变压器保护的基本知识

变压器保护的基本知识（共11篇）

变压器保护的基本知识 篇1

在我国供配电系统发展的过程中,考虑到技术发展以及环境保护的客观需求, 采取集中发电的方式对于我国电力需求环境而言是一种必然,而国家电网,则是配合电力的集中生产而产生的对应输配送网络。国家电网的深入应用,必然要求高压以及超高压的输电方式配合,进一步推动着这一环境下的变电系统,成为整个输配电网络的枢纽存在。变压器作为我国变电系统工作体系中的重要并且是核心的电气设备,直接关系到整个电力系统的安全与稳定。

1变压器保护配置综述

当前我国电力系统规模不断扩张, 并且对于电力供给的质量需求也逐步呈现出提升趋势,这些都对变压器保护提出了更多要求。尤其是在信息时代之下,电力系统中更多自动化技术层出不穷,也从技术层面形成了对于变压器保护技术实现的有力支持和推动。因此就目前的状况看,核心问题在于如何在诸多技术力量的支持之下形成有效的体系,使得变压器发生内部故障或外部故障时能迅速、可靠动作于开关跳闸,切除故障点,保证电力系统安全运行,并使变压器免受损毁。

实际工作中,应当切实以变压器的故障形式,以及故障过程中应当采取的正确有效保护方式,来展开对于变压器配置保护的优化设置。在坚持主保护加强以及后备保护简化的原则基础上,分别在如下两个方面加强建设:

首先在于加强变压器的主保护,在这一方面,应当重点关注四个方面,即瓦斯保护、纵联差动保护、过电流保护以及过负荷保护。其中瓦斯保护主要用于实现对于变压器内部故障的忠实反映,诸如开关接触不良、内部多相短路、绕组断线以及铁芯或外壳之间的短路等,都能够通过瓦斯保护加以实现。在变压器内部环境存在小范围故障的时候,瓦斯保护能够自行启动保护,而当故障相对严重,瓦斯大量产生的时候,则可以实现面向于变压器各电源侧的断路器自行断开。综合而言,瓦斯保护系统本身结构简单,并且在灵敏度方面一贯表现良好,但是其本身只能面向内部故障展开工作,如果变压器有向外部线路故障或因外界因素发生的误动作都不能给予良好反应。纵联差动保护主要是通过比较变压器高、低压测电流的相位及大小来实现对于变压器故障的判断,并且进一步触发保护动作。纵联差动保护本身具有良好的灵敏性,并且选择性良好,因此在当前变压环境中,作为变压器的主要保护工作方式出现,在容量为100MVA以上的独立运行变压器工作环境下,此种保护方式较为常见。

除瓦斯保护以及纵联差动保护两种主要的保护工作方式以外,过电流保护以及过负荷保护也是变电保护环境中的常见工作形式。通常过电流保护用于针对变压器外部相间短路故障展开保护,多适用于降压变压器,在系统联络变压器及大容量的升压变压器工作环境中也相对常见。过电流保护相对而言在保护灵敏度方面有所欠缺,使用过程中需要引起注意。而过负荷保护则通常是将过负荷保护电流继电器接入一相线路中可实现保护,用于防止变压器过负荷导致的过电流问题发生。

而对于变压器的后备保护工作而言, 则主要包括复合电压闭锁方向过流保护、 零序方向过流保护以及间隙零序保护几种。后备保护的展开原则中的重点就在于简化,其最终目标在于尽最大可能避免误动的发生。如果变压器的中低压侧母线出现故障状况,而保护或断路器拒动从而无法实现有效保护的时候;或者因为某些原因造成主保护失灵而必须依靠后备保护的时候,后备保护必须能够承担起保护职责,因此其可靠性需求尤为突出。

2变压器保护配置优化分析

对于变压器的保护配置系统而言,首先需要针对主保护实现强化,才是建立起良好稳定保护系统的第一步。针对于瓦斯保护,通常的设置方式为单瓦斯继电器,并且配轻重瓦斯触点各一,直接驱动出口继电器。此种设置不存在闭锁措施,因此可靠性相对有限。为了防止二次回路缘损坏造成误动,正确的优化方式应当是针对瓦斯继电器展开优化,用两个继电器的重瓦斯触点在保护装置环节形成与门回路设计,从而切实提升瓦斯保护系统的可靠性,实现对于主保护系统的加强。

在主保护可靠性提升方面,还需要切实以我国在该领域中的相关操作规程作为依据展开工作,其中包括《继电保护和安全自动装置技术规程》以及《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》等。其中前者要求除330k V以上变压器可以配置双重差动保护,其他变压器均按照单主保护单后备保护方式展开配置。而在当前信息技术以及自动化技术飞速发展的背景之下,“措施”文件中同时对220k V以上变压器以及容量在100MW以上发变组微机保护作出规定,应当作出双重化配置。 由此可见,双重化配置也是当前主保护可靠性提升的重要措施。

而从变压器的后备保护选择角度看, 不会像主保护那样重视选择性与灵敏度, 但是其可靠性必须得到重视。当变压器内部存在故障的时候,端口三相电流可能不大,三相电压可能不低,相应的测量阻抗就可能较大,因此后备保护通常并不能发挥面向变压器内部故障实现保护,但是一旦主保护失灵,后备保护必须能够做到切断故障电路,因此其可靠性十分重要。在220k V以及以上线路中,因为通常会配置有双套高频保护、多段相间、接地距离、零序电流保护及断路器失灵保护,因此后备保护通常仅仅作为本侧母线及套管引出线的后备保护展开工作。

3结论

对于变压器继电保护系统的合理配置,对于变压器工作稳定性的保证而言至关重要。在实际工作中,不同的应用环境对于变压器的保护配置会有不同的侧重要求,只有具有针对性的配置工作,才能切实提升变压器体系的工作稳定水平,也才能确保我国电力实业的向前发展。

摘要：文章首先针对变压器的保护配置常见做法,以及其不同保护方式的优劣势进行了说明和分析,而后在此基础之上进一步针对如何面向变压器保护系统的配置展开优化展开了讨论,对于切实提升变压器保护体系的可靠性有着一定的积极意义。

关键词：变压器,保护,配置

变压器主保护原理的研究 篇2

【摘 要】长期以来，变压器差动保护一直广泛地用作变压器的主保护，其具有原理简单、使用纯电气量、灵敏度高、选择性好、保护范围明确的特点，但差动保护的正确动作率相比较线路保护和发电机保护是非常低的，究其本质是不再满足基尔霍夫电流定律，当发生励磁涌时保护可能误动。为适应电力工业的发展要求，早期的学者们利用励磁涌流固有的特征研究了很多方法来区分励磁涌流，从上世纪八十年代开始，继电保护工作者先后提出了磁通特性原理、等值方程和功率差动原理等保护新原理。本文通过对以上各个保护的原理、有缺点等进行分析和研究，比较和评价这几种保护原理的性能，并展望未来变压器保护的发展趋势和方向。

【关键词】变压器保护；差动保护；磁通特性；等值方程；功率差动

0.引言

目前，變压器保护是采用电流差动保护作为主保护，利用二次谐波制动原理来躲避励磁涌流。

另外，近年来国内外保护工作者根据现场运行的总结和理论的不断研究，先后提出了磁通特性法、等值方程法和功率差动法等变压器主保护的新思路。本文在此基础上对以上保护原理进行分析研究。

1.差动保护原理及制动原理

1.1差动保护原理

差动保护是利用基尔霍夫电流定律工作的，当变压器正常运行或发生区外故障时，将其看作为理想变压器，则流入变压器的电流和流出的电流相等。差动保护不动作；当变压器发生内部故障时，其两端短路电流流入故障点，此时流入和流出电流不等，因此差动保护继电器动作。如图1所示为单相双绕组电力变压器差动保护的原理接线图。

对于电流互感器饱和带来差电流的误差，人们提出了变斜率的差动保护判据。图2中的虚线就是当差电流大到一定的程度时，采用更大的斜率实行保护制动。

1.2二次谐波制动原理

二次谐波制动原理就是根据励磁涌流中的二次谐波含量比短路电流相比所占差动电流的比例较大而提出的。二次谐波制动方法就是根据励磁涌流中含有大量二次谐波分量的特点，当检测到差动电流中二次谐波含量大于整定值时就将差动继电器闭锁，以防止励磁涌流引起的误动。

2.基于磁通特性的保护原理

当变压器发生励磁涌流状态，ψ-i曲线为变压器的空载磁化曲线；当发生内部故障时ψ-i为一条斜率很小的直线。即，根据实际情况下ψ-i曲线的形状来判断是发生励磁涌流情况还是内部故障情况。具体的如图3所示。

由以上原理分析可以看出，基于磁通特性的保护原理的优点是原理简单、计算量小、数据采集方便，目前的主要的问题在于门槛值整定困难且由于难以界定制动量的大小，保护判据存在一定的模糊性。

3.基于等值方程的保护原理

基于等值方程的保护原的优点是不受励磁涌流的影响，原理简单、数据采集方便、判据清楚，但是目前存在的问题是：绕组参数无法准确获取，因为基于等值方程原理是建立在正确建立变压器模型和准确获取绕组参数基础上，绕组参数无法准确获取对该方法的影响是是十分严重的；另外，保护方案整定困难也是其难以实现实际应用的另一个问题。

4.基于功率差动的保护原理

功率差动保护原理的理论依据是能量守恒定律，通过计算变压器的有功损耗来判别变压器运行状态。当变压器正常运行时，由于变压器的损耗主要是铜耗及铁耗且此时非常低，因此消耗的有功功率很小；而当发生励磁涌流时，虽然瞬时功率随着励磁电流的激增会较大但是其在一段时间内的平均有功功率仍然较小；当变压器发生内部故障时，变压器将消耗大量的有功功率，因此可以根据变压器消耗的有功功率的大小来判断是否发生故障。

