动作电流：躲开 B最大负荷电流 （ 考虑 Kzq）
（ 二 ） 低电压起动的过电流保护
组成,1～ 3LJ—— 完全星形接线
1～ 3YJ—— 相电压
YZJ—— 电压回路断线监视
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原理过程：电压回路断线 —— YZJ发信号
短路 —— 跳 1DL,2DL,XJ发信号
适用：双侧电源变压器或多台并列运行变压器
特点：为提高保护装置灵敏度, 可采用两套低电压继电器 （ 高,
低压侧线电压 ） → 接线复杂
整定：电流元件 —— 躲开变压器额定电流 （ 不考虑 Kzq）
电压元件 —— 70%Ue。 x（ 保护安装侧额定线电压 ）
时间元件 —— 阶梯原则
（ 三 ） 复合电压起动的过电流保护
1、负序电压继电器（反映不对称故障） DY-2型
组成：负序电压滤过器 FYG（ 利用负序分量反映故障 ）
电压继电器 DJ-131型
其中,FYG组成 —— XA,XC,RA,RC,RA=XA,RC=XC
输入 —— Ua,Ub,Uc
输出 —— Umn
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原理,
输入正序电压,Umn=0FYJ接点闭合
输入负序电压,Umn=1.5 UabFYJ接点断开
2,原理接线,P223图 6-20
正常,FYJ接点闭合, Uac高不动作
对称短路,FYJ接点闭合, Uac↓↓ （ 三相短路 ） 动作
不对称短路,FYJ接点断开, Uac=0动作
3,整定
电流元件：躲开变压器 Ie。 B（ 不须考虑自起动系数 Kzq）
低电压继电器：
负序电压元件：躲开正常时的不平衡电压 =0.06U
时间元件：阶梯原则
4、特点,灵敏度更高
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作业：对照 P223图 6-20复合电压起动过电流保护原理图
画出其展开图, 并说明其工作原理
第六节 变压器的接地保护和过负荷保护
一, 特点
三相对称, 保护只装一相
二, 安装
升压 B,装于低压侧
降压 B,装于高压侧
三, 原理接线
1,组成：
LJ,SJ（ r,保持 SJ线圈热稳定 ）
2、动作原理：过负荷 → 发信号
时间元件：阶梯原则
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3,参数整定：
电流元件 —— 躲过变压器额定电流 （ 不考虑自起动
系数 ）
时间元件 —— 6～ 10s
（ 考虑：比过流保护大 2Δ t； 大于电动机自起动时间 ）
复习提问：
1,过电流保护的形式及区别
2,低电压起动过电流保护的原理
3,FYJ的结构及原理
4,复合电压起动过电流保护的工作原理 （ 对称短路,
不对称短路 ）
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变压器保护接线全图示例
一, 展开图
1,差动保护,5LH,6LH串联使用, 增大容量
2,复合电压起动过电流保护：
2HWJ可不接
FYJ—— 晶体管型 （ BFY-12A）
二, 保护
1,差动保护
5LH,6LH—— Δ 接； 1LH —— Y接
1～ 3CJ,1XJ,1LP,SH
2,瓦斯保护
WSJ,轻瓦斯 —— 发信号
重瓦斯 —— 2XJ,QP,2R
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3,复合电压起动的过电流保护
YJ,FYJ,YZJ,1～ 3LJ,1SJ,3XJ,2LP
前三种保护动作 → BCJ→ 跳两侧 DL
1～ 3LP,退出保护
QP,试验动作发信号
第三种保护具有两个动作时限：
较小时限 （ 1SJ滑动触头 ） → 跳 35KV分段 DL
较长时限 → 跳 B两侧 DL
BCJ,具有电流自保持线圈 （ DZB-138型 ）
1R,提高各 XJ动作灵敏度
4,过负荷保护 4LJ,2SJ→ 发信号
5,温度保护
WJ,BFJ（ If.B>IBe） → 发信号, 起动 B的通风机
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思考题：
1,变压器应配置的各种保护及作用
2,瓦斯保护的工作原理及其接线特点, 瓦斯继电器的
安装, 结构及原理
3,电流速断保护的装设及其原理, 保护范围
4,差动保护的原理, 变压器差动保护 Ibp产生的原因及
其消除措施
5,BCH-2型差动继电器的结构, 原理, 短路线圈及平衡
线圈的作用
6,过电流保护, 低电压起动的过电流保护及复合电压
起动过电流保护的接线, 原理, 适用对象, 动作结果
及 Idz整定值大小特点 。
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7,负序电压继电器的结构及特点
8,变压器的过负荷保护接线特点, 动作参数特点
9,读懂 35kV双绕组变压器保护接线全图
课堂练习：
1,画出两相两继电器式变压器电流速断保护原理图及
展开图
2,画出双绕组变压器差动保护接线图 （ BCH-2型继电
器 ）
