變壓器的繼電保護(hù)范文

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篇1

關(guān)鍵詞 電力變壓器；二次回路；瓦斯保護(hù)；定時(shí)限過(guò)電流

中圖分類(lèi)號(hào)：TM4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(duì)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(shí)，電力變壓器也是非常昂貴的設(shè)備，由此，提供對(duì)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(dòng)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(guò)負(fù)荷保護(hù)、過(guò)勵(lì)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(duì)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(lái)說(shuō)，應(yīng)裝設(shè)過(guò)流保護(hù)、速斷保護(hù)和瓦斯保護(hù)。過(guò)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(guò)電力負(fù)荷時(shí)，也需裝設(shè)過(guò)負(fù)荷裝置。但是如果單臺(tái)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(tái)容量在6300千伏安及以上時(shí)，則要求裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)裝置保護(hù)來(lái)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(dòng)作時(shí)限為 2 s，則變壓器保護(hù)的過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)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(shí)，瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)動(dòng)作于高壓側(cè)斷路器。

2 裝設(shè)定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)

2.3.2 過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作時(shí)限

上述設(shè)計(jì)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(jì)情況如下：

1）電流回路：A相第一個(gè)繞組頭端與尾端編號(hào)1A1，1A2，如果是第二個(gè)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(shí)也能迅速將故障切除，采用了快速動(dòng)作自動(dòng)開(kāi)關(guān)ZK替代保險(xiǎn)。

②采用了PT刀閘輔助接點(diǎn)G來(lái)切換電壓。當(dāng)PT停用時(shí)G打開(kāi)，自動(dòng)斷開(kāi)電壓回路，防止PT停用時(shí)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(guò)ZK和G切換，是為了N600有永久接地點(diǎn)，防止PT運(yùn)行時(shí)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(xiǎn)，擊穿保險(xiǎn)實(shí)際上是一個(gè)放電間隙，正常時(shí)不放電，當(dāng)加在其上的電壓超過(guò)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(wàn)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(shí)斷線閉鎖裝置因?yàn)闊o(wú)電源拒絕動(dòng)作，必須在其中一相上并聯(lián)一個(gè)電容器C，在三相斷線時(shí)候電容器放電，供給斷線裝置一個(gè)不對(duì)稱(chēng)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(jì)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(lái)切換，而是由G去啟動(dòng)一個(gè)中間繼電器，通過(guò)這個(gè)中間繼電器的常開(kāi)接點(diǎn)來(lái)同時(shí)切換三相電壓，該中間繼電器起重動(dòng)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(jì)形成的，傳統(tǒng)電氣保護(hù)的閥值、開(kāi)關(guān)量進(jìn)行邏輯計(jì)算后，提交給操作回路。對(duì)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(jiàn)圖3。

1）當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，DL1立即斷開(kāi)，然后DL2閉合。HD、HWJ、TBJI繞組、TQ組成回路，點(diǎn)亮HD，HWJ開(kāi)始操作，但是由于線圈的各個(gè)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(kāi)動(dòng)作，保護(hù)跳閘出口時(shí)，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(kāi)始工作，由于TBJI接點(diǎn)動(dòng)作自保持，所以TBJI繞組線圈一直等待所有斷路器斷開(kāi)后，TBJI才返回（即DL2斷開(kāi)）。

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(gè)保護(hù)回路是為了防止在線圈失去電壓跳閘過(guò)程中又有電壓合閘命令，由于短時(shí)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(kāi)關(guān)在跳閘過(guò)程中，使得TBJI閉合，HJ、TBJV繞組、TBJI接通，TBJV動(dòng)作時(shí)TBJV繞組線圈自保持，相當(dāng)于將合閘線圈短路了（同時(shí)TBJV閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，合閘繞組線圈被屏蔽）。這個(gè)回路叫防躍回路，防止開(kāi)關(guān)跳躍的意思，簡(jiǎn)稱(chēng)防躍。

4）D1、D2兩個(gè)二極管的單相連通讓KKJ合閘后的繼電器開(kāi)始工作，KKJ的工作通過(guò)手動(dòng)合閘來(lái)完成，手動(dòng)跳閘的目的是讓KKJ復(fù)歸，KKJ是電磁保持繼電器，動(dòng)作后并不是自動(dòng)返回的，所以KKJ又稱(chēng)手動(dòng)合閘繼電器，廣泛用于“備自投”、“重合閘”，“不對(duì)應(yīng)”等的二次回路設(shè)計(jì)。

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(dòng)作，所在以SF6為絕緣介質(zhì)的滅弧開(kāi)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(shí)侯，接點(diǎn)J1和J2連通，將操作回路斷開(kāi)，防止操作發(fā)生，造成火災(zāi)隱患。在設(shè)計(jì)和施工中，值得注意的是當(dāng)氣壓低閉鎖電氣操作時(shí)候，不能夠在現(xiàn)場(chǎng)直接用機(jī)械方法使開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，氣壓低閉鎖是因?yàn)闇缁鈮阂巡荒軠缁。@個(gè)時(shí)候任何將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的方法都容易造成危險(xiǎn)，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(dòng)把開(kāi)關(guān)跳開(kāi)，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(kāi)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(shí)，只有TQ完好，TWJ才動(dòng)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(guò)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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[3]程逢科，李公靜.電氣二次回路應(yīng)用入門(mén)[J].中國(guó)電力出版社.

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關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 變壓器 常見(jiàn)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(huì)給電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行及供電可靠性帶來(lái)嚴(yán)重的影響。為了保證電力變壓器的安全運(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)及故障類(lèi)型裝設(shè)相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置。

1、電力變壓器常見(jiàn)故障及不正常運(yùn)行狀態(tài)

變壓器油箱內(nèi)部原副邊繞組可能發(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)部故障產(chǎn)生電弧，引起絕緣油的劇烈氣化，可能導(dǎo)致變壓器油箱的爆炸。油箱外部套管和引出線也可能發(fā)生相間短路和接地短路。

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

2.1差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)

利用變壓器高、低壓側(cè)電流大小和相位，可實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)。反應(yīng)變壓器引出線、套管及內(nèi)部短路故障的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)。保護(hù)變壓器繞組或引出線各相的相間短路、大接地電流系統(tǒng)的接地短路以及繞組匝間短路，保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作于斷開(kāi)變壓器的各側(cè)斷路器。差動(dòng)保護(hù)不僅能夠正確區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障，還可以在無(wú)其他元件的保護(hù)配合的情況下無(wú)延時(shí)的切除區(qū)內(nèi)各種故障，因此差動(dòng)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(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》中對(duì)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)和電流速斷保護(hù)有如下規(guī)定：

2.1.1對(duì)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(shí)間大于0.5s時(shí)，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。

2.1.2對(duì)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(dòng)保護(hù)。

2.1.3對(duì)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(dòng)保護(hù)。

2.2過(guò)電流保護(hù)

電網(wǎng)中發(fā)生相間短路故障時(shí)，電流會(huì)突然增大，電壓突然下降，過(guò)流保護(hù)就是按線路選擇性的要求，整定電流繼電器的動(dòng)作電流的。過(guò)電流保護(hù)可作為瓦斯保護(hù)和差動(dòng)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(guò)電流保護(hù)宜用于降壓變壓器；復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)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(guò)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(dòng)過(guò)電流保護(hù)，可用于63MVA及以上升壓變壓器；對(duì)于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，當(dāng)采用過(guò)電流保護(hù)不能滿足靈敏性和選擇性要求時(shí)，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(duì)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(shí)產(chǎn)生的零序電流使保護(hù)動(dòng)作的裝置，叫零序電流保護(hù)。在電纜線路上都采用專(zhuān)門(mén)的零序電流互感器來(lái)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(wú)接地故障時(shí)，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(dòng)作。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，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(dòng)作，以便發(fā)出信號(hào)或切除故障。

2.4過(guò)負(fù)荷保護(hù)

反應(yīng)變壓器對(duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷的過(guò)負(fù)荷保護(hù)，僅作用于信號(hào)

對(duì)于400kVA及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)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(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過(guò)負(fù)荷的情況裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。對(duì)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(guò)負(fù)荷的情況。變壓器的過(guò)負(fù)荷電流，在大多數(shù)情況下，都是三相對(duì)稱(chēng)的，故過(guò)負(fù)荷保護(hù)只要接入一相電流，電流繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)過(guò)一定的延時(shí)作用于信號(hào)。選擇保護(hù)安裝在哪一側(cè)時(shí)，要考慮它能夠反映變壓器所有各側(cè)線圈過(guò)負(fù)荷情況。在無(wú)經(jīng)常值班人員的變電所，必要時(shí)過(guò)負(fù)荷保護(hù)可動(dòng)作于跳閘或斷開(kāi)部分負(fù)荷。

2.5過(guò)勵(lì)磁保護(hù)

目前的大型變壓器設(shè)計(jì)中，為了節(jié)省材料，降低造價(jià)，減少運(yùn)輸重量，鐵心的額定工作磁通密度都設(shè)計(jì)得較高，接近飽和磁密，因此在過(guò)電壓情況下，很容易產(chǎn)生過(guò)勵(lì)磁。在過(guò)勵(lì)磁時(shí)，由于鐵心飽和，勵(lì)磁阻抗下降，勵(lì)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(shí)，勵(lì)磁電流可達(dá)到額定電流水平。其次由于勵(lì)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(guò)熱，若過(guò)勵(lì)磁倍數(shù)較高，持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，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(guò)勵(lì)磁保護(hù)。

裝設(shè)變壓器過(guò)勵(lì)磁保護(hù)的目的是為了檢測(cè)變壓器的過(guò)勵(lì)磁情況，及時(shí)發(fā)出信號(hào)或動(dòng)作于跳閘，使變壓器的過(guò)勵(lì)磁不超過(guò)允許的限度，防止變壓器因過(guò)勵(lì)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(dòng)的速度而動(dòng)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(shí)，應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)油箱內(nèi)故障嚴(yán)重時(shí)，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(dòng)，瞬時(shí)斷開(kāi)變壓器各側(cè)的斷路器。《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，0.4MVA及以上車(chē)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(dòng)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(shí)還會(huì)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(shí)，溫度升高，油膨脹壓力增高，彈簧帶動(dòng)繼電器觸點(diǎn)，使觸點(diǎn)閉合，作用于切除變壓器。

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關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；變壓器；繼電保護(hù)裝置；油沉式變壓器；斷路器保護(hù)

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(duì)電力變壓器的繼電保護(hù)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(shí)做出合理應(yīng)對(duì)，更好地處理電力運(yùn)輸過(guò)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 繼電保護(hù)基本概念

在研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運(yùn)行的異常工況時(shí)，需要探討應(yīng)對(duì)事故的自動(dòng)化措施。由于這些措施主要用帶有觸點(diǎn)或輔助觸點(diǎn)的繼電器來(lái)保護(hù)電力系統(tǒng)及其元件，例如線路、發(fā)電機(jī)、變壓器和母線等，使之免遭損害，所以稱(chēng)其為繼電保護(hù)。

2 電力變壓器的繼電保護(hù)

