范文一：变压器的零序保护的配置原则是什么？

变压器的零序保护的配置原则是什么？答：（1）中性点直接接地电网的变压器应装设零序（接地）保护作为变压器主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护。

（2）当变压器中性点同时装设有避雷器和放电间隙时，应装设零序电流保护作为变压器中性点直接接地运行时的保护，并增设一套反映间隙放电电流的零序电流保护和一套零序电压保护作为变压器中性点不接地运行时的保护。后者作为间隙放电电流的零序电流保护的后备保护。

（3）自耦变压器的零序保护的不能接在中性线回路的电流互感器上，应接在本侧的零序电流滤过器上，并且高、中压侧加装方向元件，以保证选择性。

110kV、220kV中性点直接接地电力网装设保护的一般规定

英文词条名：

1 全绝缘变压器。

应按规定装设零序电流保护，并增设零序过电压保护。当电力网单相接地且失去接地中性点时，零序过电压保护经0.3～0.5S 时限动作于断开变压器各侧断路器。

2

A.中性点装设放电间隙时，应按规定装设零序电流保护，并增设反应零序电压和间隙放电电流的零序电流电压保护。当电力网单相接地且失去接地中性点时，零序电流电压保护约经0.3～0.5S 时限动作于断开变压器各侧断路器。

B.中性点不装设放电间隙时，应装设两段零序电流保护和一套零序电流电压保护。零序电流保护第一段设置一个时限，第二段设置两个时限，当每组母线上至少有一台中性点接地变压器时，第一段和第二段的较小时限动作于缩小故障影响范围。零序电流电压保护用于变压器中性点不接地运行时保护变压器，其动作时限与零序电流保护第二段时限相配合，用以先切除中性点不接地变压器，后切除中性点接地变压器。当某一组母线上的变压器中性点都不接地时，则不应动作于断开母线联络断路器，而应当首先断开中性点不接地的变压器，此时零序电流保护可采用一段，并带一个时限

在大短路电流接地系统中发生接地故障后，就有零序电流、零序电压和零序功率出现，利用这些电气量构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护 保护间隙

1.保护间隙

protective gap

带电部分与地之间用以限制可能发生最大过电压的间隙。

2.保护间隙概念 所谓保护间隙，是由两个金属电极构成的一种简单的防雷保护装置。其中一个电极固定在绝缘子上，与带电导线相接，另一个电极通过辅助间隙与接地装置相接，两个电极之间保持规定的间隙距离。 保护间隙构造简单，维护方便，但其自行灭弧能力较差。其间隙的结构有棒型、球型和角型三种。棒型间隙的伏秒特性较陡，不易与设备的绝缘特性配合；球型间隙虽然伏秒特性最平坦，保护性能也很好，但它与棒型间隙一样，都存在着间隙端头易烧伤的缺点，烧伤后间隙距离增大，不能保证动作的准确性；角型间隙放电时，电弧会沿羊角迅速向上移动而被拉长，因而容易自行灭弧，间隙不会严重烧伤，所以，近年来角型间隙被广泛用于配电线路和配电设备的防雷保护。 由于保护间隙的间隙距离较小(8～25mm)，易为昆虫、鸟类或其他外物偶然碰触而引起短路，因此常在接地引下线上串接一个小角型辅助间隙。 在正常情况下，保护间隙对地是绝缘的，并且绝缘强度低于所保护线路的绝缘水平，因此，当线路遭到雷击时，保护间隙首先因过电压而被击穿，将大量雷电流泄入大地，使过电压大幅度下降，从而起到保护线路和电气设备的作用。 为了使保护间隙与线路或设备的绝缘水平相配合，间隙距离应符合表2所列值。 表2 保护间隙的主间隙和辅助间隙的距离 额定电压 (kV)3 6 10 35 60 110 中性点直接接地中性点非直接接地主间隙距离 (mm) 8 15 25 210 400 700 750 辅助间隙距离 (mm) 5 10 10 20 — —— 3.对防雷保护间隙的结构有哪些要求？ 防雷保护间隙的结构应满足以下要求： (1)间隙距离应符合要求，并稳定不变。 (2)间隙放电时，应能够防止电弧跳到其他设备上。 (3)能防止间隙的支持绝缘子损坏。 (4)间隙正常动作时，能防止电极烧坏。 (5)电极应镀锌或采取其他防锈蚀的措施。 (6)主、辅间隙之间的距离应尽量小，最好三相共用一个辅助间隙。

零序保护

在大短路电流接地系统中发生接地故障后,就有零序电流、零序电压和零序功率出现,利用这些电气量构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护。

