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關(guān)鍵詞 電力變壓器；二次回路；瓦斯保護(hù)；定時限過電流
中圖分類號：TM4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671—7597（2013）021-085-02
電力變壓器是電力系統(tǒng)變配電的重要設(shè)備，它的故障對配電的穩(wěn)定、可靠和系統(tǒng)的正常運(yùn)行都有明顯且比較嚴(yán)重的影響，同時，電力變壓器也是非常昂貴的設(shè)備，由此，提供對電力變壓器的繼電保護(hù)尤為重要。變壓器通常需要的保護(hù)裝置有瓦斯保護(hù)、縱差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)、相間短路的后備保護(hù)、接地保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、過勵磁保護(hù)等等。下面就電力變壓器常用的典型保護(hù)做分析。
對于輸電線路高壓側(cè)為110 kV及以上的工廠總降壓的主變壓器來說，應(yīng)裝設(shè)過流保護(hù)、速斷保護(hù)和瓦斯保護(hù)。過流保護(hù)作為電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)，在有可能超過電力負(fù)荷時，也需裝設(shè)過負(fù)荷裝置。但是如果單臺運(yùn)行的電力變壓器容量在10000千伏安及以上和并列運(yùn)行的電力變壓器每臺容量在6300千伏安及以上時，則要求裝設(shè)縱聯(lián)差動裝置保護(hù)來取代電流速斷保護(hù)。由于主電源出口處繼電保護(hù)裝置動作時限為 2 s，則變壓器保護(hù)的過電流保護(hù)動作時限可整定為1.5 s。
1 裝設(shè)瓦斯保護(hù)
當(dāng)變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時動作于信號；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時，應(yīng)動作于高壓側(cè)斷路器。
2 裝設(shè)定時限過電流保護(hù)
2.3.2 過負(fù)荷保護(hù)動作時限
上述設(shè)計的電流及電壓回路、保護(hù)操作回路的繼電保護(hù)回路圖設(shè)計情況如下：
1）電流回路：A相第一個繞組頭端與尾端編號1A1，1A2，如果是第二個繞組則用2A1，2A2，其他同理。
2）電壓回路：母線電壓回路的星形接線采用單相二次額定電壓57V的繞組，變電站高壓側(cè)母線電壓接線，如圖2。
①為了保證PT二次回路在莫端發(fā)生短路時也能迅速將故障切除，采用了快速動作自動開關(guān)ZK替代保險。
②采用了PT刀閘輔助接點(diǎn)G來切換電壓。當(dāng)PT停用時G打開，自動斷開電壓回路，防止PT停用時由二次側(cè)向一次側(cè)反饋電壓造成人身和設(shè)備事故，N600不經(jīng)過ZK和G切換，是為了N600有永久接地點(diǎn)，防止PT運(yùn)行時因為ZK或者G接觸不良，PT二次側(cè)失去接地點(diǎn)。
③1JB是擊穿保險，擊穿保險實(shí)際上是一個放電間隙，正常時不放電，當(dāng)加在其上的電壓超過一定數(shù)值后，放電間隙被擊穿而接地，起到保護(hù)接地的作用，這樣萬一中性點(diǎn)接地不良，高電壓侵入二次回路也有保護(hù)接地點(diǎn)。
④傳統(tǒng)回路中，為了防止在三相斷線時斷線閉鎖裝置因為無電源拒絕動作，必須在其中一相上并聯(lián)一個電容器C，在三相斷線時候電容器放電，供給斷線裝置一個不對稱的電源。
⑤因母線PT是接在同一母線上所有元件公用的，為了減少電纜聯(lián)系，設(shè)計了電壓小母線1YMa，1YMb，1YMc，YMN（前面數(shù)值“1”代表I母PT。）PT的中性點(diǎn)接地JD選在主控制室小母線引入處。
⑥PT二次電壓回路并不是直接由刀閘輔助接點(diǎn)G來切換，而是由G去啟動一個中間繼電器，通過這個中間繼電器的常開接點(diǎn)來同時切換三相電壓，該中間繼電器起重動作用，裝設(shè)在主控制室的輔助繼電器屏上。
3）保護(hù)操作回路：
繼電保護(hù)操作回路是二次回路的基本回路，110 kV操作回路構(gòu)成該回路的主要部分，220 kV操作電壓回路也是應(yīng)用同樣的原理設(shè)計形成的，傳統(tǒng)電氣保護(hù)的閥值、開關(guān)量進(jìn)行邏輯計算后，提交給操作回路。對微機(jī)裝置進(jìn)行保護(hù)。因此微機(jī)裝置保護(hù)僅僅是將傳統(tǒng)的操作回路小型化，板塊化。下面的操作回路見圖3。
1）當(dāng)開關(guān)閉合時，DL1立即斷開，然后DL2閉合。HD、HWJ、TBJI繞組、TQ組成回路，點(diǎn)亮HD，HWJ開始操作，但是由于線圈的各個繞組有較大的電阻阻值，致使TQ上獲得的電壓不至于讓其執(zhí)行跳開動作，保護(hù)跳閘出口時，TJ、TYJ、TBJI線圈、TQ直接連通，TQ上線圈電流變大，獲得較大電壓后開始工作，由于TBJI接點(diǎn)動作自保持，所以TBJI繞組線圈一直等待所有斷路器斷開后，TBJI才返回（即DL2斷開）。
2）二次保護(hù)合閘回路原理與二次保護(hù)跳閘回路相同。
3）在二次回路合閘繞組線圈上并聯(lián)了TBJV回路，這個保護(hù)回路是為了防止在線圈失去電壓跳閘過程中又有電壓合閘命令，由于短時間內(nèi)的繁復(fù)跳合閘而損壞機(jī)構(gòu)。例如合閘后繞組充放電的延遲效應(yīng)，及容易造成合閘接點(diǎn)HJ或者KK的5，8粘連，當(dāng)開關(guān)在跳閘過程中，使得TBJI閉合，HJ、TBJV繞組、TBJI接通，TBJV動作時TBJV繞組線圈自保持，相當(dāng)于將合閘線圈短路了（同時TBJV閉觸點(diǎn)斷開，合閘繞組線圈被屏蔽）。這個回路叫防躍回路，防止開關(guān)跳躍的意思，簡稱防躍。
4）D1、D2兩個二極管的單相連通讓KKJ合閘后的繼電器開始工作，KKJ的工作通過手動合閘來完成，手動跳閘的目的是讓KKJ復(fù)歸，KKJ是電磁保持繼電器，動作后并不是自動返回的，所以KKJ又稱手動合閘繼電器，廣泛用于“備自投”、“重合閘”，“不對應(yīng)”等的二次回路設(shè)計。
5）HYJ與TYJ是感壓型的跳合閘壓力繼電器，它一般接入斷路器機(jī)構(gòu)的氣壓接點(diǎn)，根據(jù)SF6產(chǎn)生的氣體所造成的氣體壓力而動作，所在以SF6為絕緣介質(zhì)的滅弧開關(guān)量中，若氣體發(fā)生泄露，那么當(dāng)氣體壓力降到不能夠滅弧的時侯，接點(diǎn)J1和J2連通，將操作回路斷開，防止操作發(fā)生，造成火災(zāi)隱患。在設(shè)計和施工中，值得注意的是當(dāng)氣壓低閉鎖電氣操作時候，不能夠在現(xiàn)場直接用機(jī)械方法使開關(guān)斷開，氣壓低閉鎖是因為滅弧氣壓已不能滅弧，這個時候任何將開關(guān)斷開的方法都容易造成危險，容易讓滅弧室炸裂，造成設(shè)備損毀，正確的方法是先把負(fù)荷斷路器的負(fù)荷去掉之后，再手動把開關(guān)跳開，保證電氣的安全特性。
6）輔助的位置繼電器HWJ，TWJ，主要用于顯示二次回路當(dāng)前開關(guān)的合跳閘位置和跳合閘線圈的工作狀況。例如，在運(yùn)行時，只有TQ完好，TWJ才動作。
所有保護(hù)及安控裝置作用于該斷路器的出口接點(diǎn)都必須通過該斷路器的操作系統(tǒng)，不允許出口接點(diǎn)直接接入斷路器。
目前的保護(hù)裝置都已經(jīng)采用微機(jī)式保護(hù)方式，但從電氣操作的靈敏性、快速性、安全性考量，機(jī)電式保護(hù)在許多電廠及變電站被廣泛的使用著。
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【關(guān)鍵詞】電力變壓器；繼電保護(hù)；優(yōu)化設(shè)計；保護(hù)措施
1.前言
