浅谈电力变压器的继电保护

２１年第２ 期 ０１ ４
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浅谈电力变压器的继 电保护
肖伟晶 （ 县 供 电公 司 山东 单县 单
【 摘
２ ４０ ） ７ ３ ０
要】 本文介绍 了电力变压 器的常见故 障及异常运行状 态、 继电保 护配置的规程 ， 并分析 了电力变压器需要 配置的几种保护。 为了保证
电力系统安全稳定经济运行 ， 必须合 理的设 置继电保护装置 ， 并准Fra Baidu bibliotek整定各项相关定值 。
【 关键词 】 系统 ； 电力 变压器； 常见故 障； 继电保护
电力变压器是电力系统 中输配 电的主要设备 ． 如果发生故 障将会 对于两侧或三侧 电源的升压变压器或 降压变压器应装设 零序电流保 给 电力系统的正常运行及供 电可靠性带来严重 的影响。 为了保证电力 护 。 作变压 器主保 护的后备保护 ， 并作为相邻元 件的后备保护 。 变压器的安全运行 ， 事故扩 大， 防止 确保 电力系统安全稳定 的运行 ， 可 利用接地时产 生的零序电流使保 护动作的装置 ．叫零 序电流保 根据变压器的容量、 构及故 障类型装设相应 的继 电保护装置。 结 护 在 电缆线路上都采用专门的零 序电流互感器来实现接地保护 将 零序电流互感器套地三芯 电缆上 ． 电流继电器接在互感器的二次线 圈 １电力变压器常见故障及不正 常运行状态 ． 在正常运行或无 接地故障时 ． 由于电缆三相 电流 的向量之和等于 变压器油箱 内部 原副边绕组 可能发生相间短路 、 匝间短路 、 中性 上 ． 点直接接地 系统侧 绕组的单相接地短 路以及原副绕 组之间 的绝缘击 零 ． 零序互感 器二次线 圈的电流也 为零（ 只有很小 的不平衡 电流 ）故 。 零序互感器二次线 圈将 出现 穿等故障。 油箱内部故 障产生 电弧 ， 引起绝缘油 的剧烈气化 ， 可能导致 电流继电器不动作 。当发生接地故障时 ， 使 以便发出信号 或切除故 障 变压器油箱的爆炸。 油箱外部套管和引出线也可能发生相间短路 和接 较大的电流 ． 电流继 电器动作 ． ２ ． ４过负荷保护 地短路。 反应变压器对称过负荷 的过负荷保 护 ． 仅作用 于信号 变压器 的不正 常工作状态 主要有 过负荷 、外部 短路 引起 的过 电 对于 ４ ０ Ｖ ０ ｋ Ａ及 以上 的变压器 ． 当数 台并 列运行 或单 独运行并作 流、 外部接地短路 引起 的中性点过 电压、 油箱漏油 引起的油面降低 或 冷却系统 故障引起 的温度升 高等 。 为其他负荷 的备用 电源时 。应根据可 能过负荷的情况装设 过负荷保 耦变压器和多绕组变压器 ． 保护装 置应能反应公共绕组及各 ２根据情况及异 常运行 方式 ． ． 变压器一般需要配置 以下保 护 对 自 侧过负荷 的情况 。 变压器的过负荷电流 ， 在大多数 情况下 ， 都是三相对 护 称的 ， 过负荷保护只要接入一相电流 ， 故 电流继电器来实现 ， 并进过一 ２ 差动保 护或电流速断保护 ． １ 要考虑它能够反 映 利用变压器高 、 低压侧 电流大小和相位 ， 可实现差动保护。 反应 变 定的延时作用 于信号。选择保护安装在哪一侧时 ． 必要 压器引出线 、套管及 内部短路故 障的纵联差动保护或 电流速 断保 护 变压器所有各侧线 圈过负荷情况 。在无经常值班人员 的变 电所 ， 保护变压器绕组或引出线 各相 的相 间短路 、 大接地 电流系统 的接地 短 时过负荷保护可动作 于跳 闸或断开部分负荷。 ２５过励磁保护 ． 路 以及绕组匝间短路 ． 护瞬时动作于 断开变压器 的各侧 断路器 。差 保 目前的大型变压器设计 中， 了节省材料 ． 为 降低造价 ． 减少运输重 动保护不仅能够正确区分区内外故 障， 还可 以在无其他元件 的保 护配 铁心的额定工作磁通密度都设计得较高 ， 接近饱和磁密 ， 因此在过 合的情况下无延时的切除区内各种故障 ． 因此差动保护经 常作 为电气 量 ， 电压情况下 ， 易产生过励磁 。在过励磁时 ， 很容 由于铁心饱和 ， 励磁 阻 主设备的主保护被广泛应 用于各种 电气 主设备和线路 的保护 中。《 继 抗下降 ． 励磁电流增加 的很快 ． 当工作磁密达到正常磁密 的 １ － ．倍 ．