零序电流保护在运行中需注意以下问题: (1)当电流回路断线时,可能造成保护误动作。这是一般较灵敏的保护的共同弱点,需要在运行中注意防止。就断线机率而言,它比距离保护电压回路断线的机率要小得多。如果确有必要,还可以利用相邻电流互感器零序电流闭锁的方法防止这种误动作。 (2)当电力系统出现不对称运行时,也要出现零序电流,例如变压器三相参数不同所引起的不对称运行,单相重合闸过程中的两相运行,三相重合闸和手动合闸时的三相断路器不同期,母线倒闸操作时断路器与隔离开关并联过程或断路器正常环并运行情况下,由于隔离开关或断路器接触电阻三相不一致而出现零序环流,以及空投变压器时产生的不平衡励磁涌流,特别是在空投变压器所在母线有中性点接地变压器在运行中的情况下,可能出现较长时间的不平衡励磁涌流和直流分量等等,都可能使零序电流保护启动。 (3)地理位置靠近的平行线路,当其中一条线路故障时,可能引起另一条线路出现感应零序电流,造成反方向侧零序方向继电器误动作。如确有此可能时,可以改用负序方向继电器,来防止上述方向继电器误判断。 (4)由于零序方向继电器交流回路平时没有零序电流和零序电压,回路断线不易被发现;当继电器零序电压取自电压互感器开口三角侧时,也不易用较直观的模拟方法检查其方向的正确性,因此较容易因交流回路有问题而使得在电网故障时造成保护拒绝动作和误动作

范文二：变压器保护的配置

第34卷第1期2008年2月包 钢 科 技

Science&TechnologyofBaotouSteel(Group)CorporationVol.34,No.1February,2008

变压器保护的配置

代 伟

X

(包钢(集团)公司机械设备制造公司,内蒙古 包头 014010)

摘 要:文章介绍了数字自动化控制系统中降压变压器保护的配置,强化主保护,简化近后备保护,加强低(中)压侧远后备保护。讨论了部分保护继电器,说明了开发数字保护断路器的必要性,并对断路器保护应具备的功能提出了建议。

关键词:变压器;配网保护;短路保护;配置

中图分类号:TM40315 文献标识码:B 文章编号:1009-5438(2008)01-0047-03

TransformerProtectionConfiguration

DAIWei

(MechanicalEquipmentManufactureCo.Ltd.ofBaotouSteel(Group)Corp.,

Baotou014010,NeiMonggol,China)

Abstract:Thepaperintroducestheconfigurationofstep-downtransformerprotectionindigitalautomationcontrolsystem.Strengtheningthemainprotection,simplifyingthenearlybackupprotectionandreinforcingthelow(in)pressurefarsideofbackupprotection.Itdiscussessomeoftheprotectionrelay,thenecessityofdigitalprotectioncircuitbreaker,andmadeanumberofrec-ommendationsonthefunctionofprotectioncircuitbreaker.

Keywords:transformer;distributionnetworkprotection;short-circuitprotection;configuration

在电气数字控制系统中,变压器的参数数字量与模拟量的转换是非常重要的一个环节。变压器是电力系统中非常重要的设备。其正常运行不仅关系到本身的安全、用户的可靠供电,而且直接影响整个电力系统的稳定。变压器的保护配置应该满足在任何情况发生时,都不能烧毁变压器,使事故扩大,影响电力系统稳定。

保护设计问题得到空前发展。目前国内电力系统的变压器保护设有过电流保护和电流速断保护。容量在800kVA以上油浸式变压器或车间变电所内400kVA以上电力变压器还需装设气体继电保护。以上保护均作用于断路器跳闸。对2台并联运行的电力变压器,单台容量400kVA以上,或单台运行又兼作备用电源用的电力变压器,有可能过载时,还需装设有发信号的过负荷保护。

国际先进的变压器保护采用双重保护,即1套变压器装置中至少应有2套以上不同原理的主保护,(不包括瓦斯保护),作为变压器主保护的纵差保护技术与微机结合起来,使之变得更加稳定可靠,传统变压器保护设主保护和后备保护是因为当变压器内部故障而主保护拒动时限较长,即使切除了故障变压器,设备和系统也遭到严重

1 变压器的保护

1.1 变压器的主保护

电气数字控制系统中,由于性能可靠,计算速度快,反应灵敏,尤其是在电气数字式变压器的保护应用中,由于加入了中文液晶显示后内容更加丰富,数字接口多,数字开入量大等优点,使得数字式变压器

