變壓器的差動(dòng)保護(hù)

本文格式為Word版，下載可任意編輯——變壓器的差動(dòng)保護(hù)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(yùn)行是對(duì)電力系統(tǒng)安好運(yùn)行的保障。變壓器的養(yǎng)護(hù)配置不僅得志在任何故障發(fā)生時(shí)，都不能燒毀變壓器設(shè)備，使其事故的擴(kuò)大，影響到電力系統(tǒng)的安好及穩(wěn)定。

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

1變壓器的養(yǎng)護(hù)

1.1變壓器的主養(yǎng)護(hù)

電氣數(shù)字操縱系統(tǒng)中，由于性能穩(wěn)當(dāng)，計(jì)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(hù)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(diǎn)，使得數(shù)字式變壓器養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)問(wèn)題得到空前進(jìn)展。目前國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)的變壓器養(yǎng)護(hù)設(shè)有過(guò)電流養(yǎng)護(hù)和電流速斷養(yǎng)護(hù)。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(hù)以上養(yǎng)護(hù)均作用于斷路器跳閘。對(duì)2臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的電力變壓器，單臺(tái)容量400kVA以上，或單臺(tái)運(yùn)行又兼作備用電源用的電力變壓器，有可能過(guò)載時(shí)，還需裝設(shè)有發(fā)信號(hào)的過(guò)負(fù)荷養(yǎng)護(hù)。國(guó)內(nèi)先進(jìn)的變壓器養(yǎng)護(hù)采用雙重養(yǎng)護(hù)，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(hù)（不包括瓦斯養(yǎng)護(hù)），作為變壓器主養(yǎng)護(hù)的縱差養(yǎng)護(hù)技術(shù)與微機(jī)結(jié)合起來(lái)，使之變得更加穩(wěn)定穩(wěn)當(dāng)。傳統(tǒng)變壓器養(yǎng)護(hù)設(shè)主養(yǎng)護(hù)和后備養(yǎng)護(hù)是由于當(dāng)變壓器內(nèi)部故障而主養(yǎng)護(hù)拒動(dòng)時(shí)限較長(zhǎng)，即使切除了故障變壓器，設(shè)備和系統(tǒng)也遭到嚴(yán)重破壞，因此不得不使用后備養(yǎng)護(hù)。在1套變壓器養(yǎng)護(hù)裝置中設(shè)置2套不同原理主養(yǎng)護(hù)，且2套主養(yǎng)護(hù)互為備用并不增加切除故障變壓器的時(shí)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(yùn)行速度更快。當(dāng)電力線路不同的是，變壓器在空載投入時(shí)，或突然恢復(fù)電壓時(shí)會(huì)展現(xiàn)一個(gè)沖擊性的激磁涌流，為制止速斷養(yǎng)護(hù)的誤動(dòng)作，傳統(tǒng)的方法是在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，將速斷養(yǎng)護(hù)整定后，將變壓器空載試投若干次，檢查速斷養(yǎng)護(hù)是否誤動(dòng)作。當(dāng)速斷養(yǎng)護(hù)的一次動(dòng)作電流比變壓器額定電流大2～3倍時(shí)，速斷養(yǎng)護(hù)一般能躲過(guò)激磁涌流，不會(huì)誤動(dòng)作。

1.3監(jiān)測(cè)變壓器內(nèi)部故障的意義

在變壓器運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)中，對(duì)變壓器內(nèi)部舉行連續(xù)的監(jiān)測(cè)，綜合分析和判斷，可以實(shí)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(shí)，確定會(huì)伴隨著絕緣老化、局部放電、局部過(guò)熱等征兆。絕緣老化可以測(cè)量介質(zhì)損失角來(lái)察覺(jué)，當(dāng)局部放電時(shí)，將伴隨有嘯叫和氣體產(chǎn)生，前者利用高頻通過(guò)接地線的耦合來(lái)判斷故障類型，后者可通過(guò)瓦斯斷電器和變壓器化驗(yàn)分析確認(rèn)。當(dāng)變壓器發(fā)生局部過(guò)熱時(shí)，可通過(guò)置入變壓器內(nèi)部溫度傳感器測(cè)量。

1.4變壓器的接地養(yǎng)護(hù)

