电力变压器的瓦斯保护

电力变压器的瓦斯保护（精选10篇）

电力变压器的瓦斯保护 篇1

采用瓦斯保护运行的变压器, 在一定程度上避免了由于变压器内部原因造成的故障, 为及时辨认故障和采取相应措施, 提供了有效的依据。瓦斯继电器具有动作快, 灵敏度高、结构简单, 能反映变压器油箱内部各种类型故障的特点。特别是当绕组短路匝数很少时, 故障循环电流很大, 可能造成严重过热, 但此时外部电流变化很少, 各种反映电流的保护难以满足要求, 而瓦斯保护对这种故障具有特殊的反应能力。

1 瓦斯保护动作及整定情况

1.1 瓦斯保护动作

(1) 轻瓦斯保护动作的原因。变压器的轻瓦斯保护动作, 一般用于信号, 表示变压器运行异常。其原因是在给变压器加油、滤油时或者冷却系统密封不严密, 致使空气进入变压器;由于温度下降或漏油时, 致使油面缓慢降低或因变压器本身故障而产生少量气体;轻瓦斯回路发生接地、绝缘损坏等故障。

(2) 重瓦斯保护动作的原因。变压器的重瓦斯保护动作跳闸的原因是变压器内部发生严重故障, 或回路发生故障。

1.2 瓦斯保护整定

(1) 轻瓦斯保护气体容积整定范围为250~300cm3, 变压器容量在10000k VA以上时, 一般正常整定值为250cm3, 气体容积整定值是利用调节重锤的位置来改变的。

(2) 重瓦斯保护油流速度的整定范围为0.6~1.5m/s, 在整定流速时均以导油管中的流速为准, 而不依据继电器的油流速度。

根据运行经验得出, 管中油流速整定为0.6~1m/s时, 保护反映变压器发生内部故障是相当灵敏的。但是, 在变压器发生外部故障时, 由于穿越性故障电流的影响, 在导流管中油流速度约为0.4~0.5m/s。因此, 为了防止穿越性故障时瓦斯保护误动作, 可将油流速度整定为1m/s左右。

2 瓦斯继电器动作的处理及安全措施

2.1 动作处理

变压器瓦斯保护装置动作后, 应马上对其进行认真检查, 仔细分析, 正确判断, 立即采取处理措施。

(1) 瓦斯保护动作于信号时, 应立即对变压器进行检查, 查明动作原因, 看是否因积聚空气、油面降低、二次回路故障或变压器内部故障造成。如气体继电器内有气体, 则应记录气体量, 观察气体的颜色及试验其是否可燃, 并取气样及油样做色谱分析。可根据有关规程和导则判断变压器的故障性质。色谱分析, 就是用色谱仪对收集的气体所含的氢气、氧气、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等进行定性和定量分析, 根据所含成分名称和含量准确判断故障性质、发展趋势和严重程度。在运行中因换油或补油时空气进入变压器本体后没有排净引起气体继电器动作是较常见的故障之一。

若瓦斯继电器内的气体无色无味且不可燃, 色谱分析判断为空气, 则变压器可继续运行, 并及时消除进气缺陷;若瓦斯继电器内的气体可燃, 油中溶解气体色谱分析结果异常, 应综合判断确定变压器是否应停运。

(2) 瓦斯保护动作跳闸时说明是重瓦斯故障, 处理的原因则是对变压器上层油面、外部特征、防爆喷油和各侧开关掉闸情况、停电范围等进行检查, 如有备用变压器, 应立即投入, 并报告有关领导。为查明原因应重点考虑以下因素, 做出综合判断: (1) 是否排气未尽造成呼吸器不畅通; (2) 保护及直流等二次回路是否正常; (3) 变压器外观有无明显反映故障性质的异常现象; (4) 瓦斯继电器中积聚的气体是否可燃; (5) 瓦斯继电器中的气体和油中溶解的气体的色谱分析结果; (6) 必要的电气试验结果; (7) 其它继电器装置的动作情况。在查明原因消除故障前不得将变压器投入运行。

2.2 安全技术措施

为了保证瓦斯继电器的灵敏度与可靠性, 必须使变压器油箱内部产生的气体全部顺利地进入瓦斯继电器, 当瓦斯继电器气体充满瓦斯后, 又能畅通地进入油枕中去。为此, 需要执行以下安全技术措施。

(1) 变压器顶盖沿瓦斯继电器方向与水平应有1%~1.5%的升高坡度。通往继电器的导油管应有2%~4%的坡度, 油枕处应较高, 使气体易流入瓦斯继电器。 (2) 瓦斯继电器的引出线应采用防油线或塑料线, 通过端子排和电缆连接在端子箱内端子排的两侧, 以防变压器油对电缆绝缘的腐蚀。 (3) 防止瓦斯继电器接点引出线因漏水短路, 瓦斯继电器的端盖部分和电缆引出线的小端子盒应有密封措施, 以防雨、雪、灰尘浸入造成误动作, 同时做好防水、防油和防冻的措施。 (4) 瓦斯继电器的箭头标志应指向油枕方向, 否则, 在变压器内部故障时, 将造成瓦斯继电器拒绝动作。 (5) 变压器的呼吸器必须保持通畅。变压器投入之前, 必须检查吸湿器下部的透气孔是否开启。运行中也应检查吸湿器的透气情况, 以防止变压器温度变化时, 因透气孔闭塞造成呼吸器和油枕真空或压力升高, 使瓦斯继电器误动作。 (6) 瓦斯继电器和储油柜间的连接阀门在运行时应打开, 为了防止检修后遗忘开启, 造成瓦斯继电器误动作, 阀门应加铅封。 (7) 变压器运行时, 重瓦斯应接入跳闸, 轻瓦斯投入信号。 (8) 带潜油泵的冷却系统, 在开启潜油泵时, 应事先将重瓦斯退出一下, 以免重瓦斯误动作。

3 结束语

变压器瓦斯继电器动作后, 运行人员必须对变压器进行检查, 查明动作的原因, 应定期对运行中的电力变压器进行维护和检查, 及时发现事故苗头, 作出相应处理, 达到防止严重事故出现的目的, 以保证变压器安全可靠运行。

电力变压器的瓦斯保护 篇2

关键词：变压器；重瓦斯；保护动作；处理方法

中图分类号：TM772 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）24-0125-02

变压器保护中，内部油、气变化等瓦斯保护，在运行过程中对操作人员专业化水平提出了更高的要求，即在1000kVA等户外变压器操控过程中应注重配置瓦斯保护，同时在瓦斯保护装置安装过程中设置中间继电器、瓦斯继电器等配件，且保持变压器坡度为1%左右，由此实现对变压器运行中重瓦斯保护动作跳闸等故障的调节，达到最佳的变压器运行状态。以下就是对变压器重瓦斯保护动作原因及处理方法的详细阐述。

1 变压器重瓦斯保护原理

变压器瓦斯构成及动作过程，如图1所示。

从图中即可看出，在变压器瓦斯配置运行过程中，瓦斯继电器KG上下触电为重瓦斯保护，经信号继电器KS与XE连接，后经过中间继电器KOM，分别断开QF1、QF2。同时，从重瓦斯保护动作角度来看，变压器重瓦斯保护动作判断过程中为了达到精准化判断目的，要求相关技术人员应将差动保护作为电气障量信息的反馈，而瓦斯保护反映电气故障，同时当变压器差动保护等出现同时动作时，即表示变压器内有故障[1]。为此，在变压器重瓦斯保护动作故障问题处理过程中，应提高对此问题的重视程度，打造良好的变压器运行空间。此外，由于变压器重瓦斯保护动作关系着整体供电效果，为此，电力部门在管理工作实施过程中应注重制定重瓦斯保护动作处理方案，继而从根本上规避故障问题的凸显，且结合外部检查结果，对故障问题进行判断，达到最佳的事故问题处理状态，满足变压器运行要求。

2 变压器重瓦斯保护动作常见原因

就当前的现状来看，变压器重瓦斯保护动作常见原因主要体现在以下几个方面。

2.1 变压器内部严重故障

即部分变压器在长时间运行环境下逐渐凸显出短路、绝缘损坏、接触不良等故障问题，从而致使油流速超过整定值，且基于充击因素影响下动作于断路器跳闸，同时当气体油面上升至25～30 mL时，发出报警信号。例如，某35 kV变电站在实际运行过程中，色谱分析结果显示为金属过热，继而经故障判断结果了解到，吊芯错位2/3，从而诱发重瓦斯保护动作频繁现象；

2.2 辅助设备异常

即在变压器操控过程中，呼吸系统、冷却系统、冷却器入口阀门等辅助设备起着至关重要的影响作用，因而当辅助设备出现异常现象时，将发生重瓦斯保护动作。例如，某110 kV电站主变压器在运行过程中呈现出重瓦斯保护动作频繁问题，后经分析判断发现，第7号风冷器存在漏气现象，继而针对频繁动作现象展开了有效处理[2]；

2.3 瓦斯动作试验按钮未复归

例如，某变电站在变压器停电检修工作开展过程中，工作人员依据停电检修要求，对变压器本体顶部瓦斯保护试验按钮进行了调节，但工作完毕后未对按钮进行复归，从而在送电作业过程中呈现出重瓦斯动作现象。为此，当代变电站在对变压器进行实践操控过程中应提高对此问题的重视程度，规避重瓦斯动作问题的凸显。