基于功率差动的保护原理的优点是利用能量守恒原理来区别励磁涌流和故障电流带来的影响，可以摆脱励磁涌流对保护的影响。但是由于绕组存在储能，当发生励磁涌流时需要延时至少一个周期来判别，因此保护速动性降低。另外，对于内部绕组发生小匝数的匝间故障时存在死区，由于励磁涌流时铜耗、铁耗难以准确计算，因此整定较困难。

5.结论

本文通过对以上几种变压器保护原理的分析研究得到以下结论：

（1）利用波形特征作为识别励磁涌流的依据并不能从根本上解决差动电流保护误动的问题。

（2）对于基于磁通特性的保护原理，其优点在于原理简单、数据采集方便，目前的主要的问题在于门槛值整定困难且保护判据存在一定的模糊性。

（3）对于基于等值方程的保护原理，其优点在于不受励磁涌流的影响，原理简单、数据采集方便、判据清楚，但是目前存在的问题是：绕组参数无法准确获取；另外，保护方案整定困难也是其难以实现实际应用的另一个问题。

（4）对于基于功率差动的保护原理，其优点在于弥补了差动保护原理的不足，但是保护速动性降低。另外整定较困难。

从以上结论可以看出，目前变压器继电保护的研究方向主要由两个方面组成，其一就是通过对励磁涌流的识别来实现制动；其二就是通过研究新的保护原理来解决发生励磁涌流后保护的误动问题。笔者认为，第一种方法不能从根本上解决励磁涌流的识别问题。而对于新原理研究，虽然目前还有许多问题和困难，如门槛值整定困难，CT、PT的影响等，但是由于其从本质上不受励磁涌流的影响，因此是日后变压器保护开发和研究的趋势和方向。 [科]

【参考文献】

[1]闫晨光，郝治国，张保会等.基于电压电流信息的变压器保护原理分析[J].电力自动化设备.

变压器保护的基本知识 篇3

主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题在我国供电系统中比较常见,文章通过对我国的主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题进行分析,针对这一问题高发的主要原因提出了针对性的解决方案与措施,为解决供电线路系统中常见的主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题,保障我国供电系统平稳运行提供了一定的参考。

1 主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题和原因

1.1 故障问题

主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题主要表现为变压器的供电电路电源线发生接地事故时,供电的电源电路断路器会自动跳开,同时系统的零序保护会与变压器中主变压器的间隙保护失去原有的配合作用,导致主变压器失电和相关线路失电现象同时出现,造成变压器的瞬间故障,由于变压器的间隙保护在故障发生时使间隙保护跳开,因此在故障恢复时即使重合闸能够使整个供电线路瞬间恢复电流供应,但是间隙保护装置断开的线路仍然处于断电状态,不能自动恢复供电。

1.2 主要原因

发生主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题的主要原因是由于意外情况到时变压器的保护装置断电,并产生后续事故,主要是因为变电站常用的主变压器的保护系统通常是通过系统零序保护系统与间隙保护装置共同构成,其运转需要系统零序保护系统与间隙保护装置通过配合共同实现,但是当变压器遭遇特殊的意外情况时,例如,雷电危害等等,会使整个供电线路的电流瞬间出现过高的情况,当电流强度高出变压器正常承受范围时,在系统零序保护系统与间隙保护装置的保护下会出现跳闸现象,致使整个变压线路失压并出现大范围断电现象[1]。此外诱发主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题的原因还包括单相接地故障,这一故障会导致三项出现不对称运行的状况,一旦出现这种情况不接地的变压器会产生中性点电压偏移的问题,过大的电压会击穿中性点导致断路器断开,还会出现变压器的接地电路线路出现调整,产生主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题。

1.3 实例分析

主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题是常见的供电电路问题,普遍存在我国常见各种电力输送系统中,例如在某市的供电网络中主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题就比较常见。据资料显示2012年贵阳市的电力传输系统中110k V的变压器有86台,这种变压器按照《3k V-110k V电网继电保护装置运行整定规程》设计,变压器的保护装置都不是通过中性点通过直接接地的系统,变压器的保护系统通过间隙零序电流和零序电压保护装置实现,因此在贵阳市的供电系统中主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题比较常见。因为当输电网络中出现单相接地故障时,这种110k V的变压器由于结束设计的问题会出现电源线路保护与变压器的中性间隙点保护同时工作,进而使系统单项接地产生的零序过电压能够轻易击穿系统中变压器的中性间隙点,进而导致保护装置各侧的电路断路器断开[2]。经过对贵阳市近年来经常出现的主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题进行分析得出结论,只有在选择输电线路中的变压器时应当注重考虑变压器的保护装置运行模式,依据系统该电路的供电整体设计,选择合适的变压器,才能在运行中有效减少电压对变压器中的中性点的影响,消除主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题产生的土壤,有效保障供电网络的平稳无故障运行。

2 主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题的解决措施

2.1 故障技术方案

根据以上分析可知,要解决主变压器间隙保护和系统零序保护失配问题,就需要增加该地区的供电网主变压器系统的局部接地点,使相应的k值逐渐减小,以此降低110k V变压器出现接地故障时产生的零序电压,将该地区的主变压器中的中性点的暂态和稳态电压控制在57k V和37k V以内,使其电压远远低于主变压器中的中性点绝缘频电压,同时需要增加接地变压器中的零序保护,进而使其推出间隙保护。此外在制定完解决故障的方案时,需要严格按照方案执行技术,对主变压器的零序保护装置进行相应的调整,并根据相应的装置技术规程和装置运行整定规程对主变压器进行保护,按照科学的验算方法,精确地验算出主变压器系统的零序保护定值。在雷击天气发生雷击故障时,主变压器一般情况下都处于零序电流最小的状态中,应将110k V零序保护的末端保护段相互配合,确保变压器母线灵敏度比1.6大,还要保证零序保护时间要比零序段的保护时间长。

2.2 方案分析

在传统主变压器间隙保护方案中,由于上级供电系统单项接地故障更容易引起的跳闸现象,通过对上文方案进行分析可以发现该方案有效的避免了这一现象的发生,有效解决了传统电路中容易出现主变压器间隙保护与系统零序保护失配的问题。首先,零序电流的不断增大对零序保护线路的影响,在供电系统将接地点增加时,会出现一些接地故障,这时零序电流也会相应的增加,对系统零序段保护的影响很大,要实现这一方案需要对供电系统中的其他一些零序线路的保护没有影响,退出零序段的保护,采用接地段的保护取代零序段的保护,通过这种保护方式解决供电系统在增加接地点后出现的故障。其次,零序电流的分布状况对零序线路保护产生的影响,在供电系统接地点增加时,接地故障一旦产生,零序电流的分布情况就会随之发生变化,对供电系统内部的零序线路保护具有一定的影响,如果要解决以上现象问题,需要对供电系统中的其他零序线路不构成威胁的情况下,改变其零序保护线路的方向,以防范反方向的零序线路在接地故障中得不到保护。第三,零序保护的灵敏度,在系统中增加接地点引发接地故障时,系统内部的零序线路保护的灵敏度也会受到相应的影响,在对系统零序段进行保护时其灵敏度可以通过110k V变压系统合理的增加接地点后满足电网的保护装置运行要求,因此增加接地点的方案也是可行的。

2.3 方案实施

实施上述方案时应当严格按照相关的设计标准建设供电网络,首先,在方案实施过程中应当对传统的机械控制技术进行技术升级改造,大量使用先进的电脑控制技术,确保方案正常实施过程中主变保护装置的技术能够满足方案设计的技术要求标准。其次,依照方案的运行设计标准,应当使用中性接地闸刀开关,确保保护装置性能参数能够保障该方案顺利运行。第三,应当着重按照方案实施的技术标准对变压器的侧零序保护装置进行严格配制,在原有的相关国家与行业标准规定基础上重新进行极值计算,依照计算结果设置主变压器的侧零序保护值数据。第四,在方案实施过程中及时对方案的运算数据进行检测,及时发现该方案中出现偏差的运算数据,并进行更正与修订,提高方案数据标准的可靠性,保障该方案及时得到妥善的完善,切实发挥最大效用,进而解决供电线路运行过程中存在的主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题。

3 结束语

综上所述,文章提出的解决方案具备现实可操作性,该方案能够有效解决我国供电线路系统中常见的主变压器间隙保护与系统零序保护失配问题,为我国的供电系统稳定运行提供有力保障。

参考文献

变压器的知识点 篇4

答：(1)变压器运行的音响是否正常；

(2)油枕及充油套管中的油色、油位是否正常，有无渗漏油现象；(3)各侧套管有无破损，有无放电痕迹及其它异常现象；

(4)冷却装置运行是否正常；

(5)上层油温表指示是否正确，有无异常情况；

(6)防爆管的隔膜是否完好，有无积液情况；

(7)呼吸器变色硒胶的变色程度；

(8)瓦斯继电器内是否满油；

(9)本体及各附件有无渗、漏油；

(10)各侧套管桩头及连接线有无发热、变色现象；

(11)变压器附近周围环境及堆放物是否有可能造成威胁变压器的安全运行。（002）：变压器特殊巡视检查项目有哪些？

答：(1)大风时检查变压器附近有无容易被吹动飞起的杂物，防止吹落到带电部分，并注意引线的摆动情况；

(2)大雾天检查套管有无闪络、放电现象；

(3)大雪天检查变压器顶盖至套管连线间有无积雪、挂冰情况，油位计，温度计、瓦斯继电器有无积雪复盖情况；

(4)雷雨后检查变压器各侧避雷器记数器动作情况，检查套管有无破损、裂缝及放电痕迹。

(5)气温突变时，检查油位变化情况及油温变化情况。（003）：根据变压器油温度, 怎样判别变压器是否正常 ? 答：变压器在额定条件下运行，铁芯和绕组的损耗发热引起各部位温度升高，当发热与散热达平衡时，各部位温度趋于稳定。在巡视检查时，应注意环境温度、上层油温、负载大小及油位高度，并与以往数值对照比较分析，如果在同样条件下，上层油温比平时高出10℃，或负载不变，但油温还不断上升，而冷却装置运行正常，温度表无失灵，则可认为变压器内部发生异常和故障。（004）：影响变压器油位及油温的因素有哪些？

