變壓器的差動保護

本文格式為Word版，下載可任意編輯——變壓器的差動保護變壓器是電網(wǎng)中分外重要的電器設(shè)備之一，它的正常運行是對電力系統(tǒng)安好運行的保障。變壓器的養(yǎng)護配置不僅得志在任何故障發(fā)生時，都不能燒毀變壓器設(shè)備，使其事故的擴大，影響到電力系統(tǒng)的安好及穩(wěn)定。

變壓器養(yǎng)護；養(yǎng)護配置；系統(tǒng)穩(wěn)定

1變壓器的養(yǎng)護

1.1變壓器的主養(yǎng)護

電氣數(shù)字操縱系統(tǒng)中，由于性能穩(wěn)當，計算速度快，回響靈敏，尤其是在電氣數(shù)字式變壓器的養(yǎng)護應(yīng)用中，由于參與了中文液晶顯示后內(nèi)容更加豐富，數(shù)字接口多，數(shù)字開入量大等優(yōu)點，使得數(shù)字式變壓器養(yǎng)護設(shè)計問題得到空前進展。目前國內(nèi)電力系統(tǒng)的變壓器養(yǎng)護設(shè)有過電流養(yǎng)護和電流速斷養(yǎng)護。容量在800kVA以上油浸式變壓器或車間變電所內(nèi)400kVA以上電力變壓器還需裝設(shè)氣體繼電養(yǎng)護以上養(yǎng)護均作用于斷路器跳閘。對2臺并聯(lián)運行的電力變壓器，單臺容量400kVA以上，或單臺運行又兼作備用電源用的電力變壓器，有可能過載時，還需裝設(shè)有發(fā)信號的過負荷養(yǎng)護。國內(nèi)先進的變壓器養(yǎng)護采用雙重養(yǎng)護，即1套變壓器裝置中至少應(yīng)有2套以上不同原理的主養(yǎng)護（不包括瓦斯養(yǎng)護），作為變壓器主養(yǎng)護的縱差養(yǎng)護技術(shù)與微機結(jié)合起來，使之變得更加穩(wěn)定穩(wěn)當。傳統(tǒng)變壓器養(yǎng)護設(shè)主養(yǎng)護和后備養(yǎng)護是由于當變壓器內(nèi)部故障而主養(yǎng)護拒動時限較長，即使切除了故障變壓器，設(shè)備和系統(tǒng)也遭到嚴重破壞，因此不得不使用后備養(yǎng)護。在1套變壓器養(yǎng)護裝置中設(shè)置2套不同原理主養(yǎng)護，且2套主養(yǎng)護互為備用并不增加切除故障變壓器的時限，使變壓器損失最小，有利于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。

1.2變壓器的激磁涌流

用數(shù)字操縱技術(shù)將變壓器參數(shù)的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量并加以操縱，使系統(tǒng)運行速度更快。當電力線路不同的是，變壓器在空載投入時，或突然恢復(fù)電壓時會展現(xiàn)一個沖擊性的激磁涌流，為制止速斷養(yǎng)護的誤動作，傳統(tǒng)的方法是在現(xiàn)場試驗，將速斷養(yǎng)護整定后，將變壓器空載試投若干次，檢查速斷養(yǎng)護是否誤動作。當速斷養(yǎng)護的一次動作電流比變壓器額定電流大2～3倍時，速斷養(yǎng)護一般能躲過激磁涌流，不會誤動作。

1.3監(jiān)測變壓器內(nèi)部故障的意義

在變壓器運行監(jiān)控系統(tǒng)中，對變壓器內(nèi)部舉行連續(xù)的監(jiān)測，綜合分析和判斷，可以實現(xiàn)變壓器內(nèi)部故障的預(yù)料。變壓器內(nèi)部將要發(fā)生故障時，確定會伴隨著絕緣老化、局部放電、局部過熱等征兆。絕緣老化可以測量介質(zhì)損失角來察覺，當局部放電時，將伴隨有嘯叫和氣體產(chǎn)生，前者利用高頻通過接地線的耦合來判斷故障類型，后者可通過瓦斯斷電器和變壓器化驗分析確認。當變壓器發(fā)生局部過熱時，可通過置入變壓器內(nèi)部溫度傳感器測量。

1.4變壓器的接地養(yǎng)護

變壓器接地養(yǎng)護是電氣數(shù)字操縱系統(tǒng)中較早解決的問題之一。變壓器發(fā)生接地短路時，目前主要是靠零差養(yǎng)護作為養(yǎng)護。零差養(yǎng)護可用公用縱差養(yǎng)護TA。接線中增加了2只中間TA，由于微機式縱差養(yǎng)護的一次TA均使用星形接線，所以中間TA均為星形接線。零差繼電器為高阻電流繼電器。零差養(yǎng)護對變壓器的接地短路有很高的靈敏度。假設(shè)不設(shè)零差養(yǎng)護，鑒于縱差養(yǎng)護的靈敏度問題務(wù)必設(shè)后備養(yǎng)護。一般一個變電站中裝有多臺變壓器并且片面變壓器中性點接地，片面變壓器中性點不接地或經(jīng)放電間隙接地，這就使設(shè)置變壓器接地短路的后備養(yǎng)護及跳閘規(guī)律變得困難，且擴大停電范圍，甚至可能造成整個變電站停電。