在現(xiàn)代化的社會里，我們的日常生活離不開電，發(fā)電廠產(chǎn)生的電通過輸送電路到達(dá)用戶，而電的輸送卻是與電力變壓器息息相關(guān)的。電力變壓器廣泛用于現(xiàn)實(shí)生活中如機(jī)床、照明、電器、機(jī)械電子、醫(yī)療設(shè)備等。電力變壓器由于各種人為的或者環(huán)境的因素，在使用過程中會發(fā)生故障，對我們的日常生活造成不良的影響。因此優(yōu)化設(shè)計電力變壓器的繼電保護(hù)裝置，保障電力的順利運(yùn)行就有著很重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2.常見的電力變壓器故障
電力變壓器由于各種人為的或者環(huán)境的因素，在使用過程中難免會產(chǎn)生這樣那樣的故障。廣義的說常見的變壓器故障分為兩種類型。第一種類型是內(nèi)部故障，這種故障主要發(fā)生在電力變壓器的油箱里面；第二種類型是外部故障，這種類型的故障在油箱外部比較常見，常發(fā)生在絕緣套管及其引出線上。在故障發(fā)生時，前者要切除變壓器可以依靠差動保護(hù)動作以及瓦斯；而后者一般只能由差動保護(hù)動作實(shí)現(xiàn)。在故障發(fā)生的情況下，利用瓦斯和差動保護(hù)等的速動保護(hù)切除故障變壓器，變壓器的動穩(wěn)定性則是設(shè)備是否損壞的主要因素。
如果電力變壓器的故障發(fā)生在兩側(cè)母線及其相連的間隙時，若故障設(shè)備的保護(hù)裝置保護(hù)拒動或者故障設(shè)備未配保護(hù)，如低壓側(cè)母線保護(hù)等，這種情況下切除故障變壓器只能靠變壓器后備保護(hù)動。此時由于故障造成的過量電流就可能通過變壓器一段時間，這是因為電力變壓器的后備保護(hù)帶具有延時性。在過量電流通過的時間段內(nèi)，變壓器的熱穩(wěn)定性則是設(shè)備否損壞主要決定因素。
電力變壓器在故障發(fā)生的情況下依然工作屬于不正常的工作狀態(tài)，會對電力設(shè)備造成很大的損害，如設(shè)備周圍的絕緣材料迅速老化導(dǎo)致電力設(shè)備的某些零部件熱量過高。因此為了保護(hù)電力設(shè)備，在電力變壓器發(fā)生故障時應(yīng)及時將其切除避免其他故障的發(fā)生。
3.電力變壓器繼電保護(hù)的原理
在電力變壓器發(fā)生故障時，主要表現(xiàn)為電流增加、電壓降低以及電壓和電流間的相位發(fā)生變化。繼電保護(hù)的原理就是根據(jù)電力變壓器正常運(yùn)行時與故障發(fā)生時的電流、電壓參數(shù)差別而進(jìn)行工作的[1]。例如，電流保護(hù)的繼電保護(hù)是根據(jù)電流增大工作的；電壓保護(hù)的繼電保護(hù)是根據(jù)電壓降低工作的；而阻抗類型的繼電保護(hù)工作是根據(jù)電壓和電流比值的變化進(jìn)行的；差動保護(hù)類型的繼電保護(hù)特點(diǎn)是利用電力設(shè)備各端電流大小和相位的差別而進(jìn)行工作等。
4.電力變壓器繼電保護(hù)的特點(diǎn)
4.1具有高可靠性
電力變壓器的繼電保護(hù)裝置的工作特點(diǎn)決定了繼電保護(hù)裝置的高可靠性，這需要對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行有合理的設(shè)計配置以保證繼電保護(hù)的優(yōu)良性能，此外，在運(yùn)行過程中進(jìn)行合理的維護(hù)與管理也是很有必要的。在電力系統(tǒng)中，方法庫和數(shù)據(jù)倉庫是繼電保護(hù)裝置所采用的信息管理技術(shù)，這不僅方便對保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和升級，而且在繼電保護(hù)裝置運(yùn)行時，整個信息管理系統(tǒng)為集中于網(wǎng)絡(luò)中心的數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫，簡言之就是集中式的運(yùn)輸，比傳統(tǒng)分散式的傳輸更具有優(yōu)勢[2]。具備了這樣的繼電保護(hù)系統(tǒng)，個別有問題的客戶工作站就不會對整個電力系統(tǒng)造成不良的影響。
4.2具有強(qiáng)實(shí)用性
針對繼電保護(hù)裝置的電力變壓器，當(dāng)在實(shí)際生活中電力變壓器產(chǎn)生了故障，繼電保護(hù)能夠針對實(shí)際產(chǎn)生的故障通過使用和共享二次部分中的各類數(shù)據(jù)有效的解決[3]。由于這種繼電保護(hù)設(shè)備能夠根據(jù)實(shí)際情況統(tǒng)計數(shù)據(jù)和分析系統(tǒng)，這就對工作人員的操作起到了非常實(shí)用的作用，具有很強(qiáng)的適用性。
4.3具有便于操作性
當(dāng)前的電力變壓器的繼電保護(hù)裝置都能與變電站的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)有通信聯(lián)系?！袄^電保護(hù)裝置能實(shí)現(xiàn)與變電站的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)系溝通是保護(hù)裝置具備串行通信的能力，這樣就能通過遠(yuǎn)程監(jiān)控對整個電力變壓器的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，保障了繼電保護(hù)系統(tǒng)的可操作性，進(jìn)而使電力系統(tǒng)更為安全的運(yùn)行[4]。”
5.變壓器繼電保護(hù)的設(shè)計
電力變壓器的繼電保護(hù)裝置是變壓器的安全衛(wèi)士，對變壓器的工作具有監(jiān)督的作用，并能將發(fā)生故障的電力變壓器及時切除。因此，對電力變壓器的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，具體措施可以分為以下幾個方面：
A.針對電力變壓器的繼電保護(hù)裝置，其中的瓦斯保護(hù)可以用于第一類故障即在變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生的故障。另外瓦斯保護(hù)也可以用于變壓器郵箱內(nèi)油面降低的情況。對于0.4×106VA及以上車間內(nèi)油浸式變壓器和0.8×106VA 及以上油浸式變壓器，我們均應(yīng)對其裝備瓦斯保護(hù)。
B.針對電力變壓器的繼電保護(hù)裝置，反應(yīng)變壓器內(nèi)部短路、套管及引出線等第二類故障，設(shè)置縱聯(lián)差動保護(hù)。故障產(chǎn)生時可瞬時切斷電力變壓器兩側(cè)的斷路器。
（1）對 6.3×106VA 以下并列運(yùn)行以及廠用變壓器的變壓器，和1×107VA 以下單獨(dú)運(yùn)行以及廠用備用變壓器的變壓器，為了實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)，如果后備保護(hù)動作延遲的時間大于0.5s，我們應(yīng)裝設(shè)電流速斷裝置在此設(shè)備上。
（2）應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)在6.3×106VA 以下并列運(yùn)行以及廠用變壓器的變壓器，和1×107VA 以下單獨(dú)運(yùn)行以及廠用備用的變壓器的變壓器，還有2×106VA及以上用電流速斷保護(hù)靈敏性不符合要求的變壓器設(shè)備上。
（3）應(yīng)裝設(shè)雙重縱聯(lián)差動保護(hù)與高壓側(cè)電壓為320kV及以上變壓器以實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)。
（4）發(fā)電機(jī)變壓器組是整個電力傳輸?shù)钠瘘c(diǎn)，因此我們應(yīng)對其繼電保護(hù)裝置進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計以保證電力的順利傳輸。具體實(shí)施分為以下幾個方面：a）. 單獨(dú)的縱聯(lián)差動保護(hù)可以裝設(shè)與變壓器和發(fā)電機(jī)之間有斷路器的情況；b）.對于變壓器和發(fā)電機(jī)之間沒有斷路器的情況，共用縱聯(lián)差動保護(hù)可以裝設(shè)與1×108VA及以下變壓器與發(fā)電機(jī)組；共用縱聯(lián)差動保護(hù)和單獨(dú)縱聯(lián)差動保護(hù)同時裝設(shè)1×108VA 以上發(fā)電機(jī)。