X收稿日期:2007-20-10

(),男,,,

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包钢科技 第34卷

破坏,因此不得不使用后备保护。在1套变压器保护装置中设置2套不同原理主保护,且2套主保护互为备用,并不增加切除故障变压器的时限,使变压器损失最小有利于电力系统的稳定。1.2 变压器的激磁涌流

用数字控制技术将变压器参数的模拟量转换成数字量并加以控制,使系统运行速度更快。当电力线路不同的是,变压器在空载投入时,或突然恢复电压时会出现一个冲击性的激磁涌流,为避免速断保护的误动作,传统的方法是在现场试验,将速断保护整定后,将变压器空载试投若干次,检查速断保护是否误动作。当速断保护的一次动作电流比变压器额定电流大2~3倍时,速断保护一般能躲过激磁涌流,不会误动作。

1.3 监测变压器内部故障的意义

在变压器运行监控系统中,对变压器内部进行连续的监测,综合分析和判断,可以实现变压器内部故障的预测。变压器内部将要发生故障时,一定会伴随着绝缘老化、局部放电、局部过热等征兆。绝缘老化可以测量介质损失角来发现,当局部放电时,将伴随有啸叫和气体产生,前者利甚高频通过接地线的耦合来判断故障类型,后者可通过瓦斯断电器和变压器化验分析确认。当变压器发生局部过热时,可通过置入变压器内部温度传感器测量。

1.4 变压器的接地保护

变压器接地保护是电气数字控制系统中较早解决的问题之一。变压器发生接地短路时,目前主要是靠零差保护作为保护。零差保护可用公用纵差保护TA。接线中增加了2只中间TA,由于微机式纵差保护的一次TA均使用星形接线,所以中间TA均为星形接线。零差继电器为高阻电流继电器。零差保护对变压器的接地短路有很高的灵敏度。如果不设零差保护,鉴于纵差保护的灵敏度问题必须设后备保护。一般一个变电站中装有多台变压器并且部分变压器中性点接地,部分变压器中性点不接地或经放电间隙接地,这就使设置变压器接地短路的后备保护及跳闸逻辑变得困难,且扩大停电范围,甚至可能造成整个变电站停电[1]。

(1)中性点直接接地的变压器,用零序电流保护作后备,无选择性,需要选择性时再加设零序方向保护。

(2)中性点不接地的变压器,用零序电压保护作后备保护,无选择性,当变电站发生接地故障时,要装设零序电流保护,采用零序电压闭锁零序电流保护可能会好一点。

(3)中性点装设放电间隙的变压器,与中性点不接地的变压器相同,采用零序电压闭锁零序电流保护所不同的是零序电流取自放电间隙。1.5 相同短路保护

在强化变压器主保护的前提下,由于变压器内部故障几乎全部由主保护切除,因此变压器的后备保护可以简化,甚至不议。由于变压器低压侧TA少,加之低压侧短路容量大使TA选择较困难等原因,目前变压器的后备保护大都设在高中压侧,而低压侧很简单。由于工频变化量继电器灵敏度等动作速度快,不受系统结构、运行方式、故障方式和测量回路暂态的影响,所以研制工频变化量复合电压闭锁方向过流保护作为变压器的后备保护更适用,它能够比较好地解决低压侧线保护的灵敏度问题。

2 配网保护

现代发电厂110kV高压变电站,已经应用数字式配电自动保护装置,如深圳南京自动化所研制的BP-2A型微机母线保护装置,采用逻辑判定方式,灵敏性和可靠性大大提高。目前,10kV母线很少加母线保护,其保护要靠变压器后备保护承担,比较简单,而变压器的后备保护不可能作为10kV线路的后备保护。

当10kV线路发生故障而保护拒动或断路器失灵时,这条故障线路不可能被及时切除,极有可能造成烧毁开关柜,交直流短路,烧坏变压器,波及电网事故扩大。所以我们要重视变压器的后备保护和配网的保护,完善配网中母线和线路的继电保护[2]。

3 断路器保护

新一代数字保护系统,强调了对断路器远传、记忆各种操作或故障信息等功能。20世纪70年代,断路器失灵保护引入超高压系统,目的在于当断路器失灵无法切除故障元件时,由断路器失灵保护跳故障元件相邻元件的断路器,以便把故障元件从电力系统中解列出来。

断路器失灵可能的原因有:1断路器跳闸线圈的跳闸指令失灵;o由于电气的、机械的、气体的、液压的等原因,导致断路器机械失灵;?由于超出断路器性能范围的不正确操作导致断路器电流脱扣机构失灵。

第1期 变压器保护的配置

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而国外断路器失灵保护称之为断路器保护,并对电力系统中的断路器均加设断路器保护。

