電氣部分變壓器的保護(hù)設(shè)計(jì)研究

1、<p>　　電氣部分變壓器的保護(hù)設(shè)計(jì)研究</p><p>　　摘要：變壓器是發(fā)電廠(chǎng)以及變電站的主要電氣設(shè)備，對(duì)電力系統(tǒng)的保護(hù)有著至關(guān)重要的作用，因此，電壓器對(duì)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)上要求比較高，為了保證電力系統(tǒng)安全繼續(xù)的運(yùn)行，本文對(duì)電氣部分變壓器常見(jiàn)故障進(jìn)行分析，闡述變壓器的保護(hù)裝置類(lèi)別，在變壓器保護(hù)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題的解決方法，重點(diǎn)探討干式變壓器的保護(hù)設(shè)計(jì)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：

2、電氣部分；變壓器；解決方法；干式變壓器；保護(hù)設(shè)計(jì) </p><p>　　隨著對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)、電子技術(shù)以及通信技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)電氣部分的變壓器設(shè)計(jì)的要求越來(lái)越高。在大型高壓以及超高壓的電力變壓器的保護(hù)設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)遇到一些問(wèn)題，下面就了解喜愛(ài)電氣部分變壓器常見(jiàn)的故障進(jìn)行分析，提出一些合理的變壓器保護(hù)設(shè)計(jì)方案，希望對(duì)于變壓器的保護(hù)起著一定的作用。 </p><p>　　Abstract: T

3、he transformer is the main electrical equipment of power plant and substation, it plays a very important role in the protection of power system, therefore, the design of relay protection voltage regulator requirements ar

4、e relatively high, in order to guarantee the safety of power system to run, this paper analyzes transformer of electric part of the common faults, described the protection device of transformer category, solutions for co

5、mmon problems in transformer protection design, d</p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：TM41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)： </p><p>　　一、電氣部分變壓器常見(jiàn)故障 </p><p>　　1、在油箱外的故障。對(duì)于油箱外的故障主要是引出線(xiàn)與套管發(fā)生了接地短路以及相間短路等等情況，造成變壓器出現(xiàn)故障。 </p>

6、;<p>　　2、在油箱內(nèi)的故障。主要是指繞組的接地、匠間以及相間短路，同時(shí)出現(xiàn)鐵心德燒損等等，這些故障將會(huì)導(dǎo)致繞組以及鐵心的燒壞，最終使絕緣體以及變壓器油的強(qiáng)烈氣化，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)油箱的爆炸。 </p><p>　　3、變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)。包括三個(gè)方面：一個(gè)是由于漏油的原因引起的油面降低，第二是由于負(fù)荷超載一定的容量而引起的過(guò)負(fù)荷，最后一個(gè)是由于變壓器的外部相間短路從而引起的過(guò)電流以及過(guò)電壓。

7、</p><p>　　二、電氣部分變壓器保護(hù)裝置類(lèi)別 </p><p>　　電氣部分的變壓器出現(xiàn)以上故障應(yīng)該有相應(yīng)的措施進(jìn)行解決，下面就從復(fù)合電壓閉鎖過(guò)電流，瓦斯，縱聯(lián)差動(dòng)，零序過(guò)電流這四個(gè)方面進(jìn)行分析： </p><p>　　1、通過(guò)復(fù)合電壓閉鎖過(guò)電流進(jìn)行保護(hù)。對(duì)于三繞組的變壓器過(guò)流保護(hù)重點(diǎn)是從以下三個(gè)方面進(jìn)行探討的：①為了進(jìn)一步的提高其靈敏度將接地線(xiàn)進(jìn)行簡(jiǎn)化以及