C.反應(yīng)變壓器對稱過負(fù)荷保護(hù)。
過負(fù)荷保護(hù)使用與的情況如下：
（1）當(dāng)數(shù)臺4×105VA 及以上的變壓器并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的備用電源時，可根據(jù)實(shí)際情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)；
（2）過負(fù)荷保護(hù)裝置也可以用于繞組變壓器和自耦變壓器，過負(fù)荷保護(hù)在這種情況下應(yīng)接于一相電流上，帶時限動作于信號。此時當(dāng)變壓器設(shè)備發(fā)生故障而無人進(jìn)行值守，過負(fù)荷保護(hù)就可以斷開部分負(fù)荷甚至動作于跳閘。
6.結(jié)語
總之，電力變壓器在我國的電力傳輸中占據(jù)著極為重要的地位。由于認(rèn)為或者環(huán)境等各種因數(shù)，電力設(shè)備在運(yùn)行過程中難免會發(fā)生這樣那樣的故障，破壞電力的供應(yīng)。因此，優(yōu)化電力變壓器的繼電保護(hù)設(shè)備，對于電力系統(tǒng)的順利運(yùn)作具有非常重要的意義，可以滿足我們對電力的日常需求，推動我國電力事業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。
【參考文獻(xiàn)】
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電力變壓器的結(jié)構(gòu)和功能是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其運(yùn)行過程中會遇到很多問題，這些問題將會或多或少的影響電力系統(tǒng)的安全，尤其是大容量電力變壓器受損會對企業(yè)電力系統(tǒng)造成致命破壞。因此，只有加強(qiáng)電力變壓器的繼電保護(hù)，將變壓器合理應(yīng)用到繼電保護(hù)裝置中，才能保證電力系統(tǒng)的安全。本文重點(diǎn)分析了電力變壓器的繼電保護(hù)對策，闡述了電力變壓器在續(xù)電工作中的重要作用，展望了電力變壓器在繼電保護(hù)方面的未來。
【關(guān)鍵詞】電力變壓器 繼電保護(hù) 軟件系統(tǒng)
電力變壓器的正常運(yùn)行可以保證電力的有效運(yùn)輸，而保證電力變壓器正常發(fā)揮功能的關(guān)鍵是繼電保護(hù)，其工作能否完成將影響著電力體系的完整度。只有對電力變壓器的機(jī)電保護(hù)對策進(jìn)行科學(xué)分析，才能在電力變壓器續(xù)電出現(xiàn)故障時做出合理應(yīng)對，更好地處理電力運(yùn)輸過程中可能出現(xiàn)的各種意外狀況，從而保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。
1 電力變壓器繼電保護(hù)的常見故障
1.1 電力變壓器繼電保護(hù)概況
電力變壓器繼電保護(hù)主要有三種功能。第一，對電力系統(tǒng)出現(xiàn)的不正常信號和非正常狀態(tài)做出有效應(yīng)對，而達(dá)到維護(hù)繼電保護(hù)功能的目的。第二，對電力變壓器出現(xiàn)的非正常狀態(tài)和故障進(jìn)行判斷，及時切斷問題而達(dá)到有效控制事故發(fā)生的目的。第三，盡量避免電力變壓器的繼電保護(hù)功能因停電和設(shè)備損壞等問題而產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)損失的情況，從而保證電力變壓器的有效運(yùn)轉(zhuǎn)。
1.2 電力變壓器繼電保護(hù)的常見故障
1.2.1 內(nèi)部原因造成的故障分析
內(nèi)部原因造成的繼電保護(hù)故障主要是電力變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的機(jī)構(gòu)性故障或功能性故障導(dǎo)致，如果變壓器繞組出現(xiàn)故障或者變壓器外殼接地線路出現(xiàn)故障都會引起繼電保護(hù)故障，甚至?xí)l(fā)電網(wǎng)停電或者電力變壓器被迫切除的情況。如果變壓器出現(xiàn)短路，不能立即對變壓器實(shí)行切除和停機(jī)，就會導(dǎo)致電力變壓器燒毀或者不能運(yùn)轉(zhuǎn)的嚴(yán)重后果。
1.2.2 外部原因造成的故障分析
外部原因造成的故障主要有因油箱外部引線出現(xiàn)搭接情況、電力變壓器的絕緣皮套出現(xiàn)發(fā)熱情況等問題而引發(fā)的繼電保護(hù)故障。如果電力變壓器外部出現(xiàn)短路情況，可能會使電力變壓器因電壓過高而產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p害。
1.3 電力變壓器繼電保護(hù)裝置的配備原則
當(dāng)電力變壓器內(nèi)部出現(xiàn)短路或者油面下降的情況時，應(yīng)該設(shè)置瓦斯保護(hù)；當(dāng)外部短路引發(fā)變壓器過電流的情況時，應(yīng)該根據(jù)電力變壓器容量和運(yùn)行情況，設(shè)置電流保護(hù)、復(fù)合電壓啟動的過電流保護(hù)等裝置作為后備保護(hù)；當(dāng)長時間的過負(fù)荷對電力設(shè)備產(chǎn)生損害時，應(yīng)根據(jù)過符合情況設(shè)置負(fù)荷保護(hù)裝置；當(dāng)電力變壓器出現(xiàn)溫度升高問題或者冷卻出現(xiàn)故障時，應(yīng)該根據(jù)變壓器標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，設(shè)置作用于信號的設(shè)備；110kv及以上中性點(diǎn)直接接地的電力網(wǎng)，應(yīng)該根據(jù)電力變壓器中心點(diǎn)接地的實(shí)際情況設(shè)置零序電流保護(hù)和零序電壓保護(hù)裝置。
2 電力變壓器繼電保護(hù)的要點(diǎn)分析
2.1 提高電力變壓器繼電保護(hù)技術(shù)的可靠性
電力變壓器的繼電保護(hù)方式主要是采用方法庫和數(shù)據(jù)倉庫。這兩種方式可以有效地保證系統(tǒng)升級和維護(hù)的可靠性。在方法庫上對電力系統(tǒng)進(jìn)行升級和維護(hù)，為系統(tǒng)升級和換代提供了便利。因此，配備合理有效、性能優(yōu)越的繼電保護(hù)裝置可以保證繼電保護(hù)的可靠性。
2.2 增強(qiáng)電力變壓器繼電保護(hù)技術(shù)的實(shí)用性
電力變壓器運(yùn)行過程中的一些問題可以通過調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)的共享性和適用性進(jìn)行解決。如此一來，在分析問題和數(shù)據(jù)統(tǒng)計過程中可以增強(qiáng)數(shù)據(jù)的實(shí)用性，進(jìn)而保證電力變壓器的正常運(yùn)行。
2.3 按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電力變壓器設(shè)備設(shè)計
電力變壓器的設(shè)計工作應(yīng)該嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，并且嚴(yán)格把控型號選擇的問題，以保證繼電保護(hù)的協(xié)調(diào)性。同時，在對電力變壓器進(jìn)行繼電保護(hù)時，應(yīng)該對繼電保護(hù)的工作情況和定期數(shù)值計算進(jìn)行審核，保證電力變壓器的運(yùn)行符合國家規(guī)范。
2.4 電力變壓器的運(yùn)行應(yīng)該以行動性為原則