變壓器接地養(yǎng)護(hù)是電氣數(shù)字操縱系統(tǒng)中較早解決的問(wèn)題之一。變壓器發(fā)生接地短路時(shí)，目前主要是靠零差養(yǎng)護(hù)作為養(yǎng)護(hù)。零差養(yǎng)護(hù)可用公用縱差養(yǎng)護(hù)TA。接線中增加了2只中間TA，由于微機(jī)式縱差養(yǎng)護(hù)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(hù)對(duì)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(hù)，鑒于縱差養(yǎng)護(hù)的靈敏度問(wèn)題務(wù)必設(shè)后備養(yǎng)護(hù)。一般一個(gè)變電站中裝有多臺(tái)變壓器并且片面變壓器中性點(diǎn)接地，片面變壓器中性點(diǎn)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(hù)及跳閘規(guī)律變得困難，且擴(kuò)大停電范圍，甚至可能造成整個(gè)變電站停電。

（1）中性點(diǎn)直接接地的變壓器，用零序電流養(yǎng)護(hù)作后備，無(wú)選擇性，需要選擇性時(shí)再加設(shè)零序方向養(yǎng)護(hù)。

（2）中性點(diǎn)不接地的變壓器，用零序電壓養(yǎng)護(hù)作后備養(yǎng)護(hù)無(wú)選擇性，當(dāng)變電站發(fā)生接地故障時(shí)，要先跳開中性點(diǎn)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(hù)，采用零序電壓閉鎖零序電流養(yǎng)護(hù)可能會(huì)好一點(diǎn)。

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

1.5一致短路養(yǎng)護(hù)

在強(qiáng)化變壓器主養(yǎng)護(hù)的前提下，由于變壓器內(nèi)部故障幾乎全部由主養(yǎng)護(hù)切除，因此變壓器的后備養(yǎng)護(hù)可以簡(jiǎn)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(hù)大都設(shè)在高中壓側(cè)，而低壓側(cè)很簡(jiǎn)樸。由于工頻變化量繼電器靈敏度等動(dòng)作速度快，不受系統(tǒng)布局、運(yùn)行方式、故障方式和測(cè)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(guò)流養(yǎng)護(hù)作為變壓器的后備養(yǎng)護(hù)更適用，它能夠?qū)Ρ群玫亟鉀Q低壓側(cè)線路養(yǎng)護(hù)的靈敏度問(wèn)題。

2配網(wǎng)養(yǎng)護(hù)

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(dòng)養(yǎng)護(hù)裝置，如深圳南京自動(dòng)化所研制的BP-2A型微機(jī)母線養(yǎng)護(hù)裝置，采用規(guī)律判定方式，靈敏性和穩(wěn)當(dāng)性大大提高。目前，10kV母線很少加母線養(yǎng)護(hù)，其養(yǎng)護(hù)要靠變壓器后備養(yǎng)護(hù)承受，對(duì)比簡(jiǎn)樸，而變壓器的后備養(yǎng)護(hù)不成能作為10kV線路的后備養(yǎng)護(hù)。當(dāng)10kV線路發(fā)生故障而養(yǎng)護(hù)拒動(dòng)或斷路器失靈時(shí)，這條故障線路不成能被實(shí)時(shí)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(kuò)大。所以我們要重視變壓器的后備養(yǎng)護(hù)和配網(wǎng)的養(yǎng)護(hù)，完善配網(wǎng)中母線和線路的繼電養(yǎng)護(hù)。

3斷路器養(yǎng)護(hù)

新一代數(shù)字養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)了對(duì)斷路器遠(yuǎn)傳、記憶各種操作或故障信息等功能。20世紀(jì)70年頭，斷路器失靈養(yǎng)護(hù)引入超高壓系統(tǒng)，目的在于當(dāng)斷路器失靈無(wú)法切除故障元件時(shí)，由斷路器失靈養(yǎng)護(hù)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(lái)。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(jī)械的、氣體的、液壓的等理由，導(dǎo)致斷路器機(jī)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(jī)構(gòu)失靈。

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

一般來(lái)講，斷路器養(yǎng)護(hù)應(yīng)主要具備如下功能：

（1）一套過(guò)流養(yǎng)護(hù)作為所屬元件相間和接地短路的后備，獨(dú)立運(yùn)行，不經(jīng)失靈啟動(dòng)。整定計(jì)算時(shí)與所屬元件的養(yǎng)護(hù)合作，仍跳斷路器本身。

（2）一套過(guò)流養(yǎng)護(hù)作為斷路器失靈養(yǎng)護(hù)，必經(jīng)失靈啟動(dòng)?？捎蓴嗦菲魉鶎僭酿B(yǎng)護(hù)啟動(dòng)，亦可由（1）套養(yǎng)護(hù)啟動(dòng)，或其它需要啟動(dòng)失靈養(yǎng)護(hù)的指令啟動(dòng)。這套過(guò)流養(yǎng)護(hù)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(dú)立的高精度的時(shí)間元件和獨(dú)立出口，為得志適應(yīng)性養(yǎng)護(hù)