8、裝設(shè)復(fù)合電壓從而起動(dòng)的過(guò)流保護(hù)。②當(dāng)三繞組變壓的外部出現(xiàn)短路時(shí)，過(guò)流保護(hù)應(yīng)該選擇性的斷開(kāi)只供給短路點(diǎn)得電流那一端的斷路器，這樣以來(lái)，能夠使其他兩組的變壓器能夠正常的工作。③三繞組的變壓器的兩側(cè)電源上，應(yīng)該在三側(cè)都裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)，同時(shí)在動(dòng)作時(shí)的最小一側(cè)加上方向元件，最終保證動(dòng)作的選擇性，在裝設(shè)方向元件以后，還應(yīng)該采取一定的保護(hù)措施，防治變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障。 </p><p>　　2、通過(guò)瓦斯進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)變壓器的內(nèi)部

9、出現(xiàn)故障時(shí)，由于故障點(diǎn)的電流以及電弧的作用，會(huì)使變壓器油以及其他的絕緣材料會(huì)因?yàn)榫植康氖軣幔瑥亩a(chǎn)生氣體，一般氣體比較的輕，它會(huì)從油箱流向油枕的上邊，當(dāng)變壓器的內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重事故時(shí)，氣體會(huì)隨之而增多，可以利用油箱內(nèi)部出現(xiàn)故障的之一特點(diǎn)，可以構(gòu)成作用于氣體的保護(hù)裝置，這個(gè)裝置就稱(chēng)之為瓦斯保護(hù)。通常情況下，瓦斯氣體的容積整定范圍為二百五十到三百立方厘米，容量在一萬(wàn)KVA以上，整定值就是二百五十立方厘米，氣體的容積整定值主要是利用調(diào)節(jié)重錘的位置

10、進(jìn)行改變的，重瓦斯保護(hù)的由流速度的范圍是在0.6-1.5m/s。當(dāng)變壓器出現(xiàn)外部故障時(shí)，因?yàn)槭艿酱┰叫怨收想娏鞯淖饔茫趯?dǎo)油管的流速一般為0.4-0.5m/s。所以，鑒于上面的緣故，一般將當(dāng)導(dǎo)油管的流速設(shè)定為每秒一米。 </p><p>　　3、通過(guò)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。縱聯(lián)差動(dòng)主要是保護(hù)反應(yīng)變壓器繞組以及引出線(xiàn)的相見(jiàn)短路，對(duì)其中性點(diǎn)直接接地側(cè)繞組以及引出線(xiàn)的接地短路都能夠起到保護(hù)作用。主要是從以下量方面進(jìn)行分析：①由于

11、電壓器的接線(xiàn)組別不同，導(dǎo)致的兩側(cè)的電流相位的關(guān)系也不同，即使在變壓器兩邊的電流互感器出現(xiàn)的兩次電流的大小都是一樣的，但是也會(huì)在差動(dòng)回路中出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象，為了避免出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象，一般情況下，將變壓器星行接線(xiàn)的一側(cè)的電流互感器的二次繞組接成三角形，將變壓器三角形接線(xiàn)的一側(cè)電流互感器的二次繞組接線(xiàn)成星形，這樣一來(lái)，就能夠?qū)㈦娏骰ジ衅鞯亩坞娏飨辔恍Ｕ^(guò)來(lái)。②為了保護(hù)動(dòng)作的選擇性，保護(hù)裝置的動(dòng)作電流應(yīng)該躲開(kāi)外部短路時(shí)的不平衡電流，一般都選擇

12、制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)。 </p><p>　　4、通過(guò)零序過(guò)電流保護(hù)。一般堅(jiān)持的原則是與中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的變壓器的零序電壓原件在靈敏度上得到配合；在接地電流系統(tǒng)時(shí)，為了避免出現(xiàn)引線(xiàn)與母線(xiàn)的接地短路，一般在三側(cè)都有電源而中性帶你接地的變壓器上，通常都裝有零序過(guò)電流保護(hù)。 </p><p>　　三、在電氣部分變壓器的保護(hù)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題的解決方法 </p><p>　　對(duì)于