3 变压器重瓦斯保护动作后处理方法

3.1 分析判断保护动作

瓦斯动作原理接线图，如图2所示。

从图中即可看出，当变压器内部发生轻微故障时，油位降低，而KG由此接上KG1动作，并由1KS发出信号。同时当变压器发生重瓦斯动作时，KG将与KG2连接，且由2KS及中间继电器KM发出信号，并凸显出跳闸现象。为此，为了实现对变压器重瓦斯保护动作问题的有效处理，要求值班人员在实际工作开展过程中应针对变压器油温、油位、本体等进行分析判断，同时在分析判断过程中，完成气体分析，例如，彩色气体无臭、不燃等性质的分析、判断、测试，最终认定重瓦斯动作原因，从而对故障问题进行有效处理[3]。

3.2 完善外部检查工序

在重瓦斯动作问题处理过程中，为了实现对故障问题的有效控制，要求值班人员基于变压器发出油色、声音、油位等异常信号时，应注重针对轻瓦斯故障现象关闭进气冷却器，同时查明进气部位，且监视气体继电器误动跳闸状况，复归掉牌信号，处理故障问题。同时，在重瓦斯外部检查工作开展过程中，为了营造良好的变压器运行环境，亦应针对误动跳闸问题做好隔离工作，即将故障线路与正常线路进行隔离处理，且基于其他线路有保护动作信号掉牌的基础上，判定重瓦斯动作原因为震动过大，继而及时将瓦斯配置投入到运行环境中，满足用户供电需求。

此外，在重瓦斯动作外部检查工作实施过程中，为了提升整体故障控制效果，亦应基于其他线路无保护动作信号掉牌的基础上，针对直流系统地绝缘、直流接地信号等状况进行勘察，从而判定直流多点接地误动作跳闸现象，并核查继电器接线盒是否进水，最终复归掉牌信号，且针对油腐蚀现象进行有效处理，达到最佳的重瓦斯动作处理效果。

3.3 加强动作跳闸处置

在变压器重瓦斯保护动作处理过程中，加强跳闸事故的处理是非常必要的，为此，应注重从以下几个层面入手：

第一，在重瓦斯动作跳闸事故处理过程中应首先对事故原因进行判定。例如，某变电站在事故问题处理过程中发现，动作跳闸事故发生过程中曾发出声音报警，而主变压器位置无电压，从而就此判定此次事故發生的原因主要归咎于内部严重故障，即变压器安装中存有垃圾，继而造成重瓦斯动作堵塞现象，为此，相关工作人员在事故处理过程中首先编程事故，随之恢复电源，且针对内部工作部件进行了全方位检查，满足了动作跳闸事故处理需求；

第二，在动作跳闸事故处理过程中，为了防止事故扩大问题的凸显，要求相关工作人员在保护动作发生时，应将光、声、温度、变压器油位等作为参照标准，寻求事故迹象，同时综合事故异常，制定变压器治疗方案，最终实现对变压器重瓦斯保护动作的有效处理；

第三，在动作跳闸问题处理过程中，亦应注重通过油样测试方式，对故障迹象进行判定，从而达到最佳的重瓦斯保护动作处理状态，规避误动现象的凸显影响到变压器的稳定运行。

4 结 语

综上可知，部分变电站主变压器在运行过程中存在着重瓦斯保护动作过于频繁的问题，影响到了供电质量。因而在此基础上，为了迎合社会发展中用电需求，要求相关工作人员在对变压器进行操控过程中应注重设置瓦斯配置，同时在重瓦斯保护动作问题处理过程中应从加强动作跳闸处置、完善外部检查工序、分析判断保护动作等层面入手，应对变压器误动现象，同时实现对故障扩大问题的操纵，保护变电器运行效率，满足系统运行条件。

参考文献：

[1] 姜世华，燕飞东，吕斌.一起变压器轻瓦斯报警事故分析及处理措施 [J].科技资讯，2014，32（28）：78.

[2] 孙开.浅谈变压器重瓦斯保护动作跳闸的处理办法[J].科技展望，

2014，12（08）：64.

[3] 吴崇华.瓦斯保护动作原因及处理方法浅析[J].科技创新导报，

变压器瓦斯保护误动分析 篇3

瓦斯保护是根据变压器内部故障产气和油流设计的非电量保护,它是变压器内部故障的主要保护,能反应变压器内部几乎任何故障,如各种短路故障、绝缘击穿故障,包括绕组的匝间、铁心和开关等变压器内部所有部位的过热性故障和放电性故障,以及油面严重降低等。它具有差动保护无法替代的作用。

瓦斯保护虽然能反映变压器内部的各种故障,灵敏度高,动作迅速,安装简单,但运行中因为各种原因有时会发生误动。

1 瓦斯保护工作原理

当在油浸式变压器油箱内部发生故障(包括轻微的匝间短路和绝缘破坏引起的经电弧电阻的接地短路)时,由于故障点电流和电弧的作用,将使变压器油及其它绝缘材料因局部受热而分解产生气体,因气体比较轻,它们将从油箱流向油枕的上部。当故障严重时,油会迅速膨胀并产生大量的气体,此时将有剧烈的气体夹杂着油流冲向油枕的上部,使气体继电器的接点动作,接通指定的控制回路,并及时发出信号或自动切除变压器。气体继电器利用这些气体和油流实现的继电保护叫瓦斯保护,包括轻瓦斯保护和重瓦斯保护。

瓦斯保护由测量比较元件(气体继电器)、逻辑判断元件(保护装置)、执行输出元件(主要指其二次控制回路)组成,其灵敏度主要取决于气体继电器整定值(流速),其正确性、可靠性取决于保护装置及二次回路,易受一些外界因素干扰而误动作。瓦斯保护动作后,一方面应取油样、气样进行色谱分析,判断是否正确动作;另一方面要调查运行、检修情况,查找动作原因。

2 变压器瓦斯保护误动事故

2.1 瓦斯保护二次回路故障

2006年7月18日某35kV变电站2#主变重瓦斯保护动作,运行人员对变压器外观、油温、油位、检查,未发现异常,气体继电器内未取到气体。安排试验人员进行色谱和电气试验,保护人员检查继电保护装置、保护二次回路绝缘和直流电源情况,检修人员检查呼吸器、压力释放阀和各阀门。经检查,变压器外观无任何异常,各项试验数据也正常。

根据检查结果对瓦斯保护可能动作的原因进行了逐一排查,最后确定了瓦斯保护动作原因:

(1)首先依据变压器试验结果和外观检查排除变压器瓦斯保护正确动作,确定为误动。

1)变压器内部故障(比如变压器匝间和层间短路、铁心故障、套管内部故障、绕组内部断线及绝缘劣化)产生大量的热能,使油分解出可燃性气体,向储油柜方向流动,当流速超过气体继电器的整定值时,气体继电器的挡板受到冲击,跳闸结点闭合。

直阻、变比试验正常排除变压器匝间和层间短路和绕组内部断线;油温、油色、油位正常、气体继电器内无气体且色谱分析烃类气体无增长排除内部过热和放电性故障;绝缘电阻和吸收比、介损、泄漏结果正常,排除绝缘劣化。

2)当环境温度骤然下降或本体严重漏油造成变压器油位降低,引起气体继电器动作。

油位正常,不存在漏油现象。

3)呼吸器堵塞造成呼吸不畅或油位过高造成油枕真空,当变压器油温度上升膨胀时将造成气体继电器动作。

呼吸器检查透气孔畅通,油位正常。

(2)其次,逐一排除瓦斯保护误动可能,确定真正的误动原因。

1)变压器外部发生穿越性短路故障,故障电流使绕组动作发热,当故障电流倍数很大时,绕组温度上升很快,使油的体积膨胀,造成气体继电器误动作。

穿越性故障伴随着其它保护动作和明显的外部故障,此两者均不存在,可排除。

2)误碰气体继电器探针,使重瓦斯接点闭合,造成跳闸。

当时无人员检修巡视,不存在误碰可能。

3)外力(比如地震)使变压器振动,产生较大的油流涌动,使重瓦斯接点闭合,造成跳闸。

从变压器外观看不存在强大外力可能。

4)变压器某些检修工作(如更换呼吸器或净油器吸湿剂、带电滤油或加油、处理假油位放气等)因未将重瓦斯改接信号而又操作不当造成重瓦斯动作。

当时无人员检修巡视,不存在操作不当可能。

5)气体继电器内部件损坏(比如挡板或平衡弹簧损坏)造成气体继电器跳闸结点永久闭合。

外观看气体继电器无问题,瓦斯信号复归后正常,不存在永久闭合。

6)保护及直流等二次回路原因:气体继电器防雨帽缺失,顶盖不严实进水造成跳闸结点短接(防雨帽完好,运行人员检查时在气体继电器接线柱处未见有水);瓦斯保护二次缆因某种原因(如老鼠咬坏、电缆绝缘被油或水浸蚀等)绝缘损坏造成跳闸的两根线短接(保护人员检查二次回路时未发现单根缆接地,两根线也未短接);瓦斯保护回路某个继电器损坏或跳闸的两根线在保护盘端子排上短路,造成瓦斯保护跳闸(保护人员检查保护盘端子排未发现异常);变压器二次端子箱渗漏雨造成跳闸的两根线在端子排上短路(端子箱内湿度挺大,还在滴水,不能完全排除此可能);直流接地造成重瓦斯误动作,直流存在一点接地,同时瓦斯保护回路某处绝缘不好形成两点接地造成瓦斯保护动作(查监控记录当时无直流接地信号)。

通过逐一排除法确定变压器瓦斯误动原因:变压器二次端子箱渗漏雨造成跳闸的两根线在端子排上短路。采取措施:将主变端子箱内瓦斯保护跳闸的两根线结线端子拉开距离,并修复端子箱防雨密封。

2.2 穿越性故障

2010年1月19日10:18:50,某110kV站2#主变所带一条35kV出线发生短路故障,2#主变重瓦斯保护动作,主变三侧开关跳闸,35、10kV侧分段开关自投,10:18:55,1#主变重瓦斯保护动作,主变三侧开关跳闸,造成全站停电事故。经油色谱试验和电气试验,两台变压器均无异常。