在電力變壓器的運(yùn)行過程中，應(yīng)該根據(jù)其結(jié)構(gòu)的特殊性和功能的實(shí)用性，在設(shè)備內(nèi)部安裝保護(hù)裝置，當(dāng)瓦斯超出限值，立即做出反應(yīng)，從而保證繼電保護(hù)裝置工作的準(zhǔn)確性和便捷性，保證電力變壓器的穩(wěn)定性。
3 電力變壓器繼電保護(hù)的未來發(fā)展方向
3.1 軟件系統(tǒng)的發(fā)展
隨著社會科技的進(jìn)步，電力變壓器的繼電保護(hù)應(yīng)該向著自動化和智能化的方向發(fā)展。開發(fā)相關(guān)的軟件支撐起電力變壓器的繼電保護(hù)工作，建立相應(yīng)的電力變壓器繼電保護(hù)的工作程序，進(jìn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄和分析。通過其對相關(guān)數(shù)據(jù)的細(xì)致分析和高效決策來提高電力變壓器繼電保護(hù)的效果，從而維護(hù)電力變壓器的繼電保護(hù)功能。
3.2 數(shù)據(jù)庫的發(fā)展
國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得電力變壓器需要向網(wǎng)絡(luò)化和信息化的方向發(fā)展。通過建立電力變壓器繼電保護(hù)的相關(guān)數(shù)據(jù)庫和資料來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和信息化是最有效的途徑。具體就是根據(jù)電力變壓器繼電保護(hù)工作的實(shí)際情況，建立電力變壓器繼電保護(hù)工作正常運(yùn)行、故障檢測和數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)庫，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)、科學(xué)的記錄，使資料庫可以作為電力變壓器繼電保護(hù)工作的堅強(qiáng)后盾。只有確保數(shù)據(jù)庫在電力變壓器繼電保護(hù)工作中的有效運(yùn)用，保證數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)的全面統(tǒng)計，才能在設(shè)備出現(xiàn)故障后，準(zhǔn)確的分析故障原因，找出解決故障的方法，從而保證電力變壓器的繼電保護(hù)工作正常運(yùn)行。
4 結(jié)束語
電力變壓器的結(jié)構(gòu)和功能作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，其運(yùn)行過程中會遇到的問題會影響整個電力系統(tǒng)的安全，尤其是大容量電力變壓器受損會對電力系統(tǒng)造成致命破壞。而電力變壓器的繼電保護(hù)是電力變壓器最重要的保護(hù)體系和設(shè)備，同時也是保護(hù)電力變壓器的有效手段，不僅可以保證電力變壓器的正常運(yùn)行，而且還可以將發(fā)生故障的可能性降到最低。因此，為了能夠發(fā)揮電力變壓器繼電保護(hù)工作的最大價值，必須對電力變壓器的繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行分析，從而找到有效避免電力變壓器的繼電保護(hù)工作的正常進(jìn)行，保證電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，減少電力系統(tǒng)故障發(fā)生的概率。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介
高海濤（1980-），男，陜西省洋縣人。工程碩士學(xué)位?，F(xiàn)為吉林石化公司工程師。主要研究方向為電氣運(yùn)行管理。
關(guān)鍵詞：電力變壓器；特點(diǎn)；保護(hù)措施
中圖分類號： U264.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
在電力系統(tǒng)中，電力變壓器是輸配電力不可缺少的重要設(shè)備，在機(jī)床電器、照明、醫(yī)療設(shè)備、機(jī)械電子設(shè)備等中廣泛應(yīng)用到了電力變壓器。而在電力變壓器在運(yùn)行的過程中，通常會出現(xiàn)各種故障，這些故障的存在會威脅到電力系統(tǒng)的安全持續(xù)運(yùn)行，尤其是大容量變壓器出現(xiàn)故障，對整個電力系統(tǒng)的影響更為嚴(yán)重。在電力系統(tǒng)飛速發(fā)展的如今，對繼電保護(hù)提出了的要求更高，為此，要加強(qiáng)電力變壓器繼電保護(hù)裝置的功能，從而以確保電力系統(tǒng)得以安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的意義。
1 電力變壓器的常見故障和非正常運(yùn)行狀態(tài)
電力變壓器的故障分為內(nèi)部和外部兩種故障。內(nèi)部故障指變壓器油箱里面發(fā)生的各種故障，主要靠瓦斯和差動保護(hù)動作切除變壓器；外部故障指油箱外部絕緣套管及其引出線上發(fā)生的各種故障，一般情況下由差動保護(hù)動作切除變壓器。速動保護(hù)（瓦斯和差動）無延時動作切除故障變壓器，設(shè)備是否損壞主要取決于變壓器的動穩(wěn)定性。而在變壓器各側(cè)母線及其相連間隔的引出設(shè)備故障時，若故障設(shè)備未配保護(hù)（如低壓側(cè)母線保護(hù)）或保護(hù)拒動時，則只能靠變壓器后備保護(hù)動作跳開相應(yīng)開關(guān)使變壓器脫離故障。因后備保護(hù)帶延時動作，所以變壓器必然要承受一定時間段內(nèi)的區(qū)外故障造成的過電流，在此時間段內(nèi)變壓器是否損壞主要取決于變壓器的熱穩(wěn)定性。因此，變壓器后備保護(hù)的定值整定與變壓器自身的熱穩(wěn)定要求之間存在著必然的聯(lián)系。
變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)即變壓器在故障狀態(tài)運(yùn)行的狀態(tài)，變壓器在不正常的運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行，會加快絕緣材料老化、使得鐵芯、繞組和其他金屬構(gòu)件熱量過高，從而降低絕緣強(qiáng)度，減少變壓器的使用壽命，導(dǎo)致其他故障的發(fā)生。因此，電力變壓器要裝設(shè)繼電保護(hù)裝置，以及時將短路故障切斷，防止更大的損壞的發(fā)生。
2繼電保護(hù)的組成及工作原理
供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，會引起電流的增加和電壓的降低，以及電流電壓間相位角的變化，因此故障時參數(shù)與正常運(yùn)行的差別就可以構(gòu)成不同原理和類型的繼電保護(hù)。例如，利用短路時電流增大的特征，可構(gòu)成過電流保護(hù)：利用電壓降低的特征可構(gòu)成低電壓保護(hù)：利用電壓和電流比值的變化，可構(gòu)成阻抗保護(hù)：利用電壓和電流之間的相位關(guān)系的變化，可構(gòu)成方向保護(hù)：利用比較被保護(hù)設(shè)備各端電流大小和相位的差別可構(gòu)成差動保護(hù)等。此外也可根據(jù)電氣設(shè)備的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)反映非電量的保護(hù)。
3繼電保護(hù)的特點(diǎn)
3.1可靠性高
繼電保護(hù)的可靠性高，是因為有合理的配置、質(zhì)量技術(shù)性能優(yōu)良的繼電保護(hù)裝置以及正常的運(yùn)行維護(hù)與管理。在繼電保護(hù)系統(tǒng)中，信息管理技術(shù)采用了方法庫和數(shù)據(jù)倉庫，使得系統(tǒng)的維護(hù)和升級更加方便，在運(yùn)行過程中，整個信息管理系統(tǒng)由以往分散式的傳輸轉(zhuǎn)變?yōu)榧惺降倪\(yùn)輸，即集中于網(wǎng)絡(luò)中心的數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫，這樣即便其中一個客戶的工作站有問題的出現(xiàn)，也不會對整個信息系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成影響。
