電力變壓器繼電保護(hù)精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇電力變壓器繼電保護(hù)，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

關(guān)鍵詞 電力變壓器；二次回路；瓦斯保護(hù)；定時限過電流

中圖分類號：TM4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671—7597（2013）021-085-02

電力變壓器是電力系統(tǒng)變配電的重要設(shè)備，它的故障對配電的穩(wěn)定、可靠和系統(tǒng)的正常運(yùn)行都有明顯且比較嚴(yán)重的影響，同時，電力變壓器也是非常昂貴的設(shè)備，由此，提供對電力變壓器的繼電保護(hù)尤為重要。變壓器通常需要的保護(hù)裝置有瓦斯保護(hù)、縱差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)、相間短路的后備保護(hù)、接地保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、過勵磁保護(hù)等等。下面就電力變壓器常用的典型保護(hù)做分析。

對于輸電線路高壓側(cè)為110 kV及以上的工廠總降壓的主變壓器來說，應(yīng)裝設(shè)過流保護(hù)、速斷保護(hù)和瓦斯保護(hù)。過流保護(hù)作為電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)，在有可能超過電力負(fù)荷時，也需裝設(shè)過負(fù)荷裝置。但是如果單臺運(yùn)行的電力變壓器容量在10000千伏安及以上和并列運(yùn)行的電力變壓器每臺容量在6300千伏安及以上時，則要求裝設(shè)縱聯(lián)差動裝置保護(hù)來取代電流速斷保護(hù)。由于主電源出口處繼電保護(hù)裝置動作時限為 2 s，則變壓器保護(hù)的過電流保護(hù)動作時限可整定為1.5 s。

1 裝設(shè)瓦斯保護(hù)

當(dāng)變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時動作于信號；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時，應(yīng)動作于高壓側(cè)斷路器。

2 裝設(shè)定時限過電流保護(hù)

2.3.2 過負(fù)荷保護(hù)動作時限

上述設(shè)計的電流及電壓回路、保護(hù)操作回路的繼電保護(hù)回路圖設(shè)計情況如下：

1）電流回路：A相第一個繞組頭端與尾端編號1A1，1A2，如果是第二個繞組則用2A1，2A2，其他同理。

2）電壓回路：母線電壓回路的星形接線采用單相二次額定電壓57V的繞組，變電站高壓側(cè)母線電壓接線，如圖2。

①為了保證PT二次回路在莫端發(fā)生短路時也能迅速將故障切除，采用了快速動作自動開關(guān)ZK替代保險。

②采用了PT刀閘輔助接點(diǎn)G來切換電壓。當(dāng)PT停用時G打開，自動斷開電壓回路，防止PT停用時由二次側(cè)向一次側(cè)反饋電壓造成人身和設(shè)備事故，N600不經(jīng)過ZK和G切換，是為了N600有永久接地點(diǎn)，防止PT運(yùn)行時因?yàn)閆K或者G接觸不良，PT二次側(cè)失去接地點(diǎn)。

③1JB是擊穿保險，擊穿保險實(shí)際上是一個放電間隙，正常時不放電，當(dāng)加在其上的電壓超過一定數(shù)值后，放電間隙被擊穿而接地，起到保護(hù)接地的作用，這樣萬一中性點(diǎn)接地不良，高電壓侵入二次回路也有保護(hù)接地點(diǎn)。

④傳統(tǒng)回路中，為了防止在三相斷線時斷線閉鎖裝置因?yàn)闊o電源拒絕動作，必須在其中一相上并聯(lián)一個電容器C，在三相斷線時候電容器放電，供給斷線裝置一個不對稱的電源。

⑤因母線PT是接在同一母線上所有元件公用的，為了減少電纜聯(lián)系，設(shè)計了電壓小母線1YMa，1YMb，1YMc，YMN（前面數(shù)值“1”代表I母PT。）PT的中性點(diǎn)接地JD選在主控制室小母線引入處。

⑥PT二次電壓回路并不是直接由刀閘輔助接點(diǎn)G來切換，而是由G去啟動一個中間繼電器，通過這個中間繼電器的常開接點(diǎn)來同時切換三相電壓，該中間繼電器起重動作用，裝設(shè)在主控制室的輔助繼電器屏上。

3）保護(hù)操作回路：

繼電保護(hù)操作回路是二次回路的基本回路，110 kV操作回路構(gòu)成該回路的主要部分，220 kV操作電壓回路也是應(yīng)用同樣的原理設(shè)計形成的，傳統(tǒng)電氣保護(hù)的閥值、開關(guān)量進(jìn)行邏輯計算后，提交給操作回路。對微機(jī)裝置進(jìn)行保護(hù)。因此微機(jī)裝置保護(hù)僅僅是將傳統(tǒng)的操作回路小型化，板塊化。下面的操作回路見圖3。

1）當(dāng)開關(guān)閉合時，DL1立即斷開，然后DL2閉合。HD、HWJ、TBJI繞組、TQ組成回路，點(diǎn)亮HD，HWJ開始操作，但是由于線圈的各個繞組有較大的電阻阻值，致使TQ上獲得的電壓不至于讓其執(zhí)行跳開動作，保護(hù)跳閘出口時，TJ、TYJ、TBJI線圈、TQ直接連通，TQ上線圈電流變大，獲得較大電壓后開始工作，由于TBJI接點(diǎn)動作自保持，所以TBJI繞組線圈一直等待所有斷路器斷開后，TBJI才返回（即DL2斷開）。