一般来讲,断路器保护应主要具备如下功能:(1)一套过流保护作为所属元件相间和接地短路的后备,独立运行,不经失灵启动。整定计算时与所属元件的保护配合,仍跳断路器本身。

(2)一套过流保护作为断路器失灵保护,必经失灵启动。可由断路器所属元件的保护启动,亦可由(1)中那套保护启动,或其它需要启动失灵保护的指令启动。这套过流保护应有较高的灵敏度,可选择区分单相故障和多相故障,每相应有独立的高精度的时间元件和独立出口,为满足适应性保护应有足够的输入输出并可组态。(上接第46页)

(8)检查出逆变变压器二次电压低没有裕量,逆变变压器的二次电压测量为630V,电机铭牌二次电压标称为980V,从这2个数值分析逆变电压Un等于1.15倍线电压Vn=1.15@630=724V,逆变变压最高值同电机二次电压980V不相匹配,它们之间Vn/Vz=724/980=0.74<>

4 结束语

在电气数字控制系统中,变压器的保护问题多年来是电气设计者研究的首要问题。近年来由于微机技术的广泛应用,使得变压器保护问题得到深层次的解决,既解决了短时间内切除故障变压器,又避免了变压器严重损害,同时使电力系统的影响最小。

参 考 文 献

[1]王维俭.电器设备继电保护原理与应用[M]1北京:中国电力出版社,2004.[2]吴运祥.重视并应用好变压器后备保护继电器[M]1北京:水利电力出版社,2000.

未改造前在轧制较窄品种时,5D电流过大经常烧损快熔和可控硅,更换快熔和可控硅时间较长,每次大约需2h,每月至少2~3次。事故时间很高,影响了轧钢产量。改造后,事故时间缩短为每月1h以下。

512 对备品备件消耗的影响

可控硅的价钱在6000元左右,快熔在110元左右,以2003年、2004年及2005年上半年为例,5D材料费2003年全年为3万元;2004年由于市场及原料原因,一轧厂一直停停轧轧,5D材料费全年依然增长为3.7万元;2005年到改造前5D材料费4个月就达到4.3万元。改造后,每年几千元即能满足要求。513 对产量和质量造成的影响

未改造前5D事故频繁,对热带产量和质量造成很大影响,电力浪费很大,堆钢现象严重,造成不可估量的经济损失。现在堆钢现象减少,提高了带钢成材率。

4 改造后系统优点

改造后5D串调电控装置抗干扰性能好,运行可靠,有理想的动态性能指标,并具有故障自诊断功能。装置在额定电流下允许长期连续运行,操作回路的联锁及各种保护采用PLC集中控制。系统具有:欠电压、过电压、过电流、过负荷、快熔熔断、超速、堵转、二次开路、逆变ME开关跳闸、风机等故障的报警指示及其中一些重故障的联锁跳闸;同时具备灯光指示。电网电压波动时,系统也能保证串调装置的稳定运行。

6 结束语

改造结果显示,西门子6RA70控制器完全可以满足异步电动机串级调速系统的要求,改造后5D异步电力机控制系统稳定,电机运行正常、维护简便,事故率几乎为零,大大提高了产量的成材率。

参 考 文 献

[1]陈伯时.电力拖动自动控制系统[M].北京:机械工业出版社,19921

[2]廖长初1S7-300/400PLC应用技术[M]1北京:,5 经济效益

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范文三：变压器保护的配置

变压器保护的配置

【摘 要】变压器是电网中非常重要的电器设备之一，它的正常运行是对电力系统安全运行的保障。变压器的保护配置不仅满足在任何故障发生时，都不能烧毁变压器设备，使其事故的扩大，影响到电力系统的安全及稳定。

【关键词】变压器保护；保护配置；系统稳定

1 变压器的保护

1.1 变压器的主保护

电气数字控制系统中，由于性能可靠 ，计算速度快，反应灵敏，尤其是在电气数字式变压器的保护应用中，由于加入了中文液晶显示后内容更加丰富，数字接口多，数字开入量大等优点，使得数字式变压器保护设计问题得到空前发展。目前国内电力系统的变压器保护设有过电流保护和电流速断保护。容量在800 kVA以上油浸式变压器或车间变电所内400 kVA以上电力变压器还需装设气体继电保护以上保护均作用于断路器跳闸。对2台并联运行的电力变压器，单台容量400 kVA以上，或单台运行又兼作备用电源用的电力变压器，有可能过载时，还需装设有发信号的过负荷保护。国内先进的变压器保护采用双重保护，即1套变压器装置中至少应有2套以上不同原理的主保护（不包括瓦斯保护），作为变压器主保护的纵差保护技术与微机结合起来，使之变得更加稳定可靠。传统变压器保护设主保护和后备保护是因为当变压器内部故障而主保护拒动时限较长，即使切除了故障变压器，设备和系统也遭到严重破坏，因此不得不使用后备保护。在1套变压器保护装置中设置2套不同原理主保护，且2套主保护互为备用并不增加切除故障变压器的时限，使变压器损失最小，有利于电力系统的稳定。