答：影响变压器油位和油温上升的因素主要是： ①随负载电流增加而上升；

②随环境温度增加，散热条件差，油位、油温上升；

③当电源电压升高，铁芯磁通饱和，铁芯过热，也会使油温偏高些； ④当冷却装置运行状况不良或异常，也会使油位、油温上升；

⑤变压器内部故障（如线圈部分短路，铁芯局部松动，过热，短路等故障）会使油温上升。（005）：变压器出现假油位的原因有哪些？

答：变压器出现假油位的可能原因有： ① 油标管堵塞； ② 呼吸器堵塞；

③ 防爆管通气孔堵塞；

④ 用薄膜保护式油枕在加油时未将空气排尽。（006）：变压器油位标上＋40℃，＋20℃，－30℃三条刻度线的含意是什么？

答：油位标上+40℃表示安装地点变压器在环境最高温度为+40℃时满载运行中油位的最高限额线，油位不得超过此线，+20℃表示年平均温度为+20℃时满载运行时的油位高度；-30℃表示环境为-30℃时空载变压器的最低油位线，不得低于此线，若油位过低，应加油。（007）：变压器油在变压器中的主要作用是什么？

答：变压器中的油在运行时主要起散热冷却作用；对绕组等起绝缘和绝缘保养作用（保持良好绝缘状态）；油在高压引线处和分接开关接触点起消弧作用，防止电晕和电弧放电的产生。（008）：变压器油质劣化与哪些因素有关？

答：影响变压器油质劣化的主要因素：是高温，空气中的氧和潮气水分。

①高温加速油质劣化速度，当油温在70℃以上，每升高10℃油的氧化速度增加1.5--2倍； ②变压器油长期和空气中氧接触受热，会产生酸、树脂、沉淀物，使绝缘材料严重劣化； ③油中进入水分、潮气、电气绝缘性明显下降，易击穿。（009）：用经验法怎样简易判别油质的优劣？

答：用经验法直观，可简易判别油质的优劣程度，主要根据： ① 油的颜色、新油、良好油为淡黄色，劣质油为深棕色；

② 油的透明度，优质油为透明的，劣质油浑浊、含机械杂质，游离炭等； ③油的气味区别：新油、优质的无气味或略有火油味，劣质油带有焦味（过热）、酸味、乙炔味（电弧作用过）等其它异味。（010）：变压器油位过低，对运行有何危害？

答：变压器油位过低会使轻瓦斯保护动作，严重缺油时，变压器内部铁芯线圈暴露在空气中，容易绝缘受潮（并且影响带负荷散热）发生引线放电与绝缘击穿事故。（011）：变压器长时间在极限温度下运行有何危害？

答：油浸变压器多为Ａ级绝缘，其耐热最高温度允许105℃，变压器运行中绕组温度要比上层油的平均温度高出10-15℃，就是当运行中上层油温达85-95℃时实际上绕组已达105℃左右，如果长时间运行在这极限温度下，绕组绝缘严重老化，并加速绝缘油的劣化影响使用寿命。（012）：自耦变压器运行上有哪些主要优缺点？ 答：自耦变压器运行上的主要优点： ① 电能损耗少，效率高；

② 能制成单台大容量的变压器；

③在相同容量情况下，体积小，重量轻，运输方便，而且节省材料，成本低。主要缺点：

①阻抗百分数小，所以系统短路电流大；

②低压绕组更容易过电压，所以中性点必须直接接地； ③调压问题处理较困难。（013）：变压器并列运行的条件有哪些？为什么？

答：变压器并列运行的条件：

①参加并列运行的各变压器必须接线组别相同。否则，副边出现电压差很大，产生的环流很大甚至象短路电流，均会损坏变压器；

②各变压器的原边电压应相等，副边电压也分别相等。否则副边产生环流引起过载，发热，影响带负荷，并增加电能损耗、效率降低；

③各变压器的阻抗电压（短路电压）百分数应相等，否则带负荷后产生负荷分配不合理。因为容量大的变压器短路电压百分数大、容量小的变压器短路电压百分数小，而负载分配与短路电压百分数成反比，这样会造成大变压器分配的负载小，设备没有充分利用；而小变压器分配的负载大，易过载，限制了并列运行的变压器带负荷运行。（014）：单台变压器运行在什么情况下效率最高？什么叫变压器经济运行方式？

答：单台变压器运行效率最高点，条件是：当可变损耗（线圈铜耗）等于不变损耗（铁芯损耗）时，一般负荷系数β＝0.6〈约为额定负载60%左右，为效率最高点。

当几台变压器并列运行时，由于各变压器铁耗基本不变，而铜耗随着负载的变化而变化，因此需按负载大小调整运行变压器的台数和容量，使变压器的功率总损耗为最小，这种运行方式，称为变压器经济运行方式。（015）：运行值班员进行有载调压时，应注意哪些情况？

答：值班员进行有载调压时，应注意电压表的指示是否在调压范围内，位置指示器、计数器是否对应正确，并检查瓦斯继电器及油位油色等是否正常，做好记录。当负荷大于额定值80%以上时，禁止操作有载调压开关。（016）：变压器检修后，应验收哪些项目？ 答：(1)检修项目是否齐全；

(2)检修质量是否符合要求；

(3)存在缺陷是否全部消除；

(4)电试、油化验项目是否齐全，结果是否合格；

(5)检修、试验及技术改进资料是否齐全，填写是否正确；

(6)有载调压开关是否正常，指示是否正确；

(7)冷却风扇、循环油泵试运转是否正常；

(8)瓦斯保护传动试验动作正确；

(9)电压分接头是否在调度要求的档位，三相应一致；

(10)变压器外表、套管及检修场地是否清洁。（017）变压器在检修后复役送电前的准备工作有哪些？

答：(1)收回并终结有关工作票，拆除或拉开有关接地线及接地刀闸；拆除遮拦及标示牌，并做好设备修试等各项记录。

(2)详细检查一次设备及二次回路、保护压板符合运行要求。

(3)强油循环变压器投运前，启动全部冷却器运行一段时间使残留空气逸出。（018）：更换运行中变压器呼吸器内硅胶应注意什么？

答：(1)应将重瓦斯保护改接信号

(2)取下呼吸器时应将连管堵住，防止回收空气

(3)换上干燥的硅胶后，应使油封内的油没过呼气嘴并将呼吸器密封取下呼吸器时应将连管堵住，防止回收空（019）：什么情况下不允许调节变压器有载调压开关？ 答：(1)变压器过负荷运行时（特殊情况除外）；

(2)有载调压装置的轻瓦斯动作报警时；

(3)有载调压装置的油耐压不合格或油标中无油时；

(4)调压次数超过规定时；

(5)调压装置发生异常时。（020）：变压器预防性试验项目有哪些？ 答：（1）测量变压器绕组的绝缘电阻和吸收比。（2）测量绕组的直流电阻。

（3）测量绕组连同套管的泄漏电流。（4）测量绕组连同套管的介质损失。（5）绝缘油电气强度试验和性能测试。

(021)：变压器差动保护回路中产生不平衡电流的因素有哪些？ 答：（1）变压器励磁涌流的影响。

（2）电流互感器实际变比与计算变比不同的影响。（3）因高低压侧电流互感器型式不同产生的影响。（4）变压器有载调压的影响。

(022)：运行中的变压器，其上层油温及温升有何规定？

答：强油循环风冷式变压器,上层油温75℃温升35℃;油浸自然循环、自冷、风冷变压器，其上层油温一般不宜经常超过85℃，最高不得超过95℃温升不得超过55℃，运行中若发现有一个限值超出规定，应立即汇报调度，采取限负荷措施。

(023)强油循环风冷变压器在冷却装置全停情况下，对变压器运行有何规定？

答：强油循环风冷式变压器在运行中，冷却装置全部停止工作时，允许在额定负荷下运行20分钟，20分钟后，如上层油温末达到75℃则允许继续运行到上层油温上升到75℃，但切除全部冷却装置后的最长运行时间，在任何情况下不得超过1小时。(024)：运行中变压器进行哪些工作应将重瓦斯保护由跳闸改投信号？

答：(1)带电滤油或加油；

(2)瓦斯继电器进行检查试验及其保护回路上工作或发生直流接地；(3)强油循环的油回路系统处理缺陷及更换潜油泵；(4)为查找油面异常升高原因而打开有关放气、放油塞。(025)：变压器的有载调压次数如何规定？

答：有载调压装置的调压操作由运行人员按主管调度部门确定的电压曲线进行，每天调节次数，35kV主变一般不超过20次，110￣220kV主变一般不超过10次（每调节一个分头为一次）采用逆调方式尽可能把供电电压控制在最佳水平。