GB/T50062―2008《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》中第4.0.3條，針對(duì)變壓器引出線、套管及內(nèi)部短路故障的保護(hù)范圍已經(jīng)有了詳細(xì)的說(shuō)明，結(jié)合《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版第七章的內(nèi)容，電力變壓器的繼電保護(hù)配置（容量在5000kV?A以下的電力變壓器）如下表所示。

通過(guò)上表不難看出，除容量小于400kV?A的變壓器外，目前大多數(shù)的設(shè)計(jì)中，高壓側(cè)均采用斷路器，變壓器均需要裝設(shè)帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)，并且當(dāng)過(guò)電流保護(hù)時(shí)限大于0.5s時(shí)，還需要加裝電流速斷保護(hù)；對(duì)于2000～5000kV?A的變壓器，當(dāng)電流速斷保護(hù)不能滿足靈敏性時(shí)，還需要裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。

3 電力變壓器繼電保護(hù)實(shí)例

某大型研發(fā)中心項(xiàng)目，兩路10kV高壓進(jìn)線，高壓母線采用單母線分段運(yùn)行方式，高壓開(kāi)關(guān)柜采用斷路器保護(hù)；選用兩臺(tái)10/0.4kV的油沉式變壓器，容量為1250kV?A，變壓器型號(hào)為SCB11-10/0.4kV-1250//Dyn11。低壓側(cè)母線采用單母線分段運(yùn)行方式。10kV母線上短路容量假定為300MV?A。

本案例中，過(guò)電流繼電器選用GL感應(yīng)型，是考慮到GL型繼電器的反時(shí)限特性。反時(shí)限過(guò)電流繼電器的動(dòng)作根據(jù)電流的大小決定，電流上升越快動(dòng)作時(shí)間越短，上升慢時(shí)間就長(zhǎng)。而DL定時(shí)限過(guò)電流繼電器是根據(jù)電流的大小變化，在大于整定值時(shí)發(fā)出信號(hào)，通過(guò)時(shí)間繼電器延時(shí)，到時(shí)間就發(fā)出跳閘信號(hào)。所以對(duì)短路這種情況來(lái)說(shuō)用GL型是最理想的，可以做到瞬時(shí)保護(hù)，而DL型一定要在時(shí)間繼電器延時(shí)時(shí)間到才能動(dòng)作。

3.1 過(guò)電流保護(hù)

根據(jù)短路電流的計(jì)算方法（或查《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版P.169）不難得出：在變壓器低壓側(cè)發(fā)生三相短路時(shí)，變壓器出口端的三相短路電流為Ik=25.22kA，流過(guò)高壓側(cè)的超瞬態(tài)電流為：

（1）

正常運(yùn)行時(shí)，變壓器的額定電流（高壓側(cè)）為

（2）

因此，裝設(shè)三個(gè)GL型過(guò)電流繼電器和三個(gè)電流比為100/5的電流互感器TA1～TA3，即

nTA=100/5 （3）

繼電器接線方式如圖2所示，采用接于相電流的方式。

根據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版第7章表7-3可以查出，過(guò)電流保護(hù)時(shí)，保護(hù)裝置的動(dòng)作電流按下式計(jì)算（應(yīng)躲過(guò)可能出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷電流）

（4）

式中，Krel為可靠系數(shù)，取1.3；Kjx為接線系數(shù)，取1；Kgh為過(guò)負(fù)荷系數(shù)，取3；Kr為繼電器返回系數(shù)，取0.85。

將以上數(shù)值及式（2）、式（3）代入式（4），得保護(hù)裝置的動(dòng)作電流Iop.K=16.52A，取17A。

繼續(xù)校驗(yàn)保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)，應(yīng)滿足（按電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，低壓側(cè)兩相短路時(shí)流過(guò)高壓側(cè)的短路電流校驗(yàn)）

（5）

為省略計(jì)算，依然假定電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，10kV母線上短路容量為300MV?A（實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)從電力部門(mén)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)），即

（6）

則最小運(yùn)行方式下變壓器低壓側(cè)兩相短路時(shí)，流過(guò)高壓側(cè)的穩(wěn)態(tài)電流

（7）

式中，2/ 為變壓器低壓側(cè)發(fā)生兩相短路時(shí)，流過(guò)高壓側(cè)的電流分布系數(shù)，其取值根據(jù)變壓器連接組別、繼電器接線方式、短路故障形式以及保護(hù)方式的不同略有不同。

3.2 電流速斷保護(hù)

同理，假定電力系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，變壓器低壓側(cè)三相短路時(shí)，流過(guò)高壓側(cè)的超瞬態(tài)電流為 （8）

則保護(hù)裝置的動(dòng)作電流（應(yīng)躲過(guò)低壓側(cè)短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)裝置的最大短路電流）為 （9）

式中，Krel為可靠系數(shù)，取1.5；Kjx為接線系數(shù)，取1。

將式（3）、式（8）代入式（9），得

（10）

取76A。瞬動(dòng)電流倍數(shù)為76A/17A=4.47，取5倍。

3.3 低壓側(cè)單相接地故障保護(hù)

擬利用高壓側(cè)三相式過(guò)電流保護(hù)完成低壓側(cè)的單相接地保護(hù)，保護(hù)裝置的過(guò)電流和動(dòng)作時(shí)限與過(guò)電流保護(hù)相同，校驗(yàn)保護(hù)裝置的靈敏性。則保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)為（11）

最小運(yùn)行方式下，變壓器低壓側(cè)母線或母干線末端單相接地短路時(shí)，流過(guò)高壓側(cè)的穩(wěn)態(tài)電流為I2k1.min。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，電力變壓器是現(xiàn)代電力系統(tǒng)的重要組成部分，如果它出現(xiàn)故障，將會(huì)極大的影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。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(shí)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(jià)值，必須對(duì)電力變壓器的繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行分析，從而保障電力變壓器繼電保護(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)

篇4

Abstract:The short circuit impedance of 35kV high-capacity transformers is relatively small, resulting in over-current protection 35kV and 35kV lines 10 kV side of transformer backup protection could not coordinate with each other, through the example of substation protection setting calculations, the problems are analyzed by the definite value cases of transformer relay protection calculation. The methods of add 10 kV side of the outlet sections with a sensitivity of back-up to 35kV transformer are proposed which could solve the problems of non-coordination and could improve reliability.

關(guān)鍵詞:大容量變壓器;繼電保護(hù);后備保護(hù);整定;配合

Key words:high capacity transformer; relay protection; back up protection; coordination

中圖分類(lèi)號(hào):TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)03-0063-01

0引言

針對(duì)35kV大容量變壓器的相關(guān)繼電保護(hù)整定計(jì)算進(jìn)行分析,并提出在35kV變壓器10kV側(cè)增加一段后備保護(hù)的方法,可實(shí)現(xiàn)10kV母線或10kV線路故障時(shí)動(dòng)作的選擇性,提高了用戶變電站的供電可靠性。

1保護(hù)的整定計(jì)算

計(jì)算以一條110kV變電站的35kV線路所連接變電站的20MVA變壓器為例。已知35kV線路長(zhǎng)度為4km,35kV變壓器型號(hào)為SFZ11-20MVA,阻抗電壓為8%,變35kV系統(tǒng)母線阻抗為0.28/0.36。按照DL/T584-2007《110kV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《整定規(guī)程》),延時(shí)電流速斷定值應(yīng)對(duì)本線路末端故障有足夠的靈敏度,DZ≤10min/KLM;KLM為靈敏系數(shù),KLM≥1.5;IDmin為本線路末端兩相短路最小電流。

為保證選擇性,35kV線路延時(shí)電流速斷保護(hù)應(yīng)躲過(guò)35kV變電站10kV母線短路,即應(yīng)滿足,IDmax為35kV變電站10kV母線短路時(shí)流過(guò)35kV線路三相短路最大電流;對(duì)于35kV中、小容量變壓器其35kV供電線路延時(shí)電流速斷保護(hù)定值一般能同時(shí)滿足要求,這樣的定值既可對(duì)全線路故障有足夠靈敏度,又能可靠躲過(guò)對(duì)側(cè)10kV母線故障。變35kV母線兩相短路最小電流為:IDmin=23(0.3165+600.12)=2702A;變10kV母線短路流過(guò)35kV線路的三相短路最大電流為:IDmax=(0.28+10.51620+0.375)=2012A;很顯然,同時(shí)滿足以上兩式的定值是不存在的。從以上計(jì)算不難看出,正是由于大容量變壓器的投入,使變壓器的阻抗值變小,35kV變電站10kV母線短路時(shí)流過(guò)35kV線路短路電流較大,是造成保護(hù)不配合的重要原因。因此,35kV主變后備保護(hù)按照GB/T14285-2006《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》第4.3.5.1條及《整定規(guī)程》第6.2.9條的規(guī)定,供電區(qū)35kV主變壓器后備保護(hù)整定計(jì)算的一般原則為:①高、低壓側(cè)均采用過(guò)電流保護(hù):②過(guò)流保護(hù)定值按躲過(guò)最大負(fù)荷電流整定;③對(duì)用戶變電站一臺(tái)主變運(yùn)行一臺(tái)備用(或單臺(tái)主變)的運(yùn)行方式,高、低壓側(cè)過(guò)流保護(hù)均采用以較短時(shí)限跳低壓側(cè)分段,以較長(zhǎng)時(shí)限跳變壓器兩側(cè)開(kāi)關(guān),跳兩側(cè)開(kāi)關(guān)時(shí)間與35kV線路過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間采用相同。根據(jù)以上原則,對(duì)35kV變主變高、低壓側(cè)后備保護(hù)整定如下:高壓側(cè)后備保護(hù)KKI=0.95×330=451A;低壓側(cè)后備保護(hù):DZkPH.maxPHf中:kPH為配合系數(shù),低壓側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)限及跳閘開(kāi)關(guān)與高壓側(cè)相同。

2 保護(hù)整定計(jì)算中存在的問(wèn)題

保護(hù)整定計(jì)算中存在的問(wèn)題。根據(jù)《整定規(guī)程》規(guī)定,35kV線路延時(shí)電流速斷保護(hù)必須保證靈敏度要求,即定值必須進(jìn)行計(jì)算取值,這樣35kV線路延時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍延伸至10kV母線。為保證電網(wǎng)故障時(shí)有選擇性地保護(hù)動(dòng)作,根據(jù)《整定規(guī)程》4.3.4條規(guī)定,35kV線路延時(shí)電流速斷保護(hù)可按與10kV出線靈敏度段的電流保護(hù)進(jìn)行配合,按10kV線路靈敏度段的保護(hù)時(shí)限為0.3s考慮,35kV線路限時(shí)電流速斷保護(hù)可按延長(zhǎng)一個(gè)時(shí)限級(jí)差即0.6s考慮。此時(shí),在35kV變電站10kV母線發(fā)生短路故障時(shí),如發(fā)生短路,此時(shí)在變壓器后備保護(hù)動(dòng)作前(1.1s跳10kV分段后恢復(fù)10kV另一段母線正常供電),35kV線路延時(shí)電流速斷保護(hù)(0.6s)可能已經(jīng)先動(dòng)作跳開(kāi)35kV線路,在經(jīng)過(guò)不少于1.0s延時(shí)重合閘動(dòng)作后將再次重合于永久性故障而跳閘。同樣,所在母線10kV線路故障,10kV開(kāi)關(guān)拒動(dòng)時(shí),同樣會(huì)發(fā)生上述越級(jí)跳閘現(xiàn)象。這種在35kV大容量變壓器系統(tǒng)中按常規(guī)的整定配合方法在故障時(shí)擴(kuò)大了停電范圍(多停了一段10kV母線),而且可能使變壓器后備保護(hù)因時(shí)限較長(zhǎng)在母線故障時(shí)沒(méi)有動(dòng)作機(jī)會(huì)。