这是一起典型的穿越性短路故障引起瓦斯保护误动,应从两方面查找原因:保护装置回路抗干扰能力差,故障过程中,母线上巨大的故障电流,在瓦斯保护的控制回路产生感应电流,引起动作;气体继电器动作流速整定偏小,在穿越性故障电流作用下,绕组或多或少产生辐向位移,将使一次和二次绕组间的油隙增大,油隙内和绕组外侧产生一定的压力差,加速油的流动,当压力差变化大时,气体继电器就可能误动。穿越性故障电流使绕组发热,虽然短路时间很短,但当短路电流倍数很大时,绕组温度上升很快,使油的体积膨胀,油内溶解的空气,因油膨胀逐出形成气泡上升,造成气体继电器误动。

检查保护装置回路抗干扰能力:检查回路绝缘,看两台主变重瓦斯保护二次缆是否为屏蔽缆,电缆屏蔽层是否接地良好,屏蔽层与电缆芯线是否绝缘良好;做微机瓦斯保护装置的抗干扰试验,检查微机重瓦斯保护装置的开入,测量其动作电压及驱动功率是否过小(电网重大反事故措施中规定所有涉及直接跳闸的回路应采用动作功率不低于5W的中间继电器)。

对气体继电器主要是检查瓦斯保护流速整定值。

通过检查,确定瓦斯保护误动原因是瓦斯保护流速整定值偏小,未能躲过穿越性故障时变压器内部振动和油流涌动的共同冲击。这类误动作,可用调整流速定值来躲过。

2.3 变压器呼吸回路异常

某110kV新投变电站两台变压器送电后频繁发有载调压轻瓦斯报警信号(投运仅半年一台报警3次,一台2次)。

两台变压器投运后负荷较重,但调压很少,轻瓦斯也不是在调压后报警,轻瓦斯动作与调压没有必然联系。每次报警后气体继电器内均有少量气体聚集,为无色无味不可燃气体,采用平衡判据法进行判断,判别气体继电器中气体是由于溶解气体过饱和而从油中析出(即平衡条件下释出),还是由于油和固体绝缘材料突发严重的损坏事故,而突然形成的大量裂解气体所引起的。

平衡判据的计算公式[3]:

式中,qi为气体组分;Cig为气体继电器中气体某组分的体积分数;Ci L为油中溶解气体某成分的浓度,ki(T)为温度为T时的溶解度系数,即奥斯特尔德系数。

判据:在平衡条件下释放气体时,qi在0.5~2之间;突发故障释放气体时,qi>2。

通过平衡判据法分析,确定有载轻瓦斯保护动作不是分接开关内部故障引起,确定为误动。

误动原因起初怀疑两台变压器是有载开关气体继电器与油枕连管升高角度不合理(如果升高坡度趋于合理,当有载分接开关产生少量气体时,气体会从油箱顶盖上方的连管顺着气体继电器排向油枕),但测量升高坡度发现达到了规程规定的2%~4%;后来怀疑呼吸器呼吸不畅,运行中产生的少量气体不能与外界平衡,聚集在有载气体继电器内,造成轻瓦斯发信号,但查呼吸器呼吸很通畅。比较有载呼吸器与本体呼吸器发现有载呼吸器产生气泡较快,而本体呼吸器基本无气泡产生,经仔细检查发现有载储油柜与本体储油柜连通阀门没有关闭,如图1所示。变压器整体抽真空处理时,阀门打开,使本体储油柜和有载储油柜连通,便于同时抽真空,缩短变压器注油后的静放时间,改善有载开关的工作环境。但运行中该阀门必须关闭,否则就会导致本体储油柜通过该阀门与有载呼吸器相通,变压器本体油箱由于空负载损耗,温度变化较快,本体呼吸强度大大强于有载油室,导致变压器本体无论是呼气还是吸气,有载气体继电器均处于负压状态,有载油室的气体不能排往储油柜,造成有载气体继电器气体积聚,有载轻瓦斯无动作。

这类误动说明气体继电器动作与呼吸回路密切相关,变压器投运前要仔细检查各阀门,运行中应打开的和该关闭的均要仔细检查。

2.4 运行管理不当

某220kV变压器当天停电放油检修,由于少量放油,将储油柜与油箱连接阀门关闭,油直接排入储油柜,检修完毕后打开储油柜与油箱连接阀门进行补油。恢复送电时发生重瓦斯保护动作,变压器跳闸。

该变压器采用排油注氮灭火系统,气体继电器与油枕之间装有断流阀。断流阀的作用是在火灾时会立即切断储油柜与变压器油箱间的油路,使储油柜不再给油箱补油,防止“火上浇油”。工作原理与挡板式气体继电器类似,只是两者接点动作时的油流方向正好相反。

当天检修完毕后,储油柜给油箱补油时,断流阀达到关闭流速,切断了储油柜与变压器油箱间的油路,导致气体继电器缺油。气体继电器如果采用单浮子加挡板结构,气体继电器缺油只会造成轻瓦斯报警,但该变压器采用的气体继电器是进口双浮子带挡板结构,特点是下浮子与挡板动作均能造成跳闸节点闭合,当气体继电器缺油时,下浮子下降,造成重瓦斯动作跳闸。

这类误动作主要是运行管理上存在问题,通过制定相应的运行检修规定即可避免。检修时必须遵守排油注氮装置的相关规定,当变压器从油枕往油箱注油时,应将断流器挡板闭锁,直到注油结束阀门两端充满油为止,以防止补油时自动关闭;变压器检修完毕及验收时,均应检查油位,观察气体继电器、断流阀是否充满油;不管是停电检修还是带电检修均要监视相应的保护信号,不要以为是停电检修就可以不用监视保护报警信号(当时在送电前气体继电器内因为没油就处于报警状态,运行人员未发现该报警信号)。

3 结语

瓦斯保护误动原因主要有气体继电器本身误动、保护装置及其控制回路异常、变压器呼吸回路不畅、变压器油道异常等,只有掌握了一定的分析方法和判断经验,才能快速找到动作原因。

参考文献

[1]董其国.电力变压器故障与诊断[M].北京:中国电力出版社,2001

[2]黄家兵.主变压器瓦斯保护误动分析及防范措施[J].安徽电力,2009,26(3):15

[3]蒋体浩.1号主变压器有载轻瓦斯频繁告警分析处理[J].南方电网技术,2009,(3)

电力变压器的瓦斯保护 篇4

关键词：10kV电力变压器；防雷保护；策略

中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2015）12-0194-01

前言

10kV电力变压器是电力系统中的重要电气设备，也是确保电力系统安全稳定运行的关键。然而，在10kV电力变压器实际的运行过程中，常常受到外界环境的影响而出现雷击事故，严重者将会造成10kV电力变压器损毁的情况，进而给电力企业造成巨大的经济损失。针对于此种情况，应该做好10kV电力变压器的防雷保护工作，提高10kV电力变压器防雷保护的质量，从而促进10kV电力变压器安全稳定的运行，下面进行详细的分析。

一、10kV电力变压器发生雷击事故的危害

10kV电力变压器在运行的过程中如果发生雷击事故造成的危害是非常大的，具体表现在如下几个方面：

1.影响到10kV电力变压器的正常运行，会导致10kV电力变压器发生故障，进而导致大范围的停电，影响到人们的正常用电，也会给电力企业造成巨大的经济损失，不利于电力企业的良好发展[1]。

2.影响到10kV电力变压器的使用寿命，而在不断更换10kV电力变压器的过程中也会影响到整个线路的运行质量，也会造成线损率的增加，从而浪费大量的电力能源，不利于电力企业的可持续发展。

3.影响到整个电力系统的运行质量。10kV电力变压器频繁发生雷击事故最终会影响到整个电力系统的运行质量，甚至是会发生运行事故。因此，鉴于10kV电力变压器发生雷击事故的危害，需要积极的做好10kV电力变压器的防雷保护工作，通过利用现代化的防雷保护措施，全面的提高10kV电力变压器防雷保护的质量，进一步提高10kV电力变压器运行的质量[2]。

二、10kV电力变压器防雷保护策略

1.减少接地电阻。在进行10kV电力变压器防雷保护工作的时候，首先应该减少接地的电阻。实际上，10kV电力变压器防雷保护的质量与接地电阻有着很大的关系，因此，在实际的施工中，应该进一步减少接地电阻。例如，在安装10kV电力变压器的过程中，可以设置几个深度为2m的坑，并且将其间距控制在10m以上，在每个坑中安装1m左右的角钢，并且利用扁钢带将角钢连接起来，然后利用细沙进行回填。通过采取此种方式，能够有效的减少接地电阻，从而能够降低雷击电流对10kV电力变压器的危害，确保10kV电力变压器安全稳定的运行，进而实现最佳的运行效果，提高10kV电力变压器的应用质量。

2.安装有效的避雷装置。在进行10kV电力变压器安装的过程中，还应该结合10kV电力变压器具体的型号，按照相应的避雷装置，从而提高10kV电力变压器防雷水平。在避雷装置的安装过程中，应该结合10kV电力变压器周围的环境等进行合理的施工，同时需要确保避雷装置安装的科学性和有效性，避免出现安装问题而影响到对10kV电力变压器防雷保护的作用。可见，通过合理的安装避雷装置，能够有效的提高10kV电力变压器防雷水平，实现最佳的防雷效果，从而实现电力企业经济效益的最大化[3]。

3.加强检查和维护。在10kV电力变压器防雷保护工作中，还应该加强检查和维护工作，具体应做如下几个方面的努力。首先，应加强对10kV电力变压器的巡查工作，尤其是对防雷装置的巡查，一旦发现有故障、陈旧的防雷装置，应及时对其进行更换，全面提升10kV电力变压器的抗雷击能力[4]。另外，避雷装置的应用应结合每个地区的实际情况采取合理的设置方案，如，对于一些多雷雨地区，应适当的增加防雷装置，在一些空旷周边无高大建筑物的地区，应加装防雷装置，以此来提升10kV电力变压器的整体防雷水平，从而确保10kV电力变压器安全稳定的运行，进一步延长10kV电力变压器的使用寿命[5]。

结论：

由于很多地区处于雷雨高发地带，进而该地区的电气设备很容易受到雷电的袭击而出现故障，影响到电气设备的安全运行，从而也会给电力企业造成巨大的经济损失。针对于此种情况，需要做好10kV电力变压器防雷保护工作，利用现代化的防雷保护技术，确保10kV电力变压器能够安全的运行，从而也能够减少故障的发生率，提高电力企业的经济效益，促进电力企业的良好发展。

参考文献：

[1]王伟平，刘源，秦文韬，刘玮，彭利强.配电变压器防雷措施研究[J]. 电瓷避雷器. 2011（05）.

