電力變壓器保護(hù)目錄★電力變壓器的故障類型和不正常工作狀態(tài)★電力變壓器保護(hù)的配置及原理一、電力變壓器的故障類型和不

正常工作狀態(tài)電力變壓器的故障類型電力變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)電力變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)

變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有變壓器外部短路引起的過電流、負(fù)荷長時(shí)間超過額定容量引起的過負(fù)荷，風(fēng)扇故障或漏油等原因引起冷卻能力的下降等。上述這些不正常運(yùn)行狀態(tài)會(huì)使繞組和鐵芯過熱。變壓器處于不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，繼電保護(hù)應(yīng)根據(jù)其嚴(yán)重程度，發(fā)出告警信號，使運(yùn)行人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的措施，以確保變壓器的安全。二、變壓器保護(hù)的配置及原理

(3)對由外部相間短路引起的變壓器過電流，根據(jù)變壓器容量和運(yùn)行情況的不同以及對變壓器靈敏度的要求不同，可采用過電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)、負(fù)序電流和單相式低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)或阻抗保護(hù)作為后備保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘(4)對110kV及以上中性點(diǎn)直接接地的電力網(wǎng)，應(yīng)根據(jù)變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行的具體情況和變壓器的絕緣情況裝設(shè)零序電流保護(hù)和零序電壓保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。

(5)為防御長時(shí)間的過負(fù)荷對設(shè)備的損壞，應(yīng)根據(jù)可能的過負(fù)荷情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作于信號。

(6)對變壓器溫度升高和冷卻系統(tǒng)的故障，應(yīng)按變壓器標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，裝設(shè)作用于信號或動(dòng)作于跳閘的裝置。變壓器保護(hù)原理

（一）變壓器的主保護(hù)

主保護(hù)：為滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇的切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)。主保護(hù)包括：差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)它用以保護(hù)變壓器內(nèi)部、套管及引出線上的各種短路故障，為實(shí)現(xiàn)這一保護(hù)，需要在變壓器兩側(cè)裝設(shè)電流互感器TA1和TA2，并按環(huán)流法連接。保證在正常負(fù)荷情況下或外部短路故障時(shí)，通過繼電器的電流為兩側(cè)電流之差，當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，通過繼電器的電流為兩側(cè)電流之和。保護(hù)動(dòng)作瞬時(shí)斷開兩側(cè)的斷路器QF1和QF2，保護(hù)的范圍為TA1和TA2之間一次回路各電氣元件。2、瓦斯保護(hù)電力變壓器通常是利用變壓器油作為絕緣和冷卻介質(zhì)。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)故障時(shí)，在故障電流和故障點(diǎn)電弧的作用下，變壓器油和其他絕緣材料會(huì)因受熱而分解，產(chǎn)生大量氣體。氣體排出的多少以及排出速度，與變壓器故障的嚴(yán)重程度有關(guān)。利用這種氣體來實(shí)現(xiàn)保護(hù)的裝置，稱為瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)可以反應(yīng)主變內(nèi)部各種故障（包括接頭過熱、局部放電、鐵芯故障等）的非電量主保護(hù)。輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作于發(fā)信號，重瓦斯保護(hù)動(dòng)作瞬時(shí)跳開各側(cè)開關(guān)。瓦斯保護(hù)原理當(dāng)變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)產(chǎn)生大量的氣體將聚集在瓦斯繼電器的上部，使油下降，當(dāng)油面降低到一定程度時(shí)，上浮筒下沉使水銀接點(diǎn)接通，發(fā)輕瓦斯動(dòng)作信號。如果是嚴(yán)重的故障時(shí)，油箱內(nèi)的壓力增大使油流沖擊擋板，擋板克服彈簧阻力，帶動(dòng)磁鐵向干簧觸點(diǎn)方向移動(dòng)使水銀接點(diǎn)閉合接通跳閘回路。瓦斯保護(hù)的范圍1）油箱內(nèi)部的相間短路故障2）繞組匝間、層間短期故障3）繞組與鐵芯與外殼間的短路故障4）鐵芯故障5）油面下降或漏油6）分接頭接觸不良等故障

