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继电保护—变压器保护基本介绍(二)
点击次数:2047 发布时间:2017-03-15

上一篇文章我们给大家分享的是继电保护—线路保护,今天我们接着给大家分享的是变压器保护的基本介绍,一起来看看吧!

 

首先我们来介绍一下变压器的种类:

一、变压器的分类

1、按照冷却方式分:油浸式变压器、干式变压器。
2、按照用途分:整流变压器、隔离变压器、特种变压器、控制变压器、电炉变压器等。

变压器

 

3、按照每相绕组数分:有双绕组、三绕组、多绕组、和自耦式。
4、按照调压装置分:有载调压、无载调压。
5、按照相数分:单相、三相。
6、按照导线材料分:铜绕组、铝绕组。

 

接下来我们来看看变压器的故障类型及异常工作状态

二、变压器异常工作状态及故障类型

 

由于外部短路或过负荷引起的过电流、油箱漏油造成油面降低、外部接地短路引起的变压器中性点电压升高、由于绕组电压过高或频率降低引起的过励磁、变压器油温升高、冷却系统故障等。

1、变压器内部故障:指变压器油箱里面发生的各种故障,主要有:各绕组之间发生的相间短路,单相绕组部分线匝之间发生的匝间短路,单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障等。

变压器结构

 

2、变压器外部故障:指变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障,主要有:绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接地(通过外壳)短路,引出线之间发生的相间故障等。

 

三、变压器的配置保护规则

 

变压器的配置保护

 

为了防止变压器在发生各种类型故障和不正常运行时造成不应有的损失,保证电力系统连续安全运行,变压器一般装设以下继电保护装置

 

1、为反映内部各种短路故障和油面降低,容量为800KVA及以上油浸式变压器和容量为400KVA及以上车间内油浸式变压器均应装设-瓦斯保护。

2、为反映变压器绕组和引出线的相间短路,以及中性点直接接地电网侧绕组和引出线的接地短路及绕组匝间短路,应装设-纵差保护或-电流速断保护。容量为6300KVA以下并列运行的变压器以及10000KVA以下单独运行的变压器当后备保护时限大于0.5s时,应装设-电流速断保护。容量为6300KVA及以上、厂用工作变压器和并列运行的变压器、10000KVA及以上厂用备用变压器和单独运行的变压器、以及2000KVA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-纵联差动保护。

 

变压器纵差保护

 

3 、反映变压器外部相间短路并作为瓦斯保护和差动保护(或电流速断保护)后备的过电流保护(或复合电压起动的过电流保护、负序过电流保护)。
4、反映大接地电流系统中变压器外部接地短路的零序电流保护。
5、反映变压器对称过负荷的过负荷保护。
6、反映变压器过励磁的过励磁保护。

 

四、变压器的继电保护装置

 

4.1变压器的瓦斯保护

 

瓦斯保护防御变压器油箱内部各种短路故障和油面降低。
当变压器油箱内发生各种短路故障时,由于短路电流和短路点电弧的作用,变压器油和绝缘材料受热分解,产生大量气体,从油箱流向油枕上部。故障越严重,产生气体越多,流向油枕的气流和油流速度也越快,利用这种气体来实现的保护称瓦斯保护。

 

瓦斯继电器工作原理

 

轻瓦斯保护反应于气体容积,动作于信号。
重瓦斯保护反应于油流流速,动作于跳闸。
瓦斯保护可作为变压器内部故障的一种主保护,但不能作为防御各种故障的*保护。

 

4.2变压器的纵联差动保护

 

变压器分侧差动保护原理图

 

纵联差动保护用来防御变压器绕组和引出线多相短路、大接地电流系统侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路。可用作变压器的一种主保护。

 

纵联差动保护是通过比较流入和流出变压器的电流大小而构成的一种保护。其差值就是差动电流。正常运行或区外故障时,差流(经过某些补偿措施后)很小,甚至接近于零。变压器区内故障时,差流较大,可达到几倍到几十倍的额定电流,此时,应立即将变压器从系统中切除。

 

目前,变压器普遍采用的差动保护包括差动速断和比率差动,二者同时使用。

 

差动保护

 

励磁涌流的影响及消除

 

正常运行时,励磁电流仅为变压器额定电流的3%~6%。在电压突然增加的特殊情况下,例如空载投入变压器或外部短路故障切除后恢复供电等情况下,就可能产生很大的励磁电流。这种暂态过程中出现的变压器励磁电流通常称为励磁涌流。

 

励磁涌流的存在,常导致差动保护的误动作。为此,必须采取相应措施克服励磁涌流对差动保护的影响。目前,广泛采用的方法是利用涌流中的二次谐波制动。

 

变压器空载合闸时,励磁涌流中含有较大成分的二次谐波分量(一般超过20%),但在变压器内部故障或外部故障的短路电流中,二次谐波含量较小。因此,采用二次谐波制动是防止变压器差动保护误动的有效办法。

 

应注意的是,二次谐波制动的只是比率差动保护,而对差动速断保护没有影响。

 

4.3变压器的后备保护

 

变压器后备保护

 

除了瓦斯保护和差动保护以外,变压器还应装设后备保护。

 

4.4复合电压启动的过电流保护

 

复合电压启动的过电流保护

 

复合电压闭锁元件:是利用正序低电压和负序过电压反应系统故障,防止保护误动作的对称序电压测量元件。

 

复合电压闭所过流保护的灵敏性比低电压启动的过流保护灵敏度要高,虽然两种保护的动作电流都是按躲过变压器额定电流来整定,但是低电压元件是按变压器额定电压的70%左右来整定,而复合电压闭锁元件中的负序电压是按变压器额定电压的0.06~0.12倍来整定的。

 

包括低电压启动和负序电压启动。灵敏度高,接线简单,应用广泛。

 

4.5零序电流保护

 

零序电流保护

 

主变零序保护适用于110kV及以上电压等级的变压器。由主变零序电流、零序电压、间隙零序电流元件构成,根据不同的主变接地方式分别设置如下三种保护形式:中性点直接接地保护方式、中性点不直接接地保护方式、中性点经间隙接地的保护方式。

 

防御大接地电流系统中变压器外部接地短路。

 

4.6过负荷保护

 

变压器过负荷保护原理接线图

 

过负荷保护一般取三相电流,该保护在变压器保护中有三个作用:

 

(1)用于发变压器过负荷告警信号;
(2)用于启动变压器风扇冷却设备;
(3)对于有载调压变压器则还要作用于闭锁有载调压。
(4)防御变压器对称过负荷。

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