淺論變壓器繼電保護(hù)

吳俊復(fù)

摘 要：電力變壓器是電力系統(tǒng)中大量使用的重要的電氣設(shè)備，它的故障將對(duì)供電可靠性和系統(tǒng)正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的后果，同時(shí)大容量變壓器也是非常貴重的設(shè)備，本文重點(diǎn)介紹了變壓器的保護(hù)的容量和重要程度裝設(shè)性能良好、動(dòng)作可靠的保護(hù)。

關(guān)鍵詞：差動(dòng)保護(hù)；2瓦斯保護(hù)；過(guò)電流和過(guò)負(fù)荷保護(hù)

變壓器故障可分為油箱內(nèi)部故障和油箱外部故障。油箱內(nèi)部故障包括相間短路、繞組的匝間短路和單相接地短路；油箱外部故障包括引線及套管處會(huì)產(chǎn)生各種相間短路和接地故障。變壓器的不正常工作狀態(tài)主要由外部短路或過(guò)負(fù)荷引起的過(guò)電流、油面降低等。

對(duì)于上述故障和不正常工作狀態(tài)變壓器應(yīng)裝設(shè)如下保護(hù)：

1）為反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部各種短路和油面降低，，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。

2）為反應(yīng)變壓器繞組和引線的相間短路，以及中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)側(cè)繞組和引線的接地短路及繞組匝間短路，應(yīng)裝設(shè)縱差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)。

3）為反應(yīng)變壓器外部相間短路引起的過(guò)電流和同時(shí)作為瓦斯、縱差動(dòng)保護(hù)（或電流速斷保護(hù)）的后備應(yīng)裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)。

4）為反應(yīng)接地電流系統(tǒng)外部接地短路，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)。

5）為反應(yīng)過(guò)負(fù)荷應(yīng)裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù) 。

1 差動(dòng)保護(hù)

瓦斯保護(hù)只能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部的故障，而不能反應(yīng)油箱外絕緣套管及引出線的故障，因此，瓦斯保護(hù)不能作為變壓器唯一的主保護(hù)，對(duì)容量較小的變壓器可以在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。但是電流速斷保護(hù)不能保護(hù)變壓器的全部，故當(dāng)其靈敏度不能滿(mǎn)足要求時(shí)，就必須采用快速動(dòng)作并能保護(hù)變壓器的全部繞組，絕緣套管及引出線上各種故障的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。

在本設(shè)計(jì)中，采用由BCH-2繼電器起動(dòng)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，如表1。

為了防止外部短路引起的過(guò)電流和作為變壓器差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)的后備，變壓器應(yīng)裝設(shè)后備保護(hù)。后備保護(hù)的方案有過(guò)電流保護(hù)、負(fù)荷電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)、負(fù)序過(guò)電流保護(hù)和低阻抗保護(hù)等。

目前，已廣泛采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)流保護(hù)作為變壓器的后備保護(hù)。故在本設(shè)計(jì)也采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)流保護(hù)。

電流繼電器一次動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器額定電流整定：

=1.3； =0.85 ；

=1.3/0.85×419.90=592.8A。

對(duì)于降壓變電站低壓繼電器一次動(dòng)作電壓，應(yīng)按最低工作電壓整定。=0.9×220/1.2×1.15=143.48A。

負(fù)序電壓繼電器的一次動(dòng)作電壓，應(yīng)按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電流整定取=0.06kV ，=6.6kV。

在中性點(diǎn)直接接地的變壓器上，一般應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)接地短路的保護(hù)作為變壓器的后備保護(hù)和相鄰元件接地短路的后備保護(hù)。如果變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，其接地保護(hù)一般采用零序電流保護(hù)，保護(hù)接于中性點(diǎn)引出線的電流互感器上。所以在本設(shè)計(jì)中變壓器的接地保護(hù)采用零序電流保護(hù)。

過(guò)負(fù)荷保護(hù)反應(yīng)變壓器對(duì)稱(chēng)負(fù)荷引起的過(guò)流保護(hù)。保護(hù)用一個(gè)電流繼電器接于一相電流上，經(jīng)延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。過(guò)負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器額定電流整定，即：

式中取1.05，Kb取0.85。

高壓側(cè)：IDZ=（1.05/0.85）×40000/（31/2×230）=124.03kA

低壓側(cè)：IDZ=（1.05/0.85）×40000/（31/2×63）=452.8kA

2 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)部各種短路故障，特別是對(duì)繞組的相間短路和匝間短路。

瓦斯繼電器安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接管道中，油箱內(nèi)的氣體通過(guò)瓦斯繼電器流向油枕。目前，國(guó)內(nèi)采用的瓦斯繼電器有浮筒擋板式和開(kāi)口杯式兩種型式。在本設(shè)計(jì)中采用開(kāi)口杯式。

瓦斯保護(hù)的整定：

（1） 一般瓦斯繼電器氣體容積整定范圍為250—300m，變壓器容量在10000KVA以上時(shí)，一般正常整定值為250cm2，氣體容積值是利用調(diào)節(jié)重錘的位置來(lái)改變。

（2） 重瓦斯保護(hù)油流速度的整定

重瓦斯保護(hù)動(dòng)作的油流速度整定范圍為0.6—1.5m/s，在整定流速時(shí)均以導(dǎo)油管中的流速為準(zhǔn)。因此，本設(shè)計(jì)中，為了防止穿越性故障時(shí)瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作，可將油流速度整定在1m/S左右。

3 過(guò)電流和過(guò)負(fù)荷保護(hù)

為了判別是內(nèi)部故障還是外部故障引起后備保護(hù)的動(dòng)作，過(guò)電流保護(hù)可采用兩個(gè)時(shí)限元件相繼動(dòng)作.

一.過(guò)電流保護(hù)的整定計(jì)算

動(dòng)作電流的整定

結(jié)束語(yǔ)；本文對(duì)我國(guó)電力變壓器繼電保護(hù)裝置存在的一些故障問(wèn)題進(jìn)行了分析，并從三個(gè)方面提出了繼電保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)方案，以及在保護(hù)裝置中的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，只有做好每一步，電力變壓器才能得到保障，電力事業(yè)才能發(fā)展壯大，以達(dá)到保證電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。參考文獻(xiàn)；周培華；淺談電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)，孟廷；變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行（容量）。

（作者單位：遼寧工貿(mào)學(xué)校）