3、差動(dòng)、瓦斯特點(diǎn)分析瓦斯保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，靈敏性高，能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)的各種故障。特別是能反應(yīng)輕微匝間短路。它也是油箱漏油或繞組、鐵芯燒損的唯一保護(hù)。差動(dòng)保護(hù)能反應(yīng)油箱外（變壓器套管和引出線的）故障，抗外部振動(dòng)干擾能力強(qiáng)。（二）變壓器的后備保護(hù)后備保護(hù)：主保護(hù)或開關(guān)拒動(dòng)時(shí)，用來切除故障的保護(hù)。后備保護(hù)分為遠(yuǎn)后備和近后備兩種。遠(yuǎn)后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)或開關(guān)拒動(dòng)時(shí)，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。近后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，由本電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。后備保護(hù)包括：過激磁保護(hù)、相間阻抗保護(hù)、復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)、零序電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)等。1、過激磁保護(hù)（1）變壓器在運(yùn)行過程中由于電壓升高或者頻率降低將會(huì)使變壓器工作在過勵(lì)磁狀態(tài)，此時(shí)變壓器磁通嚴(yán)重飽和，勵(lì)磁電流急劇增加并且發(fā)生畸變，產(chǎn)生高次諧波，從而使內(nèi)部損耗增大，鐵芯溫度升高，對絕緣造成破壞。另外由于鐵芯飽和之后，漏磁通增大，在主變中產(chǎn)生渦流，引起局部過熱，嚴(yán)重時(shí)可使得鐵芯變形，損害介質(zhì)。2、變壓器的阻抗保護(hù)主要是作為相鄰母線及引出線保護(hù)的后備，并用于消除斷路器與電流互感器之間差動(dòng)保護(hù)的死區(qū)。原理：阻抗保護(hù)是用低阻抗繼電器測量故障點(diǎn)與保護(hù)安裝處之間的阻抗值，即保護(hù)安裝處電壓與電流的比值。將測量阻抗與保護(hù)安裝處至保護(hù)區(qū)末端之間的整定阻抗值進(jìn)行比較，測量阻抗大于整定阻抗時(shí)，保護(hù)不動(dòng)作；而小于整定阻抗時(shí)，則保護(hù)裝置動(dòng)作，故稱低阻抗保護(hù)復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)構(gòu)成復(fù)合電壓由相間低電壓和負(fù)序電壓元件或門構(gòu)成，采用負(fù)序電壓元件可以保證在不對稱故障時(shí)有很高的靈敏度。在主變各側(cè)發(fā)生不對稱短路故障時(shí)，負(fù)序電壓的幅值不受星角變化的影響，但負(fù)序電壓不能反應(yīng)三相短路，因此采用三個(gè)相間低電壓元件作為三相短路的復(fù)壓元件。1）主變保護(hù)高、中壓側(cè)復(fù)壓元件固定取各側(cè)，低壓側(cè)復(fù)壓元件固定取本側(cè)。2）默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)版本保護(hù)復(fù)壓選取可由控制字進(jìn)行投退。4、變壓器的零序保護(hù)1）零序電流保護(hù)中性點(diǎn)直接接地變壓器設(shè)置的零序電流保護(hù)是整個(gè)電網(wǎng)接地保護(hù)組成的一部分，主要作為母線和相鄰線路主保護(hù)的后備，同時(shí)也對變壓器內(nèi)部接地故障起后備作用。中性點(diǎn)直接接地變壓器的零序電流保護(hù)及整定原則：設(shè)置兩段式零序電流保護(hù)，每段均有兩個(gè)時(shí)限，并以較短的一段時(shí)限動(dòng)作于縮小故障影響范圍(例如雙母線系統(tǒng)動(dòng)作于斷開母聯(lián)斷路器)，以較長的時(shí)限有選擇性地動(dòng)作于斷