電氣部分變壓器的保護設(shè)計研究

1、<p>　　電氣部分變壓器的保護設(shè)計研究</p><p>　　摘要：變壓器是發(fā)電廠以及變電站的主要電氣設(shè)備，對電力系統(tǒng)的保護有著至關(guān)重要的作用，因此，電壓器對繼電保護的設(shè)計上要求比較高，為了保證電力系統(tǒng)安全繼續(xù)的運行，本文對電氣部分變壓器常見故障進行分析，闡述變壓器的保護裝置類別，在變壓器保護設(shè)計中常見問題的解決方法，重點探討干式變壓器的保護設(shè)計。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：

2、電氣部分；變壓器；解決方法；干式變壓器；保護設(shè)計 </p><p>　　隨著對繼電保護技術(shù)、電子技術(shù)以及通信技術(shù)的不斷發(fā)展，對電氣部分的變壓器設(shè)計的要求越來越高。在大型高壓以及超高壓的電力變壓器的保護設(shè)計中，經(jīng)常會遇到一些問題，下面就了解喜愛電氣部分變壓器常見的故障進行分析，提出一些合理的變壓器保護設(shè)計方案，希望對于變壓器的保護起著一定的作用。 </p><p>　　Abstract: T

3、he transformer is the main electrical equipment of power plant and substation, it plays a very important role in the protection of power system, therefore, the design of relay protection voltage regulator requirements ar

4、e relatively high, in order to guarantee the safety of power system to run, this paper analyzes transformer of electric part of the common faults, described the protection device of transformer category, solutions for co

5、mmon problems in transformer protection design, d</p><p>　　中圖分類號：TM41文獻標(biāo)識碼：A文章編號： </p><p>　　一、電氣部分變壓器常見故障 </p><p>　　1、在油箱外的故障。對于油箱外的故障主要是引出線與套管發(fā)生了接地短路以及相間短路等等情況，造成變壓器出現(xiàn)故障。 </p>

6、;<p>　　2、在油箱內(nèi)的故障。主要是指繞組的接地、匠間以及相間短路，同時出現(xiàn)鐵心德燒損等等，這些故障將會導(dǎo)致繞組以及鐵心的燒壞，最終使絕緣體以及變壓器油的強烈氣化，嚴(yán)重的會出現(xiàn)油箱的爆炸。 </p><p>　　3、變壓器的不正常運行狀態(tài)。包括三個方面：一個是由于漏油的原因引起的油面降低，第二是由于負荷超載一定的容量而引起的過負荷，最后一個是由于變壓器的外部相間短路從而引起的過電流以及過電壓。

7、</p><p>　　二、電氣部分變壓器保護裝置類別 </p><p>　　電氣部分的變壓器出現(xiàn)以上故障應(yīng)該有相應(yīng)的措施進行解決，下面就從復(fù)合電壓閉鎖過電流，瓦斯，縱聯(lián)差動，零序過電流這四個方面進行分析： </p><p>　　1、通過復(fù)合電壓閉鎖過電流進行保護。對于三繞組的變壓器過流保護重點是從以下三個方面進行探討的：①為了進一步的提高其靈敏度將接地線進行簡化以及

8、裝設(shè)復(fù)合電壓從而起動的過流保護。②當(dāng)三繞組變壓的外部出現(xiàn)短路時，過流保護應(yīng)該選擇性的斷開只供給短路點得電流那一端的斷路器，這樣以來，能夠使其他兩組的變壓器能夠正常的工作。③三繞組的變壓器的兩側(cè)電源上，應(yīng)該在三側(cè)都裝設(shè)過電流保護，同時在動作時的最小一側(cè)加上方向元件，最終保證動作的選擇性，在裝設(shè)方向元件以后，還應(yīng)該采取一定的保護措施，防治變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障。 </p><p>　　2、通過瓦斯進行保護。當(dāng)變壓器的內(nèi)部