2）二次保護(hù)合閘回路原理與二次保護(hù)跳閘回路相同。

3）在二次回路合閘繞組線圈上并聯(lián)了TBJV回路，這個保護(hù)回路是為了防止在線圈失去電壓跳閘過程中又有電壓合閘命令，由于短時間內(nèi)的繁復(fù)跳合閘而損壞機(jī)構(gòu)。例如合閘后繞組充放電的延遲效應(yīng)，及容易造成合閘接點(diǎn)HJ或者KK的5，8粘連，當(dāng)開關(guān)在跳閘過程中，使得TBJI閉合，HJ、TBJV繞組、TBJI接通，TBJV動作時TBJV繞組線圈自保持，相當(dāng)于將合閘線圈短路了（同時TBJV閉觸點(diǎn)斷開，合閘繞組線圈被屏蔽）。這個回路叫防躍回路，防止開關(guān)跳躍的意思，簡稱防躍。

4）D1、D2兩個二極管的單相連通讓KKJ合閘后的繼電器開始工作，KKJ的工作通過手動合閘來完成，手動跳閘的目的是讓KKJ復(fù)歸，KKJ是電磁保持繼電器，動作后并不是自動返回的，所以KKJ又稱手動合閘繼電器，廣泛用于“備自投”、“重合閘”，“不對應(yīng)”等的二次回路設(shè)計。

5）HYJ與TYJ是感壓型的跳合閘壓力繼電器，它一般接入斷路器機(jī)構(gòu)的氣壓接點(diǎn)，根據(jù)SF6產(chǎn)生的氣體所造成的氣體壓力而動作，所在以SF6為絕緣介質(zhì)的滅弧開關(guān)量中，若氣體發(fā)生泄露，那么當(dāng)氣體壓力降到不能夠滅弧的時侯，接點(diǎn)J1和J2連通，將操作回路斷開，防止操作發(fā)生，造成火災(zāi)隱患。在設(shè)計和施工中，值得注意的是當(dāng)氣壓低閉鎖電氣操作時候，不能夠在現(xiàn)場直接用機(jī)械方法使開關(guān)斷開，氣壓低閉鎖是因?yàn)闇缁鈮阂巡荒軠缁。@個時候任何將開關(guān)斷開的方法都容易造成危險，容易讓滅弧室炸裂，造成設(shè)備損毀，正確的方法是先把負(fù)荷斷路器的負(fù)荷去掉之后，再手動把開關(guān)跳開，保證電氣的安全特性。

6）輔助的位置繼電器HWJ，TWJ，主要用于顯示二次回路當(dāng)前開關(guān)的合跳閘位置和跳合閘線圈的工作狀況。例如，在運(yùn)行時，只有TQ完好，TWJ才動作。

所有保護(hù)及安控裝置作用于該斷路器的出口接點(diǎn)都必須通過該斷路器的操作系統(tǒng)，不允許出口接點(diǎn)直接接入斷路器。

目前的保護(hù)裝置都已經(jīng)采用微機(jī)式保護(hù)方式，但從電氣操作的靈敏性、快速性、安全性考量，機(jī)電式保護(hù)在許多電廠及變電站被廣泛的使用著。

參考文獻(xiàn)

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篇2

電力變壓器的結(jié)構(gòu)和功能是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其運(yùn)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(tǒng)的安全，尤其是大容量電力變壓器受損會對企業(yè)電力系統(tǒng)造成致命破壞。因此，只有加強(qiáng)電力變壓器的繼電保護(hù)，將變壓器合理應(yīng)用到繼電保護(hù)裝置中，才能保證電力系統(tǒng)的安全。本文重點(diǎn)分析了電力變壓器的繼電保護(hù)對策，闡述了電力變壓器在續(xù)電工作中的重要作用，展望了電力變壓器在繼電保護(hù)方面的未來。

【關(guān)鍵詞】電力變壓器 繼電保護(hù) 軟件系統(tǒng)

電力變壓器的正常運(yùn)行可以保證電力的有效運(yùn)輸，而保證電力變壓器正常發(fā)揮功能的關(guān)鍵是繼電保護(hù)，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(jī)電保護(hù)對策進(jìn)行科學(xué)分析，才能在電力變壓器續(xù)電出現(xiàn)故障時做出合理應(yīng)對，更好地處理電力運(yùn)輸過程中可能出現(xiàn)的各種意外狀況，從而保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

1 電力變壓器繼電保護(hù)的常見故障

1.1 電力變壓器繼電保護(hù)概況

電力變壓器繼電保護(hù)主要有三種功能。第一，對電力系統(tǒng)出現(xiàn)的不正常信號和非正常狀態(tài)做出有效應(yīng)對，而達(dá)到維護(hù)繼電保護(hù)功能的目的。第二，對電力變壓器出現(xiàn)的非正常狀態(tài)和故障進(jìn)行判斷，及時切斷問題而達(dá)到有效控制事故發(fā)生的目的。第三，盡量避免電力變壓器的繼電保護(hù)功能因停電和設(shè)備損壞等問題而產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)損失的情況，從而保證電力變壓器的有效運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.2 電力變壓器繼電保護(hù)的常見故障

