鐵路電力供電系統(tǒng)保護(hù)-電力變壓器保護(hù)

鐵路電力變壓器保護(hù)配置原則鐵路電力變壓器配置原則變壓器的運(yùn)行狀態(tài)電力變壓器是電力系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備。變壓器保護(hù)是保護(hù)變壓器免受短路故障損壞的重要自動(dòng)裝置。當(dāng)變壓器內(nèi)部短路故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)出動(dòng)作命令，保護(hù)變壓器免受短路電流的損壞。鐵路電力變壓器配置原則ABC變壓器的運(yùn)行狀態(tài)正常運(yùn)行狀態(tài)不正常運(yùn)行狀態(tài)故障狀態(tài)鐵路電力變壓器配置原則油箱內(nèi)部d1d1d2d2d31.變壓器的故障狀態(tài)變壓器的故障類型：油箱內(nèi)部故障變壓器繞組相間短路（d1）變壓器繞組匝間短路（d2）變壓器繞組接地短路（d3）變壓器油箱內(nèi)部故障產(chǎn)生巨大短路電流，不僅會(huì)燒壞變壓器繞組和鐵心，而且由于絕緣油汽化，可能引起變壓器爆炸。鐵路電力變壓器配置原則油箱外部故障d1d1d2油箱內(nèi)部絕緣套管的相間短路與接地短路；引出線上的發(fā)生的相間短路和接地短路。變壓器的故障類型：鐵路電力變壓器配置原則2過電壓由于變壓器外部接地短路引起的過電流和中性點(diǎn)過電壓4油面降低由于漏油等原因而引起的油面降低1過電流由于變壓器外部相間短路引起的過電流3過負(fù)荷由于負(fù)荷超過額定容量引起的過負(fù)荷5過勵(lì)磁在過電壓或低頻率等異常運(yùn)行方式下，發(fā)生變壓器的過勵(lì)磁2.變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)鐵路電力變壓器配置原則2.變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)對(duì)于這些不正常工作狀態(tài)，變壓器保護(hù)也必須能夠反應(yīng)。當(dāng)變壓器發(fā)生不正常工作狀態(tài)時(shí)，變壓器保護(hù)只發(fā)告警信號(hào)，或延時(shí)跳閘。鐵路電力變壓器配置原則對(duì)電力變壓器的各種故障及不正常運(yùn)行工作狀態(tài)，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)瓦斯保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)過電流保護(hù)過負(fù)荷保護(hù)鐵路電力變壓器配置原則瓦斯保護(hù)800kVA及以上的油浸式變壓器和400kVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。

當(dāng)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)作為信號(hào)（輕瓦斯）；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)應(yīng)動(dòng)作于各側(cè)斷路器跳閘（重瓦斯）。鐵路電力變壓器配置原則由于瓦斯保護(hù)不能反應(yīng)變壓器箱體內(nèi)故障，所以對(duì)于6300kVA及以上并列運(yùn)行的變壓器以及10000kVA及以上單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，630kVA及以上單獨(dú)運(yùn)行的重要變壓器應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)保護(hù)。對(duì)于2000~10000kVA及以下中小容量變壓器，若靈敏度滿足要求時(shí)，應(yīng)采用電流速斷保護(hù)來(lái)瞬時(shí)切除變壓器電源側(cè)套管引出線及部分繞組的故障?？v聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)鐵路電力變壓器配置原則為了防止外部故障引起的變壓器過電流和作為變壓器的后備保護(hù)，一般在變壓器的電源側(cè)都要裝設(shè)過電流保護(hù)。還應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)變壓器負(fù)荷過大的過負(fù)荷保護(hù)。過電流保護(hù)過負(fù)荷保護(hù)變壓器電流速斷保護(hù)電力變壓器電流速斷保護(hù)對(duì)于容量較小的變壓器，可在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。它與瓦斯保護(hù)互相配合，可以保護(hù)變壓器的內(nèi)部和電源側(cè)套管及引出線上全部故障。電力變壓器電流速斷保護(hù)變壓器的電流速斷保護(hù)原理接線圖電源側(cè)為直接接地系統(tǒng)時(shí)，該保護(hù)采用完全星形接線，如果是非直接接系統(tǒng)，則該保護(hù)采用兩相不完全星形接線。該保護(hù)動(dòng)作于跳開兩側(cè)斷路器。電力變壓器電流速斷保護(hù)整定計(jì)算：電流速斷保護(hù)應(yīng)裝設(shè)在變壓器的電源側(cè)。在圖中，變壓器的電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流按以下計(jì)算并選擇其中較大者。按躲過變壓器負(fù)荷側(cè)母線上K1點(diǎn)短路時(shí)流過保護(hù)的最大短路電流計(jì)算：

