變壓器的繼電保護精選(九篇)

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第1篇：變壓器的繼電保護范文

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；變壓器；常見故障；繼電保護

電力變壓器是電力系統(tǒng)中輸配電的主要設(shè)備，如果發(fā)生故障將會給電力系統(tǒng)的正常運行及供電可靠性帶來嚴重的影響。為了確保電力變壓器能夠安全運行,防止事故擴大,確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行，可根據(jù)變壓器的容量、結(jié)構(gòu)以及故障類型裝設(shè)相應(yīng)的繼電保護裝置。1.電力變壓器常見故障及不正常運行狀態(tài)

變壓器油箱的內(nèi)部原副邊繞組很有可能會發(fā)生相間短路、匝間短路、中性點直接接地系統(tǒng)側(cè)繞組的單相接地短路以及原副繞組之間的絕緣擊穿等故障。油箱內(nèi)故障產(chǎn)生電弧,引起絕緣油劇烈氣化,很有可能會導(dǎo)致變壓器油箱內(nèi)部爆炸。油箱外部套管和引出線也可能會發(fā)生相間短路以及接地短路。變壓器不正常工作狀態(tài)主要有外部短路、負荷引起的過電流、外部接地短路引起的中性點過電壓、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等。

根據(jù)情況和異常運行方式,變壓器一般需要配置以下保護

2.1差動保護或電流速斷保護

差動保護不僅能夠正確區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障，還可以在無其他元件的保護配合的情況下無延時的切除區(qū)內(nèi)各種故障，因此差動保護經(jīng)常作為電氣主設(shè)備的主保護被廣泛應(yīng)用于各種電氣主設(shè)備和線路的保護中。 《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》中對裝設(shè)縱聯(lián)差動保護和電流速斷保護有如下規(guī)定：

2.1.1對6.3MVA以下廠用變壓器和并列運行的變壓器，以及10MVA以下廠用備用變壓器和單獨運行的變壓器，當(dāng)后備保護時間大于0.5s時，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護。

2.1.2對6.3MVA及以上廠用工作變壓器和并列運行的變壓器，10MVA及以上廠用備用變壓器和單獨運行的變壓器，以及2MVA及以上用電流速斷保護靈敏性不符合要求的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護。

2.1.3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。

2.1.4對于發(fā)電機變壓器組，當(dāng)發(fā)電機與變壓器之間有斷路器時，發(fā)電機裝設(shè)單獨的縱聯(lián)差動保護。當(dāng)發(fā)電機與變壓器之間沒有斷路器時，100MVA及以下發(fā)電機與變壓器組共用縱聯(lián)差動保護；100MVA以上發(fā)電機，除發(fā)電機變壓器共用縱聯(lián)差動保護外，發(fā)電機還應(yīng)單獨裝設(shè)縱聯(lián)差動保護。對200~300MVA的發(fā)電機變壓器組亦可在變壓器上增設(shè)單獨的縱聯(lián)差動保護，即采用雙重快速保護。

2.2過電流保護

電網(wǎng)中發(fā)生相間短路故障時，電流會突然增大，電壓突然下降，過流保護就是按線路選擇性的要求，整定電流繼電器的動作電流的。過電流保護可作為瓦斯保護和差動保護或電流速斷保護的后備保護，反應(yīng)變壓器外部相間短路。一般過電流保護宜用于降壓變壓器；復(fù)合電壓起動的過電流保護，宜用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過電流保護不滿足靈敏性要求的降壓變壓器；負序電流和單相式低電壓起動過電流保護，可用于63MVA及以上升壓變壓器；對于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，當(dāng)采用過電流保護不能滿足靈敏性和選擇性要求時，可采用阻抗保護。

2.3零序電流保護

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。110kV及以上大接地電流系統(tǒng)中，如果變壓器中性點可能接地運行，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，作變壓器主保護的后備保護，并作為相鄰元件的后備保護。

利用接地時產(chǎn)生的零序電流使保護動作的裝置，叫零序電流保護。在電纜線路上都采用專門的零序電流互感器來實現(xiàn)接地保護。將零序電流互感器套地三芯電纜上，電流繼電器接在互感器的二次線圈上，在正常運行或無接地故障時，由于電纜三相電流的向量之和等于零，零序互感器二次線圈的電流也為零(只有很小的不平衡電流），故電流繼電器不動作。當(dāng)發(fā)生接地故障時，零序互感器二次線圈將出現(xiàn)較大的電流，使電流繼電器動作，以便發(fā)出信號或切除故障。

2.4過負荷保護

反應(yīng)變壓器對稱過負荷的過負荷保護，僅作用于信號

對于400kVA及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺并列運行或單獨運行并作為其他負荷的備用電源時，應(yīng)根據(jù)可能過負荷的情況裝設(shè)過負荷保護。對自耦變壓器和多繞組變壓器，保護裝置應(yīng)能反應(yīng)公共繞組及各側(cè)過負荷的情況。變壓器的過負荷電流，在大多數(shù)情況下，都是三相對稱的，故過負荷保護只要接入一相電流，由電流繼電器來實現(xiàn)，并經(jīng)過一定的延時作用于信號。選擇保護安裝在哪一側(cè)時，要考慮它能夠反映變壓器所有各側(cè)線圈過負荷情況。在無經(jīng)常值班人員的變電所，必要時過負荷保護可動作于跳閘或斷開部分負荷。

2.5過勵磁保護

目前的大型變壓器設(shè)計中，為了節(jié)省材料，降低造價，減少運輸重量，鐵心的額定工作磁通密度都設(shè)計得較高，接近飽和磁密，因此在過電壓情況下，很容易產(chǎn)生過勵磁。在過勵磁時，由于鐵心飽和，勵磁阻抗下降，勵磁電流增加的很快，當(dāng)工作磁密達到正常磁密的1.3~1.4倍時，勵磁電流可達到額定電流水平。其次由于勵磁電流是非正弦波，含有許多高次諧波分量，而鐵心和其他金屬構(gòu)件的渦流損耗與頻率的平方成正比，可引起鐵心、金屬構(gòu)件、絕緣材料的嚴重過熱，若過勵磁倍數(shù)較高，持續(xù)時間過長，可能使變壓器損壞。因此，高壓側(cè)為500kV的變壓器宜裝設(shè)過勵磁保護。裝設(shè)變壓器過勵磁保護的目的是為了檢測變壓器的過勵磁情況，及時發(fā)出信號或動作于跳閘，使變壓器的過勵磁不超過允許的限度，防止變壓器因過勵磁而損壞。

2.6瓦斯保護

瓦斯保護是反應(yīng)變壓器內(nèi)部氣體的數(shù)量和流動的速度而動作的保護，保護變壓器油箱內(nèi)各種短路故障，特別是繞組的相間短路和匝間短路。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)油箱內(nèi)故障嚴重時，產(chǎn)生的氣體量非常大，氣體流和油流相互夾雜著沖向油枕上部，由于壓強的作用，繼電器內(nèi)部的油面降低，瓦斯保護啟動，瞬時斷開變壓器各側(cè)的斷路器。 《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，0.4MVA及以上車間內(nèi)油浸式變壓器和0.8MVA及以上油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護。瓦斯保護具有可靠、靈敏和速動性，但只能反應(yīng)油箱內(nèi)部的故障，不能反應(yīng)引出線的故障。有時還會受到一些外界因素的影響，所以還需要設(shè)置其他后備保護。

2.7壓力保護

壓力保護也是變壓器油箱內(nèi)部故障的主保護，當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時，溫度升高，油膨脹壓力增高，彈簧帶動繼電器觸點，使觸點閉合，作用于切除變壓器。