1.2 变压器的激磁涌流

用数字控制技术将变压器参数的模拟量转换成数字量并加以控制，使系统运行速度更快。当电力线路不同的是 ，变压器在空载投入时，或突然恢复电压时会出现一个冲击性的激磁涌流，为避免速断保护的误动作，传统的方法是在现场试验，将速断保护整定后，将变压器空载试投若干次，检查速断保护是否误动作。当速断保护的一次动作电流比变压器额定电流大2～3倍时，速断保护一般能躲过激磁涌流，不会误动作。

1.3 监测变压器内部故障的意义

在变压器运行监控系统中，对变压器内部进行连续的监测，综合分析和判断 ，可以实现变压器内部故障的预测。变压器内部将要发生故障时，一定会伴随着绝缘老化、局部放电、局部过热等征兆。绝缘老化可以测量介质损失角来发现，当局部放电时，将伴随有啸叫和气体产生，前者利用高频通过接地线的耦合来判断故障类型，后者可通过瓦斯断电器和变压器化验分析确认。当变压器发生

范文四：电力变压器的保护配置

技师专业论文

工种：配电工

题目：电力变压器的保护配置

作 者：程红梅

身份证号：610581198408163125

申报等级：配电工技师

单 位：陕西龙门钢铁有限责任公司能源管控中心

日 期：2013年9月1日

目录

第一章 电力变压器的故障及不正常工作状态.......................................................... 2

（一）变压器的故障............................................................................................ 2

（二）变压器的不正常运行状态........................................................................ 2

第二章 变压器的保护配置.......................................................................................... 2

（一）瓦斯保护.................................................................................................... 3

（二）纵差动保护和电流速断保护.................................................................... 4

1纵差动保护................................................................................................. 4

（1）纵差动保护基本原理.......................................................................... 4

（2）变压器的纵差动保护.......................................................................... 5

2电流速断保护............................................................................................. 6

（三）外部相间短路和接地短路时的后备保护................................................ 7

1变压器相间短路的后备保护..................................................................... 7

（1）过电流保护.......................................................................................... 7

（2）低电压启动的过电流保护.................................................................. 8

2中性点接地变压器的接地保护................................................................. 9

（1）只有一台变压器的变电所.................................................................. 9

（2）两台变压器并列运行的变电所........................................................ 10

（四）过负荷保护.............................................................................................. 10

（五）过励磁保护.............................................................................................. 11

（六）其他非电量保护...................................................................................... 11

结论.............................................................................................................................. 12

参考文献...................................................................................................................... 13

电力变压器的保护配置

作者：程红梅

论文摘要：

电力变压器是变电所中最关键的一次设备，其主要功能是将电力系统的电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用。电力变压器是电力系统中的重要电器设备，而且其数量很多。现代生产的变压器，虽然在设计和材料方面有所改进，结构上比较可靠，相对于输电线路和发电机来说，变压器故障机会也比较少，但在实际运行中，仍有可能发生备种类型的故障和异常运行情况，这会对供电可靠性和系统的正常运行带来严重影响。再加上变压器的价格十分昂贵，所以，必须根据变压器的容量和重要程度装设性能良好、工作可靠且具有较好的经济性的保护装置。本文主要介绍了电力变压器的几种继电保护。

主题词：变压器，瓦斯保护，纵差动保护，过负荷保护

前言：

随着企业的快速发展，供电可靠性的要求不断提高，变压器的安全运行更是必不可少的条件。而合理可靠的保护配置是变压器安全运行的必备条件。现代生产的变压器，虽然在设计和材料方面有所改进，结构上比较可靠，相对于输电线路和发电机来说，变压器故障机会也比较少，但在实际运行中，仍有可能发生备种类型的故障和异常运行情况，这会对供电可靠性和系统的正常运行带来严重影响。为了满足电力系统稳定方面的要求，当变压器发生故障时，要求保护装置快速切除故障。