電力變壓器電流速斷保護(hù)整定計(jì)算按躲過變壓器空載投入時(shí)的勵(lì)磁涌流計(jì)算，一般勵(lì)磁涌流大于3~5倍的變壓器額定電流INT，最大時(shí)候可達(dá)6~8倍。

電力變壓器電流速斷保護(hù)靈敏度校驗(yàn)電流速斷保護(hù)的靈敏性系數(shù)按保護(hù)安裝處（k2點(diǎn)）最小兩相短路電流校驗(yàn)，即：

電流速斷保護(hù)接線簡(jiǎn)單、動(dòng)作迅速系統(tǒng)運(yùn)行方式變化較大時(shí)靈敏度往往達(dá)不到要求，同時(shí)變壓器受電側(cè)部分繞組與套管、引出線發(fā)生故障時(shí)，電流速斷保護(hù)起不到保護(hù)作用，因此還需要與過電流保護(hù)配合，才能切除受電側(cè)的上述故障。評(píng)價(jià)電力變壓器電流速斷保護(hù)電力變壓器電流速斷保護(hù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)小型變壓器，采用電流速斷保護(hù)、瓦斯保護(hù)與過電流保護(hù)配合使用，可以起到良好的保護(hù)效果。結(jié)論變壓器低壓?jiǎn)?dòng)的過流保護(hù)變壓器低壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)低壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)=過電流保護(hù)+低電壓保護(hù)變壓器低壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)低電壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)原理接線圖過電流保護(hù)低電壓保護(hù)TV斷線告警變壓器低壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)變壓器發(fā)生短路故障，電壓?jiǎn)?dòng)元件和電流啟動(dòng)元件同時(shí)動(dòng)作，啟動(dòng)KM和KT，經(jīng)KT的預(yù)定延時(shí)后，啟動(dòng)KS發(fā)出跳閘信號(hào)，同時(shí)啟動(dòng)保護(hù)出口KM動(dòng)作于跳閘，1QF和2QF斷開。工作原理切除故障TV斷線告警在變壓器正常運(yùn)行時(shí)，1KV、2KV、3KV觸點(diǎn)全部斷開，KM斷開。當(dāng)某一電壓回路發(fā)生斷線故障，該回路的KV動(dòng)作觸點(diǎn)閉合，KM帶電動(dòng)作，發(fā)出斷線信號(hào)。變壓器低壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)整定計(jì)算：電流值的整定電流元件的啟動(dòng)電流按躲開變壓器的額定電流整定，不再考慮自啟動(dòng)系數(shù)。

可見，低壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)的比過電流保護(hù)的動(dòng)作電流小，所以說(shuō)提高了保護(hù)的靈敏性。變壓器低壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)整定計(jì)算：電壓值的整定低電壓元件的啟動(dòng)值應(yīng)小于在變壓器正常運(yùn)行情況下母線可能出現(xiàn)的最低工作電壓。在外部故障切除后電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)過程中，保護(hù)必須返回。。

變壓器低壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)靈敏度校驗(yàn)