9、出現(xiàn)故障時，由于故障點的電流以及電弧的作用，會使變壓器油以及其他的絕緣材料會因為局部的受熱，從而產(chǎn)生氣體，一般氣體比較的輕，它會從油箱流向油枕的上邊，當(dāng)變壓器的內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重事故時，氣體會隨之而增多，可以利用油箱內(nèi)部出現(xiàn)故障的之一特點，可以構(gòu)成作用于氣體的保護裝置，這個裝置就稱之為瓦斯保護。通常情況下，瓦斯氣體的容積整定范圍為二百五十到三百立方厘米，容量在一萬KVA以上，整定值就是二百五十立方厘米，氣體的容積整定值主要是利用調(diào)節(jié)重錘的位置

10、進行改變的，重瓦斯保護的由流速度的范圍是在0.6-1.5m/s。當(dāng)變壓器出現(xiàn)外部故障時，因為受到穿越性故障電流的作用，在導(dǎo)油管的流速一般為0.4-0.5m/s。所以，鑒于上面的緣故，一般將當(dāng)導(dǎo)油管的流速設(shè)定為每秒一米。 </p><p>　　3、通過縱聯(lián)差動保護?？v聯(lián)差動主要是保護反應(yīng)變壓器繞組以及引出線的相見短路，對其中性點直接接地側(cè)繞組以及引出線的接地短路都能夠起到保護作用。主要是從以下量方面進行分析：①由于

11、電壓器的接線組別不同，導(dǎo)致的兩側(cè)的電流相位的關(guān)系也不同，即使在變壓器兩邊的電流互感器出現(xiàn)的兩次電流的大小都是一樣的，但是也會在差動回路中出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象，為了避免出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象，一般情況下，將變壓器星行接線的一側(cè)的電流互感器的二次繞組接成三角形，將變壓器三角形接線的一側(cè)電流互感器的二次繞組接線成星形，這樣一來，就能夠?qū)㈦娏骰ジ衅鞯亩坞娏飨辔恍Ｕ^來。②為了保護動作的選擇性，保護裝置的動作電流應(yīng)該躲開外部短路時的不平衡電流，一般都選擇

12、制動特性的差動保護。 </p><p>　　4、通過零序過電流保護。一般堅持的原則是與中性點不接地運行的變壓器的零序電壓原件在靈敏度上得到配合；在接地電流系統(tǒng)時，為了避免出現(xiàn)引線與母線的接地短路，一般在三側(cè)都有電源而中性帶你接地的變壓器上，通常都裝有零序過電流保護。 </p><p>　　三、在電氣部分變壓器的保護設(shè)計中常見問題的解決方法 </p><p>　　對于

13、一些大型高壓以及超高壓的電力變壓器的保護設(shè)計時，會遇到以下的問題：提高高阻接地故障的靈敏度、過激磁的保護設(shè)計以及提高對電流互感器飽和的識別等，下面就具體從這四個方面進行分析： </p><p>　　1、提高高阻接地故障的靈敏度。提高高阻接地故障的靈敏度有利于更好的保證變壓器的安全運行以及能夠可靠的識別出變壓器發(fā)生的高阻接地故障，最主要的是采用故障分量差動保護，對于這一保護的動作特性曲線如下圖1所示： </p

14、><p>　　圖1 故障分量差動保護動作特性 </p><p>　　對于這一保護動作的判定公式為：(△Ir≤△IGD)，在這個公式中，△Id87為最小的門檻值，K1以及K2為比率制動系數(shù)，△IGD表示的是拐點的電流值；△Ir表示的是制動電流的故障分量，△Id表示的是差動電流的故障分量。因為復(fù)合電流在差動的電流以及制動的電流中都已經(jīng)被消除了，因此，與發(fā)生故障茜的負荷情況沒有關(guān)系，特別是在制動的電

15、流方面能夠很好的提高差動保護的靈敏度。 </p><p>　　2、過激磁的保護設(shè)計。因為過激磁的能力比較大，在世界給出的變壓器的耐過激磁的倍數(shù)曲線是不同的。因此，為了更好的利用變壓器自身的耐受過激磁的能力，應(yīng)該開發(fā)出一種新型的變壓器來限制過激磁保護。對于目前來說，比較典型的過激磁倍數(shù)曲線就是德國的標(biāo)準(zhǔn)VDE-0523/8.64等等，廣大公司采用的是ABB公司提出的過激磁保護。 </p><p&