[2]韩爱芝， 张海涛，易光辉，陈凯，谭健苗，曾勇智，姜志胜.电力变压器综合防雷措施[J]. 变压器. 2010（02）.

[3]陈曼玲， 张弛，曾勇智，赵战芝，张海涛，刘德平，易光辉.输电线路防雷分析及保护措施[J]. 科技资讯. 2009（03）.

[4]余治华.探讨电力系统输电线路的防雷保护[J]. 广东科技. 2009（04）.

[5]郇嘉嘉，曾海涛，黄少先.应用线路避雷器提高10kV配电线路防雷性能的研究[J]. 电力系统保护与控制. 2009（09）.

朔黄铁路牵引变压器瓦斯保护 篇5

1 瓦斯保护的工作原理

瓦斯保护是变压器内部故障的主要保护元件, 对变压器匝间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线及绝缘劣化和油面下降等故障均能灵敏动作。当油浸式变压器的内部发生故障时, 由于电弧将使绝缘材料分解并产生大量的气体, 其强烈程度随故障的严重程度不同而不同。瓦斯保护就是利用反应气体状态的瓦斯继电器 (又称气体继电器) 保护变压器内部故障 (见图1) 。

变压器发生轻微故障时, 油箱内产生的气体较少且速度慢。由于油枕处在油箱上方, 气体沿管道上升, 使气体继电器内的油面下降, 当下降到动作整定值时, 轻瓦斯动作, 发出警告信号。

变压器发生严重故障时, 故障点周围的温度剧增而迅速产生大量气体, 变压器内部压力升高, 迫使变压器油从油箱经过管道向油枕上部冲去。油速达到气体继电器动作整定值时, 重瓦斯动作, 瞬时接通跳闸回路, 切除变压器, 以防事故扩大。

2 瓦斯保护的范围

瓦斯保护是变压器的主要保护, 它可以反映油箱内的一切故障。包括:油箱内的多相短路、绕组匝间短路、绕组与铁芯或与外壳间的短路、铁芯故障、油面下降或漏油、分接开关接触不良或导线焊接不良等。瓦斯保护动作迅速、灵敏可靠而且结构简单。但是它不能反映油箱外部电路 (如引出线上) 的故障, 所以不能作为保护变压器内部故障的唯一保护装置。另外, 瓦斯保护也易在一些外界因素 (如地震) 的干扰下误动作, 对此必须采取相应的措施。

3 瓦斯继电器的结构及原理

瓦斯保护的主要元件是瓦斯继电器, 安装在油箱和油枕之间的连接管道上。目前朔黄铁路变压器采用QJ-80型继电器 (见图2) 。

变压器正常工作时, 继电器内一般充满变压器油。如果变压器内部出现故障, 则因油分解产生的气体聚集在容器上部迫使油面下降, 浮子6降到某一限定位置时, 磁铁5使干簧接点12闭合, 延时接通信号回路, 发出信号, 若变压器内漏油使油面降低, 同样发出信号, 即为轻瓦斯保护动作;如果变压器内发生严重故障, 将会出现油的浪涌, 则在连接管内产生油流, 冲动挡板2, 当挡板2运动到某一限定位置时, 磁铁1使干簧接点15闭合, 接通跳闸回路, 即为重瓦斯保护动作, 跳开变压器两侧断路器, 从而起到保护变压器的作用。

4 瓦斯保护的整定

当油箱内故障产生轻微气体或油面下降时, 瓦斯保护应瞬时动作于信号;当产生大量气体时, 应瞬时动作于断开变压器两侧断路器。

(1) 轻瓦斯保护的整定:轻瓦斯动作值的大小用气体容量大小表示。一般轻瓦斯保护的气体容积范围为250~300 ml;改变重锤的位置, 可在250~300 ml范围内调节信号接点动作的气体容积。

(2) 重瓦斯保护的整定:重瓦斯保护动作值的大小用油流速度大小来表示。对油流的一般要求:自冷式变压器为0.8~1.0 m/s, 强油循环变压器为1.0~1.2 m/s, 120 MVA以上的变压器为1.2~1.3 m/s。

一般来说, 对于自冷或风冷的变压器, 重瓦斯的流速一般整定在0.7~1.0 m/s, 对于强迫油循环的变压器整定为1.0~1.4 m/s。流速的整定与变压器的容量、连接气体继电器的导管直径、变压器冷却方式、气体继电器的型号等有关。

5 瓦斯保护动作的原因

5.1 轻瓦斯动作的原因

(1) 因滤油、加油或冷却系统不严密导致空气进入变压器; (2) 因温度下降或漏油致使油面低于气体继电器轻瓦斯浮筒以下; (3) 变压器轻微故障产生少量气体; (4) 发生穿越性短路; (5) 气体继电器轻瓦斯接点或二次回路故障。

5.2 重瓦斯动作的原因

(1) 变压器内部严重故; (2) 气体继电器重瓦斯接点或二次回路故障; (3) 呼吸器堵塞问题; (4) 外部出现穿越性短路故障, 浮筒式气体继电器出现误动; (5) 变压器附近发生强烈的振动。

6 瓦斯保护判别故障过程的分析

当变压器内部出现故障, 通常是从比较轻微, 逐步发展为严重故障。一般是先发出轻瓦斯保护信号, 再发展为重瓦斯保护跳闸。轻瓦斯保护发出信号, 不全是变压器内部故障。处理时的重点, 是要查找原因。变压器重瓦斯保护跳闸后, 要先投入备用变压器, 恢复对接触网的供电, 同时要检查处理故障变压器问题。对于变压器重瓦斯保护动作必须查清原因, 按照规定的程序进行处理, 先进行设备试验, 然后进行综合分析判断, 最后采取有效处理方法。

正常运行时, 充油电气设备内部的绝缘油和有机绝缘材料, 在热和电的作用下, 会逐渐老化和分解, 产生少量的各种低分子烃类气体及一氧化碳、二氧化碳等气体。在热和电故障的情况下, 也会产生这些气体。这两种来源的气体在技术上不能分离, 在数值上也没有严格的界限, 而且与负荷、温度、油中的含水量、油的保护系统和循环系统, 以及取样和测试的许多可变因素有关。

瓦斯保护信号动作时, 立即对变压器进行检查, 查明动作原因, 是否因积聚空气、油面降低、二次回路故障或是变压器内部故障造成的。如气体继电器内有气休, 则应记录气体量, 观察气体的颜色及试验上否可燃, 并取气样及油样做色谱分析, 可根据的关规程判断变压器的故障性质。色谱分析是指对对收集到的气体用色谱仪对其所含的氢气、氧气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等气体进行定性和定量分析, 根据所含成分名称和含量准确判定故障性质和严重程度。变压器内部不同故障产生的气体成分见表1。

7 瓦斯保护的预防性试验

为了发现瓦斯保护在运行中的隐患, 应定期对瓦斯继电器、连接回路及二次回路进行的检查和试验, 还包括取油样试验。朔黄铁路公司检修规程规定瓦斯继电器、连接回路及二次回路的检查和试验一年进行一次, 取油样试验一季度一次。

7.1 瓦斯继电器、连接回路及二次回路的检查和试验

7.1.1 外观检察

观察瓦斯继电器外观及其连接部分无掉漆、锈蚀现象;继电器玻璃观察窗的清洁度便于运行检修人员的巡视检查;继电器的顶部密封良好, 无渗漏水现象。

7.1.2 内部设备观察

打开继电器顶部盖子, 观察内部设备无积尘现象;轻瓦斯和重瓦斯两对端子的接线牢固, 无锈蚀和短路现象。

7.1.3 保护试验

(1) 短接轻瓦斯接点, 查看中央信号盘上“轻瓦斯”保护光字牌是否亮, 用以校验轻瓦斯保护回路的完整性; (2) 触动重瓦斯接点, 接通重瓦斯保护的跳闸及信号号回路, 查看变压器两侧断路器是否跳闸, 查看中央信号盘上“重瓦斯”保护光字牌是否亮, 用以校验重瓦斯保护回路的完整性。

7.2 油样试验

修试工队负责每个季度对所辖区段内变电所的变压器油进行取样, 然后进行气相色谱分析、电气强度试验、闪点测试、微量水分测试、机械杂物和游离碳测试, 得出一个综合分析报告 (见表2、表3) 。

