【文章內(nèi)容簡介】 2 =?10?237100= X*3 = X*4 =Ndk S SU10000 ? = 6300100 3? ?? = K1 X*)1(??K= X*1 + X*2 =+= I )3(1?K =* )1(1??kdXI = KA= I )3(39。k =I )3(? =I )3(1?k = i )3(sh = I )3(39。k = I )3(sh = I )3(39。k = S )3(1?k =* )1(??kdXS = MV A= A K2 X*)2(??K= X*1 + X*2 + X*3 // X*4 =+ I )3( 2?K =* )2(2??kdXI =I )3(39。k =I )3(? =I )3(1?k = i )3(sh = I )3(39。k = I )3(sh = I )3(39。k = 20 S )3(2?k =* )2(??kdXS = MV A= A 折算到 35KV側(cè) : Id21max= I 1d / X*)2(??K=(KA) 最小運行方式： 短路電流計算圖 等效 電路 圖 取基準值： Sd =100MV A ， U1c =37KV ， U2C = I1d = 13 cdUS = 373100? = I2d = 23 cdUS = ? = X*1 = ocdSS =250100 = X*2 =?10?237100= X*3 = X*4 =Ndk S SU10000 ? = 6300100 3? ?? = K1 21 X*)1(??K= X*1 + X*2 =+= I )3(1?K =* )1(1??kdXI = KA= I )3(39。k =I )3(? =I )3(1?k = i )3(sh = I )3(39。k = I )3(sh = I )3(39。k = S )3(1?k =* )1(??kdXS = MV A= A K2 X*)2(??K= X*1 + X*2 + X*3 =+= I )3( 2?K =* )2(2??kdXI =I )3(39。k =I )3(? =I )3(1?k = i )3(sh = I )3(39。k = I )3(sh = I )3(39。k = S )3(2?k =* )2(??kdXS = MV A= A 折算到 35KV側(cè) : Id21max= I 1d / X*)2(??K=(KA) 變壓器的故障和不正常運行狀態(tài) 分析 變壓器的內(nèi)部故障可以分為油箱內(nèi)和油箱外故障兩種。油箱內(nèi)的故障 主要是指發(fā)生在變壓器 油 箱內(nèi) 包括 高壓側(cè)或低壓側(cè) 繞組的相間短路、匝間短路 、中性點直接接地系統(tǒng)側(cè)繞組的單相 接地短路以及鐵心的燒損等，對變壓器來講，這些故障都是十分危險的，因為油箱內(nèi)故障時產(chǎn)生的電弧，將引起絕緣物質(zhì)的劇烈汽化，從而可能引 起爆炸，因此，這些故障應(yīng)該盡快加以切除。油箱外的故障，主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路和接地短路 (直接接地系統(tǒng)側(cè) )。 而油箱內(nèi)發(fā)生相間短路的情況比較少。 22 變壓器的不正常運行狀態(tài)主要有： 變壓器外部相間短路引起的過電流和外部接地短路引起的過電流和中性點過電壓；由于負荷 長時間 超過額定容量引起的過負荷以及由于漏油等原因而引起的油而降低 或冷卻系統(tǒng)故障引起的溫度升高； 對大容量變壓器，由于其額定工作時的磁通密度相當接近于鐵心的飽和磁通密度，因此在過電壓或低頻率等異常運行方式下，還會發(fā)生變壓器的過勵磁故障。 變壓器處于不正常 運行狀態(tài)時，繼電器應(yīng)根據(jù)其嚴重程度，發(fā)出警告信號，使工作人員及時發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的措施，以確保變壓器安全。 電力變壓器的保護方案分析 變壓器油 箱內(nèi)部發(fā)生故障時，除了變壓器各側(cè)電流、電壓變化外，油箱內(nèi)的油、氣、溫度等非電量也會發(fā)生變化。因此，變壓器的保護也就分為電量保護和非電量保護兩種。非電量保護裝設(shè)在變壓器內(nèi)部。線路保護中采用的許多保護如過電流保護，縱差保護等在變壓器的電量保護中都有應(yīng)用，但在配置上有區(qū)別。根據(jù)上述故障類型和不正常工作狀態(tài)，對變壓器應(yīng)裝設(shè)下列保護。 瓦斯保護 對變壓器內(nèi)部的各種故障及 油面降低，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護。對 800KVA 及以上油浸式變壓器和 400KVA 及以上車間 內(nèi) 油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護。