第一章 电力变压器的故障及不正常工作状态

（一）变压器的故障

变压器的故障可以分为油箱外和油箱内两种故障。油箱外的故障，主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。油箱内的故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的烧损等。油箱内故障时产生的电弧，不仅会损坏绕组的绝缘、烧毁铁芯，而且由于绝缘材料和变压器油因受热分解而产生大量气体，有可能引起变压器油箱的爆炸。因此，当变压器发生各种故障时，保护装置应能尽快的将变压器切除。实践表明，变压器套管和引出线上的相间短路、接地短路、绕组的匝间短路是比较常见的故障形式，而变压器油箱内发生相间短路的情况比较少。

（二）变压器的不正常运行状态

变压器的不正常运行状态主要有变压器外部短路和过负荷引起的过电流；中性点直接接地电力网中，外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；风扇故障或漏油等原因引起冷却能力的下降等。这些不正常运行状态会使绕组和铁芯过热。大容量变压器在过电压或低频率等异常运行工况下会使变压器过励磁，引起铁芯和其他金属构件过热。变压器处于不正常运行状态时，继电保护应根据其严重程度，发出告警信号，使运行人员及时发现并采取相应的措施，以确保变压器的安全。

第二章 变压器的保护配置

电力变压器油箱内故障时，除了变压器各侧电流、电压变化外，油箱内的油、气、温度等非电量也会发生变化。因此，变压器的保护分电量保护和非电量保护两种。非电量保护装设在变压器内部。线路保护中采用的许多保护如过流保护、纵差动保护等在变压器的电量保护中都有应用，但在配置上有区别。

根据规程规定，变压器一般应装设下列保护：

（一）瓦斯保护

规程规定对于容量为800kV·A及以上的油浸式变压器和400kV·A及以上的车间内油浸式变压器，应装设瓦斯保护。

瓦斯保护是反应油浸式变压器内部故障的一种保护装置。当油浸式变压器油箱内部发生故障时，在故障电流和电弧的作用下，变压器油和其他绝缘材料会受热而分解，产生气体，这些气体从油箱流向油枕的上部，故障越严重，产生的气体就越多，流向油枕的气流速度也越快，利用这种气体来动作的保护装置，称为瓦斯保护。

瓦斯保护的主要元件是气体继电器，它安装在油箱与油枕之间的连接管道上。气体继电器是变压器的一种保护用组件，当变压器内部有故障，而使油分解产生气体或造成油流冲击时，继电器的触点动作，给出信号或者使断路器跳闸，使变压器退出运行。为了不妨碍气体的流通，通往继电器的连接管道应有2%~4%的坡度。以开口杯挡板式气体继电器为例：正常运行时，上、下开口杯都浸在油中，上、下触点均断开。当油箱内部发生轻微故障时，少量的气体上升后逐渐聚集在继电器的上部，迫使油面下降，使上开口杯漏出油面。由于浮力减少，在重力作用下开口杯顺时针方向转动，使上触点闭合发出“轻瓦斯”保护动作信号。当油箱内部发生严重故障时，大量气体和油流直接冲击挡板，使下开口杯顺时针方向转动，带动下触点闭合，发出跳闸脉冲，表示“重瓦斯”保护动作。当变压器出现严重漏油而使油面逐渐降低时，首先是上开口杯露出油面，发出报警信号，然后下开口杯露出油面，发出跳闸脉冲。上触点表示“轻瓦斯动作”，动作后经延时发出报警信号。下触点表示“重瓦斯动作”，动作后启动变压器保护的总出口继电器，使断路器跳闸。当油箱内部发生严重故障时，由于油流的不稳定性可能造成触点的抖动，此时为使断路器能可靠跳闸，应选用具有电流自保持线圈的出口中间继电器，动作后由断路器的辅助触点来解除出口回路的自保持。此外，为防止变压器换油或进行试验时引起重瓦斯保护误动作跳闸，可利用切换片将跳闸回路切换到信号回路。

瓦斯保护的主要优点是动作迅速、灵敏度高、安装接线简单、能反应油箱内部发生的各种故障（如绕组轻微的匝间短路、铁芯烧损等）。其缺点是不能反应油箱以外的套管及引出线等部位上发生的故障（如变压器绝缘子闪络等）。因此

瓦斯保护可作为变压器的主保护之一，需要与纵联差动保护相互配合、相互补充，才能够实现快速而灵敏的切除变压器油箱内、外及引出线上发生的各种故障。

（二）纵差动保护和电流速断保护

对于容量为6300kV·A及以上的变压器，以及发电厂厂用变压器和并列运行的变压器，10000kV·A及以上的发电厂厂用备用变压器和单独运行的变压器，应装设纵差动保护。对于容量为10000kV·A以下的变压器，当后备保护的动作时限大于0.5s时，应装设电流速断保护。对2000kV·A以上的变压器，当电流速断保护的灵敏性不能满足要求时，也应装设纵差动保护。