(026)：什么是变压器的短路电压百分数？它对变压器电压变化率有何影响？

答：变压器的短路电压百分数是当变压器一侧短路，而另一侧通以额定电流时的电压，此电压占其额定电压百分比。实际上此电压是变压器通电侧和短路侧的漏抗在额定电流下的压降。同容量的变压器，其电抗愈大，这个短路电压百分数也愈大，同样的电流通过，大电抗的变压器，产生的电压损失也愈大，故短路电压百分数大的变压器的电抗变化率也越大。(027)：为什么切空载变压器会产生过电压？一般采取什么措施来保护变压器？

答：变压器是一个很大的电感元件，运行时绕组中储藏电能，当切断空载变压器时，变压器中的电能将在断路器上产生一个过电压，在中性点直接接地电网中，断开110~330 千伏空载变压器时，其过电压倍数一般不超过 3.0Ｕxg，在中性点非直接接地的35千伏电网中，一般不超过4.0Ｕxg，此时应当在变压器高压侧与断路器间装设阀型避雷器，由于空载变压器绕组的磁能比阀型避雷器允许通过的能量要小得多，所以这种保护是可靠的，并且在非雷季节也不应退出。

(028)：导致变压器空载损耗和空载电流增大的原因主要有哪些？

答：主要有以下原因：

1.矽钢片间绝缘不良；

2.磁路中某部分矽钢片之间短路；

3.穿芯螺栓或压板、上轭铁和其它部分绝缘损坏，形成短路；

4.磁路中矽钢片松动出现气隙，增大磁阻；

5.线圈有匝间或并联支路短路；

6.各并联支路中的线匝数不相同；

7.绕组安匝数取得不正确。

(029)： 瓦斯保护的保护范围是什么？ 答：1）变压器内部的多相短路。

2）匝间短路，绕组与铁芯或外壳短路。

3）铁芯故障。

4）油面下将或漏油。

5）分接开关接触不良或导线焊接不牢固。(030)：主变差动保护动作的条件是什么？ 答：1）主变及套管引出线故障。2）保护二次线故障。

3）电流互感器开路或短路。4）主变内部故障。

(031)：主变差动与瓦斯保护的作用有哪些区别？

答：1）主变差动保护是按循环电流原理设计制造的，而瓦斯保护是根据变压器内部故障时会产生或分解出气体这一特点设计制造的。

2）差动保护为变压器的主保护，瓦斯保护为变压器内部故障时的主保护。3）保护范围不同： A差动保护：

①主变引出线及变压器线圈发生多相短路。②单相严重的匝间短

③在大电流接地系统中保护线圈及引出线上的接地故障。B瓦斯保护：

①变压器内部多相短路

②匝间短路，匝间与铁芯或外及短路 ③铁芯故障（发热烧损）④油面下将或漏油。

⑤分接开关接触不良或导线焊接不良。(032)：主变冷却器故障如何处理？

答：1）当冷却器I、II段工作电源失去时，发出“#

1、#2电源故障“信号，主变冷却器全停跳闸回路接通，应立即汇报调度，停用该套保护。

2）运行中发生I、II段工作电源切换失败时，“冷却器全停”亮，这时主变冷却器全停跳闸回路接通，应立即汇报调度停用该套保护，并迅速进行手动切换，如是KM1、KM2故障，不能强励磁。

3）当冷却器回路其中任何一路故障，将故障一路冷却器回路隔离。(033)：开口杯档板式瓦斯继电器工作原理？

答：正常时，瓦斯继电器开口杯中充满油，由于油自身重力产生力矩小于疝气重力产生的力矩，开口杯，使的触点处于开断位置。当主变发生轻微故障时，气体将到瓦斯继电器，迫使油位下降，使开口杯随油面下将，使触点接通，发出“重瓦斯动作“信号。(034)：不符合并列运行条件的变压器并列运行会产生什么后果？

答：当变比不相同而并列运行时，将会产生环流，影响变压器的出力，如果是百分阻抗不相符而并列运行，就不能按变压器的容量比例分配负荷，也会影响变压器的出力。接线组别不相同并列运行时，会使变压器短路。

(035)：两台变压器并列运行应满足的条件是什么？

答：两台变压器并列运行应满足下列条件：a)绕组结线组别相同；b)电压比相等；c)阻抗电压相等；d）容量比不超过3：1。

(036)：变压器除额定参数外的四个主要数据是什么？ 答：短路损耗、空载损耗、阻抗电压、空载电流。(037)：自耦变压器的中性点为什么必须接地？

答：运行中自耦变压器的中性点必须接地，因为当系统中发生单相接地故障时，如果自耦变压器的中性点没有接地，就会使中性点位移，使非接地相的电压升高，甚至达到或超过线电压，并使中压侧线圈过电压。为了避免上述现象，所以中性点必须接地。接地后的中性点电位就是地电位，发生单相接地故障后中压侧也不会过电压了。

(038)：运行中的变电所的瓦斯保护，在进行下列工作时，重瓦斯应由跳闸改信号，工作结束后立即改跳闸？

答：

1、变压器进行注油和滤油

2、变压器的呼吸器进行疏通工作时

3、变压器瓦斯继电器上部放气阀放气时

4、开关瓦斯继电器连接管上的阀门

5、在瓦斯继电器的二次回路上进行工作时(039)：轻瓦斯保护装置动作后应检查下列项目： 答：

1、变压器油位

2、安全释放阀是否动作，有无破裂及喷油现象

3、内部有无异常声音

4、及时汇报调度，等待处理命令

(040)：当运行中变压器发出过负荷信号是，应如何检查处理？ 答：运行中的变压器发出过负荷信号时，值班人员应检查变压器的各侧电流是否超过规定值，并应将变压器过负荷数量报告当值调度员，然后检查变压器的油位、油温是否正常，同时将冷却器全部投入运行，对过负荷数量值及时间按现场规程中规定的执行，并按规定时间巡视检查，必要时增加特巡。

(041)：变压器油枕的作用是什么？

答：变压器油有热胀冷缩的物理现象，加装油枕热胀不致使油从变压器中溢出，冷缩不致使油不足，同时有了油枕绝缘油和空气的接触面大大减小，因而使变压器内不易受到潮气的侵入，避免油变质。

(042)：瓦斯保护可以保护何种故障？ 答：（1）变压器内部的多相短路。（2）匝间短路，绕组与铁芯或与外壳短路。（3）铁芯故障。（4）油面下降或漏油。

（5）分接开关接触不良或导线焊接不牢固。(043)：变压器的异常运行状态？ 答：

1、严重渗油

2、油枕内看不到油位或油位过低

3、油位不正常升高

4、变压器油碳化

5、变压器内部有异常声音

6、瓷件有异常放电声和或有火花现象

7、变压器套管有裂纹或严重破损

8、变压器高低压套管引线线夹过热

9、冷却器装置故障

10、瓦斯继电器内气体不断集聚连续地动作发信号

11、正常负载和冷却条件下，油温不正常的升高(044)：取运行中变压器的瓦斯气体时，应注意哪些安全事项？ 答：（1）取瓦斯气体必须由两人进行，其中一人操作，一人监护；（2）攀登变压器取气时，应保持安全距离，不可越过专设遮栏。(045)：变压器音响发生异常声音可能是什么原因？ 答：（1）因过负荷引起；

（2）内部接触不良放电打火；（3）个别零件松动；（4）系统有接地或短路；

（5）大动力起动，负荷变化较大；（6）铁磁谐振。

(046)：三卷变压器停一侧其他两相能否继续运行？应注意什么？

答：不论三卷变压器的高、中、低压三侧哪一侧停止运行，其他两侧均可继续运行。若低压侧为三角接线，停止运行时应投入避雷器，并应根据运行方式考虑继电保护的运行方式和定值，还应注意容量比，监视负荷情况，停电侧差动保护电流互感器应短路。(047)：变压器的重瓦斯保护动作跳闸时，应如何检查、处理？ 答：（1）收集瓦斯继电器内的气体做色普分析，如无气体，应检查二次回路和瓦斯继电器的接线柱及引线接线是否良好；

（2）检查油位、油温、油色有无变化；（3）检查防爆管是否破裂喷油；

（4）检查变压器外壳有无变形，焊缝是否开裂喷油；

（5）如果经检查未发现任何异常，而确系因二次回路故障引起误动作时，可在差动保护及过流保护投入的情况下将重瓦斯保护退出，试送变压器并加强监视；（6）在瓦斯保护的动作原因未查清前，不得合闸送电。

(048)：变压器在运行时，出现油面过高或有油从油枕中溢出时，应如何处理？

答：应首先检查变压器的负荷和温度是否正常，如果负荷和温度均正常，则可以判断是因呼吸器或油标管堵塞造成的假油面。此时应经当值调度员同意后，将重瓦斯保护改接信号，然后疏通呼吸器或油标管。如应环境温度过高引起油枕溢油时，应放油处理。(049）：变压器发生绕组层间或匝间短路时有哪些异常现象？导致什么保护动作？ 答：

1、电流增大；

2、油面增高，变压器内部发出“咕嘟”声；

3、侧电压不稳定，呼高呼低；

4、阀喷油。将导致瓦斯保护或差动保护动作。(050）：何时应将主变重瓦斯保护由“投跳”该“投信”？

答：应在变压器换油后，瓦斯保护定校后，冷却器检修后，变压器放油滤油后将瓦斯保护由投跳改投信。(051）：主变经滤换油后，重瓦斯保护一般投信多少时间？ 答：一般投信24小时，最少投信12小时。(052）：主变重瓦斯保护放气完毕的标志是什么？ 答：标志是有油从放气孔溢出。(053）：辅助冷却器、备用冷却器投运条件?