16、gt;　　3、提高對電流互感器飽和的識別。對于提高對電流互感器的飽和識別主要是在變壓器的差動保護中選用的抗電流互感器飽和的附加穩(wěn)定特性來進行識別的。經(jīng)歷以下幾個步驟：①第一，以內(nèi)被保護變壓器區(qū)內(nèi)的短路故障引起的電流互感器飽和不能夠用差動電流以及制動電流的比值來進行區(qū)別的。因為制動電流和差動電流的測量值都會受到一定的干擾，并且，比率值會滿足保護動作的條件。②對于發(fā)生在被保護變壓器區(qū)外的故障引起的電流互感器飽和狀況，可以利用故障發(fā)生的最初的

17、短時間以內(nèi)，采用最高值的初始制動電流來來檢測，這時候，制動電流會將工作點短暫的一道附加的穩(wěn)定特性區(qū)內(nèi)。③當(dāng)放生在被電壓器區(qū)內(nèi)的故障引起的電流互感器的飽和時，因為差動電流很大，與制動電流形成的電流比值從人引發(fā)的工作點就會立即進入到比率差動的保護特性區(qū)內(nèi)。所以，對于保護通過測量的電流量值主要引發(fā)的找工作點在不在附加的穩(wěn)定性特區(qū)內(nèi)，主要通過這個方法來識別的。 </p><p>　　四、干式變壓器的保護設(shè)計研究 <

18、/p><p>　　干式變壓器在煤礦井下的供配電系統(tǒng)中有著重要的作用，變壓器是比較關(guān)鍵的設(shè)備，下面主要是以移動干式變壓器的結(jié)構(gòu)上的缺陷來進行分析的，為中國干式變壓器在工業(yè)中的安全運用具有重要的意義。 </p><p>　　1、干式變壓器在結(jié)構(gòu)設(shè)計上的缺陷。因為移動變壓器設(shè)計上都是采用高壓負荷的開關(guān)，主要是有干式變壓器以及配電箱、低壓保護箱這三部分組成的。保護的部分設(shè)計在變壓器的兩端頭，變壓器與兩

19、端頭的通電主要是通過耐絕緣的接線端子和銅接線來完成的，采用軟銅帶來連接銅接線柱以及高低壓的連線，電流互感器主要在軟銅帶上面，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計容易造成接線端子的結(jié)緣受到損壞，并且不容易發(fā)現(xiàn)，溫度保護起不到作用，容易發(fā)生安全事故。 </p><p>　　2、針對設(shè)計的缺陷提出的解決辦法。對于接線端的接觸不良從而引起的發(fā)熱現(xiàn)象，主要通過在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上，通過在干式變壓器的殼上設(shè)置一個通通氣孔，同時在通氣孔上安裝瓦斯

20、監(jiān)測裝置，這個裝置主要是運用與工業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)相連接，實現(xiàn)變壓器的在線監(jiān)控，同時為巡檢的工作人員提供一個可靠的依據(jù)。一般正常情況下，是沒有氣體的產(chǎn)生的，一旦在變壓器的內(nèi)部接線柱上發(fā)熱現(xiàn)象，就會有大量的氣體產(chǎn)生，在變壓器上邊的瓦斯裝置就會報警，這樣以來，就會提示維護人員要進行檢修。 </p><p><b>　　五、結(jié)束語 </b></p><p>　　電氣部分的變壓器的

21、保護設(shè)計是通過不斷的實踐，在實踐中找到方法，對變壓器出現(xiàn)的故障進行及時的維修，對變壓器進行保護，有利于設(shè)備的安全運行，在工業(yè)生產(chǎn)上具有重要的意義。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]西北電力設(shè)計院\東北電力設(shè)計院.電力工程設(shè)計手冊（2）上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.1981. </p><p>　　[2]

22、熊信銀主編,朱永利副主編.發(fā)電廠電氣部分.北京:中國電力出版社,2004. </p><p>　　[3]王維檢.電氣主設(shè)備繼電保護原理與應(yīng)用.[J].北京：中國電力出版社,1998. </p><p>　　[4]馬洪波.干式變壓器技術(shù)的發(fā)展及其在電力生產(chǎn)中的應(yīng)用綜述[J].電力科學(xué)與工程,2010(11):56. </p><p>　　[5]王新月.基于DSP 的干