13、一些大型高壓以及超高壓的電力變壓器的保護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)遇到以下的問(wèn)題：提高高阻接地故障的靈敏度、過(guò)激磁的保護(hù)設(shè)計(jì)以及提高對(duì)電流互感器飽和的識(shí)別等，下面就具體從這四個(gè)方面進(jìn)行分析： </p><p>　　1、提高高阻接地故障的靈敏度。提高高阻接地故障的靈敏度有利于更好的保證變壓器的安全運(yùn)行以及能夠可靠的識(shí)別出變壓器發(fā)生的高阻接地故障，最主要的是采用故障分量差動(dòng)保護(hù)，對(duì)于這一保護(hù)的動(dòng)作特性曲線(xiàn)如下圖1所示： </p

14、><p>　　圖1 故障分量差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性 </p><p>　　對(duì)于這一保護(hù)動(dòng)作的判定公式為：(△Ir≤△IGD)，在這個(gè)公式中，△Id87為最小的門(mén)檻值，K1以及K2為比率制動(dòng)系數(shù)，△IGD表示的是拐點(diǎn)的電流值；△Ir表示的是制動(dòng)電流的故障分量，△Id表示的是差動(dòng)電流的故障分量。因?yàn)閺?fù)合電流在差動(dòng)的電流以及制動(dòng)的電流中都已經(jīng)被消除了，因此，與發(fā)生故障茜的負(fù)荷情況沒(méi)有關(guān)系，特別是在制動(dòng)的電

15、流方面能夠很好的提高差動(dòng)保護(hù)的靈敏度。 </p><p>　　2、過(guò)激磁的保護(hù)設(shè)計(jì)。因?yàn)檫^(guò)激磁的能力比較大，在世界給出的變壓器的耐過(guò)激磁的倍數(shù)曲線(xiàn)是不同的。因此，為了更好的利用變壓器自身的耐受過(guò)激磁的能力，應(yīng)該開(kāi)發(fā)出一種新型的變壓器來(lái)限制過(guò)激磁保護(hù)。對(duì)于目前來(lái)說(shuō)，比較典型的過(guò)激磁倍數(shù)曲線(xiàn)就是德國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)VDE-0523/8.64等等，廣大公司采用的是ABB公司提出的過(guò)激磁保護(hù)。 </p><p&

16、gt;　　3、提高對(duì)電流互感器飽和的識(shí)別。對(duì)于提高對(duì)電流互感器的飽和識(shí)別主要是在變壓器的差動(dòng)保護(hù)中選用的抗電流互感器飽和的附加穩(wěn)定特性來(lái)進(jìn)行識(shí)別的。經(jīng)歷以下幾個(gè)步驟：①第一，以?xún)?nèi)被保護(hù)變壓器區(qū)內(nèi)的短路故障引起的電流互感器飽和不能夠用差動(dòng)電流以及制動(dòng)電流的比值來(lái)進(jìn)行區(qū)別的。因?yàn)橹苿?dòng)電流和差動(dòng)電流的測(cè)量值都會(huì)受到一定的干擾，并且，比率值會(huì)滿(mǎn)足保護(hù)動(dòng)作的條件。②對(duì)于發(fā)生在被保護(hù)變壓器區(qū)外的故障引起的電流互感器飽和狀況，可以利用故障發(fā)生的最初的

17、短時(shí)間以?xún)?nèi)，采用最高值的初始制動(dòng)電流來(lái)來(lái)檢測(cè)，這時(shí)候，制動(dòng)電流會(huì)將工作點(diǎn)短暫的一道附加的穩(wěn)定特性區(qū)內(nèi)。③當(dāng)放生在被電壓器區(qū)內(nèi)的故障引起的電流互感器的飽和時(shí)，因?yàn)椴顒?dòng)電流很大，與制動(dòng)電流形成的電流比值從人引發(fā)的工作點(diǎn)就會(huì)立即進(jìn)入到比率差動(dòng)的保護(hù)特性區(qū)內(nèi)。所以，對(duì)于保護(hù)通過(guò)測(cè)量的電流量值主要引發(fā)的找工作點(diǎn)在不在附加的穩(wěn)定性特區(qū)內(nèi)，主要通過(guò)這個(gè)方法來(lái)識(shí)別的。 </p><p>　　四、干式變壓器的保護(hù)設(shè)計(jì)研究 <