1.2.1 內(nèi)部原因造成的故障分析

內(nèi)部原因造成的繼電保護(hù)故障主要是電力變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的機(jī)構(gòu)性故障或功能性故障導(dǎo)致，如果變壓器繞組出現(xiàn)故障或者變壓器外殼接地線路出現(xiàn)故障都會引起繼電保護(hù)故障，甚至?xí)l(fā)電網(wǎng)停電或者電力變壓器被迫切除的情況。如果變壓器出現(xiàn)短路，不能立即對變壓器實(shí)行切除和停機(jī)，就會導(dǎo)致電力變壓器燒毀或者不能運(yùn)轉(zhuǎn)的嚴(yán)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(xiàn)搭接情況、電力變壓器的絕緣皮套出現(xiàn)發(fā)熱情況等問題而引發(fā)的繼電保護(hù)故障。如果電力變壓器外部出現(xiàn)短路情況，可能會使電力變壓器因電壓過高而產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p害。

1.3 電力變壓器繼電保護(hù)裝置的配備原則

當(dāng)電力變壓器內(nèi)部出現(xiàn)短路或者油面下降的情況時，應(yīng)該設(shè)置瓦斯保護(hù)；當(dāng)外部短路引發(fā)變壓器過電流的情況時，應(yīng)該根據(jù)電力變壓器容量和運(yùn)行情況，設(shè)置電流保護(hù)、復(fù)合電壓啟動的過電流保護(hù)等裝置作為后備保護(hù)；當(dāng)長時間的過負(fù)荷對電力設(shè)備產(chǎn)生損害時，應(yīng)根據(jù)過符合情況設(shè)置負(fù)荷保護(hù)裝置；當(dāng)電力變壓器出現(xiàn)溫度升高問題或者冷卻出現(xiàn)故障時，應(yīng)該根據(jù)變壓器標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，設(shè)置作用于信號的設(shè)備；110kv及以上中性點(diǎn)直接接地的電力網(wǎng)，應(yīng)該根據(jù)電力變壓器中心點(diǎn)接地的實(shí)際情況設(shè)置零序電流保護(hù)和零序電壓保護(hù)裝置。

2 電力變壓器繼電保護(hù)的要點(diǎn)分析

2.1 提高電力變壓器繼電保護(hù)技術(shù)的可靠性

電力變壓器的繼電保護(hù)方式主要是采用方法庫和數(shù)據(jù)倉庫。這兩種方式可以有效地保證系統(tǒng)升級和維護(hù)的可靠性。在方法庫上對電力系統(tǒng)進(jìn)行升級和維護(hù)，為系統(tǒng)升級和換代提供了便利。因此，配備合理有效、性能優(yōu)越的繼電保護(hù)裝置可以保證繼電保護(hù)的可靠性。

2.2 增強(qiáng)電力變壓器繼電保護(hù)技術(shù)的實(shí)用性

電力變壓器運(yùn)行過程中的一些問題可以通過調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)的共享性和適用性進(jìn)行解決。如此一來，在分析問題和數(shù)據(jù)統(tǒng)計過程中可以增強(qiáng)數(shù)據(jù)的實(shí)用性，進(jìn)而保證電力變壓器的正常運(yùn)行。

2.3 按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電力變壓器設(shè)備設(shè)計

電力變壓器的設(shè)計工作應(yīng)該嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，并且嚴(yán)格把控型號選擇的問題，以保證繼電保護(hù)的協(xié)調(diào)性。同時，在對電力變壓器進(jìn)行繼電保護(hù)時，應(yīng)該對繼電保護(hù)的工作情況和定期數(shù)值計算進(jìn)行審核，保證電力變壓器的運(yùn)行符合國家規(guī)范。

2.4 電力變壓器的運(yùn)行應(yīng)該以行動性為原則

在電力變壓器的運(yùn)行過程中，應(yīng)該根據(jù)其結(jié)構(gòu)的特殊性和功能的實(shí)用性，在設(shè)備內(nèi)部安裝保護(hù)裝置，當(dāng)瓦斯超出限值，立即做出反應(yīng)，從而保證繼電保護(hù)裝置工作的準(zhǔn)確性和便捷性，保證電力變壓器的穩(wěn)定性。

3 電力變壓器繼電保護(hù)的未來發(fā)展方向

3.1 軟件系統(tǒng)的發(fā)展

隨著社會科技的進(jìn)步，電力變壓器的繼電保護(hù)應(yīng)該向著自動化和智能化的方向發(fā)展。開發(fā)相關(guān)的軟件支撐起電力變壓器的繼電保護(hù)工作，建立相應(yīng)的電力變壓器繼電保護(hù)的工作程序，進(jìn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄和分析。通過其對相關(guān)數(shù)據(jù)的細(xì)致分析和高效決策來提高電力變壓器繼電保護(hù)的效果，從而維護(hù)電力變壓器的繼電保護(hù)功能。