3 解決不配合問(wèn)題的措施

為解決所出現(xiàn)的不配合問(wèn)題,可以考慮在現(xiàn)有接線方式的情況下,探索新的整定配合方案,以滿足保護(hù)配合關(guān)系,提高供電的可靠性。(1)35kV線路限時(shí)電流速斷保護(hù)按保證線路末端故障靈敏度整定,并考慮和10kV線路有靈敏度段電流保護(hù)(0.3s)配合,保護(hù)時(shí)限按比10kV線路電流有靈敏度段保護(hù)長(zhǎng)一個(gè)時(shí)限段(0.6s)整定,10kV線路有靈敏度段電流定值;ID Z.10≤103.55IDZ.35/KPH中:IDZ.10為10kV線路有靈敏度段保護(hù)電流定值;IDZ.35為35kV線路延時(shí)電流速斷保護(hù)電流定值;kPH為配合系數(shù),kPH≥1.1。(2)考慮在35kV變壓器10kV側(cè)后備保護(hù)中增加一段過(guò)流保護(hù),保護(hù)電流定值按10kV母線故障又不低于1.5倍的靈敏度整定,動(dòng)作時(shí)限按與10kV線路有靈敏度段保護(hù)的一個(gè)時(shí)限整定。10kV母線短路流過(guò)主變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)的兩相短路最小電流為:ID.min=23(0.36+05.51020+0.375)=5570A,DZ(2)D.minLM5570I≤IK=1.5=3713A動(dòng)作時(shí)限:與10kV線路有靈敏度段保護(hù)配合,0.6s跳10kV母線分段開(kāi)關(guān),0.9s跳主變10kV側(cè)開(kāi)關(guān)。主變10kV側(cè)增加一段后備保護(hù),當(dāng)所在母線及其所連設(shè)備發(fā)生故障時(shí)或本段母線上10kV線路故障開(kāi)關(guān)拒動(dòng)時(shí),后備保護(hù)0.6s跳開(kāi)10kV母線分段開(kāi)關(guān)切除故障點(diǎn),同時(shí)35kV線路延時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作后重合成功,恢復(fù)對(duì)10kV另一段母線供電。這樣可以很好地解決10kV母線及其連接設(shè)備故障及10kV線路故障開(kāi)關(guān)拒動(dòng)時(shí)的保護(hù)配合問(wèn)題,保留原后備保護(hù)(電流定值較小),可對(duì)10kV線路末端故障起后備作用。

4結(jié)語(yǔ)

對(duì)于35kV大容量變壓器由于阻抗較小造成的保護(hù)不能相互配合問(wèn)題,本文通過(guò)分析計(jì)算,提出了采用35kV主變壓器10kV側(cè)增加一段后備保護(hù)的方法,可有效解決10kV母線及其連接設(shè)備故障和10kV線路故障開(kāi)關(guān)拒動(dòng)時(shí)的保護(hù)配合問(wèn)題,防止出現(xiàn)越級(jí)跳閘擴(kuò)大事故停電范圍,保留原后備保護(hù),可對(duì)10kV線路末端故障起到很好的后備作用,保護(hù)方案做到了較好配合,提高了供電可靠性。

參考文獻(xiàn):

篇5

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；供電系統(tǒng)；電力變壓器故障

中圖分類(lèi)號(hào)：TM7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、電力變壓器的常見(jiàn)故障和非正常運(yùn)行狀態(tài)

電力變壓器的故障分為內(nèi)部和外部?jī)煞N故障。內(nèi)部故障指變壓器油箱里面發(fā)生的各種故障，主要靠瓦斯和差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作切除變壓器；外部故障指油箱外部絕緣套管及其引出線上發(fā)生的各種故障，一般情況下由差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作切除變壓器。速動(dòng)保護(hù)（瓦斯和差動(dòng)）無(wú)延時(shí)動(dòng)作切除故障變壓器，設(shè)備是否損壞主要取決于變壓器的動(dòng)穩(wěn)定性。而在變壓器各側(cè)母線及其相連間隔的引出設(shè)備故障時(shí)，若故障設(shè)備未配保護(hù)（如低壓側(cè)母線保護(hù)）或保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，則只能靠變壓器后備保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)相應(yīng)開(kāi)關(guān)使變壓器脫離故障。因后備保護(hù)帶延時(shí)動(dòng)作，所以變壓器必然要承受一定時(shí)間段內(nèi)的區(qū)外故障造成的過(guò)電流，在此時(shí)間段內(nèi)變壓器是否損壞主要取決于變壓器的熱穩(wěn)定性。因此，變壓器后備保護(hù)的定值整定與變壓器自身的熱穩(wěn)定要求之間存在著必然的聯(lián)系。

變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)即變壓器在故障狀態(tài)運(yùn)行的狀態(tài)，變壓器在不正常的運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行，會(huì)加快絕緣材料老化、使得鐵芯、繞組和其他金屬構(gòu)件熱量過(guò)高，從而降低絕緣強(qiáng)度，減少變壓器的使用壽命，導(dǎo)致其他故障的發(fā)生。因此，電力變壓器要裝設(shè)繼電保護(hù)裝置，以及時(shí)將短路故障切斷，防止更大的損壞的發(fā)生。

二、電力變壓器常見(jiàn)故障

電力變壓器在運(yùn)行過(guò)程中，一般常出現(xiàn)的故障主要分為內(nèi)部故障和外部故障兩種。內(nèi)部故障的危險(xiǎn)性要大于外部故障，曾有內(nèi)部故障在嚴(yán)重情況下導(dǎo)致變壓器油箱爆炸，造成整個(gè)供電系統(tǒng)癱瘓。電力變壓器常見(jiàn)的故障主要分為芯體、變壓器油、磁路等方面的故障。芯體故障主要就是集中在絕緣層老化或者線圈受潮導(dǎo)致的短路方面，短路會(huì)使繞組造成的機(jī)械損傷，影響變壓器的使用。變壓器油故障主要是絕緣油長(zhǎng)時(shí)間的高溫運(yùn)行，導(dǎo)致氧化或吸收空氣中的水分使絕緣性能下降，進(jìn)而導(dǎo)致一定的閃絡(luò)放電情況。也有部分的變壓器油故障是由于油泥沉積阻塞油道，進(jìn)而使變壓器的散熱性能變差，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致危險(xiǎn)發(fā)生。磁路故障是變壓器最常見(jiàn)故障，磁路的芯體絕緣老化，導(dǎo)致漏磁漏電情況，或磁路的螺絲碰接鐵芯導(dǎo)致磁路不能正常工作，或壓鐵松動(dòng)引起電磁鐵振動(dòng)和噪聲等。這些故障有的能夠通過(guò)異常現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)并及時(shí)排除，但更多的是隱形故障，平時(shí)很難發(fā)現(xiàn)，使在變壓器故障狀態(tài)運(yùn)行是很危險(xiǎn)的，需要及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并且排除故障。

三、繼電保護(hù)

（一）繼電保護(hù)的特點(diǎn)與要求

繼電保護(hù)裝置是目前人們采用的最普遍的裝置，自繼電保護(hù)裝置應(yīng)用開(kāi)始，短時(shí)間內(nèi)就得到廣泛利用，主要是由其特點(diǎn)決定的。繼電保護(hù)的特點(diǎn)是可靠性高、

實(shí)用性強(qiáng)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。繼電保護(hù)應(yīng)用的裝置是配置合理并且科學(xué)技術(shù)含量高的繼電保護(hù)裝置。繼電保護(hù)的信息管理技術(shù)采用方法庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)，整個(gè)信息管理系統(tǒng)由傳統(tǒng)的分散式傳輸轉(zhuǎn)變?yōu)榧惺竭\(yùn)輸。各種新技術(shù)與新系統(tǒng)的使用使繼電保護(hù)的可靠性增強(qiáng)。繼電保護(hù)信息系統(tǒng)的應(yīng)用，使供電系統(tǒng)中出現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題，能夠通過(guò)系統(tǒng)有效的對(duì)各個(gè)部分中的各類(lèi)數(shù)據(jù)及時(shí)使用和共享，更方便工作人員的操作，因此繼電保護(hù)的實(shí)用性也得到增強(qiáng)。隨著電子技術(shù)與信息化技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的推廣與應(yīng)用，供電系統(tǒng)也及時(shí)的根據(jù)實(shí)際情況采用了新的信息化技術(shù)。通過(guò)電子信息技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)╇娤到y(tǒng)的電力變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行二十四小時(shí)無(wú)人監(jiān)控。最先進(jìn)的是通過(guò)運(yùn)行狀態(tài)分析，能夠發(fā)現(xiàn)電力變壓器的隱形故障，及時(shí)的在大的故障產(chǎn)生前把隱形故障排除，保障了供電系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行，減少了經(jīng)濟(jì)損失。

現(xiàn)代的繼電保護(hù)雖然有著非常好的優(yōu)勢(shì)，但是對(duì)裝置的要求更高，沒(méi)有好的繼電保護(hù)裝置，繼電保護(hù)的特點(diǎn)與性能就不能完全發(fā)揮。繼電保護(hù)裝置最基本的要求就是靈敏性與可靠性。供電系統(tǒng)一般要求繼電保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)原理、整定計(jì)算、安裝調(diào)試等全部要正確無(wú)誤，還要求組成繼電保護(hù)裝置的各元件的質(zhì)量可靠。繼電保護(hù)裝置也需要定期的進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)檢查與保養(yǎng)，盡量提高供電系統(tǒng)變壓器繼電保護(hù)的可靠性。

（二）繼電保護(hù)措施

1.瓦斯保護(hù)

瓦斯保護(hù)是供電系統(tǒng)電力變壓器油箱的主要保護(hù)措施，能夠在變壓器油箱發(fā)生內(nèi)部故障的時(shí)候自動(dòng)啟動(dòng)。變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障一般會(huì)引起油面降低，瓦斯繼電器的能夠平衡錘的力矩會(huì)發(fā)生變化而降落，從而接通上下觸點(diǎn)，自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。供電系統(tǒng)的電力變壓器發(fā)生突發(fā)性的嚴(yán)重事故的時(shí)候，也會(huì)有相應(yīng)應(yīng)對(duì)措施。變壓器的最嚴(yán)重故障為油箱漏油，油箱漏油會(huì)使變壓器發(fā)生爆炸，導(dǎo)致整個(gè)供電系統(tǒng)癱瘓。漏油使電力變壓器的液面會(huì)發(fā)生較大的變化，繼電器的上下觸點(diǎn)也能夠接觸，初步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警。隨著漏油的繼續(xù)，油位降低到一定數(shù)值，繼電器能夠自動(dòng)跳閘保護(hù)整個(gè)供電系統(tǒng)，避免大的損失產(chǎn)生。供電系統(tǒng)的電力變壓器大多在0.8MVA以上，都應(yīng)該配備瓦斯保護(hù)裝置。