當油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降，應(yīng)瞬時動作于信號；當產(chǎn)生大量瓦斯時，應(yīng)動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 縱差保護或電流速斷保護 對變壓器繞組導(dǎo)管及引出線上的故障，應(yīng)根據(jù)容量不同，裝設(shè) 縱差保護或電流速斷保護。保護瞬時動作，斷開變壓器各側(cè)斷路器。 （ 1）對 及以上并列運行的變壓器和 10MVA 單獨運行的變壓器以及 以上廠用變壓器應(yīng)裝設(shè)縱差保護。 （ 2）對 10MVA 以下廠用備 用電壓器和單獨運行的變壓器，當后備保護時間大于 時，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護。 （ 3）對 2MVA 及以上用電流速斷保護靈敏性不符合要求的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱差保護。 （ 4） 對高壓側(cè)電壓為 330KV 及以上的變壓器，可裝設(shè)雙差動保護 外部相間短路時，應(yīng)采用的保護 對于外部相間短路引起的變壓器過電流，應(yīng)采用下列保護作為后備保護。 23 （ 1） 過電流保護，一般用于降壓變壓器，保護裝置的整定值應(yīng)考慮事故狀態(tài)下可能出現(xiàn)的過負荷電流； （ 2） 復(fù)合電壓起動的過電流保護。一般用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器及過電流保護靈敏度不滿足要 求的降壓變壓器上； （ 3） 負序電流及單相式低電壓起動的過電流保護，一般用于容量為 63MVA及以上的升壓變壓器； （ 4） 阻抗保護，對于升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，當采用第（ 2）、（ 3）的保護不能滿足靈敏度和選擇性要求時，可采用阻抗保護。對 500kV 系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器高、中壓側(cè)均應(yīng)裝設(shè)阻抗保護。保護可帶兩段時限，以較短的時限用于縮小故障影響范圍；較長的時限用于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 外部接地短路時，應(yīng)采用的保護 對中性點直接接地電力網(wǎng)內(nèi)，由外部接地短路引起過電流時，如變壓器中性點接地運行，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護。零 序電流保護可由兩段組成，每段可各帶兩個時限，并均以較短的時限動作于縮小故障影響范圍，或動作于本側(cè)斷路器，以較長的時限動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 對自耦變壓器和高、中壓側(cè)中性點都直接接地的三繞組變壓器，當有選擇性要求時，應(yīng)增設(shè)零序方向元件。 當電力網(wǎng)中部分變壓器中性點接地運行，為防止發(fā)生接地短路時，中性點接地的變壓器跳開后，中性點不解地的變壓器（低壓側(cè)有電源）仍帶接地故障繼續(xù)運行，應(yīng)根據(jù)具體情況，裝設(shè)專用的保護裝置，如零序過電壓保護，中性點裝放電間隙加零序電流保護等。 過負荷保護 對 400kVA 以上的變壓 器，當數(shù)臺并列運行，或單獨運行并作為其他負荷的備用電源時，應(yīng)根據(jù)可能過負荷的情況，裝設(shè)過負荷保護。過負荷保護接于一相電流上，并延時作用于信號。對于無經(jīng)常值班人員的變電站，必要時過負荷保護可動作于自動減負荷或跳閘。 過勵磁保護 高壓側(cè)電壓為 500kV 及以上的變壓器，對頻率降低和電壓升高而引起的變壓器勵磁電流的升高，應(yīng)裝設(shè)過勵磁保護。在變壓器允許的過勵磁范圍內(nèi)，保護作用于信號，當過勵磁超過允許值時，可動作于跳閘。過勵磁保護反應(yīng)于實際工作磁密和額定工作磁密之比（稱為過勵磁倍數(shù)）而動作。 其他保護 24 對變壓器溫度及 油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)按現(xiàn)行變壓器標準的要求，裝設(shè)可作用于信號或動作于跳閘的裝置。 電力變壓器的保護方案確定 變壓器為變電所的核心設(shè)備，根據(jù)其故障和不正常運行的情況，從反應(yīng)各種不同故障的可靠、快速、靈敏及提高系統(tǒng)的安全性出發(fā)，設(shè)置相應(yīng)的主保護、異常運行保護和必要的輔助保護 。于本設(shè)計而言， 因為容量關(guān)系不采用速斷保護，采用瓦斯保護，過電流保護采用定時限過流保護，高壓側(cè)電壓沒有 5000KV 故不采用勵磁保護。具體情況 如下： 1． 主保護：瓦斯保護（以防御變壓器內(nèi)部故障和油面降低）、縱差動保護（以防 御變壓器繞組、套管和引出線的相間短路）。 2． 后備保護：過電流保護（以反應(yīng)變壓器外部相間故障）、過負荷保護（反應(yīng)由于過負荷而引起的過電流）。 