3.2 數(shù)據(jù)庫的發(fā)展

國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得電力變壓器需要向網(wǎng)絡(luò)化和信息化的方向發(fā)展。通過建立電力變壓器繼電保護(hù)的相關(guān)數(shù)據(jù)庫和資料來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和信息化是最有效的途徑。具體就是根據(jù)電力變壓器繼電保護(hù)工作的實(shí)際情況，建立電力變壓器繼電保護(hù)工作正常運(yùn)行、故障檢測和數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)庫，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)、科學(xué)的記錄，使資料庫可以作為電力變壓器繼電保護(hù)工作的堅強(qiáng)后盾。只有確保數(shù)據(jù)庫在電力變壓器繼電保護(hù)工作中的有效運(yùn)用，保證數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)的全面統(tǒng)計，才能在設(shè)備出現(xiàn)故障后，準(zhǔn)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(hù)工作正常運(yùn)行。

4 結(jié)束語

電力變壓器的結(jié)構(gòu)和功能作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，其運(yùn)行過程中會遇到的問題會影響整個電力系統(tǒng)的安全，尤其是大容量電力變壓器受損會對電力系統(tǒng)造成致命破壞。而電力變壓器的繼電保護(hù)是電力變壓器最重要的保護(hù)體系和設(shè)備，同時也是保護(hù)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(yùn)行，而且還可以將發(fā)生故障的可能性降到最低。因此，為了能夠發(fā)揮電力變壓器繼電保護(hù)工作的最大價值，必須對電力變壓器的繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行分析，從而找到有效避免電力變壓器的繼電保護(hù)工作的正常進(jìn)行，保證電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，減少電力系統(tǒng)故障發(fā)生的概率。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

高海濤（1980-），男，陜西省洋縣人。工程碩士學(xué)位。現(xiàn)為吉林石化公司工程師。主要研究方向?yàn)殡姎膺\(yùn)行管理。

篇3

關(guān)鍵詞：電力變壓器；繼電保護(hù)；優(yōu)化探究

一、電力變壓器常見的故障分析

電力變壓器在使用時可能會因?yàn)槿藶榛蛘攮h(huán)境中這種或者那種因素，造成種種問題。這部分故障主要分為兩種，分別是內(nèi)部故障和外部故障。內(nèi)部故障主要是由于電力變壓器的油箱里可能存在問題，人們在使用時不注意，而導(dǎo)致油箱出現(xiàn)油料泄露或者油箱損壞的問題，從而使變壓器在使用時出現(xiàn)問題。而外部故障主要是油箱的外部，這部分主要是發(fā)生在絕緣套管或者其引線上，人員不注意就很可能會導(dǎo)致絕緣套管的絕緣層破損或者引線損壞等現(xiàn)象。

二、電力變壓器繼電保護(hù)優(yōu)化分析

變壓器在電力系統(tǒng)中至關(guān)重要，可以說是電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵所在，而繼電保護(hù)又是變壓器的重中之重，因此對變壓器進(jìn)行繼電保護(hù)優(yōu)化就具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1.利用縱聯(lián)差動保護(hù)

縱聯(lián)差動保護(hù)主要針對變壓器內(nèi)部短路和套管以及引出線等問題，主要通過切斷變壓器兩側(cè)的斷路器遏制故障的發(fā)生。而具體分為兩個方面：首先，應(yīng)該裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)，在6.3×106VA以及以下并列運(yùn)行，并且2×106VA以及以上用電流速斷保護(hù)一些不符合要求的變壓器。并且如果后備保護(hù)動作的延遲時間達(dá)到0.5秒，則需要裝設(shè)電流速斷裝置。

2.通過瓦斯保護(hù)

瓦斯保護(hù)主要運(yùn)用于第一類變壓器故障，瓦斯保護(hù)主要可以用于油箱內(nèi)油液不足的情況，例如對于0.4×106VA以上車間內(nèi)油浸式變壓器以及0.8×106VA以上油侵式變壓器，我們都采用瓦斯來保護(hù)。

3.使反應(yīng)變壓器對稱達(dá)到過負(fù)荷保護(hù)

當(dāng)多個變壓器并列運(yùn)行，并且每個變壓器利用電壓在4×105VA以及以上時，則需要根據(jù)實(shí)際情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)，同時過負(fù)荷保護(hù)也可以用于繞組變壓器和自耦變壓器，此時應(yīng)該接于一相電流上，帶時限動作于信號，這樣就可以在發(fā)生故障時通過過負(fù)荷保護(hù)自動斷開部分負(fù)荷，達(dá)到保護(hù)電力系統(tǒng)的效果。

我國的電力事業(yè)隨著社會的發(fā)展日益強(qiáng)大，給人們生活帶來了極大的便利。而變壓器作為電力系統(tǒng)中的一個重要裝置，卻在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的同時總是發(fā)生一些問題，因此，變壓器的繼電保護(hù)和優(yōu)化就成為當(dāng)今電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

篇4

關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置;電力變壓器

Abstract: The power transformer is a very important component, but in the actual operation of power transformer fault occurs, all kinds of, affect the safety of the power system running, and improves economic efficiency. Therefore, the relay protection device is provided with good performance, reliable action is necessary.