2.差動(dòng)保護(hù)

供電系統(tǒng)的變壓器內(nèi)部引出線短路，絕緣套管相間短路故障發(fā)生時(shí)，變壓器內(nèi)的匝間出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，繼電系統(tǒng)都會(huì)及時(shí)啟動(dòng)電流速斷保護(hù)。電流速斷保護(hù)的主要優(yōu)勢(shì)是能夠準(zhǔn)確的定位故障發(fā)生的位置，及時(shí)分析出發(fā)生故障的類(lèi)型，然后馬上調(diào)用內(nèi)部已經(jīng)編訂好的程序，根據(jù)故障的情況發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警措施。如果故障程度比較輕，差動(dòng)保護(hù)可以預(yù)警后并延長(zhǎng)故障繼續(xù)發(fā)生的時(shí)間，為專(zhuān)業(yè)人員的維修提供一定的時(shí)間差，同時(shí)差動(dòng)保護(hù)還可以利用已經(jīng)編好的程序，對(duì)小型故障進(jìn)行自動(dòng)的排除等。如果故障程度比較嚴(yán)重，差動(dòng)保護(hù)會(huì)直接報(bào)警并且斷電，避免短路后經(jīng)濟(jì)損失情況的發(fā)生。由于差動(dòng)保護(hù)具有以上的優(yōu)勢(shì)，目前供電系統(tǒng)廣泛采用該技術(shù)，它將成為未來(lái)繼電保護(hù)的一種趨勢(shì)。

3. 過(guò)電流保護(hù)

過(guò)電流保護(hù)是作為瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)后備保護(hù)，可以準(zhǔn)確反應(yīng)出變壓器短路所導(dǎo)致的過(guò)電流。過(guò)電流保護(hù)裝置一般是裝在電力變壓器的電源側(cè)，并且根據(jù)變壓器的要求裝配不同的保護(hù)裝置。升降壓變壓器處可以裝配復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)，大接地電流系統(tǒng)中，可以在變壓器外部裝配零序電流保護(hù)，作為主變壓器保護(hù)的后備保護(hù)。過(guò)電流保護(hù)的具體啟動(dòng)方式應(yīng)該根據(jù)相配備的變電器的相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理選擇，沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，可以根據(jù)供電系統(tǒng)的不同需求裝配不同的 過(guò)電流保護(hù)裝置。

4.過(guò)勵(lì)磁保護(hù)

現(xiàn)代供電系統(tǒng)由與工作電壓過(guò)高，電力變壓器的額定磁密接近飽和。頻率降低時(shí)與電壓升高時(shí)，變壓器都很容易出現(xiàn)過(guò)勵(lì)磁，導(dǎo)致鐵心的溫度上升影響絕緣性能。安裝勵(lì)磁保護(hù)裝置，可將變壓器的過(guò)勵(lì)磁引起的過(guò)電流反映出來(lái)，從而可防止變壓器絕緣老化，提高變壓器的使用效能。

5.過(guò)負(fù)荷保護(hù)

過(guò)負(fù)荷保護(hù)能夠反應(yīng)變壓器正常運(yùn)行時(shí)所出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷情況。過(guò)負(fù)荷裝置僅在變壓器有可能過(guò)負(fù)荷的情況下才裝設(shè)，通常能夠檢測(cè)出過(guò)負(fù)荷的信號(hào)。它的基本工作原理為：一相上進(jìn)行一個(gè)電流繼電器的裝設(shè)，并經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延長(zhǎng)動(dòng)作于信號(hào)來(lái)進(jìn)行過(guò)負(fù)荷保護(hù)

四、結(jié)論

供電系統(tǒng)的電力變壓器由于運(yùn)行時(shí)的各種因素產(chǎn)生故障，對(duì)供電系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定造成影響。許多隱性的故障人工排除比較困難，突發(fā)性的嚴(yán)重故障會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，必須要有好的繼電保護(hù)促使才能避免損失。而事實(shí)證明，繼電保護(hù)裝置措施可以改善變壓器嚴(yán)重故障發(fā)生概率，對(duì)于隱性故障能夠起到報(bào)警作用。研究和應(yīng)用繼電保護(hù)措施，可以促進(jìn)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全。

參考文獻(xiàn)：

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篇6

【關(guān)鍵詞】變壓器故障 繼電保護(hù)技術(shù) 電氣量保護(hù)配置

電力變壓器作為電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，如果變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，保護(hù)裝置不能再規(guī)定的時(shí)間內(nèi)快速完成動(dòng)作，有可能會(huì)導(dǎo)致變壓器被損壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致變壓器被燒毀，由于變壓器工作過(guò)程中有一定的局限性，當(dāng)斷路器和互感器之間出現(xiàn)故障且無(wú)法及時(shí)消除時(shí)，會(huì)對(duì)變壓器造成比較大的影響，對(duì)于這種情況可以選擇低壓開(kāi)關(guān)輔助的方法來(lái)對(duì)外部結(jié)構(gòu)進(jìn)行更改，進(jìn)而達(dá)到消除故障的目的。

1 電力變壓器繼電保護(hù)裝置的基本含義

電力變壓器繼電保護(hù)裝置的主要作用是確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，給予用戶提供可靠和安全的供電服務(wù)，其中電力變壓器繼電保護(hù)的主要功能有以下幾點(diǎn)。

（1）一旦電力變壓器系統(tǒng)產(chǎn)生動(dòng)作信號(hào)或者故障信息就能夠快速做出回應(yīng)，確保繼電保護(hù)功能和設(shè)計(jì)能力能夠充分發(fā)揮出來(lái)。

（2）若是變壓器產(chǎn)生異常問(wèn)題或者故障問(wèn)題時(shí)，能夠迅速命令繼電保護(hù)動(dòng)作將電力變壓器切點(diǎn)，并隔離線路異常問(wèn)題和故障問(wèn)題，減少故障事故帶來(lái)的影響。

（3）電力變壓器繼電保護(hù)能夠減少異常問(wèn)題或者故障問(wèn)題帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，確保電網(wǎng)和電力變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。

電力變壓器繼電保護(hù)裝置主要具有四種性能，即靈敏、快速、可靠以及選擇等多種性質(zhì)。其中靈敏性是指繼電保護(hù)對(duì)于設(shè)備設(shè)定的動(dòng)作故障和相關(guān)異常情況能夠及時(shí)可靠的完成中斷動(dòng)作。而繼電保護(hù)裝置的快速性則是指設(shè)備在發(fā)生故障時(shí)能夠以最快的速度促使斷路器跳閘，從而斷開(kāi)故障，終止異常狀態(tài)。繼電保護(hù)裝置的可靠性則主要?jiǎng)澐譃閮煞N形式，即可信賴性和安全性，其中可信賴性是指繼電保護(hù)在正常動(dòng)作過(guò)程中出現(xiàn)異常或者故障時(shí)，能夠及時(shí)準(zhǔn)確的完成既定動(dòng)作，安全性是要求繼電保護(hù)在非設(shè)計(jì)狀態(tài)下，能夠立即停止動(dòng)作，從而將損失降至最低。

2 電氣量保護(hù)配置分析

2.1 差動(dòng)保護(hù)

在變壓器的諧波閉鎖差動(dòng)保護(hù)中，涉及到的絕大多數(shù)都是啟動(dòng)和差動(dòng)元件，其主要囊括諧波制動(dòng)和異常判定以及其他等多種元件。而繼電保護(hù)裝置的保護(hù)過(guò)程主要?jiǎng)澐譃橐韵聨讉€(gè)方面：

（1）對(duì)于啟動(dòng)元件的使用，其主要包含差流突變量和超限兩種元件，在實(shí)際使用過(guò)程中如果差電流產(chǎn)生變動(dòng)并且持續(xù)性的超過(guò)啟動(dòng)電流時(shí)，便是立即激發(fā)啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。而朝鮮元件在差動(dòng)電流在差動(dòng)電流超過(guò)超限啟動(dòng)電流并且超過(guò)5ms時(shí)，則會(huì)立即啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。

（2）對(duì)于差動(dòng)元件的使用，其主要作用時(shí)在變壓器產(chǎn)生故障或者線路異常時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速切斷電路的基本功能。

（3）而諧波元件的基本作用時(shí)變壓器在空投狀態(tài)是能夠有效避免勵(lì)磁涌流所產(chǎn)生的差動(dòng)保護(hù)錯(cuò)誤動(dòng)作，而動(dòng)作產(chǎn)生的依據(jù)其實(shí)是差流中二次諧波分量電流和基波分量電流的基本比例。

（4）比率制動(dòng)部件。比率制動(dòng)部件的主要作用是指變壓器外部產(chǎn)生故障，差動(dòng)保護(hù)便能夠立即啟動(dòng)制動(dòng)功能，減少故障問(wèn)題的影響范圍，并且比率制動(dòng)部件對(duì)于內(nèi)部故障具有較高的靈敏度。

（5）過(guò)負(fù)荷通過(guò)泠卻器產(chǎn)生的變壓器負(fù)荷，能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)到高壓側(cè)的電流。

2.2 波形差動(dòng)保護(hù)

波形差動(dòng)保護(hù)和諧波制動(dòng)的主要區(qū)別在于二次諧波，在變壓器空載運(yùn)行的狀態(tài)下，利用波形算法，計(jì)算合閘生成的勵(lì)磁涌流與故障電流。如果空載合閘產(chǎn)生內(nèi)部故障或者外部故障，波形差動(dòng)保護(hù)會(huì)立即啟動(dòng)，并確保電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。

而差動(dòng)保護(hù)則主要囊括有流互感器中的各種設(shè)備，在內(nèi)部產(chǎn)生故障時(shí)則會(huì)立即跳開(kāi)主變兩側(cè)的斷路器。而兩側(cè)的后背保護(hù)則主要包括差動(dòng)后背保護(hù)和母線保護(hù)，在保護(hù)指令和動(dòng)作過(guò)程中會(huì)延時(shí)跳開(kāi)斷路器。在主變經(jīng)過(guò)投產(chǎn)和檢修之后，為了快速和有效的斷開(kāi)主變，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照相關(guān)設(shè)備操作要求進(jìn)行。

2.3 后備保護(hù)

后備保護(hù)在實(shí)際運(yùn)行中由于受到主變阻抗的影響，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)產(chǎn)生異常問(wèn)題或者故障時(shí)，則高壓側(cè)電壓可能變小，因此導(dǎo)致難以迅速啟動(dòng)電壓閉鎖。通常情況下使用高、低壓側(cè)的并聯(lián)方式來(lái)提高故障狀態(tài)下啟動(dòng)動(dòng)作的靈敏性和快速性，確保低壓側(cè)產(chǎn)生故障過(guò)程中能夠迅速啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。此外還可以通過(guò)高、低壓側(cè)電壓，高低兩側(cè)動(dòng)作都可以快速啟動(dòng)閉鎖回路。