18、/p><p>　　干式變壓器在煤礦井下的供配電系統(tǒng)中有著重要的作用，變壓器是比較關(guān)鍵的設(shè)備，下面主要是以移動(dòng)干式變壓器的結(jié)構(gòu)上的缺陷來(lái)進(jìn)行分析的，為中國(guó)干式變壓器在工業(yè)中的安全運(yùn)用具有重要的意義。 </p><p>　　1、干式變壓器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的缺陷。因?yàn)橐苿?dòng)變壓器設(shè)計(jì)上都是采用高壓負(fù)荷的開(kāi)關(guān)，主要是有干式變壓器以及配電箱、低壓保護(hù)箱這三部分組成的。保護(hù)的部分設(shè)計(jì)在變壓器的兩端頭，變壓器與兩

19、端頭的通電主要是通過(guò)耐絕緣的接線(xiàn)端子和銅接線(xiàn)來(lái)完成的，采用軟銅帶來(lái)連接銅接線(xiàn)柱以及高低壓的連線(xiàn)，電流互感器主要在軟銅帶上面，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)容易造成接線(xiàn)端子的結(jié)緣受到損壞，并且不容易發(fā)現(xiàn)，溫度保護(hù)起不到作用，容易發(fā)生安全事故。 </p><p>　　2、針對(duì)設(shè)計(jì)的缺陷提出的解決辦法。對(duì)于接線(xiàn)端的接觸不良從而引起的發(fā)熱現(xiàn)象，主要通過(guò)在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上，通過(guò)在干式變壓器的殼上設(shè)置一個(gè)通通氣孔，同時(shí)在通氣孔上安裝瓦斯

20、監(jiān)測(cè)裝置，這個(gè)裝置主要是運(yùn)用與工業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)相連接，實(shí)現(xiàn)變壓器的在線(xiàn)監(jiān)控，同時(shí)為巡檢的工作人員提供一個(gè)可靠的依據(jù)。一般正常情況下，是沒(méi)有氣體的產(chǎn)生的，一旦在變壓器的內(nèi)部接線(xiàn)柱上發(fā)熱現(xiàn)象，就會(huì)有大量的氣體產(chǎn)生，在變壓器上邊的瓦斯裝置就會(huì)報(bào)警，這樣以來(lái)，就會(huì)提示維護(hù)人員要進(jìn)行檢修。 </p><p><b>　　五、結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　電氣部分的變壓器的

21、保護(hù)設(shè)計(jì)是通過(guò)不斷的實(shí)踐，在實(shí)踐中找到方法，對(duì)變壓器出現(xiàn)的故障進(jìn)行及時(shí)的維修，對(duì)變壓器進(jìn)行保護(hù)，有利于設(shè)備的安全運(yùn)行，在工業(yè)生產(chǎn)上具有重要的意義。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]西北電力設(shè)計(jì)院\東北電力設(shè)計(jì)院.電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)（2）上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.1981. </p><p>　　[2]

22、熊信銀主編,朱永利副主編.發(fā)電廠(chǎng)電氣部分.北京:中國(guó)電力出版社,2004. </p><p>　　[3]王維檢.電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用.[J].北京：中國(guó)電力出版社,1998. </p><p>　　[4]馬洪波.干式變壓器技術(shù)的發(fā)展及其在電力生產(chǎn)中的應(yīng)用綜述[J].電力科學(xué)與工程,2010(11):56. </p><p>　　[5]王新月.基于DSP 的干