论电力变压器的继电保护

上传者：网友
|

翻新时间：2023-01-24

收藏到账号

全屏

论电力变压器的继电保护

【摘要】电力系统的安全运行是保证各项事业发展的重要保证，但是电力变压器在运行中往往会出现很多故障，这对电力系统会造成重要影响。如果大大容量变压器受损，对系统而言可以说是十分可怕的。随着我国科技的不断进步，电力系统对继电保护的要求也越来越高，如何提高继电保护装置的功能，是摆在我们面前的重要课题。

【关键词】继电保护；电力变压器；运行

1.电力变压器的常见故障和非正常运行状态

绕组及其引出线的相间短路和中性点直接接地侧的单相接地短路；绕组的匝间短路；外部短路引起的过电流；中性点直接接地系统中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；过负荷；油面降低；变压器温度过高或油箱压力升高或冷却系统故障。

2.电力变压器继电保护装置的配置原则

（1）针对变压器内部的各种短路及油面下降应装设瓦斯保护，其中轻瓦斯瞬时动作于信号，重瓦斯瞬时动作于断开各侧断路器。

（2）应装设反应变压器绕组和引出线的多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。

（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要求不同，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。

（4）对110kV及以上中性点直接接地的电力网，应根据变压器中性点接地运行的具体情况和变压器的绝缘情况装设零序电流保护和零序电压保护，带时限动作于跳闸。

（5）为防御长时间的过负荷对设备的损坏，应根据可能的过负荷情况装设过负荷保护，带时限动作于信号。

（6）对变压器温度升高和冷却系统的故障，应按变压器标准的规定，装设作用于信号或动作于跳闸的装置。

3.继电保护的特点

3.1可靠性

配置的合理、质量技术性能优良的继电保护装置以及正常的运行维护和管理来保证继电保护的可靠性。220kV及以上电网的所有运行设备都必须由两套交、直流输入、输出回路相互独立，并分别控制不同断路器的继电保护装置进行保护。当其中一套继电保护装置或任一组断路器失控时，能由另一套继电保护装置操作另一组断路器控制故障。

3.2灵敏性

灵敏性是指设备或线路发生金属性短路时，保护装置的灵敏系数应有一定的水平。对于110kV线路，考虑到在可能的高电阻接地故障情况下的动作灵敏度要求，通常来说其最末一段零序电流保护的电流暂定值不应大于300A（一次值）。

3.3 速动性

速动性是指为提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等，保护装置应尽快地切除短路故障。一般从装设速动保护（如高频保护、差动保护）、充分发挥零序接地瞬时段保护及相间速断保护的作用、减少继电器固有动作时间和断路器跳闸时间等方面入手来提高速动性。

3.4 电变器保护措施

（1）瓦斯保护。瓦斯保护是反应变压器油箱内部气体的数量和流动的速度而动作的保护，保护变压器油箱内各种短路故障，特别是对绕组的相间短路和匝间短路。瓦斯继电器是构成瓦斯保护的主要元件，它安装在油箱与油枕之间的连接管道上。气体继电器的两个输出触点为：一个是反映变压器内部反常情况或较小故障的“轻瓦斯”；另一个反映出严重故障的“重瓦斯”。轻瓦斯起信号作用，能使操作人员迅速发现情况并尽快处理；重瓦斯用于跳开变压器各侧断路器。瓦斯保护动作后，操作人员应从排气口将气体进行收集并分析。保护的原因和故障性质，将根据气体的颜色、数量、化学成分等来决定。

（2）过负荷保护。通常情况下，变压器过负荷是三相对称的，故保护装置只采用一只电流继电器接于一相上，并且经一定时间延长动作于信号。双绕组变压器，过负荷保护应装在主电源侧。单侧电源三绕组降压变压器，若三侧绕组容量相同，过负荷保护装在电源侧；若三侧绕组容量不相同，则只有电源侧和绕组容量较小的一侧装设过负荷保护。两侧电源的三绕组降压变压器或联络变压器，三侧均装设过负荷保护。

（3）过励磁保护。对于高压侧为500kV的变压器的额定磁密近于饱和密度，频率降低或电压升高时容易引起变压器过励磁，导致铁心饱和，励磁电流剧增，铁心温度上升，严重过热会使变压器绝缘劣化，寿命降低，最终造成变压器损坏，故需装设过励磁保护。