3.2實(shí)用性強(qiáng)
在生產(chǎn)運(yùn)行中所出現(xiàn)的一些實(shí)際問題，通過繼電保護(hù)能夠有效的對二次部分中各類數(shù)據(jù)之間的使用和共享予以解決。由于其能分析系統(tǒng)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)，這就更便于工作人員的操作，其實(shí)用性更強(qiáng)，繼電保護(hù)運(yùn)行的水平在一定程度上得以提高。
3.3實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控
因微機(jī)保護(hù)裝置有串行通信的作用，其能與遠(yuǎn)方的變電站的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行相互間的通信聯(lián)絡(luò)，而使得整個微機(jī)保護(hù)都具備了遠(yuǎn)程監(jiān)控性，從而更加保障了無人變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
4變壓器繼電保護(hù)的措施
4.1反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部各種故障和油面降低的瓦斯保護(hù)。
0.8MVA及以上油浸式變壓器和0.4MVA及以上車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。當(dāng)油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，應(yīng)瞬時動作于信號；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時，應(yīng)動作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。帶負(fù)荷調(diào)壓的油浸式變壓器的調(diào)壓裝置，亦應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。
4.2反應(yīng)變壓器引出線、套管及內(nèi)部短路故障的縱聯(lián)差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)。
保護(hù)瞬時動作于斷開變壓器的各側(cè)斷路器。
4.2.1對 6.3MVA以下廠用變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，以及10MVA以下廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，當(dāng)后備保護(hù)時間大于0.5s時，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。
4.2.2對6.3MVA及以上廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，10MVA及以上廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，以及2MVA及以上用電流速斷保護(hù)靈敏性不符合要求的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。
4.2.3對高壓側(cè)電壓為330kV及以上變壓器，可裝設(shè)雙重縱聯(lián)差動保護(hù)。
4.2.4對于發(fā)電機(jī)變壓器組，當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時，發(fā)電機(jī)裝設(shè)單獨(dú)的縱聯(lián)差動保護(hù)。當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間沒有斷路器時，100MVA及以下發(fā)電機(jī)與變壓器組共用縱聯(lián)差動保護(hù)；100MVA以上發(fā)電機(jī)。除發(fā)電機(jī)變壓器共用縱聯(lián)差動保護(hù)外，發(fā)電機(jī)還應(yīng)單獨(dú)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。對 200～300MVA的發(fā)電機(jī)變壓器組亦可在變壓器上增設(shè)單獨(dú)的縱聯(lián)差動保護(hù)，即采用雙重快速保護(hù)。
4.3反應(yīng)變壓器外部相間短路并作瓦斯保護(hù)和縱聯(lián)差動保護(hù)（或電流速斷保護(hù)）后備的過電流保護(hù)、低電壓起動的過電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)和阻抗保護(hù)，保護(hù)動作后應(yīng)帶時限動作于跳閘。
4.3.1過電流保護(hù)宜用于降壓變壓器。
4.3.2復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)，宜用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過電流保護(hù)不滿足靈敏性要求的降壓變壓器。
4.3.3負(fù)序電流和單相式低電壓起動過電流保護(hù)，可用于63MVA及以上升壓變壓器。
4.3.4當(dāng)采用上述2）、3）的保護(hù)不能滿足靈敏性和選擇性要求時，可采用阻抗保護(hù)。
4.4反應(yīng)大接地電流系統(tǒng)中變壓器外部接地短路的零序電流保護(hù)。
110kV及以上大接地電流系統(tǒng)中，如果變壓器中性點(diǎn)可能接地運(yùn)行，對于兩側(cè)或三側(cè)電源的升壓變壓器或降壓變壓器應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)，作變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)，并作為相鄰元件的后備保護(hù)。
4.5反應(yīng)變壓器對稱過負(fù)荷的過負(fù)荷保護(hù)。
對于400kVA及以上的變壓器，當(dāng)臺數(shù)并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的備用電源時，應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。對自耦變壓器和多繞組變壓器，保護(hù)裝置應(yīng)能反應(yīng)公共繞組及各側(cè)過負(fù)荷的情況。過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)接于一相電流上，帶時限動作于信號。在無經(jīng)常值班人員的變電所，必要時過負(fù)荷保護(hù)可動作于跳閘或斷開部分負(fù)荷。
4.6反應(yīng)變壓器過勵磁的過勵磁保護(hù)。
現(xiàn)代大型變壓器的額定磁密近于飽和磁密，頻率降低或電壓升高時容易引起變壓器過勵磁，導(dǎo)致鐵心飽和，勵磁電流劇增，鐵心溫度上升，嚴(yán)重過熱會使變壓器絕緣劣化，壽命降低，最終造成變壓器損壞。因此，高壓側(cè)為500kV的變壓器宜裝設(shè)過勵磁保護(hù)
5 總之，電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中會因多種因素的影響而使得電氣熱備出現(xiàn)各種故障，電力變壓器作為電力系統(tǒng)中輸配電力不可缺少的重要設(shè)備，為此，要科學(xué)合理地進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的設(shè)置，以確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】電力變壓器；繼電保護(hù)裝置；故障分析；設(shè)計
前言