Keywords: power system relay protection device of power transformer;

中圖分類號：F407.61文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

1、前言

隨著我國電力工業(yè)的迅猛發(fā)展,電網(wǎng)的規(guī)模也逐漸擴(kuò)大,電網(wǎng)的密集度也在不斷提高。作為電力系統(tǒng)的主要部件—變壓器也時刻受到外界負(fù)荷的影響。電力變壓器正常運(yùn)行中,可能會發(fā)生各類型的故障,例如超高壓輸電建設(shè),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(tǒng)的安全連續(xù)運(yùn)行。因此,為了保證供電的可靠性和連續(xù)性,必須對電力變壓器繼電保護(hù)裝置的性能和動作可靠性做出相應(yīng)的嚴(yán)格設(shè)置。

2、電力變壓器的故障類型及不正常狀態(tài)

電力變壓器的故障通常可以分為油箱內(nèi)部故障和油箱外部故障兩種。油箱內(nèi)部故障主要是指發(fā)生在變壓器油箱內(nèi)包括高壓側(cè)或低壓側(cè)繞組的相間短路、匝間短路、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)側(cè)繞組的單相接地短路以及鐵芯的繞損等。變壓器內(nèi)部故障非常危險，因?yàn)楣收蠒r產(chǎn)生的電弧，不僅會損壞繞組的絕緣、燒壞鐵芯，而且由于絕緣材料和變壓器油因受熱分解而產(chǎn)生大量的氣體， 有可能引起變壓器油箱的爆炸，所以繼電保護(hù)應(yīng)快速切除這些故障。油箱外部故障最常見的主要是變壓器繞組引出線和絕緣套管上發(fā)生的相間短路和接地短路(直接接地系統(tǒng)側(cè))。變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有：變壓器外部相問短路引起的過電流和外部接地短路引起的過電流和中性點(diǎn)過電壓；負(fù)荷超過額定容量引起的過負(fù)荷；油箱漏油引起的油面降低或冷卻系統(tǒng)故障引起的溫度升高。此外，對大容量變壓器，由于其額定工作時的磁通密度接近于鐵芯的飽和磁通密度，在過電壓或低頻率等異常運(yùn)行方式下，還會發(fā)生變壓器的過勵磁故障。這些不正常的運(yùn)行狀態(tài)會使繞組、鐵芯和其他金屬構(gòu)件過熱，威脅變壓器絕緣。

3、電力變壓器器繼電保護(hù)設(shè)計方案

3.1瓦斯保護(hù)設(shè)計

如果變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重漏油或匝間短路、鐵心局部燒損、線圈斷線、絕緣劣化和油面下降等故障時，往往差動保護(hù)及其他保護(hù)均不能動作，而瓦斯保護(hù)卻能動作。瓦斯保護(hù)主要由氣體繼電器來實(shí)現(xiàn)，安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接導(dǎo)油管中。瓦斯保護(hù)分為兩種：一種是輕瓦斯保護(hù)動作于信號，根據(jù)氣體的數(shù)量、顏色、化學(xué)成分和可燃性等，判斷保護(hù)的原因和故障性質(zhì)，運(yùn)行人員能夠迅速發(fā)現(xiàn)故障并及時處理；另一種是重瓦斯保護(hù)動作于斷路器跳閘，監(jiān)視氣體發(fā)生的速度，分析氣體的各種特征及成分，可以間接地推測故障發(fā)生原因、部位和嚴(yán)重程度，在變壓器出現(xiàn)突然性嚴(yán)重故障時自動報警或切斷電源。

3.2過電流保護(hù)設(shè)計

為反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變壓器內(nèi)部故障時，作為差動保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備保護(hù)，變壓器應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)。過電流保護(hù)通常是指變壓器啟動電流按躲開最大負(fù)荷電流來整定的一種保護(hù)裝置。它主要在其各側(cè)母線故障時起作用，特別是中、低壓側(cè)母線的故障。主要分為以下3 種情況：

1）低壓變壓器過電流保護(hù)設(shè)計

變壓器低壓側(cè)一般采用三相式三卷變壓器，高、中壓側(cè)的阻抗保護(hù)很可能對壓側(cè)短路起不到保護(hù)作用，不能滿足作為相鄰元件后備保護(hù)的要求，這時可以同時在其高、中壓側(cè)均裝設(shè)復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)及零序方向過電流保護(hù)與間隙保護(hù)，低壓側(cè)裝設(shè)復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)。復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)裝置的電流元應(yīng)按大于變壓器的額定電流整定，即I=K1/K2×I0 式中，K1 為可靠系數(shù)，取1.2～1.3 ；K2 為返回系數(shù)，取0.85 ；I0 為變壓器的額定電流。同時，為了正確反映各側(cè)的不對稱短路殘壓，此裝置還應(yīng)安裝一套低電壓鎖閉元件。電壓元件的動作電壓應(yīng)低于運(yùn)行中可能出現(xiàn)的最低工作電壓，如大容量電動機(jī)啟動引起的電壓降低等，其計算如下：U=U0/K1×K2, 式中，U0 為校驗(yàn)點(diǎn)故障時，電壓繼電器裝設(shè)母線上的最大殘壓；K1 為可靠系數(shù)，取1.2～1.25 ；K2 為返回系數(shù)，取1.15～1.2。__

