變壓器常用的繼電保護(hù)

薛瑞電氣在化工廠中的地位是很重要的，是化工廠的動(dòng)力來源。而變壓器則是電氣的最重要的部分，可以說沒有變壓器，就沒有電氣的正常運(yùn)行?？梢娮儔浩鞯恼＿\(yùn)行是很重要的。因此我們需要對(duì)變壓器的正常運(yùn)行進(jìn)行一些保護(hù)措施。想了解變壓器的保護(hù)，首先要從變壓器的故障開始說起。

變壓器的故障可分為內(nèi)部故障和外部故障。內(nèi)部故障是指變壓器油箱里面發(fā)生的故障，主要是繞組的相間短路、匝間短路或?qū)娱g短路、單相接地短路及燒壞鐵芯等。外部故障是郵箱外部的套管及引出線上的故障，可能導(dǎo)致引出線相間短路或者一相碰接變壓器外殼的單相接地短路。一：變壓器保護(hù)裝置的配置及其作用

為了限制各種故障和不正常工作狀態(tài)的影響，根據(jù)GB50062《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，變壓器一般應(yīng)配置下列保護(hù)裝置：

（1）瓦斯保護(hù)：反應(yīng)變壓器的內(nèi)部故障和油面降低的保護(hù)。

（2）差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)：反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路、中性點(diǎn)直接接地側(cè)繞組和引出線的接地短路以及繞組匝間短路。（3）過電流保護(hù)：反應(yīng)變壓器外部的短路故障，并作為變壓器的后備保護(hù)。

（4）低壓側(cè)零序電流保護(hù)：對(duì)于0.4MVA及以上，繞組為星形—星形連接低壓側(cè)中性點(diǎn)直接接地的變壓器可裝設(shè)接于低壓側(cè)中心線上的零序電流保護(hù)。

（5）過負(fù)荷保護(hù)：對(duì)于0.4MVA及以上變壓器，應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。對(duì)于三繞組變壓器，保護(hù)裝置應(yīng)能反應(yīng)各側(cè)過負(fù)荷的情況。（6）溫度保護(hù)：對(duì)于變壓器溫度升高，應(yīng)按現(xiàn)行電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)的要求，裝設(shè)溫度保護(hù)。二：變壓器保護(hù)裝置原理

1:瓦斯保護(hù)

油浸變壓器利用變壓器油作為絕緣和冷卻介質(zhì)。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，故障點(diǎn)局部產(chǎn)生高溫，使油內(nèi)的氣體被排除，變成氣泡上升；故障點(diǎn)產(chǎn)生的電弧使絕緣物和變壓器油分解而產(chǎn)生大量的氣體。氣體排出的多少，與變壓器故障的嚴(yán)重程度和性質(zhì)是有關(guān)系的，利用這種氣體的出現(xiàn)來實(shí)現(xiàn)保護(hù)的裝置，稱為瓦斯保護(hù)。

瓦斯保護(hù)有氣體繼電器來實(shí)現(xiàn)，氣體繼電器安裝在郵箱和油枕之間的連接管道中，油箱內(nèi)的氣體出現(xiàn)時(shí)都要通過氣體繼電器流向油枕。

變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，產(chǎn)生的氣體聚集在繼電器上部，迫使油面下降，使桿彈簧觸點(diǎn)閉合，發(fā)出“輕瓦斯動(dòng)作”信號(hào)。

變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，產(chǎn)生大量的氣體以及強(qiáng)烈的油流沖擊擋板。當(dāng)油流速度達(dá)到整定值時(shí)，觸點(diǎn)閉合發(fā)出“重瓦斯跳閘”脈沖，切斷變壓器電源。2：過電流保護(hù)

變壓器的過電流保護(hù)一般裝在變壓器的電源側(cè)，動(dòng)作后跳開變壓器各側(cè)的斷路器。它主要是作為變壓器外部短路引起過電流的保護(hù)，同時(shí)也作為變壓器及其出線的后備保護(hù)。變壓器過電流保護(hù)的一次動(dòng)作電流應(yīng)按躲過最大負(fù)荷電流整定，即：