1纵差动保护

（1）纵差动保护基本原理

纵差动保护，是由比较被保护元件两侧电流的大小和相位而构成的。以图1所示双侧电源供电的短线路为例，简要说明纵差动保护的基本原理。

设线路两端装设特性及变比完全相同的电流互感器，两侧电流互感器一次回路的正极性均放在母线的一侧，将二次回路的同极性端子相连接后，在电流互感器的二次端子上接入差动继电器。

I

k1

图1-1正常运行及外部短路 图1-2内部短路

当正常运行及保护范围外部故障时（如图1-1所示k1点短路），两侧电流互感器一次侧流过的两个电流相等。即IⅠ=IⅡ。假定两侧电流互感器变比相同（均

为kTA），在忽略互感器的励磁电流的理想情况下，二次侧的两个电流II2和III2大小也相等，此时流入差动继电器的电流为零，即

Ik=II2-III2=1(II-III)=0 kTA

当线路内部故障时，如图1-2所示k2点短路，流入继电器的电流为

Ik=II2+III2=Ik2 kTA

式中:Ik2为短路点的总电流，当Ik≥Iop时，继电器立即动作，跳开线路两侧断路

器。

实际上，由于两侧电流互感器总会存在励磁电流Im，且励磁特性不可能完全

相同，所以在正常运行及外部故障时，流过差动继电器的电流不为零，而存在一个不平衡电流Idsp。为了保证纵差动保护动作的选择性，差动继电器的动作电流

必须躲过外部短路时出现的最大不平衡电流。不平衡电流的存在会使继电器的动作电流增大，降低内部故障时纵差动保护的灵敏度，因此要尽量减小不平衡电流，这是所有差动保护必须解决的问题。

（2）变压器的纵差动保护

图2为双绕组变压器的纵差动保护的原

理接线。由于变压器高压侧和低压侧的电流

II1和III1是不相等的，为使变压器正常运行及

外部故障时流入差动继电器的两个二次电流

II2和III2的大小相等，必须适当选择两侧电流

互感器的变比，使之满足下列条件：

III2=I1 kITA

III2=III1 kIITA图2 变压器纵差动保护原理图

II2=III2

式中kITA——高压侧电流互感器的变比；

kIITA——低压侧电流互感器的变比。

设变压器的变比为kT，则有

kT=III1kIITA =II1kITA

可见，要使变压器差动保护能正确动作，必须使两侧电流互感器变比的比值等于变压器的变比kT。

变压器的纵差动保护同样需要躲过在正常运行及外部短路时各种因素造成的不平衡电流。包括变压器励磁涌流造成的不平衡电流、变压器两侧电流相位不同引起的不平衡电流、电流互感器变比标准化引起的不平衡电流、两侧电流互感器型号不同产生的不平衡电流、变压器带负荷调整分接头产生的不平衡电流等。在电力系统中，纵差动保护主要用作变压器内部相间故障的主保护。

2电流速断保护

对于容量较小的变压器，可在电源侧装设电流速断保护[4]。为保证选择性，电流速断保护只能保护变压器的一部分，它与瓦斯保护和过电流保护配合，可以组成小型变压器的整组保护。当变压器电源侧为小接地电流系统时，保护可采用两相式接线；当电源侧为大接地电流系统时，可采用三相式或两相三继电器式接线。

电流速断保护的动作电流应按以下两个条件计算，并取其中的较大者作为动作电流的整定值。

躲过变压器二次侧母线短路时的最大短路电流，即

) Iop=KrelI(

k3.max

式中Krel——可靠系数，取1.2~1.3；

)——变压器二次侧母线三相短路时，流过保护安装处（一次侧）的最Ik(3.max

大短路电流。

躲过变压器空载合闸时的最大励磁涌流，即

Iop=(3~5)INT

式中INT——保护安装侧变压器的额定电流。

电流速断保护的灵敏度应按下式校验

)Ik(.2minKs=≥2 Iop

)式中Ik(.2max——保护安装处发生短路时的最小两相短路电流。

（三）外部相间短路和接地短路时的后备保护

变压器的主保护通常采用差动保护（小容量变压器可采用电流速断保护）和瓦斯保护。除了主保护外，变压器还应装设相间短路和接地短路的后备保护。后备保护的作用是为了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。变压器的相间短路后备保护通常采用过电流保护、低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护以及负序过电流保护等，也有采用阻抗保护作为后备保护的情况。接地短路时的后备保护应根据变压器台数及接地情况配置。 1变压器相间短路的后备保护