2）高壓變壓器的保護(hù)設(shè)計

如果變壓器高壓側(cè)的過電流保護(hù)對低壓側(cè)母線有規(guī)定的靈敏系數(shù)時，則在變壓器低壓側(cè)斷路器與高壓側(cè)短路器上可配置過電流保護(hù)裝置，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)母差保護(hù)校驗(yàn)停運(yùn)或故障拒動及開關(guān)與TA間故障時，此裝置成為低壓側(cè)母線的主保護(hù)及后備保護(hù)。但是，如果短路為非金屬性的，經(jīng)弧光短路時，阻抗保護(hù)可能靈敏度不足或整定延時長于2.0s。因此，最好在高壓側(cè)設(shè)一個保護(hù)變壓器熱穩(wěn)定的反時限過流保護(hù)，其整定值應(yīng)由變壓器的熱穩(wěn)定要求決定。同時，在低壓側(cè)另安裝保護(hù)或在低壓側(cè)中性線上裝設(shè)零序電流保護(hù)，跳高壓側(cè)短路器，其動作電流可按中性線不平衡電流不超過變壓器額定電流的25%。

3）負(fù)序過電流保護(hù)設(shè)計

當(dāng)相間后備保護(hù)按遠(yuǎn)后備原則配置時，應(yīng)躲過被保護(hù)變壓器所連接相鄰線路發(fā)生一相斷線時流過保護(hù)安裝處的負(fù)序電流，并與相鄰線路零序電流保護(hù)的后備段在靈敏度上配合，以防止負(fù)序過電流保護(hù)非選擇性動作。設(shè)計時在各種兩相短路情況下，測量反時限、定時限和負(fù)序過過負(fù)荷報警回路動作電流的離散值。測量反時限、定時限和負(fù)序過負(fù)荷報警回路的動作電流范圍，刻度誤差和返回系數(shù)。當(dāng)負(fù)序保護(hù)作為發(fā)信號用時，由于斷路合閘時的三相非同時，電力系統(tǒng)起動過程中的大電流、過流過程引起電流互感器的不平衡以及相鄰近設(shè)備發(fā)生相間短路故障時都會引起較大的負(fù)序電流，可用延時來躲過。因此，動作時間應(yīng)大于相鄰設(shè)備的速斷保護(hù)動作時間與斷路器的分閘時間之和。當(dāng)負(fù)序保護(hù)作為相間短路保護(hù)的后備保護(hù)時，即投跳閘時，動作時間應(yīng)大于相鄰設(shè)備及本設(shè)備的相間后備保護(hù)的動作時間。

4、電力變壓器保護(hù)的應(yīng)用

4.1變壓器的差動保護(hù)

差動保護(hù)的構(gòu)成原理主要是利用比較變壓器高、低壓側(cè)的電流大小和相位來實(shí)現(xiàn)的。將變壓器兩側(cè)的電流互感器二次側(cè)按正常時的“環(huán)流接線”，圖1 示出了適當(dāng)?shù)剡x擇兩側(cè)電流互感器的變比，使其比值等于變壓器的變比；對于Y，dl1 的電力變壓器，同時再考慮采用“相位補(bǔ)償接線”，即變壓器星形側(cè)的電流互感器接成三角形，變壓器三角形側(cè)的電流互感器接成星形。當(dāng)變壓器正常運(yùn)行或外部故障時，差動繼電器中的電流等于兩側(cè)電流互感器的二次電流之差接近于零(實(shí)際為由多種原因引起的不平衡電流，由于不平衡電流小)差動保護(hù)不動作，保護(hù)也不會動作。當(dāng)變壓器內(nèi)部(包括變壓器與電流互感器之間的引線)任何一點(diǎn)故障時，差動繼電器中的電流等于兩側(cè)電流互感器的二次電流之和為故障點(diǎn)短路電流，大于繼電器動作電流，繼電器動作，跳變壓器各側(cè)斷路器切除故障，同時發(fā)動作信號。

圖1 雙繞組變壓器差動保護(hù)單相原理接線圖

差動保護(hù)在繼電保護(hù)的發(fā)展過程中， 有著獨(dú)特而無法替代的地位，其靈敏度高，選擇性好，實(shí)現(xiàn)簡單，不但能夠正確區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障，而且不需要與其他元件的保護(hù)配合，可以無延時地切除區(qū)內(nèi)各種故障,因此差動保護(hù)被廣泛應(yīng)用于各種電氣主設(shè)備和線路的保護(hù)中，作為電氣主設(shè)備的主保護(hù)，具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。

4.2變壓器的瓦斯保護(hù)

當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障(包括輕微的匝間短路和絕緣破壞引起的經(jīng)電弧電阻的接地短路)時，由于故障點(diǎn)電流和電弧的作用，將使變壓器油及其它絕緣材料因局部受熱而分解產(chǎn)生氣體， 因氣體比較輕，它們將從油箱流向油枕的上部。當(dāng)故障嚴(yán)重時，油會迅速膨脹并產(chǎn)生大量的氣體， 此時將有劇烈的氣體夾雜著油流沖向油枕的上部，迫使繼電器內(nèi)油面降低，引起瓦斯信號動作。當(dāng)變壓器發(fā)生穿越性短路故障，在穿越性故障電流作用下，油隙問的油流速度加快， 當(dāng)油隙內(nèi)和繞組外側(cè)產(chǎn)生的壓力差變化大時，氣體繼電器就可能誤動作。穿越性故障電流使繞組動作發(fā)熱，當(dāng)故障電流倍數(shù)很大時，繞組溫度上升很快，使油的體積膨脹，造成氣體繼電器誤動作，對此必須采取相應(yīng)的措施。