答：辅助冷却器当变压器负荷达定值或油温超过55度时自动投入，备用冷却器当运行中的冷却器发生故障时自动投入(054）：变压器在什么情况下应加强监视检查? 答：变压器有下列情况之一者,应加强监视检查：

1、有异常声音;

2、套管闪烙或闪烙痕迹.放电声等现象;

3、引出线桩头发热;

4、严重漏油,油面逐渐下降或油变色;

5、轻瓦斯发信号(055）：变压器零序保护在什么情况下投入运行？ 答：变压器零序保护安装在变压器中性点直接接地侧，用来保护绕组内部及引出线上的接地短路，并可作为防止相应母线和线路接地短路的后备保护，因此在变压器中性点接地时，均应投入零序保护。(056）：变压器零序电流保护起什么作用？ 答：在中性点直接接地电网中运行的变压器都装设零序电流保护，当变压器高侧或高压侧线路发生接地时，产生零序电流，零序电流保护动作。这里认为变压器低压侧绕组为三角形接线。它可作为变压器高压绕组引出线，母线接地短路的保护，同时还可做相邻线路及变压器本身主保护的后备保护，(057）：变压器定期试验的项目有哪些？ 答：（1）绝缘电阻和吸收比；（2）介质损失角；（3）泄漏电流；

（4）分接开关的直流电阻；

（5）变压器的电气性能（包括绝缘电阻、损失角和击穿电压三个项目）；（6）油色谱分析。(058）：怎样根据瓦斯继电器里的气体的颜色.气味.可燃性来判断有无故障和故障的部位? 答：

1、无色.不可燃的是空气;

2、黄色.可燃的是本质故障产生的气体;

3、淡灰色.可燃并有臭味的是纸质故障产生的气体;

4、灰黑色.易燃的是铁质故障使绝缘油分解产生的气体;(059）：强油循环风冷变压器冷却器全停后应如何处理? 答：变压器运行中发出”冷却器全停”信号后,值班人员应迅速检查变压器熔断器的交流电源熔断器及自动开关是否正常,并尽快排除故障,将冷却器投入运行,如超过规定时间故障仍为排除,则应将变压器退出运行。(060）：变压器运行中遇到三相电压不平衡现象如何处理? 答：如果三相电压不平衡时，应先检查三相负荷情况。对△／Y接线的三相变压器，如三相电压不平衡，电压超过5V以上则可能是变压器有匝间短路，须停电处理。对Y／Y接线的变压器，在轻负荷时允许三相对地电压相差10%；在重负荷的情况下要力求三相电压平衡。(061）：切换变压器中性点接地开关如何操作? 答：切换原则是保证电网不失去接地点，采用先合后拉的操作方法：

(1)合上备用接地点的隔离开关。

(2)拉开工作接地点的隔离开关。

(3)将零序保护切换到中性点接地的变压器上(062）：在什么情况下需将运行中的变压器差动保护停用? 答：变压器在运行中有以下情况之一时应将差动保护停用：

(1)差动保护二次回路及电流互感器回路有变动或进行校验时。

(2)继电保护人员测定差动回路电流相量及差压。

(3)差动保护互感器一相断线或回路开路。(4)差动回路出现明显的异常现象。

(5)误动跳闸。(063）：何种故障瓦斯保护动作? 答：瓦斯保护可以保护的故障种类为：

(1)变压器内部的多相短路。

(2)匝间短路，绕组与铁芯或与外壳短路。

(3)铁芯故障。

(4)油面下降或漏油。

(5)分接开关接触不良或导线焊接不牢固。(064）：为什么在三绕组变压器三侧都装过流保护?它们的保护范围是什么? 答：当变压器任意一侧的母线发生短路故障时，过流保护动作。因为三侧都装有过流保护，能使其有选择地切除故障。而无需将变压器停运。各侧的过流保护可以作为本侧母线、线路的后备保护，主电源侧的过流保护可以作为其他两侧和变压器的后备保护。(065）哪些原因会使变压器缺油? 答：使变压器缺油的原因是：

(1)变压器长期渗油或大量漏油。

(2)修试变压器时，放油后没有及时补油。

(3)油枕的容量小，不能满足运行的要求。

(4)气温过低、油枕的储油量不足。(066）：更换变压器呼吸器内的吸潮剂时应注意什么? 答：更换呼吸内的吸潮剂时应注意：

(1)应将重瓦斯保护改接信号。

(2)取下呼吸器时应将连管堵住，防止回吸空气。

(3)换上干燥的吸潮剂后，应使油封内的油没过呼气嘴将呼吸器密封。(067）：变压器的有载调压装置动作失灵是什么原因造成的? 答：有载调压装置动作失灵的主要原因有：

(1)操作电源电压消失或过低。

(2)电机绕组断线烧毁，起动电机失压。

(3)联锁触点接触不良。

(4)转动机构脱扣及肖子脱落。(068）：有载调压变压器分接开关的故障是由哪些原因造成的? 答：是由以下几点原因造成的：

(1)辅助触头中的过渡电阻在切换过程中被击穿烧断。

(2)分接开关密封不严，进水造成相间短路。

(3)由于触头滚轮卡住，使分接开关停在过渡位置，造成匝间短路而烧坏。

(4)分接开关油箱缺油。

(5)调压过程中遇到穿越故障电流。(069）：变压器新装或大修后为什么要测定变压器大盖和油枕连接管的坡度?标准是什么? 答：变压器的气体继电器侧有两个坡度。一个是沿气体继电器方向变压器大盖坡度，应为1%～1.5%。变压器大盖坡度要求在安装变压器时从底部垫好。另一个则是变压器油箱到油枕连接管的坡度，应为2%～4%(这个坡度是由厂家制造好的)。这两个坡度一是为了防止在变压器内贮存空气，二是为了在故障时便于使气体迅速可靠地冲入气体继电器，保证气体继电器正确动作。(070）：什么叫变压器的不平衡电流?有什么要求? 答：变压器的不平衡电流系指三相变压器绕组之间的电流差而言的。

三相三线式变压器中，各相负荷的不平衡度不许超过20%；在三相四线式变压器中，不平衡电流引起的中性线电流不许超过低压绕组额定电流的25%。如不符合上述规定，应进行调整负荷。(071）：变压器油箱的一侧安装的热虹吸过滤器有什么作用? 答：变压器油在运行中会逐渐脏污和被氧化，为延长油的使用期限，使变压器在较好的条件下运行，需要保持油质的良好。

热虹吸过滤器可以使变压器油在运行中经常保持质量良好而不发生剧烈的老化。这样，油可多年不需专门进行再生处理。(072）：电阻限流有载调压分接开关有哪五个主要组成部分? 各有什么用途? 答：电阻限流有载调压分接开关的组成及作用如下：

(1)切换开关；用于切换负荷电流。

(2)选择开关；用于切换前预选分接头。

(3)范围开关：用于换向或粗调分接头。

(4)操动机构：是分接开关的动力部分，有联锁、限位、计数等作用。

(5)快速机构：按预定的程序快速切换。(073）：为什么将A级绝缘变压器绕组的温升规定为65℃。答：变压器在运行中要产生铁损和铜损，这两部分损耗全部转化为热量，使铁芯和绕组发热、绝缘老化，影响变压器的使用寿命，因此国标规定变压器绕组的绝缘多采用A级绝缘，规定了绕组的温升为65℃。(074）：为什么110kV电压互感器二次回路要经过其一次侧隔离开关的辅助接点？

答：110kV电压互感器隔离开关的辅助触点应与隔离开关的位置相对应，即当电压互感器停用（拉开一次侧隔离开关时），二次回路也应断开。这样可以防止双母线上带电的一组电压互感器向停电的一组电压互感器二次反充电，致使停电的电压互感器高压侧带电。(075）：电流互感器运行中为什么二次侧不准开路？

答：电流互感器正常运行中二次侧处于短路状态。若二次侧开路将产生以下危害：①感应电势产生高压可达几千伏及以上，危及在二次回路上工作人员的安全，损坏二次设备；②由于铁芯高度磁饱和、发热可损坏电流互感器二次绕组的绝缘．(076）：电压互感器运行中为什么二次侧不准短路？

答：电压互感器正常运行中二次侧接近开路状态，一般二次侧电压可达100伏，如果短路产生短路电流，造成熔断器熔断，影响表计指示，还可引起继电保护误动，若熔断器选用不当可能会损坏电压互感器二次绕组等。(077）：P为什么110kV及以上电压互感器的一次侧不装设熔断器？

答：因为110kV及以上电压互感器的结构采用单相串级式，绝缘强度大，还因为110kV系统为中性点直接接地系统，电压互感器的各相不可能长期承受线电压运行，所以在一次侧不装设熔断器。(078）：电压互感器故障对继电保护有什么影响？

答：电压互感器二次回路经常发生的故障包括：熔断器熔断，隔离开关辅助接点接触不良，二次接线松动等。故障的结果是使继电保护装置的电压降低或消失，对于反映电压降低的保护继电器和反映电压、电流相位关系的保护装置，譬如方向保护、阻抗继电器等可能会造成误动和拒动。(079）：运行中电压互感器出现哪些现象须立即停止运行？ 答：电压互感器出现以下现象须立即停止运行：（1）高压侧熔断路接连熔断二、三次。（2）引线端子松动过热

（3）内部出现放电异音或噪声（4）见到放电，有闪络危险。（5）发出臭味，或冒烟（6）溢油(080）：为什么不允许电流互感器长时间过负荷运行？

答：电流互感器长时间过负荷运行，会使误差增大，表计指示不正确。另外，由于一、二次电流增大，会使铁芯和绕组过热，绝缘老化快，甚至损坏电流互感器。(081）：电压互感器高压熔断的原因主要有哪些？