伴隨著我國電力工業(yè)的快速發(fā)展，電網(wǎng)的范圍也愈來愈廣泛，電網(wǎng)分布情況也是相當(dāng)緊密：作為電力系統(tǒng)的主要部件―變壓器也不斷地遭到外界負(fù)荷的影響。電力變壓器在正常工作中，有時會突發(fā)各種類型的毛病，比如超高壓輸電建設(shè)，它的建設(shè)根本離不開大型的電力變壓器，一旦變壓器出現(xiàn)了故障，那么就會直接導(dǎo)致整個電力系統(tǒng)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。所以，想要使供電穩(wěn)定有序，就要控制好電力變壓器繼電保護(hù)裝置的功能和作用以及可靠性，并且做出相應(yīng)的嚴(yán)格設(shè)置。
1 電力變壓器的故障類型
電力系統(tǒng)運(yùn)行中，電力變壓器作為重要的設(shè)備之一，一旦發(fā)生故障則會導(dǎo)致電力系統(tǒng)正常的運(yùn)行受到影響。通常情況下，變壓器油箱內(nèi)部和外部是電力變壓器故障易發(fā)地區(qū)。外部故障通常是由于繞組引出線和絕緣套管發(fā)生相間短路或是接地短路所導(dǎo)致的。而內(nèi)部故障具有較大的危害性，由于短路和線損過程中會有電弧產(chǎn)生，同時油箱內(nèi)油在受熱情況下會有較多氣體產(chǎn)生，氣體與電弧接觸極易導(dǎo)致爆炸的發(fā)生。所以一旦電力變壓器發(fā)生故障，則需要繼電保護(hù)裝置能夠快速的反應(yīng)，準(zhǔn)確的排除故障，避免危險的發(fā)生。
2 電力變壓器繼電保護(hù)裝置配置原則
繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中發(fā)揮著極其重要的作用，一旦電力系統(tǒng)運(yùn)行過程出現(xiàn)異常情況或是有故障發(fā)生，則斷電保護(hù)裝置則會在第一時間內(nèi)進(jìn)行動作，將故障部位或是線路進(jìn)行快速的切斷，確保將故障控制在最小范圍內(nèi)，減少由于故障而對電力系統(tǒng)運(yùn)行所帶來的影響。所以加強(qiáng)對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行配置是十分必要的，具體配置原則包括以下幾個方面。
2.1 根據(jù)變壓器的運(yùn)行情況來采取保護(hù)裝置
對于6.3MV?A及以上的常用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，10MV?A及以上廠備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，以及2MV?A及以上用電流速斷保護(hù)靈敏性不滿足要求的變壓器，應(yīng)裝設(shè)差動保護(hù)裝置。對高壓側(cè)電壓為330kV及以上的變壓器，可裝設(shè)雙重差動保護(hù)裝置。
2.2 變壓器需要安裝瓦斯保護(hù)裝置
變壓器故障時危害最大的即是油箱內(nèi)部故障，往往是由于匝間短路或是絕緣受到破壞而導(dǎo)致的電弧電阻的接地短路，在這種情況下，故障點(diǎn)則會受到電流和電弧的雙重作用，從而導(dǎo)致變壓器油與其他絕緣材料在相互作用下會有大量的氣體分解出來，而這部分氣體會流向油枕的位置，一旦故障點(diǎn)擴(kuò)大，則會導(dǎo)致油迅速膨脹，從而對油枕上部帶來強(qiáng)烈的沖擊，在這種情況下，需要對變壓器進(jìn)行瓦斯保護(hù)裝置的安裝。
2.3 采取過電流保護(hù)
在對變壓器采取過電流保護(hù)時有許多種保護(hù)選擇，具體選擇時則需要在外部相間短路引發(fā)變壓器過電流采取必要的保護(hù)，采取哪種過電流保護(hù)作為后備保護(hù)，則需要根據(jù)變壓器運(yùn)行情況、容量及靈敏度的不同來進(jìn)行。
3 電力變壓器繼電保護(hù)裝置設(shè)計方案
3.1 差動保護(hù)設(shè)計
變壓器差動保護(hù)動作電流設(shè)計原則是將變壓器兩側(cè)的電流互感器二次側(cè)按正常時的“環(huán)流接線”，當(dāng)變壓器正常運(yùn)行時，差動繼電器中的電流等于兩側(cè)電流互感器（CT）的二次電流之差，它近于0，差動繼電器不動作，保護(hù)也不會動作。即在電流互感器二次回路端線且變壓器處于最大符合時，差動保護(hù)不應(yīng)動作。由于高性能計算機(jī)芯片的出現(xiàn)，在變壓器1套保護(hù)裝置中包含主保護(hù)、各側(cè)全部后備保護(hù)的2套主變壓器微機(jī)型保護(hù)裝置已開發(fā)，并得到廣泛應(yīng)用。因此，為反應(yīng)電力變壓器引出線、套管及內(nèi)部短路故障，對高壓側(cè)電壓為330kV及以上的變壓器，可裝設(shè)雙重差動保護(hù)，達(dá)到反應(yīng)變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的縱聯(lián)差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)，瞬時動作于斷開各側(cè)斷路器的目的。雙重差動保護(hù)裝置的設(shè)計中，當(dāng)變壓器正常運(yùn)行或外部故障時，差動繼電器中的電流等于兩側(cè)電流互感器的二次電流之差接近于0（實(shí)際為由多種原因引起的不平衡電流，由于不平衡電流小，因此接近于0）差動保護(hù)不動作，保護(hù)也不會動作。當(dāng)變壓器內(nèi)部（包括變壓器與電流互感器之間的引線）任何一點(diǎn)故障時，差動繼電器中的電流等于兩側(cè)電流互感器的二次電流之和為故障點(diǎn)短路電流，大于繼電器動作電流，繼電器動作，跳變壓器各側(cè)斷路器切除故障，同時發(fā)動作信號，起到保護(hù)作用。
3.2 瓦斯保護(hù)
變壓器瓦斯保護(hù)的設(shè)置可以有效的實(shí)現(xiàn)對變壓器油箱內(nèi)的故障情況進(jìn)行反應(yīng)，所以對于0.8MVA及以上的油浸式變壓器則需要進(jìn)行瓦斯保護(hù)裝置的安裝，實(shí)現(xiàn)對變壓器的保護(hù)，雖然瓦斯保護(hù)可以對于油箱內(nèi)的一切故障都可以有效的反映出來，但卻無法對油箱外部的電路故障進(jìn)行反應(yīng)，而且一旦外部干擾因素較嚴(yán)重，則瓦斯保護(hù)也不能正確的動作，所以為了確保變壓器的安全，則瓦斯保護(hù)裝置需要配合其他保護(hù)裝置一起來實(shí)現(xiàn)對變壓器裝置的保護(hù)作用。
3.3 過電流保護(hù)設(shè)計
過電流保護(hù)是變壓器繞組過電流及差動保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備保護(hù)，所以必須進(jìn)行裝設(shè)，其設(shè)計時是需要按照變壓器啟動電流按照最大的負(fù)荷電流來進(jìn)行整定，作為一種保護(hù)裝置，其主要在各側(cè)母線故障時能夠有效的發(fā)揮作用。
3.3.1 低壓變壓器過電流保護(hù)設(shè)計
變壓器低壓側(cè)一般采用三相式三卷變壓器，高、中壓側(cè)的阻抗保護(hù)很可能對壓側(cè)短路起不到保護(hù)作用，不能滿足作為相鄰元件后備保護(hù)的要求，這時可以同時在其高、中壓側(cè)均裝設(shè)復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)及零序方向過電流保護(hù)與間隙保護(hù)，低壓側(cè)裝設(shè)復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)。
3.3.2 高壓變壓器的保護(hù)設(shè)計
過電流保護(hù)裝置通?？梢栽O(shè)置在變壓器低壓側(cè)斷路器和高壓側(cè)短路器上，這樣可以有效的保證高壓側(cè)的過電流保護(hù)對低壓側(cè)母線規(guī)定的靈敏系數(shù)的實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，一旦低壓側(cè)母線保護(hù)停運(yùn)或是故障，則過電流保護(hù)裝置則會成為低壓側(cè)母線的主保護(hù)和后備保護(hù)。但對于非金屬性短路發(fā)生時，由于無法達(dá)到要求的靈敏度，而且整定也會延時，在這種情況下，則需要設(shè)置反時限過流保護(hù)，保護(hù)變壓器具有良好的熱穩(wěn)定性。同時還需要在低壓側(cè)或是低壓側(cè)的中性線上進(jìn)行零序電流保護(hù)的裝設(shè)，動作電流設(shè)計不宜超過變壓器額定電流的百分之二十五。