（1）中性點直接接地的變壓器，用零序電流養(yǎng)護作后備，無選擇性，需要選擇性時再加設(shè)零序方向養(yǎng)護。

（2）中性點不接地的變壓器，用零序電壓養(yǎng)護作后備養(yǎng)護無選擇性，當變電站發(fā)生接地故障時，要先跳開中性點不接地的變壓器。若在變壓器高壓側(cè)裝設(shè)零序電流養(yǎng)護，采用零序電壓閉鎖零序電流養(yǎng)護可能會好一點。

（3）中性點裝設(shè)放電間隙的變壓器，與中性點不接地的變壓器一致，采用零序電壓閉鎖零序電流養(yǎng)護所不同的是零序電流取自放電間隙。

1.5一致短路養(yǎng)護

在強化變壓器主養(yǎng)護的前提下，由于變壓器內(nèi)部故障幾乎全部由主養(yǎng)護切除，因此變壓器的后備養(yǎng)護可以簡化，甚至不議。由于變壓器低壓側(cè)TA數(shù)量少，加之低壓側(cè)短路容量大使TA選擇較困難等理由，目前變壓器的后備養(yǎng)護大都設(shè)在高中壓側(cè)，而低壓側(cè)很簡樸。由于工頻變化量繼電器靈敏度等動作速度快，不受系統(tǒng)布局、運行方式、故障方式和測量回路暫態(tài)的影響，所以研制工頻變化量復(fù)合電壓閉鎖方向過流養(yǎng)護作為變壓器的后備養(yǎng)護更適用，它能夠?qū)Ρ群玫亟鉀Q低壓側(cè)線路養(yǎng)護的靈敏度問題。

2配網(wǎng)養(yǎng)護

現(xiàn)代發(fā)電廠110kV高壓變電站，已經(jīng)應(yīng)用數(shù)字式配電自動養(yǎng)護裝置，如深圳南京自動化所研制的BP-2A型微機母線養(yǎng)護裝置，采用規(guī)律判定方式，靈敏性和穩(wěn)當性大大提高。目前，10kV母線很少加母線養(yǎng)護，其養(yǎng)護要靠變壓器后備養(yǎng)護承受，對比簡樸，而變壓器的后備養(yǎng)護不成能作為10kV線路的后備養(yǎng)護。當10kV線路發(fā)生故障而養(yǎng)護拒動或斷路器失靈時，這條故障線路不成能被實時切除，極有可能造成燒毀開關(guān)柜，交直流短路，燒壞變壓器，牽扯電網(wǎng)事故擴大。所以我們要重視變壓器的后備養(yǎng)護和配網(wǎng)的養(yǎng)護，完善配網(wǎng)中母線和線路的繼電養(yǎng)護。

3斷路器養(yǎng)護

新一代數(shù)字養(yǎng)護系統(tǒng)，強調(diào)了對斷路器遠傳、記憶各種操作或故障信息等功能。20世紀70年頭，斷路器失靈養(yǎng)護引入超高壓系統(tǒng)，目的在于當斷路器失靈無法切除故障元件時，由斷路器失靈養(yǎng)護跳故障元件相鄰元件的斷路器，以便把故障元件從電力系統(tǒng)中解列出來。斷路器失靈可能的理由有：（1）斷路器跳閘線圈的跳閘指令失靈；（2）由于電氣的、機械的、氣體的、液壓的等理由，導(dǎo)致斷路器機械失靈；（3）由于超出斷路器性能范圍的不正確操作導(dǎo)致斷路器電流脫扣機構(gòu)失靈。

我國在高壓系統(tǒng)中也普遍使用斷路器失靈養(yǎng)護而國外斷路器失靈養(yǎng)護稱之為斷路器養(yǎng)護，并對電力系統(tǒng)中的斷路器均加設(shè)斷路器養(yǎng)護。

一般來講，斷路器養(yǎng)護應(yīng)主要具備如下功能：

（1）一套過流養(yǎng)護作為所屬元件相間和接地短路的后備，獨立運行，不經(jīng)失靈啟動。整定計算時與所屬元件的養(yǎng)護合作，仍跳斷路器本身。

（2）一套過流養(yǎng)護作為斷路器失靈養(yǎng)護，必經(jīng)失靈啟動?？捎蓴嗦菲魉鶎僭酿B(yǎng)護啟動，亦可由（1）套養(yǎng)護啟動，或其它需要啟動失靈養(yǎng)護的指令啟動。這套過流養(yǎng)護應(yīng)有較高的靈敏度，可選擇區(qū)分單相故障和多相故障，每相應(yīng)有獨立的高精度的時間元件和獨立出口，為得志適應(yīng)性養(yǎng)護