25 第三章 電力變壓器的保護原理 電力變壓器的保護原理分析 瓦斯保護 原理 瓦斯保護是變壓器內(nèi)部故障主要保護元件，對變壓器匝間和層間短路、鐵芯故障、套管內(nèi)部故障、繞組內(nèi)部斷線及絕緣劣化和油面下降等故障均能靈敏動作。當油浸式變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，電弧將使絕緣材料分解并產(chǎn)生大量氣體，其強烈程度隨故障嚴重程度不同而不同。瓦斯保護就是利用反應(yīng)氣體狀態(tài)瓦 斯繼電器（又稱氣體繼電器）來保護變壓器內(nèi)部故障。 瓦斯保護繼電器內(nèi)，上部是一個密封浮筒，下部是一塊金屬檔板，兩者都裝有密封水銀接點。浮筒和檔板可以圍繞各自軸旋轉(zhuǎn)。正常運行時，繼電器內(nèi)充滿油，浮筒浸油內(nèi)，處于上浮位置，水銀接點斷開；檔板則本身重量而下垂，其水銀接點也是斷開。當變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，氣體產(chǎn)生速度較緩慢，氣體上升至儲油柜途中首先積存于瓦斯繼電器上部空間，使油面下降，浮筒隨之下降而 26 使水銀接點閉合，接通延時信號，這就是所謂 “ 輕瓦斯 ” ；當變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴重故障時，則產(chǎn)生強烈瓦斯氣體，油箱內(nèi)壓力 瞬時突增，產(chǎn)生很大油流向油枕方向沖擊，因油流沖擊檔板，檔板克服彈簧阻力，帶動磁鐵向干簧觸點方向移動，使水銀觸點閉合，接通跳閘回路，使斷路器跳閘，這就是所謂 “ 重瓦斯 ” 。重瓦斯動作，立即切斷與變壓器連接所有電源，避免事故擴大，起到保護變壓器作用。 瓦斯繼電器有浮筒式、檔板式、開口杯式等不同型號。目前大多采用 QJ80型繼電器，其信號回路接上開口杯，跳閘回路接下檔板。所謂瓦斯保護信號動作，即指因各種原因造成繼電器內(nèi)上開口杯信號回路接點閉合，光字牌燈亮。 瓦斯保護是變壓器主要保護，它 可以反映油箱內(nèi)一切故障。包括：油箱內(nèi)多相短路、繞組匝間短路、繞組與鐵芯或與外殼間短路、鐵芯故障、油面下降或漏油、分接開關(guān)接觸不良或?qū)Ь€焊接不良等。瓦斯保護動作迅速、靈敏可靠結(jié)構(gòu)簡單。它不能反映油箱外部電路（如引出線上）故障，不能作為保護變壓器內(nèi)部故障唯一保護裝置。另外，瓦斯保護也易一些外 界因素（如震）干擾下誤動作，對此必須采取相應(yīng)措施。 瓦斯繼電器安裝變壓器到儲油柜連接管路上，安裝時應(yīng)注意： 首先將氣體繼電器管道上碟閥關(guān)嚴。如碟閥關(guān)不嚴或有其他情況，必要時可放掉油枕中 油，工作中大量油溢出。 新氣體繼電器安裝前，應(yīng)檢查有無檢驗合格證明，口徑、流速是否正確，內(nèi)外部件有無損壞，內(nèi)部如有臨時綁扎要拆開，最后檢查浮筒、檔板、信號和跳閘接點動作是否可靠，并關(guān)好放氣閥門。 氣體繼電器應(yīng)水平安裝，頂蓋上標示箭頭方向指向油枕，工程中允許繼電器管路軸線方向往油枕方向一端稍高，但與水平面傾斜不應(yīng)超過 4%. 打開碟閥向氣體繼電器充油，充滿油后從放氣閥門放氣。如油枕帶有膠囊，應(yīng)注意充油放氣方法，盡量減少和避免氣體進入油枕。 進行保護接線時，應(yīng)防止接 錯和短路，避免帶電操作，同時要防止使導(dǎo)電桿轉(zhuǎn)動和小瓷頭漏油。 投入運行前，應(yīng)進行絕緣搖測及傳動試驗。 氣體繼電器安裝使用前應(yīng)作如下一些檢驗項目和試驗項目： 一般性檢驗項目： 玻璃窗、放氣閥、控針處和引出線端子等完整不滲油，浮筒、開口杯、玻璃窗等完整無裂紋。 試驗項目 密封試驗：整體加油壓（壓力為 20mPa，持續(xù)時間為 1h）試漏，應(yīng)無滲透漏。 端子絕緣強度試驗：出線端子及出線端子間耐受工頻電壓 2021v，持續(xù) 1min，也可用 2500v 兆歐表搖測絕緣電阻，搖測 1min 代替工頻耐壓，絕緣電阻應(yīng) 300mΩ 以上。 輕瓦斯動作容積試驗：當殼內(nèi)聚積 250∽ 300cm3 空氣時，輕瓦斯應(yīng)可靠動作。 重瓦斯動作流速試驗。 27 電力變壓器運行規(guī)程 DL/T57295（以下簡稱 “ 規(guī)程 ” ）規(guī)定變壓器日常巡視項目中首先應(yīng)檢查氣體繼電器內(nèi)有無氣體，對氣體巡視應(yīng)注意以下幾點： 氣體繼電器連接管上閥門應(yīng)打開位置。 變壓器呼吸器應(yīng)正常工作狀態(tài)。 瓦斯保護 連接片投入應(yīng)正確。 油枕油位應(yīng)合適位置，繼電器內(nèi)充滿油。 氣體繼電器防水罩一定牢固。 繼電器接線端子處不應(yīng)滲油，且應(yīng)能防止雨、雪、灰塵侵入，電源及其二次回路要有防水、防油和防凍措施，并要春秋二季進行防水、防油和防凍檢查。 變壓器正常運行時，瓦斯繼電器工作無任何異常。瓦斯繼電器運行狀態(tài)，規(guī)程中對其有如下規(guī)定：