變壓器常用保護(hù)方式介紹
變壓器一般采用的保護(hù)方式 變壓器的不正常工作狀態(tài)主要有過(guò)負(fù)荷、外部短路引起的過(guò)電流、外部接地短路引起的中性點(diǎn)過(guò)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。此外,大容量變壓器,由于其額定工作磁通密度較高,工作磁密與電壓頻率比成正比例,在過(guò)電壓或低頻率下運(yùn)行時(shí),可能引起變壓器的過(guò)勵(lì)磁故障等。針對(duì)以上情況,大型變壓器一般采用以下幾種保護(hù)方式:
一、瓦斯保護(hù):保護(hù)變壓器內(nèi)部短路和油面降低的故障。
二、差動(dòng)保護(hù)、電流速斷保護(hù):保護(hù)變壓器繞組或引出線各相的相間短路、大接地電流系統(tǒng)的接地短路以及繞組匝間短路。
三、過(guò)電流保護(hù):保護(hù)外部相間短路,并作為瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)(或電流速斷保護(hù))的后備保護(hù)。
四、零序電流保護(hù):保護(hù)大接地電流系統(tǒng)的外部單相接地短路。
五、過(guò)負(fù)荷保護(hù):保護(hù)對(duì)稱過(guò)負(fù)荷,僅作用于信號(hào)。
六、過(guò)勵(lì)磁保護(hù):保護(hù)變壓器的過(guò)勵(lì)磁不超過(guò)允許的限度。
變壓器瓦斯保護(hù)反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部各種故障和油面降低。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(shí),應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào);當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí),應(yīng)動(dòng)作于斷開(kāi)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)。
變壓器一般采用的保護(hù)方式二:縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)
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(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)。保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作于斷開(kāi)變壓器的各側(cè)斷路器。
1. 對(duì) 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(shí)間大于0.5s時(shí),應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。
2. 對(duì)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(dòng)保護(hù)。
3. 對(duì)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(dòng)保護(hù)。
4. 對(duì)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(shí),發(fā)電機(jī)裝設(shè)單獨(dú)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間沒(méi)有斷路器時(shí),100MVA及以下發(fā)電機(jī)與變壓器組共用縱聯(lián)差動(dòng)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(dòng)保護(hù)外,發(fā)電機(jī)還應(yīng)單獨(dú)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。對(duì)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(dòng)保護(hù),即采用雙重快速保護(hù)。
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(dòng)保護(hù)(或電流速斷保護(hù))后備的過(guò)電流保護(hù)、低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)和阻抗保護(hù),保護(hù)動(dòng)作后應(yīng)帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。
1、過(guò)電流保護(hù)宜用于降壓變壓器。
2、復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)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(guò)電流保護(hù)不滿足靈敏性要求的降壓變壓器。
3、負(fù)序電流和單相式低電壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù),可用于63MVA及以上升壓變壓器。
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(shí),可采用阻抗保護(hù)。
變壓器常用保護(hù)方式四:零序電流保護(hù)
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(duì)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)。
什么是零序電流保護(hù)
利用接地時(shí)產(chǎn)生的零序電流使保護(hù)動(dòng)作的裝置,叫零序電流保護(hù)。在電纜線路上都采用專門(mén)的零序電流互感器來(lái)實(shí)現(xiàn)接地保護(hù)。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(yùn)行或無(wú)接地故障時(shí),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(dòng)作。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí),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(dòng)作,以便發(fā)出信號(hào)或切除故障。
變壓器常用保護(hù)方式五:過(guò)負(fù)荷保護(hù)
反應(yīng)變壓器對(duì)稱過(guò)負(fù)荷的過(guò)負(fù)荷保護(hù)。
對(duì)于400kVA及以上的變壓器,當(dāng)臺(tái)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(shí),應(yīng)根據(jù)可能過(guò)負(fù)荷的情況裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。對(duì)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(guò)負(fù)荷的情況。變壓器的過(guò)負(fù)荷電流,在大多數(shù)情況下,都是三相對(duì)稱的,故過(guò)負(fù)荷保護(hù)只要接入一相電流,電流繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn),并進(jìn)過(guò)一定的延時(shí)作用于信號(hào)。選擇保護(hù)安裝在哪一側(cè)時(shí),要考慮它能夠反映變壓器所有各側(cè)線圈過(guò)負(fù)荷情況。在無(wú)經(jīng)常值班人員的變電所,必要時(shí)過(guò)負(fù)荷保護(hù)可動(dòng)作于跳閘或斷開(kāi)部分負(fù)荷。
變壓器保護(hù)方式六:過(guò)勵(lì)磁保護(hù)
反應(yīng)變壓器過(guò)勵(lì)磁的過(guò)勵(lì)磁保護(hù)。
目前的大型變壓器設(shè)計(jì)中,為了節(jié)省材料,降低造價(jià),減少運(yùn)輸重量,鐵心的額定工作磁通密度都設(shè)計(jì)得較高,約在1.7~1.8 T,接近飽和磁密(1.9~2 T),因此在過(guò)電壓情況下,很容易產(chǎn)生過(guò)勵(lì)磁。另因磁化曲線比較“硬”,在過(guò)勵(lì)磁時(shí),由于鐵心飽和,勵(lì)磁阻抗下降,勵(lì)磁電流增加的很快,當(dāng)工作磁密達(dá)到正常磁密的1.3~1.4倍時(shí),勵(lì)磁電流可達(dá)到額定電流水平。其次由于勵(lì)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(yán)重過(guò)熱,若過(guò)勵(lì)磁倍數(shù)較高,持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),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(guò)勵(lì)磁保護(hù)。
裝設(shè)變壓器過(guò)勵(lì)磁保護(hù)的目的是為了檢測(cè)變壓器的過(guò)勵(lì)磁情況,及時(shí)發(fā)出信號(hào)或動(dòng)作于跳閘,使變壓器的過(guò)勵(lì)磁不超過(guò)允許的限度,防止變壓器因過(guò)勵(lì)磁而損壞。
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