變壓器保護知識你知道多少?(概述篇)

  來源:中國投資咨詢網

電力變壓器主要由鐵心及繞在鐵心上的繞組構成。為保證各繞組之間的絕緣,以及鐵心、繞組的散熱需要,將鐵心及繞組置于裝有變壓器油的油箱中。而變壓器各繞組間的兩端則通過絕緣套管引導變壓器的殼體之外。

電力變壓的故障可以分為油箱內部故障和油箱外部故障兩類。油箱內部故障主要有繞組的相間短路、單相繞組部分線匝之間發生的匝間短路、單相繞組通過外殼發生的單相接地短路,以及鐵芯損壞等。變壓器油箱內的故障十分危險,由于油箱內充滿了變壓器油,故障后強大的短路電流使變壓器油急劇的分解氣化,可能產生大量的可燃性瓦斯氣體,很容易引起油箱爆炸。油箱外故障主要是套管和引出線上發生的相間短路和接地短路。

2.變壓器不正常運行狀態

電力變壓器不正常的運行狀態主要包括變壓器外部短路故障引起的過電流、負荷長時間超過額定容量引起的過負荷、風扇故障或漏油等原因引起冷卻能力的下降等。對于中性點非直接接地運行的變壓器,外部接地短路時可能造成變壓器中性點過電壓,威脅變壓器的絕緣。對于大容量變壓器,因鐵心額定工作磁通密度與飽和磁通密度比較接近,所以當外部過電壓過高或頻率降低時容易發生過激磁。

3.變壓器保護配置的基本原則

瓦斯保護

瓦斯保護用來反應變壓器油箱內部所產生的氣體或油流而動作,它可以防御變壓器油箱內的各種短路故障和油面降低,且具有很高的靈敏度。瓦斯保護有重瓦斯和輕瓦斯之分。一般重瓦斯反應的是變壓器內部油流速度,保護動作于跳開變壓器各側電源斷路器,輕瓦斯保護反應的是變壓器內部氣體容積,保護動作于信號。

容量在800kVA及以上的油浸式變壓器和400kVA以上的車間內油浸式變壓器,均應裝設瓦斯保護。對于帶負荷調壓的油浸式變壓器的調壓裝置也應裝設瓦斯保護。

縱差保護或電流速斷保護

6300kVA及以上并列運行的變壓器,10000kVA及以上單獨運行的變壓器,發電廠廠用或工業企業中自用6300kVA及以上重要的變壓器,應裝設縱差保護。其他電力變壓器,應裝設電流速斷保護,其過電流保護的動作時限應大于0.5S。對于2000kVA以上的變壓器,當電流速斷保護靈敏度不能滿足要求時,也應裝設縱差保護??v差保護用于反應電力變壓器繞組、套管及引出線發生的短路故障,其保護動作于跳開變壓器各電源側斷路器并發相應信號。

相間短路的后備保護

相間短路的后備保護用于反應外部相間短路引起的變壓器過電流,同時作為瓦斯保護和縱差保護(或電流速斷保護)的后備保護,其動作時限按電流保護的階梯形原則來整定,延時動作于跳開變壓器 各電源側斷路器,并發相應信號。一般采用過流保護、復合電壓起動過電流保護或負序電流單相低電壓保護等。

接地短路的零序保護

對于中性點直接接地系統中的變壓器,應裝設零序保護,零序保護用于反應變壓器高壓側(或中壓側),以及外部元件的接地短路。

對于自耦變壓器和高、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。

當電網中僅有部分變壓器中心線接地運行時,為防止發生接地短路時,中性點接地變壓器跳開后,中性點不接地的變壓器(低壓側有電源)仍可能帶接地故障繼續運行,從而產生過電壓,威脅絕緣,因此應根據情況裝設零序過電壓保護、間隙零序電流保護等。

過勵磁保護

超高壓大型變壓器需要裝設過勵磁保護,由于變壓器鐵心中的磁通密度B與電壓和頻率的比值U/f成正比,因此當電壓升高和頻率降低時會引起變壓器過勵磁,使得勵磁電流增大,造成鐵損增加,鐵心溫度和繞組溫度升高,嚴重時要造成局部變形和損傷周圍的絕緣介質。過勵磁保護反映于實際工作磁密和額定工作磁密之比(過勵磁倍數)而動作。在變壓器允許的過勵磁范圍內,過勵磁保護作用于信號,當過勵磁超過允許值時可動作于跳閘。

其他非電量保護

變壓器通常還裝設反應油箱內油、氣、溫度等特征的非電量保護,主要包括變壓器本體和有載調壓部分的溫度保護、變壓器的壓力釋放保護、變壓器帶負荷后啟動風冷的保護、過載閉鎖帶負荷調壓的保護等。

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