2.8溫度及油位保護

溫度保護包括油溫和繞組溫度保護，當(dāng)變壓器溫度升高到預(yù)先設(shè)定的溫度時，溫度保護發(fā)生告警信號，并投入啟動變壓器的備用冷卻器。

油位保護反應(yīng)油箱內(nèi)油位異常的保護。運行時，因變壓器漏油或其他原因使油位降低時動作，發(fā)出告警信號。

2.9冷控失電保護

為提高傳輸能力，對于大型變壓器均配置有各種的冷卻系統(tǒng)，如風(fēng)冷、強迫油循環(huán)。在運行中，若冷控失電，變壓器的溫度將迅速升高。若不及時處理，可能導(dǎo)致變壓器繞組絕緣損壞。

第2篇：變壓器的繼電保護范文

關(guān)鍵詞：電力變壓器；電氣試驗；繼電保護

中圖分類號：TM417 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）10-0133-01

隨著人們對電力需求的進一步擴大化，對電氣企業(yè)來說也有著比較大的挑戰(zhàn)。為保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，對變壓器進行實施電氣試驗以及加強^電保護工作的實施就顯得比較關(guān)鍵，通過從理論上，對電力變壓器電氣試驗以及繼電保護的研究分析，就能為實際操作提供有益思路。

1 變壓器的故障以及電氣試驗

1.1 變壓器的故障分析

變壓器的故障中，聲音異常是比較常見的故障。也就是變壓器在實際的運用過程中，會發(fā)出不均勻的聲音，以及發(fā)出特殊的聲音。這就說明變壓器出現(xiàn)了故障。結(jié)合聲音的不同來找出故障位置，然后對其及時性處理[1]。在這一故障出現(xiàn)的時候，電網(wǎng)處在高壓情況下，變壓器的聲音就會比較尖銳，這就需要對變壓器的電壓實施測試。在電流電壓沒有問題的時候，就可能是內(nèi)部螺絲出現(xiàn)了松動情況。

變壓器故障當(dāng)中，出現(xiàn)了顏色以及氣味異常的問題，在變壓器的內(nèi)部就出現(xiàn)了故障。最為可能的就是防爆管發(fā)生了破裂，從而使得水以及潮氣進入到變壓器內(nèi)，這樣就會變壓器的絕緣性能有著影響。在實際運行過程中，就比較容易出現(xiàn)閃絡(luò)問題?；蛘呤怯捎谧儔浩骼匣瘑栴}，也會出現(xiàn)燒焦氣味出現(xiàn)，這就需要解決具體的情況來加以應(yīng)對。

變壓器的故障類型中，油溫異常的問題也比較常見。如果是油溫比平常高處10攝氏度或負載時候油溫不斷上升，也能判斷變壓器的內(nèi)部出現(xiàn)了故障?？赡苁抢鋮s器不工作，使得溫度不能得到有效擴散，這就需要對冷卻系統(tǒng)及時性的維修。

1.2 變壓器電氣試驗

在變壓器電氣試驗的內(nèi)容中，主要有絕緣測試以及耐壓試驗和瓦斯繼電器試驗等。其中的絕緣試驗就是其他試驗的基礎(chǔ)，在這一環(huán)節(jié)的試驗過程中，就要在變壓器一次和二次間對地電阻實施測試，這樣能對一些比較簡單性的故障加以判斷，對設(shè)備的絕緣強度也能得到有效保證，可有效避免漏電以及破損的問題出現(xiàn)。在電壓器存在著相間電阻平衡的時候，通過直流電阻試驗對穩(wěn)定性進行測試，就能滿足實際的試驗要求[2]。試驗儀器為直流電橋或直流電阻測試儀，建議使用直流電阻測試儀，因為變壓器線圈電感量較大，電橋充電時間較長，且電池耗電快，影響測試精度。利用直流電橋測量大容量變壓器時，必須先按“B”按鈕，然后再按“G”按鈕，如果按“G”按鈕，當(dāng)按“B”按鈕時的一瞬間中因自感引起逆電勢對指零儀產(chǎn)生沖擊而損壞。斷開時，先放開“G”，再放開“B”。

2 電力變壓器繼電保護措施實施

對電力變壓器繼電保護要遵循相應(yīng)的原則，這樣才能起到積極保護作用。在可靠性原則方面要加強重視，保護裝置規(guī)定的保護范圍內(nèi)，發(fā)生應(yīng)該動作故障時，不該拒絕動作而在其他保護不動作下是不應(yīng)當(dāng)發(fā)生誤動作的。在可靠性的原則方面，主要是保護裝置自身的質(zhì)量以及運行維護水平，能采用拒動率以及誤動率對兩者愈小則保護可靠性愈高進行衡量，為能保障其安全性就要加強自動檢測以及閉鎖報警等措施實施[3]。再有就是對電力變壓器的繼電保護就要注重選擇性以及靈敏性的原則遵循，在選擇性的原則方面，故障設(shè)備以及線路自身保護出現(xiàn)了故障，在故障設(shè)備以及線路保護要通過相鄰設(shè)備以及線路保護將故障切除。

電力變壓器繼電保護措施的實施方面，可通過軟件應(yīng)用功能加以應(yīng)用。也就是對各類二次信息實施查詢，然后對三遙數(shù)據(jù)分析處理，對以前定試的記錄實施比較，對動作的次數(shù)以及時間實施統(tǒng)計等，并能對二次設(shè)備試驗材料以及記錄和定值實施管理。設(shè)置一次裝備參數(shù)接口，在電壓以及功率和電流設(shè)備方面的試驗記錄要加強實施，并配合一次主接線圖實施查詢，只有在這些層面得到了加強，就能保障繼電保護的效果良好呈現(xiàn)[4]。另外，在對電力變壓器的繼電保護措施實施中，在瓦斯保護方面的方法實施也比較重要，這一保護在變壓器當(dāng)中是比較基礎(chǔ)的，也是變壓器內(nèi)部裝置，通過氣體變壓器為主，瓦斯保護的主要目的就是保證電力變壓器油箱內(nèi)部氣體及時排除，能有效避免油箱的溫度突然上升，對絕緣油的基本性能能得到保障。

3 結(jié)語

綜上所述，電力變壓器電氣試驗以及繼電保護的措施實施中，要能嚴格的按照標準進行實施，只有在措施方法上妥善實施，才能真正有助于變壓器的應(yīng)用質(zhì)量水平提高。希望能通過此次理論研究，有助于電力變壓器的繼電保護操作。

參考文獻

[1]關(guān)景輝.電力變壓器繼電保護相關(guān)問題探討[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013，（14）：121.

[2]潘寶良.淺論電力變壓器繼電保護設(shè)計[J].科技資訊，2015，（34）：107.

第3篇：變壓器的繼電保護范文

【關(guān)鍵詞】配電變壓器；繼電保護；問題；改進

1、配電變壓器的使用狀況分析

配電變壓器主要用于實現(xiàn)電壓和電流的等級變換和隔離，是電力系統(tǒng)最基本、最重要的組成設(shè)備之一，其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用數(shù)量也最多。早期變壓器是由鐵芯和纏繞在鐵芯上的銅線圈組成，如第一臺變壓器就是使用一般的碳素鋼絲為鐵心的導(dǎo)磁材料將鋼絲纏繞成卷鐵芯結(jié)構(gòu)繞組在卷鐵芯上。而后，變壓器的制造工藝技術(shù)進行了大量改進，主要集中在絕緣、冷卻、鐵芯導(dǎo)磁材料和結(jié)構(gòu)方面。到二十世紀末，變壓器的制作開始引進非晶合金材料，以此大幅度降低了變壓器的鐵芯損耗。時至今日，電力變壓器的使用效率基本上已達到99%以上。