答：

1、系统发生单项间歇性电弧接地，引起电压互感器的铁磁谐振

2、熔断器长期运行，自然老化熔断

3、电压互感器本身内部出现单相接地或相间短路鼓障

4、二次侧发生短路而二次侧熔断器未熔断，也可能造成高压熔断器的熔断(082）：电压互感器电压消失后应注意什么？

答：LH-11型距离保护的启动元件与测量元件都通有10mA的助磁电流，当电压互感器电压消失后，执行元件因瞬间制动力矩消失，在助磁电流的作用下，接点闭合不返回，因此，一旦电压互感器电压消失后，首先将保护退出，然后解除本保护直流，使启动元件与测量元件的执行元件返回。在投入保护时，一定要首先投保护的电压回路，然后再投直流。(083）：电压过高对运行中的变压器有哪些危害？

答：规程规定运行中的变压器的电压不得超过额定电压的5%。电压过高会使变压器铁芯的激磁电流增大，有时会使铁芯饱和，产生谐波磁通，进而使铁芯的损耗增大并使铁芯过热。过高的电压还会加速变压器的老化，缩短变压器的使用寿命，所以运行中变压器的电压不能过高。(084）：电压互感器在运行中二次绕组为什么要接地? 答：防止绝缘击穿时二次恻串入高压,危及人身和设备的安全,该接地为保护接地。(085）：引起轻瓦斯保护动作的原因有哪些? 答：（1）变压器内部有较轻微故障产生气体（2）变压器内部进入空气（3）部发生穿越性短路故障

（4）油位严重降至瓦斯继电器以下,使瓦斯继电器动作（5）直流多点接地,二次回路短路（6）受强烈震动影响（7）瓦斯继电器本身有问题(086）：电流互感器二次开路或接触不良有何征状？ 答：（1）电流表指示不平衡，有一相(开路相)为零或较小（2）电流互感器有嗡嗡的响声

（3）功率表指示不正确,电度表转动减慢（4）电流互感器发热(087）：停用电压互感器应注意什么？

答：(1)应首先考虑因该电压互感器停用而引起有关保护（如距离保护）及自动装置（如备投）误动，必须先申请停用有关保护及自动装置。

(2)停用电压互感器包括高压侧刀闸，次级空气开关或熔丝，防止二次侧反充电。(088）：切换电压互感器时怎样操作低周减载装置的电源？ 答：切换电压互感器时应保证不断开低周减载装置的电源。一般两台电压互感器均可并列运行，因而在切换电压互感器时，先用低压并列开关将两台电压互感器并列后，再断开停用的电压互感器，保证低周减载装置不失去电源。当电压互感器不能并列时，切换电压互感器前，应先停用低周减载装置的直流电源。(089）：电流互感器二次侧开路时会产生什么严重后果？

答：电流互感器一次电流大小与二次负载的电流大小无关。互感器正常工作时，由于阻抗很小，接近短路状态，一次电流所产生的磁化力大部分被二次电流所补偿，总磁通密度不大，二次线圈电势也不大。当电流互感器开路时，阻抗无限增大(Ｚ^Q2=∞)，二次电流等于零，付磁化力等于零，总磁化力等于原绕组磁化力(ＩｏＷ１＝Ｉ１Ｗ１)。在二次线圈产生很高的电势，其峰值可达几千伏，威胁人身安全，或造成仪表，保护装置、互感器二次绝缘损坏。另一方面原绕组磁化力使铁芯磁通密度过度增大，可能造成铁芯强烈过热而损坏。(090）：运行中电压互感出现哪些现象须立即停止运行？ 答：1）高压侧熔断器接连熔断二次。

2）引线端子松动过热。

3）内部出现放电异音或噪声。

4）见到放电，有闪络危险。

5）发出臭味或冒烟。

6）溢油。(091）：发现运行中35kV及以下的电压互感器出现哪些异常时应申请将其停用？ 答：应一面加强监视，一面向调度员申请将电压互感器停用。

1）高压侧熔断器连续熔断。

2）内部绕组与外壳之间或引出线与外壳之间有放电及异常音响。

3）套管有严重裂纹及放电。

4）严重漏油。(092）：电压互感器一、二次熔断器的保护范围是什么？

答：电压互感器一次熔断器的保护范围是：电压互感器的内部故障（匝间短路故障熔丝可能不熔断），或在电压互感器与电网连接线上的短路故障。

电压互感器二次熔断器的保护范围是：二次熔断器以下回路的短路引起的持续短路故障（一般二次保险以下回路的故障一次熔断器不熔断）。(093）：停用电压互感器时应注意哪些问题？ 答：应注意的问题是：

（1）不使保护自动装置失去电压。（2）必须进行电压切换

（3）防止反充电，取下二次熔断器（包括电容器）（4）二次负荷全部断开后，断开互感器一次侧电源。(094）：变电所使用的电压互感器一般接有哪些保护？ 答：（1）阻抗保护（距离保护）；（2）高频保护；（3）方向保护；

（4）低周减载和低电压减载；（5）低电压闭锁；（6）自投装置；（7）同期重合闸。(095）：引起电压互感器产生误差的原因? 答：（1）激磁电流的存在；（2）ＰＴ有内阻；

（3）因为一次电压Ｕ１影响激磁电流，因此也影响误差的大小；

（4）ＰＴ二次负荷变化时，将影响ＰＴ的二次及一次电流的变化，故亦将对误差产生相应的影响；

（5）二次负荷的功率因数角的变化将会改变二次电流以及二次电压的相位，故其对误差将产生一定的影响．(096）：电压互感器一、二次熔断器的保护范围是什么？

答：电压互感器一次熔断器的保护范围：PT的内部故障（匝间短路故障熔丝可能不熔断），或在电压互感器与电网连接线上的短路故障。电压互感器二次保险的保护范围：二次熔断器以下回路的短路引起的持续短路故障（一般二次保险以下回路的故障一次熔断器不熔断）。(097）：三相五柱式电压互感器各侧电压的数值？

答：一次绕组电压为接入系统的线电压，主二次绕组相电压为100/√3V，辅助二次绕组相电压为100/3V。(098）：怎样对变压器进行校相? 答：应先用运行的变压器校对两母线上电压互感器的相位，然后用新投入的变压器向一级母线充电，再进行校相，一般使用相位表或电压表，如测得结果为，两同相电压等于零，非同相为线电压，则说明两变压器相序一致。(099）：电流互感器有哪几种接线方式？

变压器保护的基本知识 篇5

关键词：母线差动保护；变压器启失灵保护；整定计算方法

中图分类号：TM773 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）15-0109-02

随着我国电力事业的不断发展，我国各电力企业对电力系统也有了更高层次的要求，对电力系统有了一定的防护意识，母线差动保护及变压器失灵保护在电力系统中的广泛应用就是其重要体现，这两种保护在电力系统运行中起到了不可或缺的作用，对其进行准确整定，能够使电力系统处于一种安全可靠的运行状态。

1 母线差动保护工作原理

母线差动保护对电力系统进行判断及相关动作的工作原理依据是基尔霍夫电流定律，该定律主要阐述的含义是把母线看成一个节点，无论在哪个时间段，电力系统运行过程中流入母线中即该节点中的电流之和与从该节点流出的电流相等。加入母线差动保护中引导电流的互感器变比是相同的，那么母线差动保护在第二次动作中其两侧同极性端依然会连接在一起，在该接线正常工作运行状态下，或者知识母线外部出现故障，那么该接线流入电力系统继电器中的总电流为零，若是母线差动保护本身发生故障，那么其流过继电器的总电流为零将不成立。在电力系统运行中，要了解母线差动保护的动作状态，可以通过比较电流相位和电流是否平衡两种方式来判断母线差动保护的运行状况及动作，在此过程中一旦发现母线差动保护出现故障，相关工作人员应及时启动该保护的动作元件。

2 母线差动保护在电力系统中的作用

母线差动保护在电力系统运行中进行动作，主要与系统内部的主变压器、线路及母联等开关设置进行配合工作，但相对于其他设备而言，其功能性较强在电力系统中发挥着不可估量的作用，直接关系着电力系统是否能够正常及安全运行。电力系统整体运行的安全性与可靠性在一定程度上有赖于母线差动保护的动作运行状态，因此确保母线差动保护运行安全十分关键，在使用中一定要按照使用说明等相关规范，对其运行动作进行合理化控制。母线差值保护运行安全与电力系统整体安全运行有着互为连带的关系，两者在运行中相互影响相互制约，保证母线差动保护稳定运行是提高电力系统安全运行的重要举措，对电力系统整体运行性能具有一定的积极意义。

3 母线差动保护的整定计算

母线差动保护在电力系统中进行保护动作时，在此期间若出现故障，首先要计算出国电母线差动保护的最小电流，计算方式按照其灵敏度Km≥4整定，从而得出其故障时的电流大小。母线差动保护中的电流互感器在运行过程中存在一定的误差，并且如果是母线差动保护外部装置发生短路故障，那么该保护装置很有可能会出现一些不平衡电流，面对这一状况，要保证母线差动保护运行稳定性，母线差动保护的启动电流应在母线外部发生故障时及时避开最大程度上的不平衡电流，避免由于母线外部故障CT短线而导致母线差动保护出现误动。

母线差动保护进行动作时，要确保该保护运行动作的可靠性，可以以电流判断为主要依据，以低电压闭锁元件为辅，在两者相互配合的情况下提高母线差动保护整体安全性与可靠性。母线差动保护中复合电压闭锁元件主要是由母线三倍零序电压、母线线电压及母线负序电压等设备组成的，该元件的动作依据表达式为：