變壓器過電流保護(hù)變壓器過電流保護(hù)裝于變壓器T的電源側(cè)，采用完全星形接線。變壓器過電流保護(hù)單相原理接線圖工作原理：正常運(yùn)行時(shí)，電流互感器TA二次側(cè)的電流不足以使電流繼電器KA啟動(dòng)，保護(hù)裝置不動(dòng)作。當(dāng)流經(jīng)T的電流超過整定值時(shí)，KA啟動(dòng)，經(jīng)過KT延時(shí)后，KS發(fā)出過電流信號(hào)，同時(shí)KM啟動(dòng)，跳開T兩側(cè)的斷路器1QF、2QF。變壓器過電流保護(hù)對(duì)并列運(yùn)行的變壓器，應(yīng)考慮切除一臺(tái)變壓器時(shí)所出現(xiàn)的過負(fù)荷。當(dāng)各臺(tái)變壓器的容量相同時(shí)，其計(jì)算公式為：

整定計(jì)算：過電流保護(hù)裝置的啟動(dòng)電流按躲開變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷

電流進(jìn)行整定。變壓器過電流保護(hù)對(duì)降壓變壓器應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)電流。過電流保護(hù)的動(dòng)作電流為：

整定計(jì)算變壓器過電流保護(hù)

靈敏度校驗(yàn)過電流保護(hù)作為變壓器的近后備保護(hù)，靈敏系數(shù)要求大于1.5；遠(yuǎn)后備保護(hù)的靈敏系數(shù)大于1.2。動(dòng)作時(shí)間：比出線的第III段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限長(zhǎng)1個(gè)時(shí)限階段。變壓器過負(fù)荷保護(hù)變壓器過負(fù)荷保護(hù)變壓器的過負(fù)荷保護(hù)反應(yīng)的是變壓器對(duì)稱過負(fù)荷引起的過電流。什么是變壓器過負(fù)荷保護(hù)？由于過負(fù)荷電流三相對(duì)稱，所以過負(fù)荷保護(hù)裝置只需要一個(gè)電流繼電器接于一相電流回路中就可以。變壓器過負(fù)荷保護(hù)當(dāng)負(fù)荷電流過大導(dǎo)致KA啟動(dòng)，KT動(dòng)作，經(jīng)過一定時(shí)間延時(shí)后觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)KS發(fā)出過負(fù)荷信號(hào)。工作原理：正常運(yùn)行時(shí)，電流繼電器KA不動(dòng)作，保護(hù)裝置不發(fā)信號(hào)。過負(fù)荷保護(hù)的延時(shí)一般比較長(zhǎng)，可取10s。由于變壓器一般都有一定的過負(fù)荷能力，所以變壓器過負(fù)荷保護(hù)一般只是發(fā)出信號(hào)告警，不直接作用于跳閘。變壓器過負(fù)荷保護(hù)的原理接線圖變壓器過負(fù)荷保護(hù)整定計(jì)算：過負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流按躲過變壓器的額定電流進(jìn)行整定計(jì)算：對(duì)于三繞組變壓器，三側(cè)都裝有過負(fù)荷啟動(dòng)元件；對(duì)于雙繞組變壓器，過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)安裝于電源側(cè)。

零序電壓保護(hù)零序電壓保護(hù)

利用這一特點(diǎn)，在發(fā)電廠和變電所的母線上，一般裝設(shè)網(wǎng)絡(luò)單相接地的監(jiān)視裝置，它利用接地后出現(xiàn)的零序電壓，帶延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，表明本級(jí)電壓網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)了單相接地。

在中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，只要本級(jí)電壓網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生單相接地故障，則在同一電壓等級(jí)的所有發(fā)電廠和變電所的母線上，都將出現(xiàn)數(shù)值較高的零序電壓。零序電壓保護(hù)絕緣監(jiān)察裝置的接線原理圖

電壓互感器二次接成開口三角形采用過電壓繼電器接于電壓互感器二