2、目前配電變壓器二次側(cè)繼電保護使用中存在的問題

2.1問題的背景。變壓器作為電力系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的一種設(shè)備，其發(fā)明誕生至今已有一百多年，但是其工作的基本原理和基本功能一直都未發(fā)生變化。一方面，配電電力變壓器作為變壓器中的一個重要種類，則是一種靜止的電氣設(shè)備，是配電系統(tǒng)中根據(jù)電磁感應(yīng)定律變換交流電壓和電流，將某一數(shù)值的交流電壓和電流變成頻率相同的另一種或幾種數(shù)值不同的電壓和電流而傳輸交流的設(shè)備。其通常安裝于電桿或配電所中，一般能將電壓從6-10千伏降至400伏左右輸入用戶。另一方面，從變壓器產(chǎn)生至今的一百多年里，電力系統(tǒng)內(nèi)已發(fā)生了深刻的變化，特別是近幾十年來，電力系統(tǒng)使用規(guī)模的日益擴大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及運行方式的日趨復(fù)雜化，都使得電力系統(tǒng)運行中的穩(wěn)定問題越來越突出。電力系統(tǒng)中非線性負荷的大量增長，也加速惡化了電力系統(tǒng)的供電品質(zhì)。同時，由于用戶對電能產(chǎn)品品質(zhì)的要求越來越高，從而使得電能質(zhì)量問題所面臨的挑戰(zhàn)相應(yīng)地水漲船高，也成為了當(dāng)前電力系統(tǒng)所面臨的亟需解決的重要問題。而配電變壓器二次側(cè)繼電保護的缺漏則是一個非常重要又不可回避的問題[1]。

2.2問題的提出。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，電力系統(tǒng)也出現(xiàn)一系列新特點，主要體現(xiàn)為：（1）可再生能源發(fā)電技術(shù)受到普遍關(guān)注使得電力系統(tǒng)的電源由傳統(tǒng)工頻交流形式轉(zhuǎn)為如光伏發(fā)電的直流電源、風(fēng)力發(fā)電的交流變頻電源等的多形式并存。在這種可再生能源的發(fā)電系統(tǒng)中必然涉及到各種大功率、高質(zhì)量、高效率能量轉(zhuǎn)換與控制問題，而配電變壓器二次側(cè)設(shè)計也應(yīng)跟上相應(yīng)配置的需要，尤其在繼電保護過程中現(xiàn)存設(shè)計的不完善已難以滿足其需求。（2）現(xiàn)有配電變壓器二次側(cè)繼電保護的設(shè)計在大型和超大型電力系統(tǒng)出現(xiàn)后，對保證其安全穩(wěn)定運行也面臨著巨大挑戰(zhàn)。（3）對電能需求的爆發(fā)性增加導(dǎo)致的非線性負荷的增長，配電變壓器二次側(cè)及繼電保護設(shè)計的不完善，易造成供電電能質(zhì)量的不斷降低，而巨大數(shù)量的用戶對電能使用質(zhì)量之要求卻越來越高的客觀事實無法改變[2]。

2.3問題的表現(xiàn)。在這些新挑戰(zhàn)的背景之下，配電變壓器作為電力系統(tǒng)中最為基本輸變電裝置，其過于單一的二次側(cè)繼電保護設(shè)計所暴露的問題日益明顯，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）負載時容易導(dǎo)致輸出的電壓下降，而空載時卻損耗較高；（2）對配套相關(guān)設(shè)備進行保護的成本驟然提高；（3）鐵芯飽和時產(chǎn)生的諧波在投入電網(wǎng)時也會造成比較大的勵磁涌流，影響電網(wǎng)正常運行；（4）在負荷側(cè)發(fā)生故障時無法隔離故障，從而導(dǎo)致故障擴大；（5）在帶非線性負載情況下，若產(chǎn)生畸變電流通過變壓器耦合進入電網(wǎng)會對電網(wǎng)造成無法估計的污染；（6）在電源側(cè)電壓受到干擾時，又會傳遞到負荷側(cè)產(chǎn)生對敏感負荷的消極影響[3]。

3、配電變壓器二次側(cè)繼電保護改進之方案

3.1現(xiàn)行設(shè)計的缺陷。在現(xiàn)有電氣設(shè)計規(guī)程的規(guī)定里，若變壓器容量在315千伏安及以上且高壓側(cè)系跌落式熔斷器保護時，配電變壓器低壓側(cè)總開關(guān)應(yīng)當(dāng)盡量采用自動空氣開關(guān)。但目前國產(chǎn)的低壓配電屏裝設(shè)之大容量空氣開關(guān)在用作配電變壓器低壓側(cè)開關(guān)時往往無法與配出線保護器械相配合。因此，現(xiàn)行設(shè)計基本是舍棄了配電變壓器低壓側(cè)進線空氣開關(guān)之保護功能，改由高壓側(cè)保護器械兼顧作為低壓配出線故障時的后備保護。從實踐來看，這一取舍往往由于器械的靈敏度不夠而無法達到后備保護的目的，因為在出現(xiàn)這種情況時低壓進線空氣開關(guān)實際上僅僅起到了隔離開關(guān)之作用，無法充分發(fā)揮設(shè)備應(yīng)有的能力。

3.2現(xiàn)行設(shè)計改進路徑之選擇。鑒于以上分析之缺陷，從設(shè)計上對配電變壓器二次側(cè)繼電保護進行創(chuàng)新，從而實現(xiàn)變壓器使用效率的整體提升，使其能夠滿足當(dāng)前乃至未來電力系統(tǒng)發(fā)展過程中出現(xiàn)的各種新要求、新挑戰(zhàn)，是當(dāng)前快速彌補不足的一種捷徑。從未來趨勢看，電子電力變壓器相對于傳統(tǒng)常規(guī)鐵芯式變壓器具有體積小、無污染、穩(wěn)定性、可控性、智能化等無法比擬的優(yōu)點，是一個總的發(fā)展方向，但其技術(shù)還不夠成熟，尚有待于未來在實際生活中運行檢驗。而基于傳統(tǒng)鐵芯式配電變壓器對二次側(cè)繼電保護設(shè)計的改進，其技術(shù)已然成熟，且操作性高，能夠但期內(nèi)使配電器效率有大幅提高，是在綜合現(xiàn)有技術(shù)和條件后的最佳選擇[4]。

3.3現(xiàn)行設(shè)計之改進。本文所選擇的方案是基于傳統(tǒng)鐵芯式配電變壓器而對二次側(cè)繼電保護設(shè)計的改進，其僅在現(xiàn)有低壓配電屏裝設(shè)的空氣開關(guān)基礎(chǔ)上對二次線稍作改變，不僅花費較少、可操作性強，還能選擇上下級保護裝置的動作來提高供電可靠性。

本方案具體改進方案為：（1）根據(jù)二次接線原理利用進線配電屏原有的三相電流互感器加裝三只過電流繼電器，在二次接線處設(shè)置電容儲能器和電容檢查回路，從而實現(xiàn)過電流反時限的保護，同時還可根據(jù)需要設(shè)置變壓器瓦斯保護和零序保護。（2）繼電保護整定中，時限只需電流的整定適當(dāng)，采用繼電器反時限性能達到選擇性保護的配合是完全能夠?qū)崿F(xiàn)的。（3）高壓熔斷器的選擇和電容器的選擇可按配電變壓器二次側(cè)的母線三相穿越短路電流來選擇。

4、結(jié)語

總而言之，在科技進步與社會發(fā)展迅速的今天，在當(dāng)前客戶對電能質(zhì)量要求越來越高，各種大型和超大型電力系統(tǒng)對配電變壓器設(shè)備性能要求越來越高的情況下，變壓器的設(shè)計與制造都將進入一個更高層次要求的時代，在更有效、更先進的變壓器問世前，我們?nèi)皂殞ΜF(xiàn)有設(shè)備與技術(shù)進行改進和完善，以期在當(dāng)前能滿足客觀上的需求，因此對配電變壓器二次側(cè)繼電保護進行改進也是尤為必要的，希望能高以此保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效地運行。

