电力变压器继电保护的选择

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1、第一章电力变压器继电保护的选择1.1概述电力变压器室电力系统中大量使用的重要电气设备，它的安全运行是电力系统可靠工作的必要条件。虽然它没有旋转部件，运行可靠性较高，结构简单，但在实际运行中仍然会发生故障和不正常的工作状态。变压器的故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障。油箱内部故障包括绕组的相间短路、绕组的匝间短路、直接接地系统侧绕组的接地短路。变压器发生油箱内部短路是十分危险的，因为故障点的高温电弧不仅会烧坏绕组绝缘和铁芯，而且可能由于绝缘材料和变压器在高温电弧作用下强烈气化引起油箱爆炸。油箱外部故障包括油箱外部绝缘套管，引出线上发生相间短路或者一相碰接箱

2、壳（或称直接接地短路）。变压器的异常工作状态有由外部短路引起的过电流；过负荷；油箱漏油油位下降和冷切系统故障等。对于变压器的故障和异常工作状态，根据《继电保护和安全自动装置技术规程》的规定。变压器的保护有绕组及其引出线的相间短路和中性点直接接地或者经小电阻接地侧的接地短路、绕组的匝间短路、外部相间短路引起的过电流、中性点直接接地或经小电阻接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压、过负荷、过励磁、中性点非有有效接地侧的单相接地故障、油面下降、变压器油温、绕组温度过高及油箱压力过高和冷切系统故障。1.2变压器继电保护的综述1.2.1电力变压器的异常工

3、作状态变压器处于不正常运行状态时，继电器应根据其严重程度，发出警告信号，使运行人员及时发现并采取相应措施，以保安全。变压器不正常工作状态主要有：1.由于外部短路引起的过电流；2.由于电动机自起动或并联工作的变压器被断开及尖峰负荷等与原因引起的过负荷；3.外部接地短路引起的中性点过电压；4.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；5.大容量变压器在过电压或低频等异常运行工况下导致变压器过励磁，引起铁芯和其他金属构件过热。1.2.2变压器的故障电力变压器是电力系统中大量使用的重要电气设备，他的故障给供电可靠性和系统的正常运行带来严重的后果，同时大容

4、量变压器也是非常贵重的元件，因此，必须根据变压器的容量和重要程度装设性能良好的、动作可靠的保护元件。电力变压器的故障分为内部和外部两种故障。内部故障指变压器油箱里面发生的各种故障，主要靠瓦斯和差动保护动作切除变压器；外部故障指油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，一般情况下由差动保护动作切除变压器。速动保护（瓦斯和差动）无延时动作切除故障变压器，设备是否损坏主要取决于变压器的动稳定性。而在变压器各侧母线及其相连间隔的引出设备故障时，若故障设备未配保护（如低压侧母线保护）或保护拒动时，则只能靠变压器后备保护动作跳开相应开关使变压器脱离故障。因后备保护带

5、延时动作，所以变压器必然要承受一定时间段内的区外故障造成的过电流，在此时间段内变压器是否损坏主要取决于变压器的热稳定性。因此，变压器后备保护的定值整定与变压器自身的热稳定要求之间存在着必然的联系[2]。1.2.3电力变压器的保护方式主变压器的型号是SF7-12500/110，根据其型号可以知道此变压器为三相变压器，冷却方式为风冷，自然循环，无励磁调压，油变压器，其容量为12.5KVA,额定电压110KV。根据主变压器的上面参数、《继电保护与安全自动装置技术规程》和《电力工程设计手册》可以确定其所需的主保护有差动保护和瓦斯保护，后备保护为过电流保护、复合电压

6、启动的过电流保护、过负荷保护、接地保护。1.3差动保护差动保护能正确区分被保护元件保护区内、外故障，并能瞬时切除保护区内的故障。容量在10MVA及以上的变压器应装设纵差保护，用以反应变压器内部绕组、绝缘套管及引出线相间短路、中性点直接接地电网侧绕组和引出线的接地短路以及绕组匝间短路。1.3.1变压器差动保护基本原理电力变压器可能发生的内部故障包括：各侧绕组的相间短路故障，中性点直接接地的变压器的单相接地短路，绕组的匝间短路等。变压器内部的各种短路都将产生电弧，引起主绝缘烧毁，绝缘油分解，内部油压增大，有可能引起油箱爆炸起火。因此，对变压器内部故障应尽快切除

7、。纵差动保护是电力变压器的主保护，由于变压器在电力系统中占有重要地位，纵差动保护必须满足如下要求：1.动作速度快，一般动作时间不能大于30ms。2.在变压器过励磁时，纵差动保护不应该动作。3.能反应保护区内各种相间和接地短路故障。4.在变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复期间产生励磁涌流时不应误动作。5.发生外部故障时电流互感器饱和应可靠不动作。6.保护区内故障时，电流互感器饱和，纵差动保护不应拒动或延时动作。7.保护区内发生短路故障，在短路电流中含有谐波分量时，纵差动保护不应拒动或延时动作。按照反应电流和电压量变化构成的保护装置，测量元件限于装设在被保

8、护元件的一侧，无法区别保护范围末端和相邻范围始端的故障。为了保证动