１ ３ ４ 电保护和安全 自动装 置技术规程》 中对装设纵联差动保护 和电流速 断 时． 励磁电流可达 到额定 电流水平 。 其次 由于励磁电流是非正 弦波 ． 含 保护有如下规定 ： 有许多高次谐波分量 ． 而铁心和其他金属构件的涡流损耗与频率 的平 ２ ． 对 ６ Ｍ Ａ 以下厂 用变 压器 和并 列运 行 的变压 器 ．以及 ．１ １ ． Ｖ ３ 可引起铁心 、 金属构件 、 绝缘材 料的严重过热 ， 若过励磁倍 １Ｍ Ａ以下厂用备用变压器和单独运行 的变压器 ．当后备保 护时间 方成正 比． ０Ｖ 数较高 ， 时间过长 ． 持续 可能使变压器损坏 因此 ， 高压侧为 ５ ０ Ｖ的 ０ｋ 大于 ０５ 时 ． 装设 电流速断保护 。 ．ｓ 应 变压器宜装设 过励磁保护 。 ２１ ．． ６３ ２对 ．ＭＶＡ及 以上厂用 工作 变压器 和并列运 行 的变压器 ． 装设变压器过励磁保护 的目的是为 了检测变压器的过励磁情况 ． １ Ｍ Ａ及 以上厂用备用变压器 和单独 运行 的变压器 ．以及 ２ Ｖ ０Ｖ Ｍ Ａ及 以上用电流速断保 护灵敏性不符合要求 的变压器 ． 应装设纵联差 动保 及时发出信号 或动作 于跳 闸．使变压器的过励 磁不超过允许 的限度 ． 防止变压器因过励磁 而损坏 。 护。 ２ ． ６瓦斯保护 ２ ． 对高压 侧电压为 ３ ０ Ｖ及 以上变压器 ．可装设双重纵联 差 ．３ １ ３ｋ 瓦斯保护是反应 变压器内部气体 的数量和流动 的速度 而动作 的 动保护。 保护 ． 保护变压器油箱 内各种短路故 障 ． 特别是绕组 的相 间短路和 匝 ２１ 对于发电机变压器组 ， ．４ ． 当发 电机 与变压 器之间有断路器 时 ． 应瞬时动作于信 发电机装设 单独的纵联差 动保护 。 当发 电机与变压器之间没有断路 器 间短路 当油箱内故 障产生轻微瓦斯或油面下降时 ． 当油箱 内故 障严重时 ， 产生的气体量非常大 ， 气体流和油流相互夹 时 ．０ Ｍ Ａ及 以下发 电机与 变压 器组共 用纵 联差 动保 护 ；０ Ｍ Ａ 号 ： １０ Ｖ １０ Ｖ 杂着冲向油枕上部 ． 由于压强 的作用 ， 继电器内部 的油面降低 ， 瓦斯保 以上发 电机 ． 除发电机变压器共用 纵联差动保护外 ， 发电机还应单 独 瞬时断开变压器各侧的断路器 。 继电保护和安全 自动装 置技 《 装设纵联差 动保 护。对 ２ ０ ３ ０ ０ ～ ０ ＭＶＡ的发 电机变 压器组亦可在 变压 护启动 ， 术规程》 规定 ．．ＭＶ ０４ Ａ及 以上 车间内油浸式变压器和 ０８ Ａ及 以上 ＭＶ 器上增设单独的纵联差动保护 ， 即采用双重快 速保护 。 油浸式变压器 ． 均应装设 瓦斯保护 。 ２２过电流保护 ． 瓦斯保护具有可靠 、 灵敏和速动性 ， 但只能反应油箱 内部 的故 障 ， 电网中发生相间短路故障时 ， 电流会突然增大 ， 电压突然下降 ， 过 所 流保护就是按线路选择性的要求 ， 电流继 电器 的动作 电流的。过 不能反应引出线的故障。有 时还会受到一些外界 因素 的影响 ， 以还 整定 电流保护可作为瓦斯保护和差动保 护或 电流速 断保护 的后备保 护 ． 反 需要设置其他后备保 护。 ２ 压力保 护 ． ７ 应变压器外部相间短路。一般过 电流保护宜用 于降压变压器 ： 电 复合 压力保护也是变压器油箱 内部故障 的主保护 ． 当变压器 内部故 障 压起动 的过 电流保 护 ， 宜用 于升压变压器 、 系统联 络变压器 和过 电流 温度升高 ， 油膨胀压力增高 ， 弹簧带动继电器触点 ， 使触点 闭合 ， 作 保护不满足灵敏性要求的降压变压器 ： 负序 电流和单相式低 电压起 动 时 ， 用于切除变压器 过 电流保护 ， 可用于 ６ Ｍ Ａ及 以上升压变压器 ： ３Ｖ 对于升压变压器 、 系 ２ 温度及 油位保护 ． ８ 统联络变压器 ，当采 用过 电流保护不能满足灵敏性和选择性要求 时 ． 温度保护包括油 温和绕组温度保 护．当变压器 温度升高到预先设 可采用阻抗保护 定的温度时 ．温度保护发生告警信号 。并投入启 动变压器的备用冷却 ２ 零序电流保护 ． ３ 反应大 接地 电流 系统 中变压 器外部 接地短 路 的零 序电 流保护 器。 油位保 护反应油箱 内油位异常的保护 。 行时 ，下转第 ２ ４ ） 运 （ ６页 １０Ｖ及以上大接地 电流系统中 ，如果变压器 中性点可能接地运行 ． １ｋ