參考文獻

第4篇：變壓器的繼電保護范文

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；變壓器；故障類型；繼電保護

中圖分類號：TM774 文獻標識碼： A

變壓器故障會影響到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，甚至?xí)l(fā)電力事故，給國家及人民群眾的生命財產(chǎn)造成威脅，也給電力企業(yè)帶來不可估量的損失。繼電保護技術(shù)的應(yīng)用，對于提高電力系統(tǒng)運行的安全性、可靠性具有非常重要的意義。

1電力變壓器故障類型

1.1繞組

變壓器中的繞組元件對于變壓器不同等級間的電能轉(zhuǎn)換工作所起的作用是基礎(chǔ)性的，其所出現(xiàn)的常見故障有繞組接地、繞組短路、繞組中斷等，繞組短路問題可以再細劃成單相短路與相間短路、股間短路等幾個類別。

1.2絕緣

針對實際檢修記錄加以總結(jié)，可以很容易發(fā)現(xiàn)，變壓器中的故障類別里，絕緣故障所占的比重最高，約為75%至85%，意即絕大多數(shù)變壓器故障均由絕緣系統(tǒng)不穩(wěn)定所產(chǎn)生。當(dāng)變壓器在工作狀態(tài)下，絕緣材料持續(xù)損耗，而又有變壓器波動效應(yīng)給設(shè)備添加的影響，使得絕緣材料發(fā)生老化，形成發(fā)黑與枯焦問題。所以在檢修時要重點關(guān)注絕緣系統(tǒng)的工作情況，如果變壓器發(fā)生個別部位太熱與放電問題，要馬上將變壓器從供配電系統(tǒng)里面退出來。

1.3開關(guān)

如果變壓器產(chǎn)生漏油問題，它的分接開關(guān)可能要直接暴露出來，外部氣流滲入會讓形狀出現(xiàn)絕緣受潮問題，這是分接開關(guān)短路故障的主要成因，繼而可能帶來變壓器損壞。而當(dāng)分接開關(guān)處在磨損及外部污染等原因影響下，其觸頭接觸電阻的面積會有所增加，從而造成分接開關(guān)觸頭強烈的發(fā)熱氧化反應(yīng)。

1.4油泄漏

如果變壓器的油位太高，則易于引起油枕泄漏，若是當(dāng)變壓器的油位太低，則會形成絕緣擊穿故障。通過大量的檢修維護結(jié)果調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，變壓器中的油位變化會同負荷、冷卻系統(tǒng)工作情況、環(huán)境條件等因素產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。

2電力變壓器的繼電保護方式研究

2.1變壓器氣體繼電保護

變壓器的氣體繼電保護可以有效保護油浸型變壓器，避免它的內(nèi)部出現(xiàn)功能式故障。例如在變壓器發(fā)生油箱滲漏事故時，氣體繼電保護裝置能夠放出及時的跳閘信號。繼電器是這類保護裝置的重要元件，其安裝位置在油箱及油枕中間的聯(lián)接管位置。瓦斯保護作為變壓器主要保護，其可以反應(yīng)變壓器內(nèi)部故障和油面降低的情況，包括：內(nèi)部多相短路、變壓器繞組的匝間短路、繞組內(nèi)部斷線、繞組與鐵芯或外殼間的短路、鐵芯故障、絕緣劣化、油面下降或漏油以及分接開關(guān)接觸不良等。

（1）輕瓦斯繼電保護動作：在油箱中發(fā)生的故障很輕的時候，有微量氣體帶到氣體繼電器中來，實現(xiàn)從上到下的排油，讓油面位置下降，這時候上部觸點會被有效連接，啟動信號回路，發(fā)出音響與燈光信號。

（2）重瓦斯繼電保護動作：在油箱中發(fā)生的故障較為嚴重的時候，會有很多氣體出現(xiàn)，造成油箱里面的油在范圍流動，從連接管帶入到油枕中，油氣混合物在與氣體繼電器接觸以后，繼電器的下觸點連通，啟動跳閘回路，發(fā)出音響與燈光信號。

瓦斯保護具有結(jié)構(gòu)簡單、動作迅速以及靈敏可靠的優(yōu)點，但是它不能反映變壓器郵箱外部線路的故障，且在外界因素下可能發(fā)生誤動作，因此，瓦斯保護作為反映內(nèi)部故障的主保護，但是不能作為唯一保護裝置。

對于0.8MVA及以上的油浸式變壓器均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護；對于容量在0.4MVA及以上的車間油浸式變壓器也應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護。

2.2變壓器差動繼電保護

差動繼電保護的優(yōu)點很多，諸如靈敏度好、選擇性佳等，并且易于操作，可以在發(fā)電機、電動機、電抗器等多個部位得到利用。差動繼電保護除了能夠發(fā)現(xiàn)鑒別設(shè)備故障，還能夠?qū)收线M行獨立消除，有著其他方法所不具備的獨特優(yōu)勢。差動繼電保護形成的原理是變壓器高壓與低壓兩翼電流相伴進行對比。在變壓器處在平穩(wěn)運行的工作狀態(tài)下，或者是處在外部簡單故障狀態(tài)下，差動繼電器中的電流會同兩翼電流互感器電流和之間保持很小的差值（差值數(shù)額幾乎為零），在此時，變壓器的差動繼電器無主動動作產(chǎn)生，也不會進行有關(guān)的保護動作。但是在變壓器發(fā)生內(nèi)部故障之際，差動繼電器里面的電流會同兩翼電流互感器電流和保持一致，故障位置會有很強的短路電流出現(xiàn)，繼電器會發(fā)生顯著動作，以便讓各邊斷路器故障馬上排除掉，并同時產(chǎn)生動作警示信號。對單獨運行容量為10MVA及以上的變壓器，或容量為6.3MVA及以上并列運行變壓器和廠用工作變壓器，均應(yīng)裝設(shè)差動繼電保護。

2.3變壓器過電流保護

如果電力便壓器發(fā)生內(nèi)部或者外部故障，除了可以應(yīng)用變壓器的氣體繼電保護及差動繼電保護之外，還可以把變壓器所安裝的過電流保護設(shè)備當(dāng)作保護裝置。從變壓器的基本容量及電流短路情況的區(qū)別，過電流保護的辦法可以劃分成如下幾種，如負序式保護、復(fù)合式啟動保護與低電壓啟動式保護等。負序式保護我區(qū)應(yīng)用面不廣，復(fù)合式啟動保護是由負序繼電器保護與低電壓繼電器聯(lián)合組成的閉合回路，只有在電流與電壓元件發(fā)生同步動作時，才有可能出現(xiàn)跳閘情況。所謂的變壓器過電流保護方法則要相對復(fù)雜一些，由于要保障動作啟動后的安全運行，使動作啟動可以自動跳開變壓器兩邊附屬位置的斷路器，因此要按照可以避開電力變壓器最大值負荷電流的前提情況進行啟動保護設(shè)備的工作，以使啟動電流得到最合規(guī)范的調(diào)整，其用意也就是避開最大值負荷自啟動裝置電流。

2.4變壓器超負荷保護

因為電力變壓器出現(xiàn)的絕大多數(shù)過負荷均是發(fā)生于三相對稱情況下的，所以針對過負荷繼電保護裝置，原則上可以應(yīng)用單獨的電流繼電器同單相線路進行連接，達到一對一接線，具體可以分為如下幾種情況予以安排。其一，針對雙繞組情況的變壓器，要在主電源附近安裝布置過負荷保護設(shè)備。其二，對于一邊存在電源的三繞組式降壓器而言，若是三邊繞組的基礎(chǔ)容量保持一致的話，那么要在電源一邊安裝過負荷保護設(shè)備；而若是三邊繞組的基礎(chǔ)容量存在較大差距，則只于繞組容量較低的一邊進行過負荷設(shè)備安裝即可；其三，針對兩邊都安排電源的三相繞組降壓器設(shè)備來講，最好是在三邊都設(shè)備過負荷保護裝置。其四，針對三邊都安排電源的三相繞組降壓器來講，最好是在每一邊都安裝過負荷保護裝置。