4.3 變壓器的后備過流保護(hù)

變壓器后備保護(hù)作為變壓器自身的近后備和各側(cè)母線、線路的遠(yuǎn)后備，地位也十分重要。雙繞組變壓器，后備保護(hù)應(yīng)裝在主電源側(cè)，根據(jù)主接線情況，保護(hù)可帶一段或兩段時限，以較短的時限縮小故障影響范圍，跳母聯(lián)或分段斷路器；較長的時限斷開變壓器各側(cè)的斷路器。三繞組變壓器和自耦變壓器，后備保護(hù)要分別裝在主電源側(cè)和主負(fù)荷側(cè)。主電源側(cè)的保護(hù)帶兩段時限，以較短的時限斷開未裝保護(hù)側(cè)的斷路器，主負(fù)荷側(cè)的保護(hù)動作于本側(cè)斷路器。當(dāng)上述方式不符合靈敏性要求時，可在各側(cè)裝設(shè)后備保護(hù)，各側(cè)保護(hù)應(yīng)根據(jù)選擇性的要求考慮加裝方向元件。

篇5

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；變壓器；常見故障；繼電保護(hù)

電力變壓器是電力系統(tǒng)中輸配電的主要設(shè)備，如果發(fā)生故障將會給電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行及供電可靠性帶來嚴(yán)重的影響。為了確保電力變壓器能夠安全運(yùn)行,防止事故擴(kuò)大,確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，可根據(jù)變壓器的容量、結(jié)構(gòu)以及故障類型裝設(shè)相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置。1.電力變壓器常見故障及不正常運(yùn)行狀態(tài)

變壓器油箱的內(nèi)部原副邊繞組很有可能會發(fā)生相間短路、匝間短路、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)側(cè)繞組的單相接地短路以及原副繞組之間的絕緣擊穿等故障。油箱內(nèi)故障產(chǎn)生電弧,引起絕緣油劇烈氣化,很有可能會導(dǎo)致變壓器油箱內(nèi)部爆炸。油箱外部套管和引出線也可能會發(fā)生相間短路以及接地短路。變壓器不正常工作狀態(tài)主要有外部短路、負(fù)荷引起的過電流、外部接地短路引起的中性點(diǎn)過電壓、油箱漏油引起的油面降低或冷卻系統(tǒng)故障引起的溫度升高等。

根據(jù)情況和異常運(yùn)行方式,變壓器一般需要配置以下保護(hù)

2.1差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)

差動保護(hù)不僅能夠正確區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障，還可以在無其他元件的保護(hù)配合的情況下無延時的切除區(qū)內(nèi)各種故障，因此差動保護(hù)經(jīng)常作為電氣主設(shè)備的主保護(hù)被廣泛應(yīng)用于各種電氣主設(shè)備和線路的保護(hù)中。 《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》中對裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)和電流速斷保護(hù)有如下規(guī)定：

2.1.1對6.3MVA以下廠用變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，以及10MVA以下廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，當(dāng)后備保護(hù)時間大于0.5s時，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。

2.1.2對6.3MVA及以上廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，10MVA及以上廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，以及2MVA及以上用電流速斷保護(hù)靈敏性不符合要求的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。

2.1.3對高壓側(cè)電壓為330kV及以上變壓器，可裝設(shè)雙重縱聯(lián)差動保護(hù)。

2.1.4對于發(fā)電機(jī)變壓器組，當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時，發(fā)電機(jī)裝設(shè)單獨(dú)的縱聯(lián)差動保護(hù)。當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間沒有斷路器時，100MVA及以下發(fā)電機(jī)與變壓器組共用縱聯(lián)差動保護(hù)；100MVA以上發(fā)電機(jī)，除發(fā)電機(jī)變壓器共用縱聯(lián)差動保護(hù)外，發(fā)電機(jī)還應(yīng)單獨(dú)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。對200~300MVA的發(fā)電機(jī)變壓器組亦可在變壓器上增設(shè)單獨(dú)的縱聯(lián)差動保護(hù)，即采用雙重快速保護(hù)。

2.2過電流保護(hù)

電網(wǎng)中發(fā)生相間短路故障時，電流會突然增大，電壓突然下降，過流保護(hù)就是按線路選擇性的要求，整定電流繼電器的動作電流的。過電流保護(hù)可作為瓦斯保護(hù)和差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)，反應(yīng)變壓器外部相間短路。一般過電流保護(hù)宜用于降壓變壓器；復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)，宜用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過電流保護(hù)不滿足靈敏性要求的降壓變壓器；負(fù)序電流和單相式低電壓起動過電流保護(hù)，可用于63MVA及以上升壓變壓器；對于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，當(dāng)采用過電流保護(hù)不能滿足靈敏性和選擇性要求時，可采用阻抗保護(hù)。

2.3零序電流保護(hù)