Iop=Krel/Kr*Il.max

式中：Krel—可靠系數(shù)，一般取1.2-1.3

Kr—返回系數(shù)，一般取0.85

Il.max—變壓器的最大負(fù)荷電流3：電流速斷保護(hù)

電流速斷保護(hù)裝設(shè)在變壓器的電源側(cè)，作為變壓器一次繞組及其引線短路故障的速斷保護(hù)，在中小容量電力變壓器保護(hù)裝置中得到廣泛的應(yīng)用。電流速斷保護(hù)與瓦斯保護(hù)配合，可切除變壓器高壓側(cè)及其內(nèi)部的各種故障。雙繞組降壓變壓器電流速斷保護(hù)原理接線圖和過電流保護(hù)原理接線圖相似，只是電流繼電器動(dòng)作后不需經(jīng)過時(shí)間繼電器KT延時(shí)，在小電流接地系統(tǒng)中一般應(yīng)采用兩相三繼電器接線。

電流速斷保護(hù)動(dòng)作后，跳變壓器兩側(cè)斷路器，將故障移除。電流速斷保護(hù)接線簡(jiǎn)單，動(dòng)作迅速，廣發(fā)應(yīng)用中小型變壓器的保護(hù)。變壓器電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流一般按躲過變壓器二次側(cè)母線三相短路時(shí)最大短路電流整定，即：

Iop=Krel*Ik.max(3)

Krel—可靠系數(shù)，一般取1.4-1.5

Ik.max(3)—變壓器外部（二次側(cè)母線）三相短路時(shí)的最大短路電流4：差動(dòng)保護(hù)

變壓器的差動(dòng)保護(hù)，是將變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)電流的數(shù)值和相位進(jìn)行比較而構(gòu)成的保護(hù)裝置，是變壓器的主保護(hù)之一。

差動(dòng)保護(hù)是按照循環(huán)電流原理構(gòu)成的。在變壓器兩側(cè)都裝設(shè)電流互感器，其二次繞組按循環(huán)電流原理相串聯(lián)，差動(dòng)繼電器KD并接在差電流回路中。由于變壓器一次側(cè)和二次側(cè)額定電流不同，相位不一定相同，因此必須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比，注意電流互感器的接線，使得正常運(yùn)行和外部故障時(shí)兩側(cè)的互感器二次側(cè)電流大小相等，相位相反，流進(jìn)差動(dòng)繼電器的電流在理論上為零。為了使變壓器在正常運(yùn)行和區(qū)別故障時(shí)流入差動(dòng)繼電器的電流理論上為零，可在電流互感器接線和差動(dòng)保護(hù)裝置中采取不同措施予以解決。

差動(dòng)保護(hù)靈敏度高、動(dòng)作迅速、選擇性好，不需要與相鄰元件在保護(hù)整定值上配合，在電力用戶的變壓器保護(hù)中得到了廣泛的應(yīng)用。5：低壓側(cè)零序電流保護(hù)

對(duì)于電力用戶常用的低壓側(cè)電壓為400V雙繞組降壓變壓器，除利用相間短路的過電流保護(hù)作為低壓側(cè)單項(xiàng)接地保護(hù)外，還在變壓器低壓中性線上裝設(shè)零序電流保護(hù)裝置，作為變壓器低壓側(cè)的單相接地保護(hù)。

6：過負(fù)荷保護(hù)

在可能發(fā)生過負(fù)荷運(yùn)行的變壓器上，都需裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)裝置。在有人值班的情況下，過負(fù)荷保護(hù)通常作用于信號(hào)；在無(wú)人值班的情況下，過負(fù)荷保護(hù)可動(dòng)作于跳閘或斷開部分負(fù)荷。變壓器的過負(fù)荷電流，大多數(shù)情況下都是三相對(duì)稱的，因此過負(fù)荷保護(hù)只需要接入一相電流，用一個(gè)電流繼電器來實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過延時(shí)作用于跳閘或信號(hào)。二次電壓為400V的電力變壓器低壓側(cè)裝設(shè)低壓斷路器時(shí)，可利用低壓斷路器長(zhǎng)延時(shí)脫扣器達(dá)到