論電力變壓器的繼電保護(hù)

李剛

【摘 要】電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行是保證各項(xiàng)事業(yè)發(fā)展的重要保證，但是電力變壓器在運(yùn)行中往往會(huì)出現(xiàn)很多故障，這對(duì)電力系統(tǒng)會(huì)造成重要影響。如果大大容量變壓器受損，對(duì)系統(tǒng)而言可以說(shuō)是十分可怕的。隨著我國(guó)科技的不斷進(jìn)步，電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的要求也越來(lái)越高，如何提高繼電保護(hù)裝置的功能，是擺在我們面前的重要課題。

【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)；電力變壓器；運(yùn)行

1.電力變壓器的常見(jiàn)故障和非正常運(yùn)行狀態(tài)

繞組及其引出線(xiàn)的相間短路和中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路；繞組的匝間短路；外部短路引起的過(guò)電流；中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中外部接地短路引起的過(guò)電流及中性點(diǎn)過(guò)電壓；過(guò)負(fù)荷；油面降低；變壓器溫度過(guò)高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。

2.電力變壓器繼電保護(hù)裝置的配置原則

（1）針對(duì)變壓器內(nèi)部的各種短路及油面下降應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，其中輕瓦斯瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯瞬時(shí)動(dòng)作于斷開(kāi)各側(cè)斷路器。

（2）應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)變壓器繞組和引出線(xiàn)的多相短路及繞組匝間短路的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)，瞬時(shí)動(dòng)作于斷開(kāi)各側(cè)斷路器。

（3）對(duì)由外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流，根據(jù)變壓器容量和運(yùn)行情況的不同以及對(duì)變壓器靈敏度的要求不同，可采用過(guò)電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)、負(fù)序電流和單相式低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)或阻抗保護(hù)作為后備保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。

（4）對(duì)110kV及以上中性點(diǎn)直接接地的電力網(wǎng)，應(yīng)根據(jù)變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行的具體情況和變壓器的絕緣情況裝設(shè)零序電流保護(hù)和零序電壓保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。

（5）為防御長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)負(fù)荷對(duì)設(shè)備的損壞，應(yīng)根據(jù)可能的過(guò)負(fù)荷情況裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)。

（6）對(duì)變壓器溫度升高和冷卻系統(tǒng)的故障，應(yīng)按變壓器標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，裝設(shè)作用于信號(hào)或動(dòng)作于跳閘的裝置。

3.繼電保護(hù)的特點(diǎn)

3.1可靠性

配置的合理、質(zhì)量技術(shù)性能優(yōu)良的繼電保護(hù)裝置以及正常的運(yùn)行維護(hù)和管理來(lái)保證繼電保護(hù)的可靠性。220kV及以上電網(wǎng)的所有運(yùn)行設(shè)備都必須由兩套交、直流輸入、輸出回路相互獨(dú)立，并分別控制不同斷路器的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)其中一套繼電保護(hù)裝置或任一組斷路器失控時(shí)，能由另一套繼電保護(hù)裝置操作另一組斷路器控制故障。

3.2靈敏性

靈敏性是指設(shè)備或線(xiàn)路發(fā)生金屬性短路時(shí)，保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)應(yīng)有一定的水平。對(duì)于110kV線(xiàn)路，考慮到在可能的高電阻接地故障情況下的動(dòng)作靈敏度要求，通常來(lái)說(shuō)其最末一段零序電流保護(hù)的電流暫定值不應(yīng)大于300A（一次值）。

3.3 速動(dòng)性

速動(dòng)性是指為提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線(xiàn)路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動(dòng)重合閘和備用電源或備用設(shè)備自動(dòng)投入的效果等，保護(hù)裝置應(yīng)盡快地切除短路故障。一般從裝設(shè)速動(dòng)保護(hù)（如高頻保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)）、充分發(fā)揮零序接地瞬時(shí)段保護(hù)及相間速斷保護(hù)的作用、減少繼電器固有動(dòng)作時(shí)間和斷路器跳閘時(shí)間等方面入手來(lái)提高速動(dòng)性。

3.4 電變器保護(hù)措施

（1）瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)是反應(yīng)變壓器油箱內(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，特別是對(duì)繞組的相間短路和匝間短路。瓦斯繼電器是構(gòu)成瓦斯保護(hù)的主要元件，它安裝在油箱與油枕之間的連接管道上。氣體繼電器的兩個(gè)輸出觸點(diǎn)為：一個(gè)是反映變壓器內(nèi)部反常情況或較小故障的“輕瓦斯”；另一個(gè)反映出嚴(yán)重故障的“重瓦斯”。輕瓦斯起信號(hào)作用，能使操作人員迅速發(fā)現(xiàn)情況并盡快處理；重瓦斯用于跳開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。瓦斯保護(hù)動(dòng)作后，操作人員應(yīng)從排氣口將氣體進(jìn)行收集并分析。保護(hù)的原因和故障性質(zhì)，將根據(jù)氣體的顏色、數(shù)量、化學(xué)成分等來(lái)決定。

（2）過(guò)負(fù)荷保護(hù)。通常情況下，變壓器過(guò)負(fù)荷是三相對(duì)稱(chēng)的，故保護(hù)裝置只采用一只電流繼電器接于一相上，并且經(jīng)一定時(shí)間延長(zhǎng)動(dòng)作于信號(hào)。雙繞組變壓器，過(guò)負(fù)荷保護(hù)應(yīng)裝在主電源側(cè)。單側(cè)電源三繞組降壓變壓器，若三側(cè)繞組容量相同，過(guò)負(fù)荷保護(hù)裝在電源側(cè)；若三側(cè)繞組容量不相同，則只有電源側(cè)和繞組容量較小的一側(cè)裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。兩側(cè)電源的三繞組降壓變壓器或聯(lián)絡(luò)變壓器，三側(cè)均裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。

（3）過(guò)勵(lì)磁保護(hù)。對(duì)于高壓側(cè)為500kV的變壓器的額定磁密近于飽和密度，頻率降低或電壓升高時(shí)容易引起變壓器過(guò)勵(lì)磁，導(dǎo)致鐵心飽和，勵(lì)磁電流劇增，鐵心溫度上升，嚴(yán)重過(guò)熱會(huì)使變壓器絕緣劣化，壽命降低，最終造成變壓器損壞，故需裝設(shè)過(guò)勵(lì)磁保護(hù)。 [科]

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