【文章內容簡介】 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)。而油箱內發(fā)生相間短路的情況比較少。 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，繼電器應根據其嚴重程度，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部發(fā)生故障時，除了變壓器各側電流、電壓變化外，油箱內的油、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。非電量保護裝設在變壓器內部。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用，但在配置上有區(qū)別。根據上述故障類型和不正常工作狀態(tài)，對變壓器應裝設下列保護。瓦斯保護對變壓器內部的各種故障及油面降低，應裝設瓦斯保護。對800KVA及以上油浸式變壓器和400KVA及以上車間內油浸式變壓器，均應裝設瓦斯保護。當油箱內故障產生輕微瓦斯或油面下降，應瞬時動作于信號；當產生大量瓦斯時，應動作于斷開變壓器各側斷路器。縱差保護或電流速斷保護對變壓器繞組導管及引出線上的故障，應根據容量不同，裝設縱差保護或電流速斷保護。保護瞬時動作，斷開變壓器各側斷路器。（1） 。（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 ，應裝設電流速斷保護。（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，應裝設縱差保護。（4）對高壓側電壓為330KV及以上的變壓器，可裝設雙差動保護外部相間短路時，應采用的保護對于外部相間短路引起的變壓器過電流，應采用下列保護作為后備保護。（1） 過電流保護，一般用于降壓變壓器，保護裝置的整定值應考慮事故狀態(tài)下可能出現(xiàn)的過負荷電流；（2） 復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)絡變壓器高、中壓側均應裝設阻抗保護。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斷路器。外部接地短路時，應采用的保護對中性點直接接地電力網內，由外部接地短路引起過電流時，如變壓器中性點接地運行，應裝設零序電流保護。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，或動作于本側斷路器，以較長的時限動作于斷開變壓器各側斷路器。對自耦變壓器和高、中壓側中性點都直接接地的三繞組變壓器，當有選擇性要求時，應增設零序方向元件。當電力網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（低壓側有電源）仍帶接地故障繼續(xù)運行，應根據具體情況，裝設專用的保護裝置，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，應根據可能過負荷的情況，裝設過負荷保護。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，應裝設過勵磁保護。在變壓器允許的過勵磁范圍內，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。其他保護對變壓器溫度及油箱內壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障，應按現(xiàn)行變壓器標準的要求，裝設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備，根據其故障和不正常運行的情況，從反應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)，設置相應的主保護、異常運行保護和必要的輔助保護。于本設計而言，因為容量關系不采用速斷保護，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（以反應變壓器外部相間故障）、過負荷保護（反應由于過負荷而引起的過電流）。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、套管內部故障、繞組內部斷線及絕緣劣化和油面下降等故障均能靈敏動作。當油浸式變壓器內部發(fā)生故障時，電弧將使絕緣材料分解并產生大量氣體，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氣體狀態(tài)瓦斯繼電器（又稱氣體繼電器）來保護變壓器內部故障。 　　瓦斯保護繼電器內，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。正常運行時，繼電器內充滿油，浮筒浸油內，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。當變壓器內部發(fā)生輕微故障時，氣體產生速度較緩慢，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”；當變壓器內部發(fā)生嚴重故障時，則產生強烈瓦斯氣體，油箱內壓力瞬時突增，產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，它可以反映油箱內一切故障。包括：油箱內多相短路、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、分接開關接觸不良或導線焊接不良等。瓦斯保護動作迅速、靈敏可靠結構簡單。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，安裝時應注意： 　　。如碟閥關不嚴或有其他情況，必要時可放掉油枕中油，工作中大量油溢出。 　　，應檢查有無檢驗合格證明，口徑、流速是否正確，內外部件有無損壞，內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，并關好放氣閥門。 　　，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超過4%. 　　，充滿油后從放氣閥門放氣。如油枕帶有膠囊，應注意充油放氣方法，盡量減少和避免氣體進入油枕。 　　，應防止接錯和短路，避免帶電操作，同時要防止使導電桿轉動和小瓷頭漏油。 　　，應進行絕緣搖測及傳動試驗。 　　 　　氣體繼電器安裝使用前應作如下一些檢驗項目和試驗項目： 　?。?　　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。 　　 　　：整體加油壓（壓力為20mPa，持續(xù)時間為1h）試漏，應無滲透漏。 　?。撼鼍€端子及出線端子間耐受工頻電壓2000v，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300mΩ以上。 　?。寒敋染鄯e250∽300cm3空氣時，輕瓦斯應可靠動作。 　　。 　　 　　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檢查氣體繼電器內有無氣體，對氣體巡視應注意以下幾點： 　　。 　　。 　　。 　　，繼電器內充滿油。 　　。 　　，且應能防止雨、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： 　　，有載分接開關瓦斯保護接于跳閘。 　　： 　　，當其中一臺轉入備用，則應將備用變壓器重瓦斯改接信號。 　　、補油、換潛油泵或更換凈油器吸附劑和開閉瓦斯繼電器連接管上閥門時。 　　。 　　，其他所有方打開放氣、放油和進油閥門時。 　　，需要打開放氣或放油閥門時。 　　，應變壓器具體情況和氣體繼電器抗震性能確定重瓦斯保護運行方式。震引起重瓦斯保護動作停運變壓器，投運前應對變壓器及瓦斯保護進行檢查試驗，確認無異常后，方可投入。 　　 　　： 　　、加油或冷卻系統(tǒng)不嚴密空氣進入變壓器。 　　 　　 　　。穿越性故障電流作用下，油隙間油流速度加快，當油隙內和繞組外側產生壓力差變化大時，氣體繼電器就可能誤動作。穿越性故障電流使繞組動作發(fā)熱，當故障電流倍數(shù)很大時，繞組溫度上升很快，使油體積膨脹，造成氣體繼電器誤動作。 　　。 　　以上所述因素均可能引起瓦斯保護