2.5過勵磁保護

當(dāng)變壓器過勵磁時，由于鐵心飽和，勵磁阻抗下降導(dǎo)致勵磁電流增大。其波形為非正弦波，包含大量高次諧波分量，從而使得變壓器鐵心嚴重過熱以及絕緣劣化，如果勵磁電流較高，持續(xù)時間過長將可能致使變壓器的損壞。高壓側(cè)為500kV的電力變壓器宜裝設(shè)過勵磁保護裝置。

3總結(jié)

電力變壓器是不同電壓間的電能資源轉(zhuǎn)換載體，其在供電與配電體系中發(fā)揮的作用非常關(guān)鍵。本文分析了電力變壓器的常故障種類，并且提出了幾點電力變壓器的繼電保護方式。如果將這些方法有效地利用起來，必將可以有效提升變壓器故障檢修能力，確保變壓器在配電供電安全保護工作中發(fā)揮出更加積極的作用。

參考文獻：

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第5篇：變壓器的繼電保護范文

關(guān)鍵詞：電氣部分；變壓器；解決方法；干式變壓器；保護設(shè)計

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。

Abstract: The 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 are 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 common problems in transformer protection design, design of dry-type transformer protection key.Key words: electrical parts; transformer; solution; dry-type transformers; protection design

中圖分類號：TM41文獻標識碼：A文章編號：

一、電氣部分變壓器常見故障

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。

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，嚴重的會出現(xiàn)油箱的爆炸。

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。

二、電氣部分變壓器保護裝置類別

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：

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。

2、通過瓦斯進行保護。當(dāng)變壓器的內(nèi)部出現(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。

3、通過縱聯(lián)差動保護。縱聯(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，一般都選擇制動特性的差動保護。

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。

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

對于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：

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：

圖1 故障分量差動保護動作特性

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，特別是在制動的電流方面能夠很好的提高差動保護的靈敏度。

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)曲線就是德國的標準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。

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。

四、干式變壓器的保護設(shè)計研究

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。

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。

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。

五、結(jié)束語

電氣部分的變壓器的保護設(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。

參考文獻：

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第6篇：變壓器的繼電保護范文

【關(guān)鍵詞】 GE G60 T60 定子接地 過電壓 過頻率 發(fā)變組

1 概述

本文以一個燃氣蒸汽聯(lián)合發(fā)電廠為實例，介紹GE G60發(fā)電機保護和T60變壓器保護裝置的功能、配置特點，以及裝置整定的注意事項。針對現(xiàn)場具體情況，對保護進行優(yōu)化，配置了較為完善的保護，為采用同系列保護的電廠提供借鑒。該電廠燃機使用GE公司9E型機組，發(fā)電機容量為125MVA，出口電壓15kv，經(jīng)出口并網(wǎng)開關(guān)接至升壓變壓器。在發(fā)電機出口開關(guān)和升壓變之間母線上，設(shè)分支母線至高廠變，為10kv廠用電系統(tǒng)供電。發(fā)電機保護采用雙套G60繼電器裝置，雙重化配置。升壓變保護、高廠變保護、LCI變壓器保護及發(fā)變組差動保護均采用T60繼電器裝置。

2 G60發(fā)電機保護運用功能

G60是一種發(fā)電機綜合保護系統(tǒng)，能都保護的機組最大容量可達1000MW。其功能比較先進，保護類型比較多。但在該電廠中，實際運用的功能和保護有一下幾種：發(fā)電機差動保護、意外激勵保護、發(fā)電機低阻抗保護、負序過流、逆功率及正向低功率保護、失磁保護、反時限過流保護、相瞬時過流保護、PT斷線、低頻率、過頻率、發(fā)電機低電壓、發(fā)電機過電壓、過激磁保護、斷路器失靈保護、100%定子接地保護、95%定子接地保護、系統(tǒng)接地保護等。

3 G60發(fā)電機保護配置特點

G60的差動保護，采用雙斜率、雙拐點比例差動特性。作為發(fā)電機的主保護。為了給發(fā)電機提供較為完善的保護系統(tǒng)，對G60的一些后備保護功能進行了擴充和優(yōu)化。下面就其中一些保護的配置及裝置整定進行詳細介紹。

3.1 定子接地保護

該電廠定子接地保護包括基波零序電流接地保護和三次諧波電壓接地保護。發(fā)電機中性點采用高阻接地方式，經(jīng)單相配電變壓器（二次側(cè)接電阻）接地。基波零序電流取自中性點，配電變壓器二次側(cè)電流互感器。G60有1個接地延時過電流元件，1個接地瞬時過電流元件。使用其中接地延時過流元件，實現(xiàn)基波零序電流接地保護。由于，基波零序電流型接地保護，只能保護機端至機尾95%區(qū)域的定子繞組，在中性點附近存在5%的保護死區(qū)。為了消除該保護死區(qū)，啟護動三次諧波電壓型接地保。

G60提供兩種三次諧波電壓型接地保護，一種是利用發(fā)電機中性三次諧波電壓和機端零序電壓中的三次諧波電壓，在接地故障時不平衡的自適應(yīng)電壓差保護。另一種是利用中性點三次諧波電壓，在接地故障時減小的三次諧波欠電壓保護。以上兩種保護，和零序電流型接地保護配合使用，均可實現(xiàn)定子繞組100%區(qū)域保護。因為后者配置較為簡單，所以該電廠選用了三次諧波欠電壓保護。欠電壓啟動值，按小于發(fā)電機空載運行時的中性點三次諧波電壓來整定。

3.2 過電壓保護

為了避免過電壓對發(fā)電機定子繞組絕緣造成損傷，同時，根據(jù)廠家技術(shù)文件要求。投入兩段過電壓保護。一段動作于報警，二段動作于跳閘。由于G60只有一個過電壓元件，所以，報警段保護采用靈活元件來完成。靈活元件是一個通用的比較器，可以用來監(jiān)控保護裝置檢測或計算出的任何真實值，或是任何同類型兩個真實值之間的差。該元件對比較得出的量進行判斷，可以對其高電平或低電平作出反應(yīng)，也可以對其在一段時間內(nèi)的變化率作出反應(yīng)。比如，當(dāng)比較出的結(jié)果高于設(shè)定的門檻值時，繼電器輸出動作。

3.3 過頻率保護

頻率過高容易引起轉(zhuǎn)子葉片材料疲勞或受損，同時也會影響廠用電設(shè)備的正常運行。使用G60的過頻元件，投入三段過頻率保護。一段啟動值為51Hz，延時10s動作于報警。二段啟動值為51.5Hz，投入甩負荷閉鎖，延時3s，動作于跳閘。三段啟動值為51.5Hz，延時30s，動作于跳閘。由于在甩負荷的過程中，會出現(xiàn)短暫的轉(zhuǎn)速升高、頻率升高。為了避免因甩負荷，造成過頻率保護誤動。在過頻率二段保護中，投入甩負荷閉鎖該保護功能。但考慮機組轉(zhuǎn)速長時間過高，存在超速飛車的危險。同時，參照規(guī)程允許機組頻率異常運行的時間，投入過頻率三段保護。閉鎖過頻率二段保護的甩負荷判據(jù)，是通過G60的頻率變化率元件來實現(xiàn)的。G60有四個獨立的頻率變化率元件，對頻率變化速率作出反應(yīng)?？梢耘渲脼闄z測頻率的增加或減小，或者是檢測頻率的雙向變化率。同時帶有電壓、電流及頻率的監(jiān)視。該元件可以對過電壓監(jiān)視啟動值，設(shè)定了該元件動作的最小電壓值，可以用來防止保護的誤動。過電流監(jiān)視啟動值，設(shè)定了該元件動作的最小電流值。如果不需要過電流監(jiān)視功能，可將啟動值設(shè)定為零。最小頻率定值，設(shè)定了元件動作所需要的最小頻率值。最大頻率定值，設(shè)定了元件動作所需要的最大頻率值。

