电力变压器保护设计

电源变压器是电源系统中非常重要的电源元件. 为了保证电源的可靠性和系统的正常运行，有必要根据其容量，电压等级和重要性设置相应的继电保护装置.

变压器的内部故障可分为两种: 燃油箱内部故障和燃油箱外部故障. 油箱的内部故障包括相间短路，接地短路，匝间短路和铁芯绕组损坏. 对于变压器，这些故障非常危险，因为在燃料故障期间会产生电弧罐中会产生绝缘物质. 剧烈的气化可能会引起爆炸，因此应尽快排除这些故障. 储罐外部的故障主要是由于绝缘套管和引出线发生相间短路和接地短路.

变压器的异常工作情况主要包括: 变压器外部相短路引起的过电流，以及外部接地短路和中性点过电压引起的过电流；超过额定容量的负载，漏油等引起的超载. 原因引起的油位降低.

此外，对于大容量变压器，由于额定工作期间的磁通密度接近铁芯的饱和磁通密度，因此在过压或低频等异常工作模式下也会发生变压器的过励磁. 故障. 鉴于上述故障类型和电力变压器的异常运行状况，应在变压器上安装相应的继电保护装置.

电力变压器的主保护

1. 0.8M VA及以上的油浸式变压器和0.4M VA及以上的车间油浸式变压器应配备气体保护装置. 当壳体中的故障产生轻微的气体或油位下降时，应立即作用于信号；当产生大量气体时，它应起到打开变压器各侧断路器的作用. 具有负载调节功能的油浸式变压器的稳压器还应配备气体保护装置.

2. 工厂工作的变压器和低于6.3M VA的并联运行的变压器，以及工厂待机的变压器和低于10M VA的单独运行的变压器，当备用保护时间限制大于0.5s时，应安装电流速断保护.

3. 对于6.3M VA及以上的工厂工作变压器和并联运行的变压器，10M VA及以上的工厂备用变压器和单独运行的变压器，应安装纵向差动保护（以下简称纵向差动保护）. ）.

4. 对于高压侧电压为330kV及更高的变压器，可以安装双重纵向差动保护.

5. 纵向差动保护应能够避免由励磁涌流和应包括变压器绕组，套管及其引线.

6. 对于110kV及以上中性点直接接地电网中的变压器，接地故障的零序电流保护应安装在变压器中性点接地线上. 对于仅部分变压器在中性点接地的变电站，当变压器为分级绝缘时，零序保护措施应首先切断在中性点工作而不接地的变压器. ，以防止中性点不接地运行变压器的无害过电压.

7. 对于高压侧电压为500 kV或容量为240 M VA或更高的变压器，当频率降低且电压升高时，变压器的工作磁密度过高，应安装过励磁保护装置. 该保护包括两个部分，低设置部分作用于信号，高设置部分作用于跳闸.

8. 为了使油箱中的变压器温度和压力升高以及冷却系统故障，应根据电力变压器标准的要求安装作用于信号或作用于跳闸的装置.

电力变压器的后备保护

1. 变压器相间短路后备保护首先考虑使用过电流保护. 当过电流保护不能满足灵敏度要求时，可以使用以复合电压开始的过电流保护. 如果仍然不满足灵敏度要求. 您可以选择阻抗保护.

2. 对于双绕组变压器，备用保护装置应安装在主电源侧. 根据主要接线情况，可以为保护装置设置一两个时间限制，为减少故障影响范围，跨接母线耦合或分段断路器提供更短的时间限制；打开变压器两侧的断路器的时间限制更长.

3. 对于三绕组变压器和自耦变压器，备用保护装置应分别安装在主电源侧和主负载侧. 主电源侧的保护带有两个时间限制，未保护侧的断路器以较短的时间限制打开，主负载侧的保护作用于该侧的断路器. 当上述方法不满足灵敏度要求时，可以在每侧安装备份保护. 双方的保护都应根据选择性的要求考虑增加定向成分.

4. 0.4M VA及以上的变压器应配备过载保护，其工作时间应大于电动机的自启动时间，通常作用于信号.

电力变压器的电流和电压保护应反映由变压器的外部故障引起的变压器绕组的过电流，并在内部故障时作为差动保护和气体保护的后备. 变压器，应在变压器上安装过电流保护装置. 根据系统的变压器容量和短路电流水平，保护方法为: 过电流保护，低压启动时的过电流保护变压器继电保护，复合电压启动时和负序时的过电流保护. 过电流保护.

变压器的过电流保护

1. 保护设备的启动电流应根据避免使用变压器可能产生的最大负载电流进行设置. 保护动作后，应将变压器两侧的断路器跳闸. ①根据可能的最大负载电流进行设定，以避开变压器； ②根据自启动的最大工作电流进行设定，避免负载； ③根据自动输入负载设定，避免变压器低压母线； ④根据相邻保护协调进行设置.

2. 复合电压启动变压器过电流保护

仅在电压和电流分量起作用时，由负序电压继电器（由连接到负序电压滤波器的过电压继电器组成）和与线路电压相连的低压继电器组成，形成电压阻断电路为了在延迟动作后跳闸.

3. 电力变压器的气体保护

当变压器油箱发生故障时（包括因绝缘损坏引起的轻微的匝间短路和由于电弧电阻引起的接地短路），变压器油和其他绝缘材料将部分分解，并在分解时产生气体. 加热. 由于气体相对较轻变压器继电保护，它们将从油箱流到油枕的上部. 当故障严重时，油将迅速膨胀并产生大量气体. 此时，随着油的流动，猛烈的气体将被冲到油枕的上部. 利用燃料箱内部故障的这一特征，构造了一种响应上述气体而起作用的气体保护装置.

气体保护的主要优点是动作迅速，灵敏度高，安装和接线简单，并且可以响应油箱中的各种故障. 缺点是它不能反映除燃油箱以外的壳体和引线的故障.

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