运行时间较长的变压器中, 绝缘油随着运行时间的延长, 都会产生一定量的氯氢类气体, 这些气体的含量均应小于表4的数值。

8 瓦斯保护的反事故措施

瓦斯保护动作, 轻者发出警示保护信号, 提醒维修人员马上对变压器进行处理;重者变压器跳闸, 变压器退出运行, 不能保证供电的可靠性, 为了更进一步提高保护的灵敏度和可靠性, 限制人为因素事故发生, 应制定以下反事故措施: (1) 将瓦斯继电器的下浮筒改为档板式, 触点改为立式, 以提高重瓦斯动的可靠性; (2) 为防止瓦斯继电器因漏水而短路, 应在其端子和电缆引线端子箱上采取防雨措施; (3) 瓦斯继电器引出线应采用防油线; (4) 瓦斯继电器的引出线和电缆应分别连接在电缆引线端子箱内的端子。

瓦斯继电器动作跳闸时, 在查明原因消除故障前不得将变压器投入运行, 为查明原因应重点考虑以下因素, 作出综合判断: (1) 是否呼吸不畅或排气未尽; (2) 保护及直流等二次回路是否正常; (3) 变压器外观有无明显反映故障性质的异常现象; (4) 气体继电器中积聚的气体是否可燃; (5) 气体继电器中的气体和油中溶解的气体的色谱分析结果; (6) 必要的电气试验结果; (7) 变压器其他继电保护装置的动作情况。

运行中的变压器瓦斯保护, 当现场进行如下工作时, 重瓦斯保护应由“跳闸”位置改为“信号”位置运行: (1) 进行带电注油和滤油时; (2) 进行呼吸器畅通工作或更换硅胶时; (3) 除采油样和瓦斯继电器上部放气阀放气外, 在其他所有地方打开放气、放油和进油阀门时; (4) 开、闭瓦斯继电器连接管上的阀门时; (5) 在瓦斯保护及其二次回路上进行工作时; (6) 对于充氮变压器, 当油枕抽真空或补充氮气时, 变压器注油、滤油、更换硅胶及处理呼吸器时, 在上述工作完毕后, 经1 h试运行后, 方可将重瓦斯投入跳闸。

9 瓦斯保护的优缺点

瓦斯保护的缺点是不能反应变压器油箱外套管及联接引线上的故障, 因此, 不能作为防御变压器内部事故的唯一保护。由于构造问题, 在运行中正确动作率还不高。挡板式瓦斯继电器也存在当变压器油面严重下降, 需要跳闸时, 动作不快的缺点。

瓦斯保护的优点灵敏度高、结构简单, 并能反应变压器油面内部各种类型的故障。特别是当绕组短路匝数很少时, 故障点的循环电流虽然很大, 可能造成严重的过热, 但反应在外部电流的变化却很小, 各种反应电流量的保护都难以动作, 因此瓦斯保护对保护这种故障有特殊的优越性。

10 结束语

变压器瓦斯信号动作后, 值班人员必须对变压器进行检查, 查明动作的原因, 并立即向供电调度和专业主管汇报, 专业主管应立即派人去现场提取继电器气样、油样和本体油样, 分别作气相色谱分析、电气强度试验、闪点测试、微量水分测试、机械杂物和游离碳测试。根据有关规程及现场分析结论采取相应的对策, 避免事故的发生, 以保证变压器的安全可靠运行。

参考文献

[1]贺加李, 宋从炬.电力系统继电保护原理[M].3版.北京:电力出版社, 1994

[2]潘启敬.牵引供电系统继电保护[M].2版.北京:中国铁道出版社, 1996

[3]沈阳市银海电器有限公司.QJ系列气体继电器使用说明书[S]

变压器瓦斯继电器自动保护研究 篇6

关键词：变压器,瓦斯继电器,压力,整定值

变压器是电力系统最为常用的设备之一, 也是极为常见的电力设备, 无论是工业也是民用, 都离不开变压器在其中发挥的极其重要的作用, 正因为如此, 变压器的安全成为了电气专家克难公关的一个主要课题。

1 变压器安全的故障的主要原因

从目前我国广为使用的变压器来看, 大多数停留在上世纪末的研发水平, 其安全性能还不能令人高枕无忧, 一般来说, 变压器的保护主要电流速断、差动保护等电气型的继电保护, 但实践证明, 次来保护对变压器内部故障反映相当迟钝, 主要原因在于变压器内部出现的故障基本上都是从短路尤其是匝间短路引发的, 一旦短路事情发生, 瞬间的电流非常强大, 不过由于其传递到线线电流的并不能得到同步反映或者有效放大, 因此, 难以被发现, 直到多多匝短路或者接地短路时, 才会自动切断电源, 但此时往往内部损伤很大。从变压器的构成结构分析, 变压器保护的水平和性能主要取决于内部的瓦斯继电器, 这个继电器是主动性的, 它着设计上赋予了及时切断电源的功能, 但因为瓦斯继电器的灵敏度被流速所制约, 若达不到相应的整定值, 就不会发生保护动作。变压器还设有安全气道——压力释放阀门, 这个装置的主要功能是保护变压器主油箱保证正常形态, 一旦变压器内部发生问题时, 变压器的主油箱内的压力随之升高, 瓦斯继电器中的油也会同时流动。上世纪八十年代前设计的变压器, 其的流速整定交由机电设备专业人员进行设定, 而压力释放阀门却又是交由设计人员把握, 两者互相之间缺乏更加科学或者完善的沟通或者交流, 势必会造成各自为政, 继电专业从业人员难以完全顾及到压力释放阀门是否比瓦斯继电器的反映要早, 瓦斯继电器是否能真正在瞬间能随之动作, 作为设计人员, 也可能对瓦斯继电器和压力释放阀门的联动缺乏深入的研究。

2 瓦斯继电器整定值计算

变压器内放置了大量的变压器油, 变压器油石油的一种分馏产物, 它的主要成分是烷烃, 环烷族饱和烃, 芳香族不饱和烃等化合物。俗称方棚油, 浅黄色透明液体, 相对密度0.895。凝固点<-45℃。变压器油作用是多方面的, 但绝缘、冷却和消弧作用是主要功能, 当变压器内部发生电弧时, 出现故障点局部就会产生高温, 变压器油被高温电弧激活气化, 分解为高分子的体, 一般为烃类气体, 气体的主要成分为氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等, 其中含量最高的尾乙炔气体, 往往占有率超过75%, 由于油本身就是有机溶剂, 所以, 部分气体是可以溶解到油中, 但当产生气体的速度快于气体溶解于油的速度, 就会在发生故障的局部形成气泡, 气泡的体质比油要大, 大体积的气泡势必会挤占油的空间, 可见, 在产生故障时, 故障点产生的气体和瓦斯继电器中油的流动应该是同步发生的, 多少气体的产生会增大一定体质的空间, 被挤占的空间中的有就流向储油罐, 也就是说, 产气的速率大少制约着通过瓦斯继电器油的流速, 而电弧的功率越大, 则产气的速率自然也越大。因此, 要尽可能低控制变压器内部的故障发生的概率, 就是要求得最少的流速整定值, 将流速整定值少于最低故障概率下的产气速率。真如以上所述那样, 变压器的故障往往都是有一匝短路引起的, 而一匝短路的原因十分复杂, 如电弧路径问题、线圈大小形状、电弧电阻大小、匝间电压高低等因素, 要精确计算非常困难, 鉴于此, 本文采用反推的计算方法, 对整定流速进行计算。传统变压器的整流流速处于0.7—1.3m/s, 这里我们取用0.9m/s进行反推。

设油流速:V=1m/s=100cm/s;

瓦斯继电器管道直径:D=8cm;

管道截面:

油的体积流速:R=S×V=52×90=5000cm2/s=5L/s;

计算结果就是产气速率为每秒五升。

通过查找变压器相关资料可知, 变压器内油要气化为烃类气体必须要达到一定的能力供应, 一般乙炔的临界点为850kJ/mol, 其他烃类的气化点为450kJ/mol, 由于变压器气体中乙炔占有主要, 大概超过75%, 所以在计算中, 加权的气体气化临界点为780kJ/mol。

那么, 每秒5升的产气需要的能量为:

这个数值大小相当于5台大功率 (35KW) 电机同时作业产生的能量, 铁的溶解热170kJ/kg, 这个能量就相当于在在一秒钟内就可以将170/174克铁融化掉, 若是这个能量在变压器内持续的时间达到几秒钟, 那么对变压器的破坏难以估量。从发生故障的变压器事后拆解分析, 当瓦斯继电器发生的动作时, 变压器内部的损坏早已超出人们想象的程度, 往往是很多匝发生了短路, 即便是灵敏度非常高的传统变压器, 哪怕其反应时间在1秒钟以内, 瓦斯继电器不发生动作, 那么至少都会有超过一匝以上的点被击穿。

3 压力释放阀门整定值计算

几乎在运行中的变压器都装有压力释放阀, 作为变压器非电量保护的安全装置, 压力释放阀是用来保护油浸电气设备的。即在变压器油箱内部发生故障时, 油箱内的油被分解、气化, 产生大量气体, 油箱内压力急剧升高, 此压力如不及时释放, 将造成变压器油箱变形、甚至爆裂。安装了压力释放阀, 就使变压器在油箱内部发生故障、压力升高到压力释放阀的开启压力时, 压力释放阀在2ms内迅速开启, 使变压器油箱内的压力很快降低。

当压力释放阀内部发生故障时, 就会产生一定的气泡, 气泡挤压空间导致主油箱的压力随之上升, 这个数值大小十分关键, 按照流体力学通行的计算方式, 主油箱的压力大小由四个方面的因素决定:

(1) 受主油箱的和储油箱之间的通道阻力影响。从传统变压器的设计分析, 一般都有几个直角的弯头, 有几个直线通道, 在主油箱和管道之间有缩放口, 从管道到储油箱也有缩放口。 (2) 储油箱都装有橡皮油囊, 橡皮的弹性会产生储油阻力。 (3) 变压器呼吸器向环境释放气体也有阻力。 (4) 储油箱和主油箱之间的油位差压力。

现设油流速:V=100cm/s;

管道直径:D=8cm;

设存在两个直角转弯, 几段直管, 两者之和:L=190cm;

净油位差:H=160cm;

为了计算的方便, 本次计算中变压器呼吸器的设定为与外界隔绝, 也就是呼吸器失去作用。而储油箱中的橡皮油囊当做是可以调节的容器, 由于其调节的幅度非常之小, 其变化的空间也忽略不计。则以油柱计为计算指标的阻力大小为:

式中:t1——主油箱到输油管之间的阻力系数, 取0.6;

t2——输油管到储油箱之间的阻力系数, 取1.1;

t3——输油管中直角弯头的阻力系数。取0.2;

V——油的流速, 取1 00 cm/;

H——主油箱和储油箱的油位差, 取150cm;

L——输油管直线管道的阻力系数, 取决于油的粘度, 查表取值5.2cm;

可以算出升压力为:∆P=169×09.×g=151.kpa

由此可见, 由于主油箱的强度取材和设计的存在着差异, 压力释放阀门生产企业的设计也无法形成固定的标准和一致的参数, 通过以上数值定量化计算, 压力释放阀门的动作值必须要大大小于最低的油压流动阻力, 但不能与升压力有较大的差距, 从国内已经使用的压力释放阀门来看, 一般都是在10-55看一般都是kPa之间, 我们不难发现, 一旦瓦斯继电器的整定流速为90cm/s, 当变压器主油箱因为电弧等因素影响导致气化升压, 压力超过15.1kPa时, 瓦斯继电器才会有反应, 若压力释放阀门能在11kPa时就发生动作, 那么变压器的主油箱内的气压就会得到有效的控制, 不会连续攀升, 压力达不到临界操作点, 瓦斯继电器就不会有反应, 瓦斯继电器挡板结构图见图1, 所以瓦斯继电器的整定流速和压力释放阀门发生动作的设定值之间有着非常密切的因果关系, 这就要求在设计变压器时, 必须考虑压力释放的途径已经和瓦斯继电器互相关联的作用。

4 结语

通过以上的分析可知, 在设计变压器时, 要注意以下两个方面:

(1) 瓦斯继电器的流速整定值应该越小也好。因为变压器在发生突发故障时, 我们总希望能把故障的损伤降低到最低的限度, 从以上分析计算可知, 只有当瓦斯继电器的流速整定值达到下限, 才能提供足够的安全保护作用, 之所以还设定下限, 是因为还要考虑地震等外界突发灾害性事件, 参照世界上先进的变压器设计方案, 一般来说在选取整定值下限时, 都是以地震灾害为考量, 地震强度达到7度的, 最佳的整定流速设定为0.3m/s;地震强度达到8度的, 建议设定整定流速0.4m/s;当地震强度超过9度时, 可以将整定流速再提高一个千分点, 地震强度再加大时, 要加大相应的安全系数, 油管越大, 流速相对可以取小点, 油管越少流速必须相应取大数。

(2) 将压力释放阀的动作效果接近于电流全断。从计算可知, 当引发变压器故障的能量达到174KPa时, 主油箱的压力为15.1KPAa, 如果在设计压力释放阀门的动作临界点的值不对, 后果也是非常严重的, 比如将压力释放阀门的动作设定为40kPa, 要满足这个条件, 等于是变压器内发生了极其严重的故障, 若已经发生了极其严重的故障, 再动作势必时与事无补, 因此, 要科学设定临界参数, 一旦发生此类事件, 必须跳闸动作完全切断电源。

参考文献

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[4]蒋伟, 徐健.基于压差法的瓦斯继电器校验装置的研制[J].机械制造与自动化, 2012 (2) .

[5]王玉.继电器保护的论述[J].中国科技博览, 2012 (6) .

电力变压器的瓦斯保护 篇7

1 轻瓦斯保护动作

1.1 实例简介

例1:某变压器运行中发出轻瓦斯动作信号, 当天安排取油、气样分析, 结果见表1。后经吊罩检查, 发现该变压器B相高压套管均压球与导管接触不良, 造成均压球与导管之间产生悬浮电位放电。

例2:某非电力企业变压器投运不久就出现轻瓦斯保护动作, 这一情况一直持续数年, 因轻瓦斯动作太过频繁, 才取油样和瓦斯气体送电力部门分析, 分析结果见表2。之后对该变压器进行检查, 发现其中一相分接头因接触不良导致过热, 在长期运行中故障持续发展, 造成分接头严重烧伤。

1.2 实例分析

对于能量较大、产气速度较快的某些高温过热或火花放电等故障, 当产气速率大于气体溶解于油中的速率时, 就会形成气泡。在气泡上升过程中, 一部分气体溶解于油中并与油中原来的溶解气体进行交换, 改变了所生成气体的成分和浓度;未溶解的气体和油中被置换出来的气体一起最终进入瓦斯继电器而积累下来, 当气体积累到一定程度后继电器将动作发出信号 (即轻瓦斯动作) 。

例1是一起火花放电故障, 产生的故障气体主要是氢和乙炔, 其次是甲烷和乙烯。从表1中可知, 瓦斯气中的故障气体换算到油中的理论值低于油中实测值。其原因是故障持续时间不长, 产气速度不是很高, 油中气体未达到饱和, 故障气体在进入瓦斯继电器的行程中, 与油中的非故障气体发生互换而改变了瓦斯气中的故障气体浓度。

例2是一起高温过热故障, 故障气体主要是乙烯和甲烷, 其次是乙烷、乙炔和氢。从表2中可知, 故障气体含量很高, 而且瓦斯气换算到油中的理论值高于油中实测值。这一点与例1相反, 其原因是该变压器故障持续时间已有数年, 溶解于油中的气体早已饱和, 由于故障越来越严重, 故障气体成分发生了变化 (如乙炔比例增加) , 故障气体的产气速率增快, 新产生的故障气体形成气泡后在进入继电器过程中与油中溶解气体几乎无交换。

如上所述, 根据故障气体含量的大小、及瓦斯气中的故障气体换算到油中的理论值与油中实测值的比较, 可以判断出故障的发展程度。

2 重瓦斯保护动作

2.1 实例简介

例3:某主变在运行中发生本体重瓦斯保护动作, 主变三侧开关跳闸。开关跳闸后约1 h从主变底部取油样进行分析 (未取瓦斯气体) , 发现氢和乙炔等气体比半年前有较大幅度增长;次日再次取油样分析 (变压器在停运中) , 结果故障气体含量比前日又大幅增加, 故障前后的油中溶解气体含量测定值见表3。后经吊罩检查, 查明故障是由于该变压器A相调压绕组的绝缘受潮, 导致调压绕组不同部分的匝间、层间发生电弧放电。

例4:某变压器在运行中发生重瓦斯保护动作, 主变跳闸。故障前后主变本体油样及瓦斯继电器中气样的分析结果见表4。吊罩后发现B相线圈上压环与上夹件之间的连接片烧断, B相上压环与上夹件制位钉之间的绝缘穿透, 并有严重放电痕迹。

2.2 实例分析

对于高能量的电弧放电故障, 大量气体迅速生成, 所形成的气泡快速上升并聚集在继电器里;同时油箱内压力瞬时突增, 形成油流通过瓦斯继电器向油枕方向冲击, 引起重瓦斯保护动作使开关跳闸。

电弧放电产生的故障气体主要是氢和乙炔, 含量常高达数千μL/L, 其次是甲烷、乙烯及乙烷。由于故障时产气剧烈, 生成的气体很难与油中溶解气体进行交换就进入瓦斯继电器, 因此故障气体在油中以及在气、液两相间远不能达到溶解平衡。而且这类故障持续时间很短, 当变压器跳闸后, 变压器油将停止流动循环, 故障点附近油中高浓度故障气体向四周扩散速度就变得很慢。有人曾做过试验, 在油自然循环的变压器中, 满载时注入乙烯作为被测气体, 空载时注入甲烷作为被测气体;结果表明, 满载时约需5 h、空载时约需30 h, 气体在油中才大致混合均匀。可见, 当故障点距离取油样部位较远时, 在所取的油样中故障气体浓度与取样时间有很大关系。另一方面, 如果变压器停运后气体长时间留在继电器中, 故障气体组分, 特别是油中溶解度大的组分很容易回溶于油中, 从而改变故障气体组分在瓦斯气体中浓度和在油中浓度。由此可见, 变压器停运后, 若油样采集点与故障点距离较远, 则取样与跳闸间隔时间越短, 油样中故障气体浓度就越低, 瓦斯气中的故障气体浓度则越高, 反之亦然。

在例3中, 跳闸后1 h取油样分析, 乙炔含量为66μL/L, 氢含量也不很高, 这与电弧放电故障特征不是很相像;但在第二天再次取油样分析, 结果故障气体含量大幅增加, 完全反映出了电弧放电故障的特征。如果在取油样的同时也取瓦斯气进行分析 (继电器中有气体时) , 就能避免像例3那样因取油样时间距跳闸时间近而使得分析结果不能反映出设备的真实状况。此外, 如果变压器有多个取样口, 变压器跳闸后应在上、中、下各处多取几个油样, 以反映故障气体在油中是否溶解平衡及故障点的大致位置。如在例4中, 从变压器上部取的油样, 故障气体含量比底部取的油样要高得多, 表明故障部位应在变压器上部;而且, 瓦斯气中的故障气体换算到油中的理论值高于油中实测值, 表明故障性质属产气速率非常高的高能量放电故障。