反應(yīng)大接地電流系統(tǒng)中變壓器外部接地短路的零序電流保護(hù)。110kV及以上大接地電流系統(tǒng)中，如果變壓器中性點(diǎn)可能接地運(yùn)行，對于兩側(cè)或三側(cè)電源的升壓變壓器或降壓變壓器應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)，作變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)，并作為相鄰元件的后備保護(hù)。

利用接地時產(chǎn)生的零序電流使保護(hù)動作的裝置，叫零序電流保護(hù)。在電纜線路上都采用專門的零序電流互感器來實(shí)現(xiàn)接地保護(hù)。將零序電流互感器套地三芯電纜上，電流繼電器接在互感器的二次線圈上，在正常運(yùn)行或無接地故障時，由于電纜三相電流的向量之和等于零，零序互感器二次線圈的電流也為零(只有很小的不平衡電流），故電流繼電器不動作。當(dāng)發(fā)生接地故障時，零序互感器二次線圈將出現(xiàn)較大的電流，使電流繼電器動作，以便發(fā)出信號或切除故障。

2.4過負(fù)荷保護(hù)

反應(yīng)變壓器對稱過負(fù)荷的過負(fù)荷保護(hù)，僅作用于信號

對于400kVA及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的備用電源時，應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。對自耦變壓器和多繞組變壓器，保護(hù)裝置應(yīng)能反應(yīng)公共繞組及各側(cè)過負(fù)荷的情況。變壓器的過負(fù)荷電流，在大多數(shù)情況下，都是三相對稱的，故過負(fù)荷保護(hù)只要接入一相電流，由電流繼電器來實(shí)現(xiàn)，并經(jīng)過一定的延時作用于信號。選擇保護(hù)安裝在哪一側(cè)時，要考慮它能夠反映變壓器所有各側(cè)線圈過負(fù)荷情況。在無經(jīng)常值班人員的變電所，必要時過負(fù)荷保護(hù)可動作于跳閘或斷開部分負(fù)荷。

2.5過勵磁保護(hù)

目前的大型變壓器設(shè)計中，為了節(jié)省材料，降低造價，減少運(yùn)輸重量，鐵心的額定工作磁通密度都設(shè)計得較高，接近飽和磁密，因此在過電壓情況下，很容易產(chǎn)生過勵磁。在過勵磁時，由于鐵心飽和，勵磁阻抗下降，勵磁電流增加的很快，當(dāng)工作磁密達(dá)到正常磁密的1.3~1.4倍時，勵磁電流可達(dá)到額定電流水平。其次由于勵磁電流是非正弦波，含有許多高次諧波分量，而鐵心和其他金屬構(gòu)件的渦流損耗與頻率的平方成正比，可引起鐵心、金屬構(gòu)件、絕緣材料的嚴(yán)重過熱，若過勵磁倍數(shù)較高，持續(xù)時間過長，可能使變壓器損壞。因此，高壓側(cè)為500kV的變壓器宜裝設(shè)過勵磁保護(hù)。裝設(shè)變壓器過勵磁保護(hù)的目的是為了檢測變壓器的過勵磁情況，及時發(fā)出信號或動作于跳閘，使變壓器的過勵磁不超過允許的限度，防止變壓器因過勵磁而損壞。

2.6瓦斯保護(hù)

瓦斯保護(hù)是反應(yīng)變壓器內(nèi)部氣體的數(shù)量和流動的速度而動作的保護(hù)，保護(hù)變壓器油箱內(nèi)各種短路故障，特別是繞組的相間短路和匝間短路。當(dāng)油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，應(yīng)瞬時動作于信號；當(dāng)油箱內(nèi)故障嚴(yán)重時，產(chǎn)生的氣體量非常大，氣體流和油流相互夾雜著沖向油枕上部，由于壓強(qiáng)的作用，繼電器內(nèi)部的油面降低，瓦斯保護(hù)啟動，瞬時斷開變壓器各側(cè)的斷路器。 《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，0.4MVA及以上車間內(nèi)油浸式變壓器和0.8MVA及以上油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)具有可靠、靈敏和速動性，但只能反應(yīng)油箱內(nèi)部的故障，不能反應(yīng)引出線的故障。有時還會受到一些外界因素的影響，所以還需要設(shè)置其他后備保護(hù)。

2.7壓力保護(hù)

壓力保護(hù)也是變壓器油箱內(nèi)部故障的主保護(hù)，當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時，溫度升高，油膨脹壓力增高，彈簧帶動繼電器觸點(diǎn)，使觸點(diǎn)閉合，作用于切除變壓器。

2.8溫度及油位保護(hù)

溫度保護(hù)包括油溫和繞組溫度保護(hù)，當(dāng)變壓器溫度升高到預(yù)先設(shè)定的溫度時，溫度保護(hù)發(fā)生告警信號，并投入啟動變壓器的備用冷卻器。

油位保護(hù)反應(yīng)油箱內(nèi)油位異常的保護(hù)。運(yùn)行時，因變壓器漏油或其他原因使油位降低時動作，發(fā)出告警信號。

2.9冷控失電保護(hù)

為提高傳輸能力，對于大型變壓器均配置有各種的冷卻系統(tǒng)，如風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)。在運(yùn)行中，若冷控失電，變壓器的溫度將迅速升高。若不及時處理，可能導(dǎo)致變壓器繞組絕緣損壞。