4 T60發(fā)變組保護運用功能

T60變壓器保護專為中高壓電力變壓器提供主保護，它可以為2繞組到5繞組的變壓器在各種系統(tǒng)配置情況下提供保護功能。在T60之中，雙斜率特性的比率差動元件是主保護元件。同時還包括瞬時差動保護、過激磁、頻率保護等基礎(chǔ)保護元件。在該電廠中，使用3套T60保護裝置，分別作為發(fā)變組差動保護裝置、升壓變壓器保護裝置和高廠變保護裝置。本文僅介紹使用T60實現(xiàn)發(fā)電機、升壓變、高廠變，三端發(fā)變組差動保護的配置特點和注意事項。

5 T60發(fā)變組保護配置特點

將發(fā)電機、升壓變和高廠變?nèi)?，設(shè)定為T60內(nèi)的三個繞組。三端CT分別設(shè)在發(fā)電機中性點側(cè)、升壓變高壓側(cè)和高廠變高壓側(cè)，從而實現(xiàn)發(fā)變組三端差動保護。在裝置參數(shù)中“繞組接地”選項有“在區(qū)內(nèi)”和“不在區(qū)內(nèi)”，它是根據(jù)變壓器繞組是否接地來設(shè)定的。若變壓器中性點直接接地、經(jīng)電阻接地或經(jīng)消弧線圈接地時，則應(yīng)設(shè)置為“在區(qū)內(nèi)”。若變壓器采用中性點不接地方式，則應(yīng)設(shè)置為“不在區(qū)內(nèi)”。在“繞組相關(guān)角度”選項中，可設(shè)定“-359.9°到0°”，但是變壓器第一個繞組的相關(guān)角度必須是0°。即“繞組相關(guān)角度”中“繞組1”的角度必須是0°，其他繞組的角度，是相對繞組1的一個滯后的負數(shù)角度。

第7篇：變壓器的繼電保護范文

關(guān)鍵詞： 變壓器 差動保護 電流互感器 TA 聯(lián)接組

0 引言

電力變壓器是發(fā)電廠和變電站的主要電氣設(shè)備之一，對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要，尤其是大型高壓、超高壓電力變壓器造價昂貴、運行責(zé)任重大。一旦發(fā)生故障遭到損壞，其檢修難度大、時間長，要造成很大的經(jīng)濟損失；另外，發(fā)生故障后突然切除變壓器也會對電力系統(tǒng)造成或大或小的擾動。因此，對繼電保護的要求很高。

作為電力變壓器的主保護之一的變壓器差動保護歷來得到廣大保護同行們的重視，對其主要保護原理的研究已經(jīng)相當(dāng)有成果。但是對于其電流互感器(TA)及其聯(lián)接組的若干問題尚留有進一步探討的余地，如：(1) 變壓器各側(cè)TA聯(lián)接組的變比匹配 和相位修正；(2) TA飽和時的對策；(3) TA二次電路斷線或短路時的對策；(4) TA的相序、極性和接地問題等。

這些問題處理的不好也會直接影響變壓器差動保護的可靠工作，降低保護性能。特別是現(xiàn)在大量采用的微機型變壓器差動保護，由于具有了更加強大的數(shù)據(jù)處理、計算、邏輯判斷等軟件功能，更應(yīng)該很好處理和解決這些問題。本文針對這些問題并通過長期在變壓器保護方面的研究、設(shè)計和應(yīng)用中的體會，對變壓器差動保護中變壓器各側(cè)電流互感器 TA及其聯(lián)接組的若干問題專門作了探討。

1 電流互感器TA聯(lián)接組的變比匹配和相位修正

一般來說，在電力變壓器中有電流流過時，通過變壓器各側(cè)電流互感器TA的二次電流不會正好完全平衡，這是由于變壓器的變比和接線組別以及變壓器各側(cè)的電流互感器TA的變比和接線等情況有關(guān)。因此，變壓器差動保護系統(tǒng)設(shè)計時必須考慮下列各項因素，使得經(jīng)過合理匹配的各側(cè)電流才能進行比較。這些因素主要是：1) 變壓器各側(cè)的電壓等級，包括分接頭情況；2) 變壓器各側(cè)的電流互感器情況及其接線方法；3) 變壓器Y-接線下造成的電流相位角差；4) 變壓器Y接線繞組側(cè)的中性點接地情況；5) 變壓器側(cè)有無接地故障零序電流電源。

常規(guī)的變壓器差動保護裝置，普遍采用合理的選擇電流互感器TA的應(yīng)用接線方式修正相位差，并通過裝置內(nèi)部的器件進行變比匹配或者通過專用的外部輔助電流互感器進行變比匹配，從而解決這些問題，這里不再贅述。目前，微機型變壓器差動保護裝置普遍利用本身方便的計算條件，通過保護軟件單純地以數(shù)學(xué)方法來實現(xiàn)匹配各種變壓器和其電流互感器TA的變比，以及被保護變壓器接線組別形成的相位差。不需要裝置內(nèi)部的器件進行變比匹配或?qū)Ｓ玫耐獠枯o助電流互感器進行變比匹配。

一般情況下，微機型變壓器差動保護裝置可以采用如下的數(shù)學(xué)表達式模擬變壓器各側(cè)電流的匹配情況，不再要求電流互感器TA的接線方式。其通常的編程系數(shù)矩陣數(shù)學(xué)表達式如下：

針對上述情況，變壓器差動保護可以設(shè)一個電流互感器TA飽和時的附加穩(wěn)定特性區(qū)，它能夠區(qū)分出這種變壓器區(qū)內(nèi)、外故障情況，它的工作特性如圖2所示。

式中：Idset為檢查斷線或短路差動電流門坎值； k為 檢查斷線或短路的比率系數(shù)。

在以上判據(jù)的實際應(yīng)用中，為了滿足不同用戶的需要，該判據(jù)元件可以設(shè)計為通過配置字選擇僅僅發(fā)出告警信號，或者選擇發(fā)出告警信號并且閉鎖比率差動保護，或者選擇不投入此判據(jù)元件。在選擇了發(fā)出告警信號并且閉鎖比率差動保護時，在此選擇下還可以選擇“永久”閉鎖比率差動保護或相電流增大超過1.2Ie時自動解除閉鎖比率差動保護。

由于以上判據(jù)選擇了電流量和電壓量綜合判別，所以對于電流互感器二次電路的各種斷線或短路情況都能夠很好地判別出來。因此，不僅全面增加了電流互感器二次電路故障情況的判別類型范圍，而且對于電流互感器二次電路的各種各樣的斷線或短路情況判別得更準確、更可靠、更全面。