2.4 零序過(guò)流保護(hù)

在接地故障產(chǎn)生時(shí)，借助零序過(guò)流保護(hù)能夠?qū)ψ儔浩餍纬珊蟊潮Ｗo(hù)，而交流應(yīng)當(dāng)選擇專(zhuān)有接線，并且電壓和電流分別采取該側(cè)的TV和TA。而TV如果產(chǎn)生斷線情況，零序過(guò)流保護(hù)將會(huì)即刻關(guān)閉。在電壓恢復(fù)正常之后，零序過(guò)流保護(hù)則會(huì)立即恢復(fù)正常，并投入使用。借助該種方式能夠?qū)㈤g隙保護(hù)的作用發(fā)揮到最大。

3 分析主變保護(hù)的主要故障

3.1 分析變壓器操作過(guò)程中產(chǎn)生的主要故障

變壓器在工作過(guò)程中，其檢修復(fù)役的主要操作過(guò)程為：當(dāng)?shù)蛪簜?cè)斷路器斷開(kāi)時(shí)，則合上高壓側(cè)斷路器迅速?zèng)_擊主變，完成主變沖擊之后會(huì)迅速合上低壓側(cè)斷路器，然后再送出負(fù)荷。若在沖擊主變過(guò)程中低壓側(cè)斷路器與電流互感器產(chǎn)生短路故障，則差動(dòng)保護(hù)無(wú)法正常啟動(dòng)跳閘命令。并且高壓側(cè)后備保護(hù)的高壓側(cè)母線電壓因?yàn)橹髯冏杩瓜鄬?duì)較大，所以難以正常啟動(dòng)跳閘命令，而低壓側(cè)母線因?yàn)殡妷赫Ｋ砸矡o(wú)法利用并聯(lián)啟動(dòng)回路保護(hù)高壓側(cè)，無(wú)法迅速切除線路故障，從而產(chǎn)生主變燒毀損壞的現(xiàn)象，這就是主變保護(hù)的盲區(qū)，如圖1所示。

3.2 對(duì)變壓器運(yùn)行中所產(chǎn)生的故障進(jìn)行分析

變壓器在實(shí)際運(yùn)行中，如果低壓側(cè)斷路器與電流互感器之間產(chǎn)生故障問(wèn)題或者異常狀況，變壓器低壓側(cè)保護(hù)必須在低壓側(cè)母線電壓降低與電流增大兩個(gè)條件下，通過(guò)較短時(shí)延動(dòng)作跳開(kāi)主變低壓側(cè)斷路器，確保低壓側(cè)母線電壓穩(wěn)定和正常。而實(shí)際上故障點(diǎn)沒(méi)有得到隔離，并且短路電流由高壓側(cè)母線經(jīng)過(guò)主變向故障點(diǎn)進(jìn)行輸送，盡管高壓側(cè)故障電流相對(duì)大，但是高壓側(cè)電壓受到主變阻抗影響，難以啟動(dòng)可靠動(dòng)作，因此無(wú)法快速清除故障，從而產(chǎn)生保護(hù)盲區(qū)。

4 有效避免主變故障的方法

4.1 不斷優(yōu)化高壓側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作邏輯

為了有效減少主變故障可以不斷優(yōu)化高壓側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作，在兩圈變壓器主變高壓后備保護(hù)中添加與門(mén)電路，動(dòng)作邏輯是：若低壓側(cè)斷路器已經(jīng)斷開(kāi)時(shí)，高壓側(cè)電流比規(guī)定數(shù)值較大，則根據(jù)規(guī)定時(shí)間跳高壓側(cè)斷路器，動(dòng)作邏輯電路如圖2。

同時(shí)，在三圈變壓器主變高壓后備保護(hù)中添加與門(mén)電路，動(dòng)作邏輯是：若低壓側(cè)斷路器或者中壓側(cè)斷路器已經(jīng)斷開(kāi)時(shí)，而高壓側(cè)電流比規(guī)定值大，那么就需要根據(jù)固定時(shí)間跳高、中、低壓斷路器。

4.2 不斷優(yōu)化中低壓側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作邏輯

在兩圈變壓器主變低壓后備保護(hù)中添加與門(mén)電路，動(dòng)作邏輯是：若低壓側(cè)斷路器已經(jīng)斷開(kāi)，而低壓側(cè)電流比規(guī)定值大，那么就需要根據(jù)規(guī)定時(shí)間跳高壓側(cè)斷路器；然后再在三圈變壓器主變中壓后備保護(hù)中添加與門(mén)電路，動(dòng)作邏輯是：若中壓側(cè)斷路器已經(jīng)斷開(kāi)，而中壓側(cè)電流比規(guī)定值大，那么就需要根據(jù)規(guī)定時(shí)間跳高、中壓側(cè)斷路器。

5 注意事項(xiàng)與應(yīng)對(duì)策略

（1）在兩圈變壓器中，當(dāng)檢修低壓側(cè)斷路器時(shí)，高壓側(cè)斷路器與主變正在運(yùn)行，需要在高壓側(cè)斷路器安裝低壓側(cè)斷路器位置輸入壓板，以免低壓側(cè)斷路器位置產(chǎn)生變化導(dǎo)致高壓側(cè)出現(xiàn)誤判現(xiàn)象。

（2）在三圈變壓器中，不僅需要對(duì)低壓側(cè)斷路器冷備用和檢修問(wèn)題進(jìn)行考慮，還需要對(duì)高中低壓側(cè)斷路器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合考慮，同時(shí)中低壓側(cè)斷路器熱備用狀態(tài)極易產(chǎn)生線路短路狀況，迫使高壓側(cè)保護(hù)過(guò)流動(dòng)作，迅速做出跳開(kāi)動(dòng)作。其中，改變中低壓側(cè)保護(hù)邏輯與接線能夠有效實(shí)現(xiàn)變壓器動(dòng)作的時(shí)限配合。

6 結(jié)論

綜上所述，為了保證變壓器安全穩(wěn)定的運(yùn)行，在原有的變電系統(tǒng)中除了要安裝繼電保護(hù)設(shè)備以外，還需要增設(shè)門(mén)電路輔助或復(fù)合電壓閉鎖，通過(guò)對(duì)對(duì)變壓器內(nèi)部邏輯判據(jù)和變壓器外部接線進(jìn)行調(diào)整來(lái)達(dá)到消除故障的目的，保證電力系統(tǒng)可以穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

王海峰（1979-），男，山東省濟(jì)南市人。大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)為華電章丘發(fā)電有限公司助理工程師，從事發(fā)電設(shè)備管理工作。

篇7

關(guān)鍵詞：110kV變電站 接地變壓器保護(hù) 誤動(dòng)原因 措施

近年來(lái)，城市110kV變電站10kV饋線大量采用地下電纜，導(dǎo)致系統(tǒng)電容量大大增加。而當(dāng)兩條饋線同一相先后發(fā)生高阻接地時(shí)，電流的疊加會(huì)造成變壓器零序電流保護(hù)誤動(dòng)，目前電力部門(mén)解決保護(hù)誤動(dòng)的思路是加裝接地變壓器來(lái)構(gòu)成低阻接地接線方式，形成一條零序電流的通道，以便當(dāng)10kV系統(tǒng)發(fā)生接地時(shí)，根據(jù)接地點(diǎn)所在位置，由相應(yīng)零序保護(hù)有選擇性動(dòng)作將接地故障隔離，以防電弧重燃引發(fā)過(guò)電壓，保證電網(wǎng)設(shè)備安全供電。

本文選取的某城市電網(wǎng)改造中實(shí)施了低阻接地接線方式，加裝了接地變壓器和接地變壓器保護(hù)設(shè)備，確保了10kV系統(tǒng)任意饋線發(fā)生接地故障時(shí)能快速切除故障，降低對(duì)電網(wǎng)沖擊的可能性。不過(guò)，隨著用電負(fù)荷加大以及后期維護(hù)方面原因，該電網(wǎng)系統(tǒng)陸續(xù)出現(xiàn)多次接地變壓器保護(hù)誤動(dòng)事故，干擾到了電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，給周?chē)脩魩?lái)的麻煩。本文筆者結(jié)合多年的電力系統(tǒng)工作經(jīng)驗(yàn)，以選取上述城市變壓器系統(tǒng)改造為例分析了接地變壓器保護(hù)誤動(dòng)發(fā)生的原因及解決措施，具有一定的借鑒價(jià)值。

1、接地變壓器發(fā)生保護(hù)誤動(dòng)原因

我們先看10KV饋線零序保護(hù)工作原理，流程圖如下：

從以上流程圖分析來(lái)看，三個(gè)節(jié)點(diǎn)零序CT、饋線保護(hù)和開(kāi)關(guān)決定著接地變壓器能夠正常工作，倘若一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)事故發(fā)生，據(jù)此從以上三個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)分析：

1.1 零序CT誤差引發(fā)保護(hù)誤動(dòng)

當(dāng)10KV饋線發(fā)生接地短路故障時(shí)，故障線路零序CT檢測(cè)到故障電流，對(duì)應(yīng)的饋線零序保護(hù)首先啟動(dòng)切除故障線路，同時(shí)接地變壓器的零序CT也檢測(cè)到故障電流，保護(hù)啟動(dòng)，為了遵循選擇性的原則，實(shí)現(xiàn)10KV饋線保護(hù)優(yōu)先動(dòng)作，10KV饋線零序保護(hù)電流和時(shí)間整定值要比接地變壓器保護(hù)小。根據(jù)現(xiàn)行變電站運(yùn)行數(shù)據(jù)可知，接地變：一次電流75A、1.5S切10KV分段、1.8S閉鎖10KV自投、2.0S切變低、2.5S切兩側(cè)；10KV饋線：一次電流60A、1.0S切開(kāi)關(guān)。

但由于各種原因，CT難免有誤差，如果接地變壓器的零序CT-10%誤差，饋線的零序CT+10%誤差，兩者的實(shí)際電流動(dòng)作值為67.5A和66A，幾乎相等，只依靠時(shí)間選擇，當(dāng)發(fā)生10KV饋線接地時(shí)，就很容易造成接地變零序過(guò)流越級(jí)動(dòng)作。

1.2 電纜屏蔽層接地線錯(cuò)誤引發(fā)保護(hù)誤動(dòng)

110KV變電站10KV饋線都采用帶屏蔽層的電纜，且電纜屏蔽層在兩端同時(shí)接地，這是一種有效的電磁抗干擾措施，10KV饋線零序CT都是用穿心式，零序CT穿過(guò)電纜安裝于開(kāi)關(guān)柜電纜出線處，利用電磁感應(yīng)原理，接地短路故障時(shí)產(chǎn)生的不平衡電流，在零序CT上感應(yīng)到電流從而使保護(hù)裝置動(dòng)作，然而，電纜屏蔽層兩端接地后，流過(guò)電纜屏蔽層的感應(yīng)電流也將會(huì)在零序CT上感應(yīng)到電流，如果不采取措施，將影響到饋線零序保護(hù)不能正確動(dòng)作，從而引起接地變壓器保護(hù)越級(jí)動(dòng)作見(jiàn)圖1。