Uab Uset （1）

3U0 U0set （2）

U2 U2set （3）

若元件进行动作时，无论该元件满足三者哪一种判据，电力系统中该段母线差动保护内部电压闭锁元件动作时应开放差动保护，充分发挥母线差动保护的功能性，Uset该段母线若出现对称性短路，其灵敏度一般情况下较高，其整定值Km≥1.5，该范围内的灵敏度能够确保母线差动保护在最低电压运行下不实施动作，等其内部故障经过整修切除后再安全返回，就一般情况而言，U1=70 V/线；若是UOset该段母线出现不对称短路但却有足够的灵敏度进行整定计算时，其灵敏度可达到Km≥4，在这种情况下，它能够避免母线差动保护正常运行中所产生的最大不平衡电压中的零序分量，该情况下3UO=6 V；U2set该段母线差动保护动作中出现不对称性短路故障，并具体足够的灵敏度进行整定，其灵敏度与UOset相同，取值为Km≥4，两者不同的是，U2set能够避免母线差动保护运行中的最大不平衡电压中的负序分量，其取值为U2=4 V/相。

4 电力系统中变压器启失灵的整定计算方法

母线差动保护中断路器启失灵保护的主要作用是当母线差动保护与电力系统中某一元件进行连接时出现故障，该故障表现为该元件保护动作时拒绝与连接该元件的母线保护断路器共同动作，若硬将母线保护中的断路器与该元件连接在一起，其作为近后背的保护装置会向分段断路器、母联及连接在统一母线上的断路器同时发出跳闸信号，从而影响整个电力系统的正常运行，面对这一动作运行故障，相关工作人员应及时诊断并切除故障线路，以免该故障蔓延整个系统，从而加大电力系统的损坏率。

要充分发挥变压器保护的功能性，那么电力系统中母线差动保护进行工作时，若其内部的断路器出现失灵状况，应及时启动断路器失灵保护，以此来降低该故障对变压器进一步实施短路冲冲击，减小该故障对整个电力系统造成的影响。对于220 kV变压器侧相电流的元件判别，应遵循以下原则进行整定，整定时要在异常方式、检修方式等多种运行方式中选择最小运行方式下进行整定计算，母线差动保护中若是一台变压器进行动作运行，那么在低压侧两相短路的情况下其灵敏度为Km≥1.3，在此过程中要尽量躲避变压器所产生的最大电流负荷，其运行中所计算出的安全系数不能小于1.1倍。而对于母线差动保护中变压器失灵保护单元，在整定计算中一般不需要对其负序及零序电流进行判别。

考虑到主变压器低压侧及高压侧开关出现失灵故障时，其高压侧母线的电压闭锁若出现灵敏度不够的情况下，在及时启动变压器失灵保护时，应选择变压器在不经过电压闭锁的状态下进行支路跳闸失灵保护动作。当然变压器启失灵保护在进行保护动作时，对其保护时间也有一定的要求，其失灵保护时间定值应大于母线保护中断路器故障动作时间与保护返回时间之和。

5 结 语

综上所述，母线差动保护的精确整定及保护动作对于整个电力系统运行而言具有重要意义，它在一定程度上决定了电力系统整体运行的安全性与可靠性。影响母线差动保护运行动作的主要因素是电压及电流，在母线保护动作过程中一定要保证电压及电流的稳定性，使母线差动保护更加可靠。当变压器出现故障时，应及时启动变压器失灵保护，并结合故障实际情况，对其进行局部切除，提高母线差动保护及电力系统的安全性能。

参考文献：

[1] 肖云.母线保护及变压器启失灵分析及其整定计算[J].科技资讯，2013，（32）：289-290.

[2] 饶戎.母线保护与断路器失灵保护整定计算[J].电工技术，2012，（8）：167-170.

变压器瓦斯保护的使用 篇6

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

电力变压器的继电保护 篇7

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.

变压器保护的基本知识 篇8

厂用变压器的正常运行保证着整个生产过程供电系统的安全、连续、稳定的运行, 因此对于变压器主保护的差动保护就显得尤为重要。

差动保护原理简单, 基于基尔霍夫定理, 目前在差动保护的基础上又延伸出比率制动特性, 使变压器的差动保护更为严谨, 保证和完善了继电保护的准确性、选择性的特性。

目前我厂使用的是基于四方CSC系统三段式双斜率动作特性, 本文针对四方公司的差动特性进行试验验证。

1 变压器差动保护的应用

2.1 差动保护的动作特性

比率制动特性差动保护简单说就是使差动电流定值随制动电流的增大而成某一比率的提高。使制动电流在穿越性电流时有制动作用而不误动。而在内部故障时, 制动作用最小保证动作正确。其动作如图1:

2.2 差动保护在变压器保护中的应用

3 变压器比率制动式差动保护试验

测试仪设置:A相接M侧A相电流1.25∠0°A;B相接N侧A相电流1.6∠180°A;C相接N侧C相电流6.25∠180°A;将B相作为幅值变化量, 变化步长设置为0.01A。

测试仪设置好, 接通电流后保护装置屏显示有电流, 按照步长降低B相幅值, 至1.27A时, 比率差动保护动作, 变压器两侧开关跳闸, 装置发比率制动式差动信号。

4 结论

通过本次变压器差动边界值的计算, 能够确定比率制动式差动保护动作范围, 将使以后的变压器检修工作提供理论依据。

参考文献

[1]国家电网公司继电保护培训教材 (上册) [M].北京:中国电力出版社, 2009.

[2]四方继保, CSC-213光纤纵联差动保护测控装置说明书, 2009.

控制变压器的保护开关选择 篇9

在低压电器中, 控制回路保护元件的选择对于线路的正常运行非常重要。许多事故的发生, 都是由保护元件选择不当造成。在设计光伏并网逆变器的过程中, 就出现了因控制回路保护元件选择不当而导致的控制回路不能启动现象。

1 低压保护元件的选择

常用低压保护元件有熔断器和断路器, 这两种保护元件各有特性。因熔断器靠熔体熔断来实现回路保护, 故其安秒特性为反时限特性, 如图1所示。

由图1可知, 熔断器只能做熔断保护, 不能做过载保护;另外, 熔断器熔断后必须更换熔芯, 操作维护麻烦。随着微型断路器的普及, 在许多建筑物用低压电器中, 95%的熔断器已被微型断路器所替代[1]。

微型断路器由操作机构、触点、保护装置、灭弧系统等组成, 提供过载、短路保护及防间接接触带电部件保护, 按脱扣曲线分类可分为B型脱扣、C型脱扣、D型脱扣, 其安秒特性如图2所示。根据IEC 60898标准规定的III级限流要求, B型脱扣器瞬时脱扣电流在 (3~5) In, C型脱扣器瞬时脱扣电流在 (5~10) In, D型脱扣器瞬时脱扣电流在 (10~14) In。因此, B型脱扣器多用于保护住户配电系统、家用电器和人身安全;C型脱扣器适用于配电保护回路;D型脱扣器适用于变压器、电磁阀等具有大启动电流的回路。

2 控制变压器保护元件的选择

控制变压器作为一种电压转换元件, 在多种电气回路中起着重要作用。它也是一种非线性元件, 启动时励磁电流较大, 因此计算、测量启动时的励磁电流便成了选择其保护元件的关键。

在大型光伏并网逆变器中, 逆变器的输出电压多为270V, 而控制回路需要的电源电压为220V, 这就需要将逆变侧输出电压270V变换成220V。根据负载容量, 针对不同规格的逆变器, 定制了3种容量规格的控制变压器, 即400、700和1 000VA。控制变压器二次侧负载有开关电源、风机、加热器等非线性元件。控制回路等效电路如图3所示, TR为理想变压器, R、L为变压器和回路的等效电阻电抗值。

电路k点发生短路后, 与电源相连接的原边回路电流应满足:

式中, uφ为相电压瞬时值;ik为短路电流瞬时值;Rk、Lk为短路点k的负载电阻和电感。

这里将短路故障分解为正常运行方式和具有一个电压源的故障分量, 即:

其中,

式中, um为相电压幅值;Zk为电路中短路阻抗;α为相电压初相角;φk为短路电流与电压间的相角;T为短路后电路的时间常数;c为积分常数, 其值由初始条件决定。

采用式 (1) 计算方法, 回路电阻、电感的测量和计算非常繁杂。随着计算机技术的发展, 出现了节点导纳矩阵法、基于GIS数据平台的短路电流计算法等, 大幅减轻了人工计算繁杂程度, 但是在一些小型的工程电路中, 这些方法仍显得十分冗长, 因此在工程实际应用中, 常采用仪器直接测量回路短路电流。

3 回路短路电流的测量

将录波仪的电流环卡在微型断路器与变压器原边连接的导线上, 先测量回路正常启动时的电流时间, 然后将变压器副边k点短路, 测量短路电流。

1 000VA变压器励磁涌流和短路电流波形如图4所示。正常启动时, 冲击电流为123.1A, 时间为5ms;短路电流峰值为103.75A。这里出现了启动电流大于短路电流的情况, 这是因为变压器空载合闸时励磁涌流过高。由于此情况的持续时间小于0.1s, 因此所选断路器开关能够耐受短时冲击即可。若选择D型脱扣器, 则额定电流应在10A左右。

700VA变压器励磁涌流和短路电流波形如图5所示。正常启动时, 冲击电流为53.5A, 时间为10ms;短路电流峰值为60.75A。若选择D型脱扣器, 则额定电流应在6A左右。

400VA变压器励磁涌流和短路电流波形如图6所示。正常启动时, 冲击电流为26.625A, 时间为5ms;短路电流峰值为31.75A。若选择D型脱扣器, 则额定电流应在3A左右。

选择几种规格型号的断路器做短路冲击试验, 断路器脱扣情况见表1~3。

由表1~3可知, 开关可选C型脱扣曲线元件, 也可选D型脱扣曲线元件, 但C型脱扣曲线元件额定电流值要大些。由于变压器为磁性元件, 所带负载也为非线性元件, 对保护元件要求有一定防冲击性和过载能力, 因此选用D型脱扣曲线元件。根据实际情况, 每种变压器的电源保护开关选择见表4。

4 结束语

长期运行证明, 开关选择合适, 上电时没有发生开关跳闸情况, 短路时也没有发生开关不动作情况。控制变压器的原边保护元件应选用D型脱扣曲线的断路器;在实际应用中可测量变压器的原边励磁涌流, 所选保护元件的额定电流应约为励磁涌流的0.1倍。

摘要：在电气控制回路中, 供电电源电压与控制回路电源电压不匹配时, 需要采用变压器将供电电源电压转变为与控制回路相匹配的电压。变压器电源输入回路保护元件的选择关系到变压器的安全和控制回路的正常运行。如果保护元件的保护电流值过大, 会出现控制回路短路时保护元件不动作情况, 起不到应有的保护作用, 造成元件烧毁现象。如果保护元件的保护电流值过小, 又会因变压器启动产生较大的励磁电流而导致保护元件动作, 使控制回路不能正常启动。以三种光伏并网逆变器控制回路电源变压器的原边保护元件的选择为例, 说明微型断路器的选择标准与方法。

关键词：控制电源,变压器,微型断路器

参考文献

变压器保护的基本知识 篇10

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）.