4 電流互感器TA接線的相序、極性和接地問題

變壓器差動保護按照有關(guān)的規(guī)定在保護投運前要嚴格檢查輸入保護裝置的電流互感器接線電路的相序和極性，確保變壓器差動保護的正確工作。但是工程實踐反映，由于各種各樣的原因，現(xiàn)場確有接錯變壓器各側(cè)電流互感器三相電路的接線，導(dǎo)致相序和極性錯誤的情況發(fā)生，造成變壓器差動保護不應(yīng)有的誤動。如果保護裝置本身可以直觀的顯示輸入的變壓器各側(cè)電流量的相角、幅值，那么對于變壓器差動保護的各側(cè)電流互感器接線的相序和極性檢查會有很大的幫助，對變壓器差動保護的安全穩(wěn)定運行又多了一份保證?；诖丝紤]，利用微機型保護的較強的人機接口功能，可以直觀顯示變壓器各側(cè)電流量的相對相位角度和幅值，顯示差流的幅值等，觀察輸入電流量的測量情況。因此，在變壓器投運后帶有輕負荷的情況下，由現(xiàn)場的保護技術(shù)人員通過觀察變壓器差動保護裝置測量顯示的變壓器各側(cè)電流量的情況和差流的情況，繪出變壓器各側(cè)電流量的相量圖，就可以直接分析驗證變壓器各側(cè)電流互感器TA電路接線是否正確。如果通過觀察分析和得到的相量圖確認接入變壓器差動保護裝置的變壓器各側(cè)的相電流電路接線正常，僅僅有顯示的差流不正常，那么有可能是保護裝置本身的數(shù)字化平衡變壓器各側(cè)電流量的整定值整定有問題，從而也驗證了保護裝置的數(shù)字化平衡變壓器各側(cè)電流量的整定值是否正確。

變壓器差動保護的二次電流回路接線的另外一個值得注意的問題是：接地點問題。關(guān)于儀用互感器的二次回路必須有可靠的接地的要求，在國內(nèi)外的相應(yīng)規(guī)程中都有明確的規(guī)定。例如，在1983年部頒《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》中，就有如下條文： 電流互感器的二次回路應(yīng)有一個接地點，并在配電裝置附近經(jīng)端子排接地。但對于有幾組電流互感器聯(lián)接在一起的保護裝置，則應(yīng)在保護屏上經(jīng)端子排接地。

工程實踐中反映，確有將接入變壓器差動保護裝置的電流互感器二次回路多點接地的情況發(fā)生，造成變壓器差動保護裝置誤動或異常。解決這一問題一方面靠嚴格執(zhí)行有關(guān)的規(guī)程進行施工外，另一方面同樣在變壓器投運后帶有負荷的情況下，由現(xiàn)場的保護技術(shù)人員通過觀察變壓器差動保護裝置測量顯示的差流的情況分析解決。如果變壓器差動保護裝置測量顯示的差流不正常，在排除了TA相序接線錯誤和裝置本身數(shù)字化平衡變壓器各側(cè)電流量的整定值錯誤的情況下，那么可以檢查電流互感器TA二次回路是否有多點接地的情況存在。

此外，對于變電站內(nèi)的地網(wǎng)也要按照有關(guān)規(guī)程的要求安全可靠的構(gòu)成一個完整的等電位面的地網(wǎng)，無論主控制室內(nèi)的地網(wǎng)和開關(guān)站的地網(wǎng)都要可靠安全的互連，二次設(shè)備的接地點也一定要按照有關(guān)規(guī)程安全可靠的接在地網(wǎng)上。以免開關(guān)站內(nèi)發(fā)生接地故障時串入高壓造成二次電纜燒毀和損壞二次的保護控制設(shè)備或一些意想不到的事情發(fā)生，對保護的正確工作造成影響。

5 結(jié)束語

以上的分析，探討了變壓器差動保護中電 流互感器及其聯(lián)接組的若干問題，這些問題往 往對于變壓器差動保護的正確工作影響很大。不能 夠很好的解決這些問題，就會直接影響變壓器差動 保護的性能，甚至造成變壓器差動保護的誤動或拒 動。實際應(yīng)用中，由此引起的變壓器差動保護的不正常工作情況也時有發(fā)生。

本文介紹的方法已經(jīng)在實際裝置中得到了很好的應(yīng)用，RTDS數(shù)字仿真試驗、動模試驗和實際現(xiàn)場應(yīng)用都取得了滿意的效果，很好地解決了這些問題。

參考文獻

[1] 王維儉. 電氣主設(shè)備繼電保護原理與應(yīng)用. 北京：中國電力出版社，1998.

[2] 王梅義. 電網(wǎng)繼電保護應(yīng)用 北京：中國電力出版社 1998.

[3] 西門子變壓器保護. 7UT512/513產(chǎn)品技術(shù)說明書.

第8篇：變壓器的繼電保護范文

關(guān)健詞：水電廠；發(fā)電機；變壓器；保護配置；與LCU配合

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.145

1 引言

隨著我國大力發(fā)展建設(shè)的同時，不可再生能源的消耗和短缺也逐步困擾著我國，正因為此，我國開始加大對環(huán)境及能源的保護，電力是我國現(xiàn)代化發(fā)展的龍頭，無論工業(yè)、農(nóng)業(yè)及其它各行業(yè)對它都有很大的依賴，正因如此，發(fā)展電力也是我國中之重，電力的源頭發(fā)電行業(yè)分火力、水力、風(fēng)力、太陽能，火力電廠依賴于煤，屬于不可再生能源消耗。風(fēng)力、太陽能發(fā)電又對天氣環(huán)境有較大的依賴，而水力發(fā)電在我國西部又有相當(dāng)大的優(yōu)勢，因此，加快西部水力資源開發(fā)、實現(xiàn)西電東送，對于解決國民經(jīng)濟發(fā)展中的能源短缺問題、改善生態(tài)環(huán)境、促進區(qū)域經(jīng)濟的協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展，無疑具有非常重要的意義。

發(fā)展水力發(fā)電的同r又使我們看到保障好水力發(fā)電系統(tǒng)成為重要前提，本文重點對水電廠中發(fā)電機、變壓器的保護配置作了詳細的介紹，以四川省涼山州木里縣境內(nèi)的鴨嘴河跑馬坪水電廠為例，根據(jù)主接線圖詳述了各保護的配置及出口跳閘模式，我國只有少數(shù)的類似于三峽水電廠這樣的大型水電廠，大多數(shù)規(guī)模均較小，但又多數(shù)上電網(wǎng)，正基于此，研究配置好中小型水電廠，不僅更好的保證水電廠的安全，更為系統(tǒng)安全提供保障。以鴨嘴河跑馬坪水電廠作為典型介紹還是有一定的代表性的，該水電廠發(fā)電機采取一主一后配置，主變保護采用雙主雙后配置。在文章最后對發(fā)變組保護與水機LCU的配合作了各種分析，同時對水電廠的主要接線進行簡要的評價。

2 水電廠的分類及主接線及保護配置原則

水電廠主接線形式與火電廠主接線形式不太一樣，大多采用發(fā)電機-變壓器單元接線形式，由于水電廠發(fā)電機容量大多很小，單機容量25MW以下的發(fā)電機組稱為小型，25MW～250MW為中型，250MW以上為大型。通常水電廠均為幾十兆瓦，幾臺發(fā)電機出口帶斷路器后并接至出口母線上，再經(jīng)變壓器升壓至35KV、110KV或220KV，所以對于水電廠發(fā)電機、變壓器保護是分開配置的，不像火電廠大都采用發(fā)電機-變壓器組方式進行按整套發(fā)變組保護模式配置，對于接入至220KV母線的主變采用雙套保護配置，對于大于100MW以上的發(fā)電機也均采用雙套保護，本文根據(jù)此著重講一下在四川涼州鴨嘴河跑馬坪水電廠的保護具體配置。