1.3 10KV饋線保護(hù)拒動(dòng)導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)

目前電網(wǎng)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用微機(jī)型保護(hù)裝置，保護(hù)性能大大提高，但保護(hù)裝置生產(chǎn)廠商和型號(hào)也比較多，產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)參差不一，散熱能力差也是其一大弊端，裝置故障時(shí)有發(fā)生，從110KV變電站保護(hù)設(shè)備故障統(tǒng)計(jì)表明，10KV饋線保護(hù)裝置的電源插件、采樣插件、CPU插件和跳閘出口插件最容易出現(xiàn)故障。所以一旦它們出現(xiàn)故障又未即時(shí)處理，保護(hù)有可能拒動(dòng)，造成接地變壓器保護(hù)誤動(dòng)。

1.4 10KV饋線開(kāi)關(guān)拒動(dòng)導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)

近年來(lái)，由于使用時(shí)限長(zhǎng)、操作次數(shù)多或是本身的質(zhì)量問(wèn)題，發(fā)生在10KV開(kāi)關(guān)柜上的故障越來(lái)越多，其中開(kāi)關(guān)控制回路的故障尤其突出，特別是一些欠發(fā)達(dá)的山區(qū)，由于還有部分舊式開(kāi)關(guān)柜（GG-1A型）仍在運(yùn)行和發(fā)生接地故障機(jī)率較多。如果在開(kāi)關(guān)柜故障期間出現(xiàn)饋線接地故障，即使零序保護(hù)正確啟動(dòng)，由于開(kāi)關(guān)拒動(dòng)也會(huì)造成接地變壓器保護(hù)誤動(dòng)，從事故調(diào)查分析，饋線接地故障零序保護(hù)動(dòng)作，命令跳開(kāi)饋線開(kāi)關(guān)，同時(shí)跳閘線圈燒壞，開(kāi)關(guān)不能動(dòng)作，是開(kāi)關(guān)拒動(dòng)的主要原因。

1.5 10KV兩條饋線高阻接地

當(dāng)兩條10KV饋線同相高阻接地時(shí)，兩條10KV饋線保護(hù)只達(dá)到告警值，零序保護(hù)不動(dòng)作，但有可能達(dá)到接地變壓器保護(hù)動(dòng)作值，引起接地變壓器保護(hù)誤動(dòng)，例如一饋線單相高阻接地，零序電流達(dá)到40A，饋線零序保護(hù)不動(dòng)作（動(dòng)作值為60A）；接著另一饋線也同一相高阻接地，零序電流達(dá)到50A，零序電流未達(dá)到60A，饋線零序保護(hù)也不動(dòng)作；但電流疊加達(dá)到90A，超過(guò)接地變壓器保護(hù)動(dòng)作值（動(dòng)作值為75A），將造成接地變壓器保護(hù)零序過(guò)流越級(jí)動(dòng)作。

2、防止接地變壓器保護(hù)誤動(dòng)的解決措施

2.1 防止零序CT誤差

（1）零序CT質(zhì)量要過(guò)硬；（2）實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格校驗(yàn)零序CT性能，5%及以上誤差率放棄；（3）10KV饋線零序保護(hù)動(dòng)作電流整定值和接地變壓器零序保護(hù)動(dòng)作電流整定值均應(yīng)按一次值整定，保護(hù)校驗(yàn)時(shí)應(yīng)從零序CT一次升流檢驗(yàn)其正確性。

2.2 確保電纜屏蔽層接地線一次成功率

（1）電纜屏蔽層接地線必須由上向下穿過(guò)零序CT，并與電纜支架絕緣，在穿過(guò)零序CT前不應(yīng)有碰地現(xiàn)象。電纜屏蔽層接地線頭、尾留出部分金屬導(dǎo)體，用于一次升流，其余部分用絕緣材料可靠包扎。當(dāng)電纜屏蔽層接地線引出點(diǎn)低于零序CT時(shí)，電纜屏蔽層接地線不能穿過(guò)零序CT。盡量避免電纜屏蔽層接地線引出點(diǎn)位于零序電流互感器的中間位置；（2）加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)技能培訓(xùn)，使各相關(guān)班組人員清楚零序CT安裝方法。特別是繼電保護(hù)專(zhuān)業(yè)和電纜專(zhuān)業(yè)的人員，必須要掌握零序CT安裝方法和電纜屏蔽層接地線安裝方法，并嚴(yán)格執(zhí)行；（3）加強(qiáng)驗(yàn)收管理，繼保、運(yùn)行、電纜等專(zhuān)業(yè)班組共同把好零序CT安裝接線關(guān)。

2.3 消除饋線保護(hù)拒動(dòng)隱患

（1）選用質(zhì)量可靠，運(yùn)行成熟、故障率少的保護(hù)裝置；（2）對(duì)運(yùn)行年限長(zhǎng)和經(jīng)常故障的保護(hù)裝置，要計(jì)劃更換；（3）加強(qiáng)保護(hù)裝置的運(yùn)行維護(hù)，發(fā)現(xiàn)故障馬上處理；（4）安裝空調(diào)和通風(fēng)系統(tǒng)，改善保護(hù)裝置運(yùn)行環(huán)境，防止元件長(zhǎng)期在高溫條件下運(yùn)行。

2.4 消除饋線開(kāi)關(guān)拒動(dòng)隱患

（1）配置質(zhì)量可靠，運(yùn)行成熟、故障率少的開(kāi)關(guān)設(shè)備；（2）對(duì)運(yùn)行年限長(zhǎng)的開(kāi)關(guān)設(shè)備和經(jīng)常故障的開(kāi)關(guān)設(shè)備，要計(jì)劃更換逐步淘汰舊式開(kāi)關(guān)柜，更換成電動(dòng)儲(chǔ)能型或彈簧儲(chǔ)能型的密封式開(kāi)關(guān)柜；（3）加強(qiáng)開(kāi)關(guān)控制回路的維護(hù)，發(fā)現(xiàn)故障馬上處理；（4）對(duì)于跳閘線圈經(jīng)常燒壞的問(wèn)題，應(yīng)采用性能優(yōu)良的線圈。

2.5 杜絕饋線高阻接地

變電器往往會(huì)安裝零序保護(hù)接地報(bào)警系統(tǒng)，一旦發(fā)生饋線高祖接地，信號(hào)會(huì)發(fā)生，此時(shí)可沿著信號(hào)指示來(lái)進(jìn)行排查。此外，加強(qiáng)對(duì)10KV饋線線路改造，盡量減少線路供電半徑，合理調(diào)節(jié)各相負(fù)荷平均分布，以此減少正常運(yùn)行的電容電流。

3、結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，在電力系統(tǒng)中各地區(qū)電網(wǎng)都基本加裝了接地變壓器及相關(guān)保護(hù)設(shè)備，以此達(dá)到改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的目的，然而，在陸續(xù)發(fā)生的接地變壓器保護(hù)誤動(dòng)事故中，加強(qiáng)變電站接地變壓器保護(hù)誤動(dòng)的措施勢(shì)在必行。

參考文獻(xiàn)

[1]王勇.110kV變電站接地變壓器保護(hù)誤動(dòng)原因的分析與解決措施[J].農(nóng)村電氣化，2010，（09）.

篇8

關(guān)鍵詞 變壓器保護(hù)；雙重化配置；保護(hù)配置

中圖分類(lèi)號(hào)TM310 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2011）49-0167-02

1 保護(hù)配置

根據(jù)GB/14285-2006《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的要求，容量和電壓等級(jí)各不相同的電力變壓器配置不盡相同的保護(hù)。#7、#8主變壓器包括差動(dòng)整斷、穩(wěn)態(tài)比率差動(dòng)等全部電氣量主保護(hù)，瓦斯等非電氣量主保護(hù)和其他常規(guī)電氣量保護(hù)，另外，還包括主變壓器220kV側(cè)、110kV側(cè)、10kV發(fā)電機(jī)側(cè)和6kV高廠變側(cè)的零序方向過(guò)流、間隙零序過(guò)流、零序過(guò)壓、復(fù)合電壓閉鎖等后備保護(hù)及各類(lèi)報(bào)警信號(hào)。在國(guó)家電力公司2000年9月的《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》中明確提出，220kV主變壓器的微機(jī)保護(hù)必須雙重化。因此，熱電廠#7、#8主變壓器保護(hù)裝置均采用雙重化配置，包括RCS-978E電氣量保護(hù)裝置和RCS-974非電氣量保護(hù)裝置。而#7、#8主變壓器220kV側(cè)采用內(nèi)橋型接線，GIS中的斷路器分別具有兩組跳閘線圈，該兩套保護(hù)裝置分別動(dòng)作于斷路器中的一組跳閘線圈。#7、#8主變壓器差動(dòng)保護(hù)電流分別取自220kV斷路器側(cè)和橋聯(lián)側(cè)、110kV側(cè)、發(fā)電機(jī)10kV側(cè)、高廠變6kV側(cè)電流互感器的專(zhuān)用次級(jí)線圈，具體接入方式如圖1所示。

雙重化的保護(hù)采用同一廠家、相同原理和相同接線方式，對(duì)變壓器發(fā)生各類(lèi)復(fù)雜故障時(shí)可靠切除故障和日常設(shè)備運(yùn)行維護(hù)更加有利。

2 保護(hù)整定

2.1 差動(dòng)速斷保護(hù)

整定原則：按躲過(guò)勵(lì)磁涌流，最嚴(yán)重外部故障時(shí)的不平衡電流及互感器飽和，并保證在最小運(yùn)行方式下最小短路電流有足夠靈敏度整定。

2.2 啟動(dòng)和報(bào)警值

差動(dòng)啟動(dòng)電流值：為防止運(yùn)行中變壓器的CT短線和涌流造成誤動(dòng)，按躲過(guò)變壓器額定負(fù)荷下的不平衡電流整定：

TA報(bào)警差流定值：按躲過(guò)最大負(fù)荷下由于CT誤差造成的不平衡電流和最大分接頭誤差。

2.3 比率差動(dòng)定值

穩(wěn)態(tài)比率差動(dòng)動(dòng)作方程：

其中Ie為變壓器額定電流；

Im1.分別為變壓器各側(cè)電流；

Icdqd為穩(wěn)態(tài)比率差動(dòng)起動(dòng)定值；

Id為差動(dòng)電流；

Ir為制動(dòng)電流。

另外，變壓器220kV、110kV、發(fā)電機(jī)、高廠變各側(cè)后備保護(hù)均按照裝置技術(shù)說(shuō)明書(shū)進(jìn)行整定。

3 結(jié)論

采用保護(hù)雙重化后，保護(hù)的運(yùn)行方式變得靈活，但由于各類(lèi)壓板較多，操作變得復(fù)雜，與傳統(tǒng)的主變保護(hù)有許多不同之處。

