继电器保护电路的判断方法

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：继电器保护电路的任务是在一次电路出现非正常情况或故障时，能迅速切断线路或故障元器件，同时通过信号电路发出报警信号。继电器保护电路种类很多，常见的有过电流保护、变压器保护等，过电流保护在前面已介绍过，下面介绍变压器的继电器保护电路。图8-26是一种常见的变压器气体保护电路。

继电器保护电路的任务是在一次电路出现非正常情况或故障时，能迅速切断线路或故障元器件，同时通过信号电路发出报警信号。继电器保护电路种类很多，常见的有过电流保护、变压器保护等，过电流保护在前面已介绍过，下面介绍变压器的继电器保护电路。

变压器故障分为内部故障和外部故障。变压器内部故障主要有相间绕组短路、绕组匝间短路、单相接地短路等，发生内部故障时，短路电流产生的热量会破坏绕组的绝缘层，绝缘层和变压器油受热会产生大量气体，可能会使变压器发生爆炸。变压器外部故障主要有引出线绝缘套管损坏，导致引出线相间短路和引出线与变压器外壳短路（对地短路）。

1.变压器气体保护电路

变压器可分为干式变压器和油浸式变压器，油浸式变压器的绕组浸在绝缘油中，以增强散热和绝缘效果，当变压器内部绕组匝间短路或绕组相间短路时，短路电流会加热绝缘油而产生气体，气体会使变压器气体保护电路动作，发出报警信号，严重时会让断路器跳闸。

图8-26是一种常见的变压器气体保护电路。

图8-26 一种常见的变压器气体保护电路

当变压器出现绕组匝间短路（轻微故障）时，由于短路电流不大，油箱内会产生少量的气体，随着气体的逐渐增加，气体继电器KG的常开触头1、2闭合，电源经该触头提供给预告信号电路，使之发出轻气体报警信号。当变压器出现绕组相间短路（严重故障）时，短路电流很大，油箱内会产生大量的气体，大量油气冲击气体继电器KG，KG的常开触头3、4 闭合，有电流流过信号继电器KS线圈和中间继电器KA线圈，KS线圈得电，KS常开触头闭合，电源经该触头提供给事故信号电路，使之发出重气体报警信号，KA线圈得电使KA的常开触头3、4闭合，有电流流过跳闸线圈YR，该电流途径是：电源+→KA的触头3、4 （处于闭合）→断路器QF1的常开触头1、2（合闸时处于闭合）→YR线圈，YR线圈产生磁场，通过有关机构让断路器QF1跳闸，切断变压器的输入电源。

由于气体继电器KG的触头3、4在故障油气的冲击下可能振动或闭合时间很短，为了保证断路器可靠跳闸，利用KA的触头1、2闭合锁定KA的供电，KA电流途径：电源+→KA的常开触头1、2→QF1的辅助常开触头3、4→KA线圈→电源-。XB为试验切换片，如果在对气体继电器试验时希望断路器不跳闸，可将XB与电阻R接通，KG的触头3、4闭合时，KS触头闭合使信号电路发出重气体信号，由于KA继电器线圈不会得电，故断路器不会跳闸。

变压器气体保护电路的优点主要是电路简单、动作迅速、灵敏度高，能保护变压器油箱内各种短路故障，对绕组的匝间短路反应最灵敏，这种保护电路主要用于变压器内部故障保护，不适合用于变压器外部故障保护，常用于保护容量在800kV·A及以上（车间变压器容量在400kV·A及以上）的油浸式变压器。(https://www.chuimin.cn)

2.变压器差动保护电路

变压器差动保护电路主要用于变压器内部绕组短路和变压器外部引出线短路保护。图8-27是一种常见的变压器差动保护电路。

图8-27 一种常见的变压器差动保护电路

在变压器输入侧和输出侧各装设一个电流互感器，虽然输入侧线路电流I₁与输出侧线路电流I₂不同，但适当选用不同变流比的电流互感器，可使输入侧的电流互感器输出电流I₁′与输出侧电流互感器输出电流I₂′接近相等，这两个电流从不同端流入电流继电器KA1线圈，两者相互抵消，KA线圈流入的电流I（I=I₁′-I₂′）近似为0，继电器KA1不动作。

当两个电流互感器之间的电路出现短路时，如A点出现相间短路，A点所在相线上的电流会直接流到另一根相线，电流互感器TA2一次绕组（穿孔导线）的电流I₂为0，TA2的二次绕组输出电流I₂′也为0，这时流过电流继电器KA1线圈的电流为I=I₁′，KA1线圈得电使KA1常开触头闭合，中间继电器KA2线圈得电，KA2的触头1、2和触头3、4均闭合。KA2的触头1、2闭合使信号继电器KS2线圈和输出侧断路器跳闸线圈YR2均得电，YR2线圈得电使输出侧断路器QF2跳闸，KS2线圈得电使KS2触头闭合，让信号电路报输出侧断路器跳闸事故信号。KA2的触头3、4闭合使信号继电器KS1线圈和输入侧断路器跳闸线圈YR1均得电，YR1线圈得电使输入侧断路器QF1跳闸，KS1线圈得电使KS1触头闭合，让信号电路报输入侧断路器跳闸事故信号。

如果在两个电流互感器之外发生了短路，如B点处出现相间短路，变压器输出侧电流I₂和输入侧电流均会增大，两个电流互感器输出电流I₁′、I₂′同时会增大，流入电流继电器KA1线圈的电流仍近似为0，电流继电器不会动作，变压器输入侧和输出侧的断路器不会跳闸。

变压器差动保护电路具有保护范围大（两个电流互感器之间的电路）、灵敏度高、动作迅速等特点，特别适合容量大的变压器（单独运行的容量在10000kV·A及以上的变压器；并联运行时容量在6300kV·A及以上的变压器；容量在2000kV·A以上的装设电流保护装置灵敏度不合格的变压器）。

继电器保护电路的判断方法

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