3.3.3 負(fù)序過電流保護(hù)設(shè)計
斷路器在進(jìn)行合閘時，其三相在合閘的時間上并不是一致的，是分開進(jìn)行的，這樣就會在電力系統(tǒng)起動時有較大的負(fù)序電流產(chǎn)生，負(fù)序電流主要是由于起動時大電流、過流過程導(dǎo)致的電流互感器不平衡及相鄰設(shè)備相間短路故障所導(dǎo)致的，為了有效的防治這種情況珠發(fā)生，則需要利用延時來避開。這就需要在負(fù)序過電流保護(hù)設(shè)計時，要將其動作時間設(shè)置大于其相鄰設(shè)備的速斷保護(hù)動作時間與斷路器的分閘時間之和，當(dāng)作為相間短路后備保護(hù)時，動作時間也在大于相鄰設(shè)備及本設(shè)備的相間后備保護(hù)動作時間。
4 結(jié)束語
總而言之，繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性，需要防止拒動和誤動作，由于電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備都是由電氣線路聯(lián)系在一起的，任何一個設(shè)備出現(xiàn)故障都會對整個系統(tǒng)的運(yùn)行帶來影響，所以需要準(zhǔn)確地對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行設(shè)置，并對其各項相關(guān)定值進(jìn)行整定，確保其能夠在故障發(fā)生的第一時間內(nèi)準(zhǔn)確動作，確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全，確保電廠能夠正常、可靠的運(yùn)行，為人們提供良好、穩(wěn)定的電能供應(yīng)。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞 電力變壓器；繼電保護(hù)
中圖分類號：TM41文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
前言
在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，繼電保護(hù)裝置處于非常重要的地位，這就要求相關(guān)的企業(yè)和工作人員要加強(qiáng)對其工藝和技術(shù)的設(shè)計，保證其在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的作用。
一． 電力變壓器不正常狀態(tài)
變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有：變壓器外部相問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(diǎn)過電壓；負(fù)荷超過額定容量引起的過負(fù)荷；油箱漏油引起的油面降低或冷卻系統(tǒng)故障引起的溫度升高。此外，對大容量變壓器，由于其額定工作時的磁通密度接近于鐵芯的飽和磁通密度，在過電壓或低頻率等異常運(yùn)行方式下，還會發(fā)生變壓器的過勵磁故障。這些不正常的運(yùn)行狀態(tài)會使繞組、鐵芯和其他金屬構(gòu)件過熱，威脅變壓器絕緣。
二． 電力變壓器繼電保護(hù)裝置配置原則
在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時，繼電保護(hù)裝置應(yīng)實(shí)現(xiàn)在最短時間和最小區(qū)域內(nèi)，自動將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設(shè)備的損壞和對相鄰地區(qū)供電的影響。其配置原則如下：
（一）.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)合電壓起動的過電流保護(hù)、負(fù)序電流和單相式低電壓起動的過電流保護(hù)或阻抗保護(hù)作為后備保護(hù)、帶時限動作于跳閘。
（二）.當(dāng)在變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障（包括輕微的匝間短路和絕緣破壞引起的經(jīng)電弧電阻的接地短路）時，由于故障點(diǎn)電流和電弧的作用，將使變壓器油及其它絕緣材料因局部受熱而分解產(chǎn)生氣體，它們將從油箱流向油枕的上部。當(dāng)故障嚴(yán)重時，油會迅速膨脹并產(chǎn)生大量的氣體，此時將有劇烈的氣體夾雜著油流沖向油枕的上部。因此，變壓器應(yīng)安裝瓦斯保護(hù)裝置。
（三）.對于6.3MV?A 及以上的常用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，10MV?A 及以上廠備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，以及2MV?A 及以上用電流速斷保護(hù)靈敏性不滿足要求的變壓器，應(yīng)裝設(shè)差動保護(hù)裝置。對高壓側(cè)電壓為330kV 及以上的變壓器，可裝設(shè)雙重差動保護(hù)裝置。
三 電力變壓器繼電保護(hù)裝置設(shè)計方案
（一） 瓦斯保護(hù)
為反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障和油面降低， 對于0.8MVA及以上的油浸式變壓器均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)是變壓器的主要保護(hù)， 它可以反映油箱內(nèi)的一切故障。包括：油箱內(nèi)的多相短路、繞組匝間短路、繞組與鐵芯或與外殼間的短路、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(hù)動作迅速、靈敏可靠而且結(jié)構(gòu)簡單，但是它不能反映油箱外部電路（如引出在線）的故障，另外，瓦斯保護(hù)也易在一些外界因素的干擾下誤動作， 所以不能作為保護(hù)變壓器內(nèi)部故障的唯一保護(hù)裝置。
（二） 差動保護(hù)設(shè)計
變壓器差動保護(hù)動作電流設(shè)計原則是將變壓器兩側(cè)的電流互感器二次側(cè)按正常時的“環(huán)流接線”，當(dāng)變壓器正常運(yùn)行時，差動繼電器中的電流等于兩側(cè)電流互感器（CT）的二次電流之差，它近于0，差動繼電器不動作，保護(hù)也不會動作。即在電流互感器二次回路端線且變壓器處于最大符合時，差動保護(hù)不應(yīng)動作。由于高性能計算機(jī)芯片的出現(xiàn)，在變壓器1 套保護(hù)裝置中包含主保護(hù)、各側(cè)全部后備保護(hù)的2 套主變壓器微機(jī)型保護(hù)裝置已開發(fā)，并得到廣泛應(yīng)用。因此，為反應(yīng)電力變壓器引出線、套管及內(nèi)部短路故障，對高壓側(cè)電壓為330kV 及以上的變壓器，可裝設(shè)雙重差動保護(hù)，達(dá)到反應(yīng)變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的縱聯(lián)差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)，瞬時動作于斷開各側(cè)斷路器的目的。雙重差動保護(hù)裝置中，CT 的二次繞組分配可以按下列方法進(jìn)行設(shè)計：將第1 套保護(hù)電流回路接原差動保護(hù)CT 二次繞組，即接獨(dú)立CT，旁代時需切換；第2 套保護(hù)接原后備保護(hù)CT 二次繞組，即接主變套管CT，旁代時不需切換。雖然旁代時第2 套保護(hù)對降壓變壓器的高、中壓側(cè)來說，其保護(hù)范圍不包括獨(dú)立CT 到變壓器套管的引線，縮短了差動保護(hù)范圍，但可以保障旁代時2 套保護(hù)都在運(yùn)行。這樣當(dāng)變壓器正常運(yùn)行或外部故障時，差動繼電器中的電流等于兩側(cè)電流互感器的二次電流之差接近于0（實(shí)際為由多種原因引起的不平衡電流，由于不平衡電流?。┎顒颖Ｗo(hù)不動作，保護(hù)也不會動作。當(dāng)變壓器內(nèi)部（包括變壓器與電流互感器之間的引線）任何一點(diǎn)故障時，差動繼電器中的電流等于兩側(cè)電流互感器的二次電流之和為故障點(diǎn)短路電流，大于繼電器動作電流，繼電器動作，跳變壓器各側(cè)斷路器切除故障，同時發(fā)動作信號，起到保護(hù)作用。