电力变压器的瓦斯保护 篇8

1 变压器瓦斯保护的基本工作原理

1.1 瓦斯保护的基本工作原理

当在变压器油箱内部发生故障 (包括轻微的匝间短路和绝缘破坏引起的经电弧电阻的接地短路) 时, 由于故障点电流和电弧的作用, 将使变压器油 (通常为25#绝缘油) 及其它绝缘材料因局部受热而分解产生气体, 因气体比较轻, 它们将从油箱流向油枕的上部。当故障严重时, 油会迅速膨胀并产生大量的气体, 此时将有剧烈的气体夹杂着油流冲向油枕的上部, 使继电器的接点动作, 接通指定的控制回路, 并及时发出信号或自动切除变压器, 构成反应于上述气体而动作的保护装置称为瓦斯保护。

瓦斯继电器是构成瓦斯保护的主要元件, 当变压器内部故障时, 产生气体聚集在瓦斯继电器上部, 使油面降低, 当油面降低到一定程度, 上浮筒下沉, 水银触点接通, 发出信号。当变压器内部发生严重故障时, 油流冲击挡板, 挡板偏转并带动板后的连动杆转动上升, 挑动与水银触点卡环相连的连动环, 使水银触点分别向与油流垂直的两侧转动, 两水银触点同时接通, 使断路器跳闸或发出信号。

轻瓦斯继电器作用于信号, 重瓦斯继电器作用于跳闸。

正常运行时, 瓦斯继电器充满油。当变压器内部故障时, 故障点局部发生高热, 引起附近的变压器油膨胀, 油内溶解的空气被逐出, 形成气泡上升, 同时油和其他材料在电弧和放电等的作用下电离而产生气体。当故障轻微时, 排出的气体缓慢地上升而进入瓦斯继电器, 使油面下降, 轻瓦斯继电器动作, 发出信号。

当变压器内部故障严重时, 产生强烈的气体, 使变压器内部压力突增, 产生很大的油流向油枕方向冲击, 重瓦斯继电器动作, 作用于跳闸。

1.2 瓦斯继电器的整定

瓦斯继电器的整定, 可通过压差式流速试验或者油泵式油速试验设备进行, 起动值按油流速度整定, 一般对重瓦斯采用0.5m/s~1.5m/s, 当变压器有强迫油循环装置时用1m/s~1.5m/s范围, 无强迫循油循环装置时用0.6m/s~1m/s范围;对轻瓦斯采取气体在继电器内占有空间的体积来整定, 范围为250cm3~300cm3时发出信号。

2 变压器瓦斯保护范围

瓦斯保护是变压器的主要保护之一, 它可以反映油箱内的一切故障。包括:油箱内的多相短路、绕组匝间短路、绕组与铁芯或与外壳问的短路、铁芯故障、油面下降或漏油、分接开关接触不良或导线焊接不良等。瓦斯保护动作迅速、灵敏可靠而且结构简单。另外, 瓦斯保护也易在一些外界因素 (如地震) 的干扰下误动作, 对此必须采取相应的措施。

3 变压器瓦斯保护动作跳闸的事故处理办法

3.1 轻瓦斯保护动作的处理

3.1.1 轻瓦斯保护动作的现象

(1) 预号信号电铃响式语言报警; (2) 掉牌、光字牌亮; (3) 变压器控制仪表有指示。

3.1.2 轻瓦斯保护动作的处理办法

(1) 复归音响; (2) 密切监视变压器电流、电压和温度的变化; (3) 检查直流系统绝缘有无接地, 二次回路有无故障; (4) 检查油温、油位、油色是否正常, 变压器内部声音有无变化, 有否渗、漏油现象, 油面是否低于瓦斯继电器等; (5) 若瓦斯动作是因变压器油位低可漏油造成, 则必须采取阻止漏油的措施并补油, 必要时, 应停电处理。

3.2 重瓦斯保护动作的处理

3.2.1 重瓦斯保护动作现象

(1) 蜂鸣器响或语言报警; (2) 变压器继电器指示灯绿灯亮; (3) 变压器控制仪表指示为零; (4) 重瓦斯信号继电器动作指示, 掉牌或指示灯指示。

3.2.2 重瓦斯保护动作处理

(1) 如有备用变压器应立即投入运行; (2) 检查变压器油温、油色、油位是否正常, 瓦斯继电器内有无气体, 油面是否正常, 防爆筒隔膜是否破裂或压力释放器是否动作, 有无喷油和喷烟现象; (3) 拉开变压器一、二侧隔离开关测量绕组绝缘; (4) 若上述检查均正常, 则应检查直流系统绝缘是否接地, 二次回路有否故障, 以判断保护是否误动或者断路器误动; (5) 收集瓦斯继电器的气体进行鉴别; (6) 复归重瓦斯保护动作信号, 将变压器解除备用并做好安全检修措施, 通知检修人员处理。

4 瓦斯保护日常维护注意事项

(1) 瓦斯保护投跳闸的变压器, 在现场应有明显的标志, 跳闸试验用的探针其外罩在运行中不准旋下, 须在外罩涂以红漆, 以示警告。

(2) 户外变压器应保证瓦斯继电器的端盖有可靠保护, 以免水分侵入。

(3) 瓦斯保护应同其他电气保护一样对待, 其投跳闸、接信号或停用, 均应严格按照操作规程的有关规定执行。

(4) 新装变压器或停电检修进行过滤油, 从底部注油, 调换瓦斯继电器、散热器、强迫油循环装置以及套管等工作, 在投入运行时, 须待空气排尽, 方可将重瓦斯保护投入跳闸。

(5) 变压器运行中发现油面突然升高或突然降低时, 应查明原因, 在瓦斯跳闸连接片未改接至信号位置前, 禁止打开各种放气放油阀门, 以防误跳闸。

(6) 当变压器轻瓦斯保护信号动作后, 应尽快查明原因, 并作好记录, 如信号动作时间间隔逐渐缩短时, 说明变压器内部有故障, 可能会跳闸, 此时应将每次信号动作时间作详细记录, 并立即向上级领导汇报。

5 结语

变压器瓦斯保护具有速度快、灵敏度高、结构简单, 能反映变压器油箱内部各种类型的故障, 特别是当绕组短路匝数很少时, 故障循环电流很大, 可能造成严重过热, 但外部电流变化很小, 各种反映电流的保护难以动作, 瓦斯保护对这种故障具有特殊优越性。但由于瓦斯保护不能反应油箱外的套管和引出线上的短路故障, 尚须有纵差动保护或电流速断配合。目前, 瓦斯保护动作的正确率尚不够满意, 有待改进。

摘要：变压器是电力系统的重要组成元件之一, 它的安全运行是电力系统工作可靠性的必要条件。由于它的重要性, 特别是在系统中的重要地位及其本身的贵重价值, 一旦发生故障, 将造成严重的后果。因此, 必须考虑装设相应的继电保护装置。瓦斯保护是确保变压器安全运行的有效技术措施之一。

关键词：变压器,瓦斯保护,继电器,运行,注意事项

参考文献

[1]贺家李, 宋从矩.电力系统继电保护原理[M].北京中国电力出版社, 1994.

[2]闻良生.工厂企业供电[M].中国轻工业出版社, 1994.

[3]李士贤.变压器瓦斯保护的探讨[J].中国传动网, 2009.

电力变压器的瓦斯保护 篇9

【关键词】变压器；继电保护；配置；问题

电力变压器是电力网络中的重要组成部分，它在提高变压器工作可靠性、保证电力系统安全方面有着重要的意义。但是在实际运行中，变压器经常会因为各种自然因素、内在因素的影响而发生故障，这些故障涉及到变压器各个组成部分，包含有内在故障和外在故障两种，从而威胁到电力系统的供电可靠性和安全性。因此，在目前工作中，我们根据变压器容量大小以及变压器工作特点来有针对性的选择继电保护装置十分必要，这也是保证变压器科学运行的重要方法。

1.电力变压器继电保护装置的重要性分析

近年来，在我国的电力系统当中，因为变压器故障而引发的供电事故以及安全问题时有发生，给社会经济发展造成严重的损失，更是威胁到居民的生命财产安全，甚至是引发不良的社会损失。这些事故的产生提醒我们，在电力系统工作中必须要做好变压器保护工作，这对于保证电网运行稳定和安全有着至关重要的意义。

1.1继电保护概念

继电保护是目前电力系统中继电保护工作的研究最为突出，它是研究电力系统故障以及危害的基础上，以探测其对策反事故控制为主要的工作方式，它在应用的过程中是以触电的继电器来保护电力系统以及元件，从而避免电力设施与电力元件的故障损害。为此在工作中被广泛的称之为继电保护器。在继电保护工作中，其主要的任务在于当电力系统发生故障或者异常的时候，我们可以在最短时间以及区域内将这些故障加以控制，从而使得这些故障及时有效的消除，避免了对周边其他设施所造成的危害和影响。

1.2工作原理

继电保护装置在应用的过程中必须要提前设置好合理的分区以及保护元件，确保这些元件处于正常运行状态。同时在工作中是处于正常运行状态还是发生了故障，是保护区内故障还是区外故障的功能。保护装置要实现这一功能，需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。

2.电力变压器继电保护配置分析

近年来，随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的提高，人们在生活当中对于用电稳定性、可靠性也提出了新要求。变压器作为保障电力系统安全、稳定运行的关键，它在整个电力系统中的影响越来越大。因此，在目前的工作中加强其继电保护管理装置配置十分关键，提高电力系统运行效率、按照技术规程操作已成为人们关心的重点课题。在目前的配电装置选择上，主要的配置原则为：