總而言之，石化電網(wǎng)#7、#8主變壓器采用保護(hù)雙重化后，增加了保護(hù)裝置運(yùn)行的靈活性與可靠性，保護(hù)的出現(xiàn)是一種進(jìn)步。 從微機(jī)變壓器保護(hù)發(fā)展趨勢(shì)看，微機(jī)變壓器保護(hù)選擇雙主雙后、主后一體的配置，即保護(hù)功能由彼此獨(dú)立的不同CPU插件實(shí)現(xiàn)，出口跳閘回路分開(kāi)，這種結(jié)構(gòu)和原則突出地體現(xiàn)了微機(jī)＝保護(hù)構(gòu)成的特點(diǎn)及優(yōu)越性，既多CPU并行處理，整體結(jié)構(gòu)緊湊，數(shù)據(jù)共享，又組屏相對(duì)簡(jiǎn)單、回路清晰、對(duì)外連線簡(jiǎn)單，投退方便、獨(dú)立性強(qiáng)，是今后主變微機(jī)保護(hù)發(fā)展的方向。

參考文獻(xiàn)

篇9

關(guān)鍵詞：變壓器，過(guò)電壓，保護(hù)措施

 

變壓器運(yùn)行時(shí)，如果電壓超過(guò)它的最大允許工作電壓，稱(chēng)為變壓器的過(guò)電壓。過(guò)電壓往往對(duì)變壓器的絕緣有很大的危害，甚至使絕緣擊穿。過(guò)電壓分為內(nèi)部過(guò)電壓和大氣過(guò)電壓兩種。輸電線路直接遭雷擊或雷云放電時(shí)，電磁場(chǎng)的劇烈變化所引起的過(guò)電壓稱(chēng)為大氣過(guò)電壓(外部過(guò)電壓)；當(dāng)變壓器或線路上的開(kāi)關(guān)合閘或拉閘時(shí)，因系統(tǒng)中電磁能量振蕩和積聚而產(chǎn)生的過(guò)電壓稱(chēng)為內(nèi)部過(guò)電壓。變壓器的這兩種過(guò)電壓都是作用時(shí)間短促的瞬變過(guò)程。科技論文。內(nèi)部過(guò)電壓一般為額定電壓的3.0－4.5倍，而大氣過(guò)電壓數(shù)值很高，可達(dá)額定電壓的8－12倍，并且繞組中電壓分布極不均勻，端頭部分線匝受到的電壓很高。因此，必須采取必要的措施，防止過(guò)電壓的發(fā)生和進(jìn)行有效的保護(hù)。

過(guò)電壓在變壓器中破壞絕緣有兩種情況，一是將繞組與鐵心(或油箱)之間的絕緣高壓繞組與低壓繞組之間的絕緣(這些絕緣稱(chēng)為主絕緣)擊穿；另一種是在同一繞組內(nèi)將匝與匝之間或一段繞組與另一段繞之間的絕緣(這些絕緣稱(chēng)為縱絕緣)擊穿。由于過(guò)電壓時(shí)間極短，電壓從零上升到最大值再下降到零均在極短的時(shí)間內(nèi)完成，因而具有高頻振蕩的特性，其頻率可達(dá)100kHZ以上。在正常運(yùn)行時(shí)，電網(wǎng)的頻率是50HZ，變壓器的容抗很大，而感擴(kuò)ωL很小，因此可以忽略電容的影響，認(rèn)為電流完全從繞組內(nèi)部流過(guò)。但對(duì)高頻過(guò)電壓波來(lái)說(shuō)，變壓器的容抗變成很小，而感抗變成很大，此時(shí)電流主要由電容流過(guò)，所以必須考慮電容的影響。科技論文。考慮電容影響后，變壓器的分布參數(shù)電路（見(jiàn)后面圖1）。

其中：CFe——繞組每單位長(zhǎng)度上的對(duì)地電容；C’——高低壓繞組之間每單位長(zhǎng)度上的電容；Ct——繞組每單位長(zhǎng)度上的匝間電容；L’——過(guò)電壓時(shí)繞組每單位長(zhǎng)度上的漏電感；R’——繞組每單位長(zhǎng)度上的電阻。

下面簡(jiǎn)單說(shuō)明兩種不同類(lèi)型過(guò)電壓產(chǎn)生的原因：

1.內(nèi)部過(guò)電壓我市電網(wǎng)中，絕大多數(shù)是降壓變壓器，下面就以降壓變壓器空載拉閘為例說(shuō)明內(nèi)部電壓產(chǎn)生的原因

根據(jù)變壓器參數(shù)的折算法可知，把二次側(cè)(低壓側(cè))電容折算到一次側(cè)(高壓側(cè))時(shí)，電容折算值為實(shí)際值的(1/K2)倍，所以二次側(cè)電容的影響可以略去不計(jì)。這就是說(shuō)，空載時(shí)可以忽略二次側(cè)的影響。就一次繞組來(lái)說(shuō)，由于每單位長(zhǎng)度上的對(duì)地電容CFe是并聯(lián)的，故對(duì)地總電容為CFe=ΣCFe由于一次側(cè)單位長(zhǎng)度上的匝間電容Ct是串聯(lián)的，故它的匝間總電容為Ct=1/(Σ1/Ct)在電力變壓器中，通常CFe＞＞Ct，所以定性分析時(shí)，匝間電容的影響也可略去不計(jì)。當(dāng)再忽略繞組電阻R1時(shí)，可得空載拉閘過(guò)電壓時(shí)的簡(jiǎn)化等效電路（見(jiàn)后面圖2）：其中L1是一次繞組的全自感。把空載變壓器從電網(wǎng)上拉閘時(shí)，如果空載電流的瞬時(shí)值不等于零而是某一數(shù)值Ia，這時(shí)相應(yīng)的外施電壓瞬時(shí)值為Ua。于是在拉閘瞬間，電感L1中儲(chǔ)藏的磁場(chǎng)能量為1/2L1i2a，電容CFe上儲(chǔ)藏的電場(chǎng)能量為1/2CFeU2a。由于這時(shí)變壓器的電路是由電感L1和電容CFe并聯(lián)的電路，故在拉閘瞬間，回路內(nèi)將發(fā)生電磁振蕩過(guò)程。在振蕩過(guò)程中，當(dāng)某一瞬間電流等于零時(shí)，此時(shí)磁場(chǎng)能量全部轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能量，由電容吸收，電容上的電壓便升高到最大值Ucmax。當(dāng)不考慮能量損失時(shí)，根據(jù)能量守恒原理有CFeU2cmax= L1i2a＋CFeU2a故得上式表明，當(dāng)拉閘電流和電容上的電壓一定時(shí)，繞組的電感愈大，對(duì)地電容愈小，則拉閘時(shí)過(guò)電壓愈高。電力系統(tǒng)中，拉閘過(guò)電壓通常不超過(guò)額定電壓的3.0－4.5倍。

2.大氣過(guò)電壓大氣過(guò)電壓是輸電線路直接遭受雷擊或雷云放電時(shí)，電磁場(chǎng)的劇烈變化所引起的

當(dāng)輸電線路直接遭受雷擊時(shí)，雷云所帶的大量電荷(設(shè)為正電荷)通過(guò)放電渠道落到輸電線上，大量的自由電荷向輸電線路的兩端傳播，就在輸電線上引起沖擊過(guò)電壓波，稱(chēng)為雷電波。雷電波向輸電線兩端傳播的速度接近于光速，持續(xù)的時(shí)間只有幾十微秒，電壓由零上升到最大值的時(shí)間只有幾微秒。雷電波的典型波形為曲線由零上升到最大值這一段稱(chēng)為波頭，下降部分稱(chēng)為波尾。如果把波頭所占時(shí)間看成是周期波的四分之一周期，則雷電波可看成是頻率極高的周期性波。這樣，當(dāng)過(guò)電壓波到達(dá)變壓器出線端時(shí)，相當(dāng)于給變壓器加上了一個(gè)頻率極高的高電壓。這一瞬變過(guò)程很快，一開(kāi)始，由于高頻下，ωL很大的，1/ωC很小，電流只從高壓繞組的匝電容和對(duì)地電容中流過(guò)。由于低壓繞組靠近鐵心，它的對(duì)地電容很大，(即容抗很小)，可近似地認(rèn)為低壓繞組接地。科技論文。可雷電波襲擊時(shí)，沿繞組高度上的電壓分布取決于匝間電容Ct和對(duì)電容CFe的比例。在一般情況下，由于兩種電容都存在，過(guò)電壓時(shí)，一部分電流由對(duì)地電容分流，故每個(gè)匝間電容流的電流不相等，上面的匝間電容流過(guò)的電流最大愈往下面則愈小，隨著電壓沿繞組高度的分布變?yōu)椴痪鶆颍?jiàn)下圖：(圖3是過(guò)電壓波加在變壓器兩端的電壓)從圖中可見(jiàn)，起始電壓分布很不均勻，靠近輸電線A端的頭幾匝間出現(xiàn)很大的電壓梯度，因此，在頭幾個(gè)線匝里，匝間絕緣和線餅之間的絕緣都受到很大的威脅，這時(shí)最高匝間電壓可能高達(dá)額定電壓的50－200倍。

3.過(guò)電壓保護(hù)為了防止變壓器繞組絕緣在過(guò)電壓時(shí)被擊穿，必須采取適當(dāng)?shù)倪^(guò)電壓保護(hù)措施，目前主要采用下列措施

3.1避雷器保護(hù)

在變壓器的出線端裝設(shè)避雷器，當(dāng)雷電波從輸電線侵入時(shí)，避雷器的保護(hù)間隙被擊穿，過(guò)電壓波對(duì)地放電，這樣雷電波就不會(huì)侵入變壓器，從而保護(hù)了變壓器。

3.2加強(qiáng)絕緣

除了加強(qiáng)變壓器高壓繞組對(duì)地絕緣外，針對(duì)雷電波作用的特性，還要加強(qiáng)首端及末端部分線匝的絕緣，以承受由于起始電壓分布不均勻而出現(xiàn)的較高的匝間電壓。這種方法效果有限，而且加厚絕緣使散熱困難，同時(shí)減少了匝間電容，增大了匝間電壓梯度。目前只在35kV及以下的變壓器中采用。

3.3增大匝間電容

匝間電容相對(duì)于對(duì)地電容愈大時(shí)，則電壓的起始分布愈均勻，電壓梯度越小，因此增加匝間電容是有效的過(guò)電壓保護(hù)措施。過(guò)去常采用加裝靜電板或靜電屏的方法，現(xiàn)在在110kV以上的高壓變壓器上，廣泛采用糾結(jié)式線圈。糾結(jié)式線圈制造工藝簡(jiǎn)單，不增加材料，與連續(xù)式線圈相比能顯著增大匝間電容，所以現(xiàn)在高壓大型電力變壓器的高壓繞組大多數(shù)采用了這種繞線法。結(jié)束語(yǔ)造成變壓器過(guò)電壓的原因多種多樣，針對(duì)不同的過(guò)電壓，有不同的過(guò)電壓保護(hù)措施。在實(shí)際工作中，我們應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上的全面研究，選擇有效的過(guò)電壓保護(hù)措施，確保變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