（三）過電流保護(hù)設(shè)計
圖一過電流保護(hù)示意圖
如圖一所示，為反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變壓器內(nèi)部故障時，作為差動保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備保護(hù)，變壓器應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)。過電流保護(hù)通常是指變壓器啟動電流按躲開最大負(fù)荷電流來整定的一種保護(hù)裝置。它主要在其各側(cè)母線故障時起作用，特別是中、低壓側(cè)母線的故障。主要分為以下3 種情況：
1.低壓變壓器過電流保護(hù)設(shè)計
變壓器低壓側(cè)一般采用三相式三卷變壓器，高、中壓側(cè)的阻抗保護(hù)很可能對壓側(cè)短路起不到保護(hù)作用，不能滿足作為相鄰元件后備保護(hù)的要求，這時可以同時在其高、中壓側(cè)均裝設(shè)復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)及零序方向過電流保護(hù)與間隙保護(hù)，低壓側(cè)裝設(shè)復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)。復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)裝置的電流元件應(yīng)按大于變壓器的額定電流整定，即
I=K1/K2×I0（1）
K1 為可靠系數(shù)，取1.2-1.3 ；K2 為返回系數(shù)，取0.85 ；I0 為變壓器的額定電流。同時，為了正確反映各側(cè)的不對稱短路殘壓，此裝置還應(yīng)安裝一套低電壓鎖閉元件。電壓元件的動作電壓應(yīng)低于運(yùn)行中可能出現(xiàn)的最低工作電壓，如大容量電動機(jī)啟動引起的電壓降低等，其計算如下：
U=U0/K1×K2（2）
U0 為校驗點(diǎn)故障時，電壓繼電器裝設(shè)母線上的最大殘壓；K1 為可靠系數(shù)，取1.2-1.25 ；K2 為返回系數(shù)，取1.15-1.2。
2.高壓變壓器的保護(hù)設(shè)計
如果變壓器高壓側(cè)的過電流保護(hù)對低壓側(cè)母線有規(guī)定的靈敏系數(shù)時，則在變壓器低壓側(cè)斷路器與高壓側(cè)短路器上可配置過電流保護(hù)裝置，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)母差保護(hù)校驗停運(yùn)或故障拒動及開關(guān)與TA間故障時，此裝置成為低壓側(cè)母線的主保護(hù)及后備保護(hù)。但是，如果短路為非金屬性的，經(jīng)弧光短路時，阻抗保護(hù)可能靈敏度不足或整定延時長于2.0s。因此，最好在高壓側(cè)設(shè)一個保護(hù)變壓器熱穩(wěn)定的反時限過流保護(hù)，其整定值應(yīng)由變壓器的熱穩(wěn)定要求決定。
3.對于負(fù)序過電流的保護(hù)設(shè)計
在負(fù)序保護(hù)作為信號發(fā)射使用的時候，因為斷路在合閘的時候三相并非同時，在整個電力系統(tǒng)的起動過程中大電流以及過流過程引起電流互感器的不平衡以及相鄰近設(shè)備發(fā)生相間短路故障時都會引起較大的負(fù)序電流，可用延時來躲過。因此，動作時間應(yīng)大于相鄰設(shè)備的速斷保護(hù)動作時間與斷路器的分閘時間之和。當(dāng)負(fù)序保護(hù)作為相間短路保護(hù)的后備保護(hù)時，即投跳閘時，動作時間應(yīng)大于相鄰設(shè)備及本設(shè)備的相間后備保護(hù)的動作時間。
結(jié)束語
綜上所述，做好電力運(yùn)行中變電器繼電保護(hù)裝置的設(shè)計，保證電力系統(tǒng)安全正常高效的運(yùn)行。促進(jìn)我國電力事業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]裴斌，呂勇. 探討電力變壓器的繼電保護(hù)設(shè)計[J].城市建設(shè)理論研究，2014, (15).
關(guān)鍵詞：電力變壓器；繼電保護(hù)；優(yōu)化探究
一、電力變壓器常見的故障分析
電力變壓器在使用時可能會因為人為或者環(huán)境中這種或者那種因素，造成種種問題。這部分故障主要分為兩種，分別是內(nèi)部故障和外部故障。內(nèi)部故障主要是由于電力變壓器的油箱里可能存在問題，人們在使用時不注意，而導(dǎo)致油箱出現(xiàn)油料泄露或者油箱損壞的問題，從而使變壓器在使用時出現(xiàn)問題。而外部故障主要是油箱的外部，這部分主要是發(fā)生在絕緣套管或者其引線上，人員不注意就很可能會導(dǎo)致絕緣套管的絕緣層破損或者引線損壞等現(xiàn)象。
二、電力變壓器繼電保護(hù)優(yōu)化分析
變壓器在電力系統(tǒng)中至關(guān)重要，可以說是電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵所在，而繼電保護(hù)又是變壓器的重中之重，因此對變壓器進(jìn)行繼電保護(hù)優(yōu)化就具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1.利用縱聯(lián)差動保護(hù)
縱聯(lián)差動保護(hù)主要針對變壓器內(nèi)部短路和套管以及引出線等問題，主要通過切斷變壓器兩側(cè)的斷路器遏制故障的發(fā)生。而具體分為兩個方面：首先，應(yīng)該裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)，在6.3×106VA以及以下并列運(yùn)行，并且2×106VA以及以上用電流速斷保護(hù)一些不符合要求的變壓器。并且如果后備保護(hù)動作的延遲時間達(dá)到0.5秒，則需要裝設(shè)電流速斷裝置。
2.通過瓦斯保護(hù)
瓦斯保護(hù)主要運(yùn)用于第一類變壓器故障，瓦斯保護(hù)主要可以用于油箱內(nèi)油液不足的情況，例如對于0.4×106VA以上車間內(nèi)油浸式變壓器以及0.8×106VA以上油侵式變壓器，我們都采用瓦斯來保護(hù)。
3.使反應(yīng)變壓器對稱達(dá)到過負(fù)荷保護(hù)
當(dāng)多個變壓器并列運(yùn)行，并且每個變壓器利用電壓在4×105VA以及以上時，則需要根據(jù)實(shí)際情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)，同時過負(fù)荷保護(hù)也可以用于繞組變壓器和自耦變壓器，此時應(yīng)該接于一相電流上，帶時限動作于信號，這樣就可以在發(fā)生故障時通過過負(fù)荷保護(hù)自動斷開部分負(fù)荷，達(dá)到保護(hù)電力系統(tǒng)的效果。
我國的電力事業(yè)隨著社會的發(fā)展日益強(qiáng)大，給人們生活帶來了極大的便利。而變壓器作為電力系統(tǒng)中的一個重要裝置，卻在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的同時總是發(fā)生一些問題，因此，變壓器的繼電保護(hù)和優(yōu)化就成為當(dāng)今電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。