（1）针对变压器内部的各种短路及油面下降应装设瓦斯保护，其中轻瓦斯瞬时动作于信号，重瓦斯瞬时动作于断开各侧断路器。

（2）应装设反应变压器绕组和引出线的多相短路及绕组匝间短路的纵联差动保护或电流速断保护作为主保护，瞬时动作于断开各侧断路器。

（3）对由外部相间短路引起的变压器过电流，根据变压器容量和运行情况的不同以及对变压器灵敏度的要求不同，可采用过电流保护、复合电压起动的过电 流保护、负序电流和单相式低电压起动的过电流保护或阻抗保护作为后备保护， 带时限动作于跳闸。

3.电力变压器继电保护故障和应对策略分析

变压器作为电力系统中最为关键的问题，它在发生故障之后能够及时的将这些故障问题处理掉，避免威胁到其他设备。在目前的电力系统中，为了保证变压器运行安全，防止事故的进一步扩大，确保电力系统运行的稳定与安全，继电保护故障的预防和处理就显得十分的必要。在目前的工作中，常见的继电保护故障问题主要有以下几种：

3.1相间故障的后备保护存在问题及解决方法

近年来，在变压器系统中，绝大多数的中、低变压器母线故障的发生都是因为断路器在短路的时候未曾有效的中断或者是拒动而引起的。同时在高压电力保护当中，因为没有足够灵敏度的断路器，从而使得整个故障问题较为严重。在目前的工作中，这些问题的出现主要原因如下：

3.1.1电压闭锁元件灵敏度不足

在变压器工作的过程中，当电流保护达不到预计的灵敏度要求的时候，经常在工作的过程中都是采用复合式电流保护装置来进行控制，这种方法主要应用在低压变压器中。高、中压侧电压很高，不足以启动低电压元件。解决高、中压侧电压元件灵敏度不足的方法一般采用三侧电压闭锁并联的方式，低压侧可只采用本侧电压。这种方式要注意电流灵敏度提高后，在低压侧故障切除时可能会因自启动电流过大而造成误动。

3.1.2电流元件的灵敏度不足

对于220kV大容量主变而言，由于低压侧加装了限流电抗器，使低压母线的短路电流大幅度下降，遂造成高压侧过流保护的电流元件对低压母线的短路故障灵敏度不足。如果两台变压器中压侧并联运行，则灵敏度就更差。所以，运行方式的合理安排、保护的合理配置对系统安全稳定运行，防止大面积停电均有非常重要的意义。

3.2主变保护的直流配置

当10kV母线故障发生在10kV断路器柜内时，弧光窜入直流系统造成整个直流操作电源消失，引起变压器损坏的事故在全国已发生多起，前述的某变电站即是一例。为保证2套双重化保护的完全独立，以防弧光窜入直流系统引起全站直流停电，变电站要有两段直流母线，两套保护分别由一段母线供电。

3.3主变差动保护用电流互感器的位置

当旁路断路器带主变断路器运行时，有的做法是将差动保护用电流互感器切换至套管电流互感器，这使得差动的保护范围缩小，当套管至旁路断路器间发生短路故障时差动保护不会动作。由于旁路断路器电流互感器与主变套管电流互感器间在电气一次布置上还有一段较长的距离，不排除在这段距离内发生故障的可能性，所以旁代时应将差动保护用电流互感器切换至旁路电流互感器。

4.结束语

以上仅对运行中变压器保护存在的若干问题进行分析并提出了补救措施。对于新建、扩建、改造的变压器，应选用新型的微机保护，以满足所有运行设备都必须由两套交、直流输入和输出回路相互独立，并分别控制不同断路器的继电保护装置进行保护这一基本要求，以保证电网的安全稳定运行。 [科]

【参考文献】

[1]刘静华.浅谈变压器保护的选择[J].中国电力教育，2011（21）.

电力变压器的继电保护 篇10

1 变压器主保护

1.1 变压器纵差动保护的原理和接线

纵差动保护是利用比较被保护元件各端电流的幅值和相位的原理构成的。以双绕组变压器为例说明纵差保护原理, 实现纵差保护的原理接线如图1所示。

变压器高压侧和低压侧的额定电流不同, 为了保证纵差保护的正确工作, 必须适当选择两侧电流互感器的变比, 使在正常运行和外部故障时两个二次电流相等。例如在图1中应使:

或

式中nl1为高压侧电流互感器的变比;

nl2为低压侧电流互感器的变比;

nB为变压器的变比。

纵差保护动作判据用下式表示:

|I'2-I'2'|≥I0, 其中I0为纵差保护动作整定电流。当变压器正常运行及外部故障时, I'2≈I'2'。此时差电流小于动作整定电流, 保护不动作。如果变压器内部故障, 此时差电流大于动作整定电流, 保护动作。对于I0, 不仅要躲过外部短路时最大短路电流对应的最大不平衡电流IJbp, max, 还要避开变压器空载投入或故障切除后电压恢复时的励磁涌流, 这时I0数值较大。如果内部短路电流较小, 则差动电流的值小于最大不平衡电流Jbpmax, I, 保护不动作, 这时保护的灵敏度不能满足要求。为了保证在正常情况下流过差动继电器的不平衡电流为最小, 应恰当的选择电流互感器的接线方式和电流互感器的变比。同时可采取一些限制不平衡电流的措施。

1.2 变压器纵差动保护的整定计算原则

(1) 躲过电流互感器二次回路断线时引起的差电流。应大于变压器的最大负荷电流If, min。引入可靠系数Kk (一般采用1.3) , 则保护装置的起动电Idz=KkIf, max。

(2) 躲开保护范围外部短路时最大不平衡电流, 此时继电器的起动电流Idz=KkIbp, max, 式中Ibp, max为保护外部短路时的最大不平衡电流。

在稳态情况下, 为整定变压器差动保护所采用的最大不平衡电流Ibp, max可由下式确定:

式中:10%为电流互感器容许的最大相对误差;

ktx为电流互感器的同型系数, 取为1;

u1为由带负荷调压所引起的相对误差, 如果电流互感器的二次电流在相当于被调节变压器额定抽头的情况下处于平衡时, 取电压调整范围的一半;

fza为由于所采用的互感器变比或平衡线圈的匝数与计算值不同时所引起的误差。

无论按上述哪一个原则考虑变压器差动保护的起动电流, 还必须能够躲开变压器励磁涌流的影响。根据运行的经验, 差动继电器的电流仍需整定为Idz, j≥1.3Ie, B/n1时, 才能躲开励磁涌流的影响。

(3) 灵敏度的校验:按单侧电源供电时, 系统在最小运行方式下, 变压器发生短路时, 流过保护装置的最小短路电流计算, 即:

式中:Id, min为变压器另一侧短路时的最小短路电流。要求Klm≥2。

1.3 变压器瓦斯保护

变压器的主保护除了配置纵差动保护外还采用瓦斯保护。在变压器油箱内部发生故障时, 由于故障点电流和电弧的作用, 会使变压器油及其它绝缘材料因局部受热而分解产生气体, 它们将由油箱流向油枕的上部。利用这一特点, 可以由瓦斯继电器构成瓦斯保护。瓦斯保护又分为发出警报信号的轻瓦斯保护和动作跳闸的重瓦斯保护。

2 变压器的后备保护

为防止由外部故障引起的变压器绕组过电流, 并作为相邻元件 (母线或线路) 保护的后备以及在可能的条件下作为变压器内部故障时主保护的后备, 又考虑钢铁企业供电电压较低、变压器容量较小的情况, 通常选择过电流保护作为变压器的后备保护。

2.1 变压器过流保护的原理和接线

变压器过电流保护保护装置的单相原理接线如图2所示。

过电流保护通常是指其启动电流按躲开最大负荷电流来整定的一种保护装置。

2.2 变压器的过电流保护的整定计算

对升压变压器、大容量降压变压器、系统间的联络变压器以及其它负荷电流较大的变压器等, 都可能出现短时间的过负荷运行状态。当采用一般简单的过电流保护灵敏度不够时, 可装设带电压闭锁的过电流保护装置, 这样其电流定值计算可不考虑变压器的短时过负荷电流。

变压器带电压闭锁的过电流保护, 电流元件的整定计算, 按下述条件计算, 取其中最大值。

(1) 按变压器额定电流整定, 即:

式中:Ie为变压器的额定电流;

Kk为可靠系数, 取1.15~1.2;

Kf为返回系数, 取0.85

Ie的取值:对于并列运行的变压器, 应考虑切除一台最大容量的变压器时, 其它变压器中出现的负荷电流。对于降压变压器, 应考虑电动机自启动时的最大电流。

(2) 灵敏度的检验:按系统最小运行方式下变压器另一侧发生相间短路的短路电流作为故障参数的计算值, 即:

要求Klm≥1.3。

(3) 低电压元件的启动值应小于在正常运行情况下母线上可能出现的最低工作电压, 同时外部故障切除后电动机自启动时应能返回, 据实际经验:

灵敏度计算为:

式中:Ucy, max为检验点故障时, 电压继电器装设母线上的最大残压。要求Klm≥1.25。

3 结语

随着钢铁企业的不断发展, 电力变压器的应用数量也逐渐增加, 其运行状况的好坏将直接影响到企业的生产及电力系统的稳定运行。本文根据钢铁企业中供电电压较低、变压器容量较小、故障和异常运行方式以及故障点的位置, 选择瓦斯保护和纵差动保护作为变压器的主保护;根据较大容量变压器可能出现的过负荷运行状况, 选择带电压闭锁的过电流保护作为它的后备保护。文中同时给出纵差动保护和过电流保护的整定计算原则以及灵敏度校验。

参考文献

[1]张保会, 尹项根.电力系统继电保护[M].中国电力出版社, 2005, 5.