基于回路电流方程的变压器保护 篇11

电力变压器是电力系统的重要组成部分, 变压器的安全稳定运行对于电力系统的正常运行是至关重要的, 因而, 需要有完善的变压器保护。当前, 变压器的主保护主要采用差动保护, 其原理采用的是基尔霍夫电流定律。但是, 由于励磁涌流具有差电流的性质, 因而, 如何区分变压器内部故障和励磁涌流是差动保护需要解决的核心问题。

目前, 主要采用二次谐波制动、间断角鉴别、波形对称原理等来识别励磁涌流, 其中二次谐波制动原理应用最为广泛。二次谐波制动的方法是根据励磁涌流中含有大量二次谐波分量的特点, 当检测到差电流中二次谐波含量大于整定值时就将差动继电器闭锁, 以防止励磁涌流引起的误动。但是由于无功补偿用的并联电容或超高压长输电线分布电容的存在, 使得变压器发生内部故障时也会产生很大的二次谐波。而且随着大型变压器铁心饱和磁通的下降, 使得励磁涌流的二次谐波含量降低。这将可能导致基于二次谐波制动原理的保护出现误动。而基于间断角原理的保护采用按相闭锁的方法, 在变压器合闸与内部故障时, 能够快速动作。但对于其他内部故障时, 暂态高次谐波分量会使电流波形畸变, 可能导致波宽小于整定值, 差动保护也将被暂时闭锁而造成动作延缓。此外, 基于小波变换、人工神经网络以及模糊技术的励磁涌流识别方法也有一定的应用, 但是由于励磁涌流波形特征受很多因素影响, 因而, 以励磁涌流波形特征为依据的防止励磁涌流导致的变压器差动保护误动措施, 均不能保证变压器差动保护不误动。

近年来, 不少继电保护研究人员开始跳出差动原理, 寻求变压器保护的另一出路。其中, 基于磁通特性原理、序阻抗原理、回路方程原理的变压器保护已经有一定的研究成果, 也得到了一定的应用。本文论述了基于回路方程原理的变压器保护, 介绍了变压器的回路方程, 给出了基于回路电流方程变压器保护的判据, 并分析了当前该保护所面临的问题及其解决方案。

2 基本原理

2.1 变压器正常运行及外部故障时的回路方程

如图1为双绕组单相变压器结构图, 从中可以得到变压器正常运行及外部故障时的回路方程, 如下所示:

其中, L1、L2为变压器的一、二次绕组的漏感, u1、i1为一次侧电压、电流, u2、i2为折算到一次侧后的二次侧电压、电流, ψm为主磁链。

对上式两侧分别积分并移向得:

对于变压器励磁涌流情况, 二次电流约为零, 则有:

由分析可知, 变压器正常运行、外部故障时将严格满足 (2.3) 式, 而空载合闸或过励磁时, 将满足 (2.4) 式。只要满足 (2.3) 或 (2.4) , 即可认为变压器未出现内部故障。

2.2 变压器内部故障状态的回路方程:

当变压器本身匝间短路、单相接地 (中性点直接接地Y侧) 或相间短路时, 由于故障侧线圈匝数将发生变化, 式 (2.3) 或式 (2.4) 将不再成立。例如当变压器高压侧发生匝间短路时, 其高压侧的线圈将被分为三部分如下图2所示, 必然不满足式 (2.3) 或式 (2.4) 。

3 保护判据

变压器内部故障时, 将不再满足式 (2.3) , 式 (1.4) , 故变压器内部故障判据可令为:

采用积分运算的目的是为了减小变压器故障时暂态分量的影响。

在变压器正常运行状态下 (包括励磁涌流及外部故障) , 回路平衡方程式 (3.1) 等于零;但是当变压器发生内部故障时, 由于变压器内部结构参数及绕组电流发生了变化, 式 (3.1) 不再等于零。事实上, 由于绕组电阻、漏电感等参数值存在一定的误差, 同时为保持系统电压而改变变压器分接头位置也使得变压器变比不是一个固定值, 因此在变压器正常运行状态下和外部短路状态下式 (3.1) 为一个不为零的值。故ε1 (t) 应取为不为零的整定阀值, 即当ε1 (t) ≥α时保护动作, 其中α为整定阀值。

4 基于回路方程原理的变压器保护面临的问题

基于回路方程的变压器保护原理简单, 思路清晰, 但是它也存在一定的困难。主要的问题有以下几个方面:

(1) 整定值应当如何取, 即ε1 (t) 应取多少合适。理想情况下, 变压器在正常运行、外部故障、励磁涌流时式 (2.3) 应为零。但实际上, 由于绕组电阻、漏电感等参数存在一定的误差, 电流、电压互感器存在传变误差, 铁磁材料的非线性, 以及带负荷调变压器分接头等, 使得式 (2.3) 并不严格为零, 故需选择好合适的整定阀值。为了减少各种误差因素的影响, 提高保护动作的可靠性, 利用一段时间内的均方根误差构成保护判据。

将ε1 (t) 离 (t) 化后, 用ε (k) 表示每个采样时刻点的误差, 则均方根误差可表示为:

式中:N为保护数据窗内的采样点数。

公共磁链ψm作为时间函数, 与铁芯的原始工作状态 (剩磁) 、磁滞特性和饱和状态有关, ψm与励磁电流i不是线性和单值关系, 正确处理很困难, 实际整定过程中将近似认为ψm线性。

绕组漏感L1、L2的原始数据不易获得。变压器出厂时都需要进行短路试验, 短路试验能够测得两绕组的总漏抗L12。但是要从总漏抗中分出每一绕组的漏抗L1、L2是十分困难的。实测也不方面, 而且在技术上也有困难。通常粗略的估计L1≈L2≈0.5L12, 这将有很大偏差, 使变压器无故障式 (3.1) 的ɛ1 (t) 较大, 整定阀值必须适当增大, 影响内部故障的检测灵敏度。当前, 已有人提出了通过采用最小二乘法对变压器绕组各侧漏感值进行在线实时辨识, 以提高保护算法的灵敏度。

该方法是变压器在稳态运行时, 以式 (4.2) 等式左边的量作为输出量, 电流的导数作为输入量, 各侧绕组的漏感参数作为待辨识参数, 即构成了最小二乘系统的辨识模型。

(2) 对于波形很坏的励磁涌流或过励磁电流, 如果微机保护的采样频率不高, 不能比较确切的反应电流瞬时值, 也会增大误差, 引起误动, 或者在提高阀值之后降低灵敏度。所幸当前微机保护的采样频率已有足够的高, 数字滤波等技术已经相当成熟, 基本上可以避免这一问题。

(3) 必须检测变压器各侧三相电压, 为此各侧均应装设电压互感器。还应指出高压侧电压互感器要求是电磁式, 尽可能不用电容式, 因为后者在短路暂态过程中二次电压波形严重畸变, 使误差加大, 可能引起误动作。如果限于设备条件不得不采用电容式电压互感器时, 应通过动模或现场试验, 确认没有误动行为。

5 结论

基于回路方程原理的变压器保护不需要考虑电压、电流的波形特征, 因而基本不受励磁涌流的影响, 也就突破了传统变压器差动保护无法消除励磁涌流影响的瓶颈。励磁涌流是变压器保护最棘手的问题, 而基于回路方程原理的变压器保护为变压器保护提供了新思路, 因而将会获得越来越广泛的应用。但是同时应该看到, 由于该保护本身存在着一定的问题, 保护的可靠性方面还有待研究。

摘要：差动保护是当前采用最为广泛的变压器保护, 而励磁涌流是差动保护永远也无法回避的最为棘手的问题。文章介绍了一种新型变压器保护原理, 即基于回路电流方程的变压器保护, 还介绍了变压器的回路方程, 并给出了基于回路电流方程变压器保护的判据, 分析了当前基于回路电流方程的变压器保护所面临的问题及一些解决方案。

关键词：变压器保护,回路电流方程,最小二乘法,励磁涌流

参考文献

[1]黎功华, 罗建, 杨浩.基于绕组不平衡参数回路方程的变压器保护原理[J].电力系统自动化, 2008, 32 (6) :91-94.

[2]郝治国, 张保会, 褚云龙, 等.基于等值回路平衡方程的变压器保护原理[J].中国电机工程学报, 2006, 26 (10) :67-72.

[3]王维俭.电气主设备继电保护原理与应用[M].北京:中国电力出版社, 1996.