篇10

關(guān)鍵詞：城市地鐵；供電系統(tǒng)；變壓器故障

中圖分類(lèi)號(hào)：U231文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

地鐵是靠電力牽引的電動(dòng)列車(chē)，地鐵上的一些輔助設(shè)施如照明、空調(diào)、通風(fēng)、排水、通信、自動(dòng)扶梯和防災(zāi)報(bào)替等，都依靠電能才能運(yùn)行，而電能是靠供電系統(tǒng)提供的，電力系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備就是變壓器，一旦發(fā)生故障后果將不堪設(shè)想。因此，本課題通過(guò)對(duì)地鐵供電系統(tǒng)變壓器故障分析和研究，找出其中的薄弱環(huán)節(jié)，摸索總結(jié)出系統(tǒng)中一定的故障規(guī)律，以便指導(dǎo)地鐵的日常維護(hù)來(lái)確保地鐵安全可靠地運(yùn)行。

1 地鐵電力系統(tǒng)主要能源

1.1 高壓供電

1.3 混合供電方式

即集中式和分散式兩者結(jié)合的供電方式，其中以集中式供電方式為主，分散供電方式為輔，兩者的完美結(jié)合使供電系統(tǒng)更加完善、更加可靠。

1.4 地鐵內(nèi)部供電

地鐵內(nèi)部供電是由牽引和動(dòng)力照明的供電系統(tǒng)組成，首先將牽引變電所產(chǎn)生的三相高壓交流電轉(zhuǎn)換成適合實(shí)際需要的低壓直流電，然后再經(jīng)過(guò)饋電線送到接觸網(wǎng)上，最后就可以供地鐵車(chē)輛使用。像車(chē)站和區(qū)間的各類(lèi)照明、風(fēng)機(jī)、扶梯、信號(hào)等自動(dòng)化設(shè)備都需要依賴此方式供電才能運(yùn)行。

2 變壓器故障分析與保護(hù)

2.1 故障類(lèi)型

內(nèi)部故障：包含相間、單相接地和繞組匝間三種短路方式。這些故障帶來(lái)的危害非常大，發(fā)生故障產(chǎn)生的高溫電弧很容易燒毀鐵芯，而且使變壓器的油絕緣因受熱分解生成大量的氣體，從而引發(fā)油箱爆炸。

2.2 變壓器保護(hù)

為避免這些故障的發(fā)生就需要對(duì)變壓器進(jìn)行保護(hù)，具體實(shí)施方法如下：

（1）瓦斯保護(hù)：適用于高于0.8MVA油浸式變壓器和高于0.4MVA戶內(nèi)變壓器保護(hù)，瓦斯保護(hù)可防止繞組的相間短路和匝間短路故障的發(fā)生，變壓器油絕緣因受熱分解產(chǎn)生大量氣體從油箱經(jīng)連通管流向油枕，通過(guò)反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部氣體的數(shù)量和流動(dòng)的速度構(gòu)成瓦斯保護(hù)。

（2）縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù)：此方法可避免變壓器繞組和引出線的相間短路、中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)側(cè)繞組短路、引線接地短路以及繞組匝間短路問(wèn)題。裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)適用于并列運(yùn)行變壓器（6.3MVA以上）和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器（含10MVA及10MVA以上）也適用于6.3MVA及以上的廠用變壓器，而對(duì)于變壓器（10MVA以下）過(guò)流大于0.5時(shí)則采用電流速斷進(jìn)行保護(hù)。

（3）安裝過(guò)電流保護(hù)可以把因相間短路所造成的過(guò)電流等問(wèn)題進(jìn)行有效地解決，還可以當(dāng)成縱差保護(hù)及瓦斯的后備保護(hù)措施。一般為變壓器選取在反應(yīng)相間上短路電流加強(qiáng)時(shí)會(huì)做出動(dòng)作的那種電流保護(hù)當(dāng)作后備保護(hù)措施。同時(shí)如果安裝阻抗保護(hù)、復(fù)合電壓在啟動(dòng)時(shí)過(guò)電流保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、負(fù)序時(shí)過(guò)電流保護(hù)與低壓?jiǎn)?dòng)時(shí)過(guò)電流保護(hù)可較好達(dá)到其對(duì)靈敏度的需求。

（4）對(duì)大于110kV的中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中的變壓器，應(yīng)裝設(shè)零序電流對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。在裝設(shè)過(guò)程中要注意其電流的大小和系統(tǒng)中變壓器中性點(diǎn)接地臺(tái)數(shù)和位置關(guān)系，從而有效避免大接地電流系統(tǒng)中單項(xiàng)和兩相接地所發(fā)生的短路現(xiàn)象。

（5）裝設(shè)過(guò)勵(lì)磁保護(hù)：勵(lì)磁涌流對(duì)變壓器的危害性不大，這種沖擊電流發(fā)生的時(shí)間相當(dāng)短暫，帶來(lái)的影響可忽略不計(jì)，但對(duì)變壓器進(jìn)行多次連續(xù)合閘充電所帶來(lái)的大電流沖擊對(duì)繞組間的機(jī)械力作用會(huì)帶來(lái)影響，一般會(huì)造成該固定物松動(dòng)。同時(shí)，勵(lì)磁通流還能引起變壓器的差動(dòng)保護(hù)，其發(fā)生的故障類(lèi)型較多，按照回路進(jìn)行劃分可分為電路故障、油路故障和磁路故障。以變壓器所構(gòu)成主體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，可將故障劃分成鐵芯、繞組、附件及油質(zhì)四種故障形式。

3地鐵供電系統(tǒng)中變壓器的保護(hù)

3.1電流速斷保護(hù)與縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)

我們通過(guò)對(duì)變壓器安裝電流速斷保護(hù)或者縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，來(lái)解決變壓器中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)側(cè)繞組和引線接地短路、引出線和繞組造成的相間短路以及繞組匝間短路等故障。一般來(lái)說(shuō)，電流速斷保護(hù)應(yīng)安裝在過(guò)流時(shí)限大于0.5s的10MVA以下變壓器；縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)應(yīng)安裝在10MVA及以上單獨(dú)運(yùn)行的變壓器和6.3MVA以上并列運(yùn)行的變壓器。縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)包括在暫態(tài)情況下、穩(wěn)態(tài)情況下、帶制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)。縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)反應(yīng)被保護(hù)變壓器流出電流和隔斷流入的相量差。

3.2瓦斯保護(hù)

變壓器保護(hù)中的瓦斯保護(hù)是指改變變壓器油箱內(nèi)部氣體的流動(dòng)速度和數(shù)量對(duì)變壓器進(jìn)行保護(hù)，防止變壓器出現(xiàn)各種故障。我們需要對(duì)戶內(nèi)的0.4MVA以上變壓器和戶外0.8MVA及以上的油浸式變壓器安裝瓦斯保護(hù)裝置，從而解決變壓器油箱內(nèi)部各種油面降低和短路故障等問(wèn)題。瓦斯保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)主要有靈敏度高、動(dòng)作迅速、接線安裝簡(jiǎn)單，可以直接反映變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生的各種故障。不能直接反映油箱以外的引出線及套管等部位上發(fā)生的故障是瓦斯保護(hù)最主要的缺點(diǎn)。因此，作為變壓器的主要保護(hù)措施之一的瓦斯保護(hù)，與縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)相互補(bǔ)充、相互配合，及時(shí)有效地解決變壓器的各種故障問(wèn)題。

3.3過(guò)電流保護(hù)

變壓器保護(hù)中的過(guò)電流保護(hù)主要作為縱聯(lián)差動(dòng)、瓦斯保護(hù)的后備保護(hù)措施，一般安裝在反應(yīng)外部相間短路引起的過(guò)電流問(wèn)題。為滿足靈敏度要求，可安裝低壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)、復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、負(fù)序過(guò)電流保護(hù)以及阻抗保護(hù)，選用較大的反應(yīng)相間短路電流而造成的過(guò)電流保護(hù)作為變壓器的后備保護(hù)措施。

3.4過(guò)勵(lì)磁保護(hù)

在變壓器保護(hù)中安裝過(guò)勵(lì)磁保護(hù)是為了解決變壓器中的過(guò)勵(lì)磁問(wèn)題。由于勵(lì)磁涌流造成的沖擊電流存在的時(shí)間很短，因此其對(duì)變壓器傷害不大，此外，勵(lì)磁涌流有可能引起變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。顯而易見(jiàn)，我們不宜多次連續(xù)合閘來(lái)對(duì)變壓器進(jìn)行充電，因?yàn)槔@組間的機(jī)械力作用會(huì)因?yàn)榇箅娏鞯亩啻螞_擊而逐漸造成其固定物松動(dòng)，引起故障。

4 變壓器故障解決方法

（1）對(duì)三相電壓進(jìn)行定期檢查，如發(fā)現(xiàn)電壓嚴(yán)重失衡，要立刻采取正確措施對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，還要對(duì)變壓器的油位、油色和溫度及時(shí)檢查，以防止?jié)B漏。呼吸器里干燥劑一旦發(fā)生顏色變化要立刻更換。

（2）采取正確的防污措施對(duì)配電變壓器進(jìn)行保護(hù)，安裝配套的套管防污帽和及時(shí)清理變壓器污垢，檢查管道是否有閃絡(luò)放電現(xiàn)象。避免斷線、脫焊和斷裂的情況發(fā)生，還要對(duì)接地電阻進(jìn)行定期遙測(cè)。

（3）配電變壓器在拆除過(guò)程中有螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的情況，需嚴(yán)格處理，在確保無(wú)誤的情況下才可投運(yùn)。取用銅鋁過(guò)渡線夾二次導(dǎo)線的接線方式一定要合理選擇，用導(dǎo)電膏涂抹于接觸面，使接觸面積增大，導(dǎo)電能力增強(qiáng)，減少發(fā)熱引起氧化。

（4）配電變壓器初步側(cè)裝避雷針，一定要選擇合格的避雷器，并定期對(duì)避雷器的預(yù)防性進(jìn)行試驗(yàn)，減少雷擊諧振給變壓器帶來(lái)過(guò)電壓的現(xiàn)象，對(duì)電感設(shè)備配備相對(duì)多的變壓器（100kVA以上）其上層油溫控制在85℃以下。

（5）損壞變壓器的原因很多，二次短路的發(fā)生是其損壞的直接因素。因此，對(duì)配電變壓器的熔絲選擇很關(guān)鍵，其額定電流應(yīng)在1.2～1.5之間，即便是因低壓而產(chǎn)生短路，熔絲對(duì)變壓器起到關(guān)鍵保護(hù)作用。

（6）當(dāng)變壓器的三相負(fù)載電流、電壓都不平衡時(shí)，應(yīng)視為最大電流的負(fù)荷。若高于額定電流25%時(shí)，要將負(fù)荷進(jìn)行三相間的重新分配。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，只要定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡視檢查，嚴(yán)格遵守規(guī)章制度來(lái)辦事，做好本職以內(nèi)的工作，熟練掌握地鐵變壓器故障產(chǎn)生的諸多原因，做到日常維護(hù)、人人保護(hù)的原則，就可以減少或避免變壓器故障的產(chǎn)生，從而對(duì)地鐵安全可靠的運(yùn)營(yíng)提供保障。

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