浅论电力变压器继电保护设计

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1、浅论电力变压器继电保护设计摘要：，在电力系统运行屮，变压器继电保护装置必须具备灵敏性和快速性，能准确反映故障，能以最短时限将故障或井常消除。预防事故和缩小事故范围，提高系统运行的可靠性，最大限度地保证向用户安全连续供电。关键词电力变压器；继电保护；设计中图分类号：S611文献标识码：A1电力变压器的故障类型及不正常状态电力变压器的故障通常可以分为油箱内部故障和油箱外部故障两种。油箱内部故障主要是指发生在变压器油箱内包括高压侧或低压侧绕组的相间短路、匝间短路、屮性点直接接地系统侧绕组的单相接地短路以及铁芯的绕损等。变压器内部故障非常危险，因为故障时产生的电弧，不仅会

2、损坏绕组的绝缘、烧坏铁芯，而且山于绝缘材料和变压器油因受热分解而产生大量的气休，有可能引起变压器油箱的爆炸，所以继电保护应快速切除这些故障。油箱外部故障最常见的主要是变压器绕组引出线和绝缘套管上发牛的相间短路和接地短路（直接接地系统侧）。变压器的不正常运行状态主耍有：变压器外部相问短路引起的过电流和外部接地短路引起的过电流和中性点过电压；负荷超过额定容量引起的过负荷；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。此外,对大容量变压器，由于其额定工作时的磁通密度接近于铁芯的饱和磁通密度，在过电压或低频率等异常运行方式下,还会发生变压器的过励磁故障。这些不正常的

3、运行状态会使绕组、铁芯和其他金属构件过热，威胁变压器绝缘。2电力变压器继电保护装置配置原则在电力系统运行中，当电力系统发生故障或异常工况时，继电保护装置应实现在最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。其配置原则如下：1.对于6.3MV•A及以上的常用工作变压器和并列运行的变压器，10MV•A及以上厂备用变压器和单独运行的变压器，以及2MV•A及以上用电流速断保护灵敏性不满足要求的变压器,应装设差动保护装置。对高压侧电压为330RV及以上的变压器，可装设双重差动保护装置。2

4、.当在变压器油箱内部发生故障（包括轻微的匝间短路和绝缘破坏引起的经电弧电阻的接地短路）时，由于故障点电流和电弧的作用，将使变压器油及其它绝缘材料因局部受热而分解产生气体，它们将从油箱流向油枕的上部。当故障严重时，油会迅速膨胀并产生大量的气体，此时将有剧烈的气体夹杂着油流冲向油枕的上部。因此，变压器应安装瓦斯保护装置。3.对由外部相间短路引起的变压器过电流，根据变压器容量和运行情况的不同以及对变压器灵敏度的耍求不同，可采用过电流保护、复合电压起动的过电流保护、负序电流和单相式低电压起动的过电流保护或阻抗保护作为后备保护、带时限动作于跳闸。3电力变床器继电保护装置设计

5、方案3.1差动保护设计变压器差动保护动作电流设计原则是将变压器两侧的电流互感器二次侧按正常时的“环流接线”，当变压器正常运行时，差动继电器屮的电流等于两侧电流互感器（CT）的二次电流之差，它近于0,差动继电器不动作，保护也不会动作。即在电流互感器二次回路端线且变压器处于最大符合时，差动保护不应动作。由于高性能计算机芯片的出现，在变压器1套保护装置中包含主保护、各侧全部后备保护的2套主变压器微机型保护装置已开发，并得到广泛应用。囚此，为反应电力变压器引出线、套管及内部短路故障，对高压侧电压为330RV及以上的变压器，可装设双重差动保护，达到反应变压器绕组和引出线的多

6、相短路及绕组匝间短路的纵联差动保护或电流速断保护作为主保护，瞬时动作于断开各侧断路器的目的。双重差动保护装置中，CT的二次绕组分配可以按下列方法进行设计：将第1套保护电流回路接原差动保护CT二次绕组，即接独立CT,旁代时需切换;第2套保护接原后备保护CT二次绕组，即接主变套管CT,旁代时不需切换。虽然旁代时第2套保护对降压变压器的高、中压侧来说，其保护范围不包括独立CT到变压器套管的引线，缩短了差动保护范I韦I,但可以保障旁代时2套保护都在运行。这样当变压器正常运行或外部故障时，差动继电器中的电流等于两侧电流互感器的二次电流之差接近于0（实际为由多种原因引起的不平

7、衡电流，山于不平衡电流小）差动保护不动作，保护也不会动作。当变压器内部（包括变压器与电流互感器之间的引线）任何一点故障时，差动继电器中的电流等于两侧电流互感器的二次电流之和为故障点短路电流，大于继电器动作电流，继电器动作，跳变压器各侧断路器切除故障，同时发动作信号，起到保护作用。3.2瓦斯保护为反应变压器油箱内部各种短路故障和油面降低，对于0.8MVA及以上的油浸式变压器均应装设瓦斯保护。瓦斯保护是变压器的主要保护，它可以反映油箱内的一切故障。包括：油箱内的多相短路、绕组匝间短路、绕组与铁芯或与外壳间的短路、铁芯故障、油面下降或漏油、分接丿「咲接触不良或导线焊接不

8、良等。瓦斯