3 跑馬坪水電廠主接線

跑馬坪水電廠位于四川省涼山州木里縣境內(nèi)的鴨嘴河上，為鴨嘴河的第三級水電站。電站總裝機容量120MW，采用引水式開發(fā)，裝設(shè)2臺單機容量為60MW、額定水頭600m的水斗式立軸水輪發(fā)電機組。升高電壓側(cè)采用220kV一級電壓。電氣主接線采用擴大單元+單母線接線，設(shè)置1臺額定容量為150MVA組合式三相雙卷升壓型無勵磁調(diào)壓銅芯電力變壓器，將發(fā)電機10.5kV電壓升壓至220kV電壓接入電力系統(tǒng)。

4 跑馬坪水電廠保護配置圖（見圖1）

5 跑馬坪水電廠保護配置介紹

5.1 發(fā)電機保護主要配置

電氣量主保護：發(fā)電機差動、橫差保護、失磁保護、定子接地保護。

電氣量后備保護：復(fù)合過電流、記憶過流、轉(zhuǎn)子一點接地保護、過電壓保護、定時限過負荷保護、反時限過負荷保護、過激磁保護、頻率異常保護、誤上電保護

非電量保護：勵磁系統(tǒng)故障、水機保護聯(lián)跳、緊急跳閘。

發(fā)電機差動保護取3CT和14CT，作為發(fā)電機內(nèi)部故障的全線快速保護，動作于發(fā)電機全停；

發(fā)電機復(fù)合過電流和記憶過流保護取4CT。保護延時動作于發(fā)電機全停；

橫差保護取2CT，保護快速動作于發(fā)電機全停；

失磁保護設(shè)計為在大負荷失磁時，取4CT，在小負荷時取9CT，失磁保護動作于帶時限解列。

對于水輪機轉(zhuǎn)子一點接地采取發(fā)信方式。

過電壓保護采用機端PT，動作電壓取1.5倍額定電壓，保護動作于解列滅磁；

定時限過負荷保護采用4CT，保護帶時限動作于發(fā)信和減出力；

反時限過負荷保護采用4CT，反時限設(shè)下限段、反時限段、上限段，下限段為保護啟動值，當(dāng)電流大于啟動值時，發(fā)電機開始熱累積，當(dāng)電流小于啟動值時，發(fā)電機開始散熱過程。反時限段則根據(jù)反時限電流的大小進行出口動作時間不同，反時限電流越大，動作時間越短。 上限段為速斷段，即大于此電流保護無時限動作出口，保護帶時限動作于解列；

定子接地保護取機端PT開口三角電壓，保護動作全停（停機模式，不停主變）；

過激磁保護取機端PT電壓，利用電壓與頻率的比值作判據(jù)，保護作于解列滅磁，頻率異常保護分低頻和過頻兩種方式，保護動作于發(fā)信。

誤上電保護電流取自14CT和機端PT三相電壓，保護是為防止在發(fā)電機靜止時發(fā)生誤合閘操作，從系統(tǒng)向發(fā)電機定子繞組倒送大電流，在水輪機未旋轉(zhuǎn)時可能會燒毀定子繞組。其判據(jù)為機端斷路器由開到合，且保護受機端低頻元件和低壓元件開放，此誤上電保護在發(fā)電機退出時自動投入使用，保護本動作于解列；

發(fā)電機保護非電量保護均作于（停機模式，不停主變）。其中一組保護重動接點可接至水機緊急停機控制器用于關(guān)停水機及輔設(shè)備。

5.2 主變保護主要配置

第9篇：變壓器的繼電保護范文

關(guān)鍵詞：航天器；DC-DC變換器；過壓保護電路

引言

在DC-DC變換器設(shè)計時要考慮對用電負載的保護以及因用電負載的失效而對DC-DC變換器的保護。航天器用DC-DC變換器由于其高可靠、不可維修的特殊要求，因此在設(shè)計之初就要開展失效模式及影響分析的工作，即考慮組成DC-DC變換器的所有部件、元器件可能發(fā)生的各種故障對DC-DC變換器的影響，以及設(shè)計中相應(yīng)的糾正措施，以保證不會造成災(zāi)難性的后果。

電子線路類負載對電源的穩(wěn)定性要求一般不超過電源電壓的1％，在極端情況下不超過5％，機電類負載對電源的穩(wěn)定性要求相對較寬。為了保證用電設(shè)備的安全及可靠運行，要針對電路中元器件及線路要素的各種失效模式設(shè)計過壓保護電路。過壓失效模式的分析中不考慮無關(guān)的雙重故障，即認為兩個無關(guān)電路的不同元器件同時失效為極小概率事件。

二次電源過壓失效模式分析

DC-DC變換器是一個閉環(huán)反饋系統(tǒng)，對于不同電路拓撲引起輸出過壓的故障點不盡相同。例如對于非隔離的Buck變換器，其串聯(lián)的功率MOSFET管一旦漏源極短路，輸入電壓會直接串到輸出端。又如，采用磁隔離采樣加輸出二次穩(wěn)壓的多路輸出DC-DC變換器、用于二次穩(wěn)壓的三端穩(wěn)壓器輸入輸出短路，也會導(dǎo)致輸出過壓。再如對于多路輸出的DC-DC變換器，由于交叉調(diào)整率差會帶來某路輸出電壓升高。

對于一般單輸出隔離式的DC-DC變換器，可能引起輸出過壓的失效模

除變壓器初次級短路造成輸出過壓的故障模式可以通過變壓器的絕緣設(shè)計來克服外，針對表1所列的其余過壓失效模式，本文設(shè)計了一種基于PWM的輸出限壓保護電路。

基于PWM的輸出限壓保護電路

脈寬調(diào)制型DC-DC變換器的輸出穩(wěn)壓通過如下方式實現(xiàn)：輸出電壓采樣值和基準電壓值比較后產(chǎn)生誤差信號Ve和鋸齒波進行比較后產(chǎn)生一定占空比的方波驅(qū)動信號控制功率MOSFET管的導(dǎo)通，實現(xiàn)閉環(huán)反饋穩(wěn)壓輸出。因此通過控制PWM誤差放大器的輸出電平就可以控制輸出電壓值，該電路就是基于這種原理設(shè)計的，電路見圖3。電路基本工作原理如下：當(dāng)DC-DC變換器工作于正常閉環(huán)狀態(tài)時，PWM誤差放大器工作在線性放大區(qū)，其輸出電平取決于輸入信號電平和放大器的增益。圖3中的三極管V2工作在截至區(qū)，圖3所示的過壓保護電路不影響正常DC-DC變換器的正常閉環(huán)特性。當(dāng)DC-DC變換器工作于開環(huán)狀態(tài)時，誤差放大器工作在飽和區(qū)。由于誤差放大器不是理想運放。因此輸出電阻不為零，因此將其簡化為一個含內(nèi)阻的電壓源。三極管V2工作在線性放大區(qū)，可以將其簡化為受控可變電阻，因此圖3可以簡化為圖4所示的等效電路。當(dāng)輸出電壓升高后，過壓采樣信號升高，導(dǎo)致Ib增大，使得V2的Ic增大，由于誤差放大器內(nèi)阻的存在，使誤差放大器的輸出電壓Ve降低，這樣就使PWM的方波驅(qū)動信號變窄，使輸出電壓降低，最終穩(wěn)定在某一個電壓值上。

筆者用Saber-2005仿真軟件對這一應(yīng)用電路進行了仿真分析，仿真電路見圖5。該電路是一個12V輸出的反激變換器，PWM采用電流型脈寬調(diào)制器UC1845。

電源正常輸出電壓為11.973V，電源輸出5ms后，采樣環(huán)路斷開，此時限壓保護電路工作，將輸出電壓限制在133.3v左右，仿真結(jié)果見圖6。

改變電阻RIS的值，可以調(diào)整輸出電壓的限壓值。圖7是電阻R15阻值與輸出限壓值的仿真結(jié)果曲線?？梢钥闯鲭娮鑂ls從100Q變化到lkQ時，輸出限壓值從13.445v變化到14.119V。