（1）过电流保护

过电流保护应装在变压器的电源侧，采用完全星形接线。保护动作后，跳开变压器两侧断路器。

过电流保护装置的动作电流应按照躲开变压器可能出现的最大负荷电流来整定，具体问题作如下考虑：

对并列运行的变压器，应考虑切除一台时所出现的过负荷，当各台变压器容量相同时，可按下式计算：

Iop=Kreln?INT Kren-1

式中n——并列运行变压器的台数；

INT——每台变压器的额定电流。

对于降压变压器，应考虑低压侧负荷电动机自启动时的最大电流，即

Iop=KrelKstINT Kre

式中Krel——可靠系数，取1.2~1.3；

Kre——返回系数，取0.85；

Kst——自启动系数，取1.5~2.5。

保护装置的动作时限应比出线过电流保护的动作时限大一个时限级差?t。 保护装置的灵敏度按下式计算：

)Ik(.2min Ks=Iop

)式中Ik(.2min——后备保护范围末端两相短路时，流过保护装置的最小短路电流。 规程规定，作为近后备时，要求Ks≥1.5；作为远后备时，要求Ks≥1.2。若灵敏度不满足要求，可采用低电压启动的过电流保护或复合电压启动的过电流保护来提高保护的灵敏度。

（2）低电压启动的过电流保护

低电压启动的过电流保护，只有当电流元件和电压元件同时动作后，才能启动时间继电器，经过预定的延时后，启动出口中间继电器动作于跳闸。

当采用低电压启动的过电流保护时，电流元件的动作电流按躲开变压器的额定电流整定，即

Iop=KrelINT Kre

低电压元件的动作电压，按正常运行情况下母线上可能出现的最低工作电压来整定，同时，在外部故障切除后电动机自启动的过程中，保护必须返回。根据运行经验，通常取

Uop=0.7UNT

式中UNT——变压器的额定电压。

低电压元件灵敏度按下式校验：

Ks=Uop

Uk.max≥1.2

式中，Uk.max——最大运行方式下，相邻元件末端三相短路时，保护安装处的最大线电压。

对升压变压器，如果低电压元件只接于某一侧的电压互感器上，则当另一侧故障时，往往灵敏度不能满足要求。此时，可采用两套低电压元件分别接在变压器两侧的电压互感器上，其触点采用并联方式。为防止电压互感器二次回路断线时低电压继电器误动作，在低电压保护中应装设电压回路断线的信号装置，以便及时发出信号，由运行人员处理。

2变压器的接地保护

大接地电流系统的电力变压器，一般应装设接地保护，作为变压器和相邻元件接地短路的后备保护。系统发生接地短路时，零序电流的大小和分布与系统中变压器中性点接地数目和位置有关。对于只有一台变压器的变电所，一般均采用变压器中性点直接接地运行方式。对于有两台及以上变压器并列运行的变电所，一般采用一部分变压器中性点接地运行，另一部分变压器中性点不接地运行的方式，以保持在各种运行方式下，变压器中性点接地数目和位置应尽量维持不变，从而保证零序保护有稳定的保护范围和足够的灵敏度。

（1）只有一台变压器的变电所

对只有一台变压器的变电所，通常装设普通的零序过电流保护，保护接于中性点引出线的电流互感器上。保护动作电流与被保护侧母线引出线零序电流保护后备段在灵敏度上相配合的条件进行整定，即

Iop.0=KrelKbIop.0.L

式中Krel——可靠系数，取1.1~1.2；

Kb——零序电流分支系数，其值为出线零序电流保护后备段保护范围末端接地短路时，流过本保护的零序电流与流过出线零序保护的零序电流之比；

Iop.0.L——出线零序电流保护后备段的动作电流。

保护的灵敏度按零序电流后备保护范围末端接地短路校验，要求Ks≥1.2. 保护的动作时限比出线零序电流保护后备段大一个 t。

（2）两台变压器并列运行的变电所

对两台变压器并列运行的变电所，如图3

所示，一般采用一台变压器中性点接地运行（如

T1），另一台中性点不接地运行（如T2）。这时，

若在高压系统发生接地短路，T1跳闸后，T2仍

将带故障运行，则将产生危险的过电压，T2的

绝缘将遭到损坏。因此，对部分变压器中性点

接地运行的变电所，在构成接地保护时，应考

虑一下两个问题： 图3 变电所两台变压器并列运行T1T2

a、发生故障时，应能切除所有与接地短路系统相连接的变压器；

b、接地故障发生后，应首先跳开中性点不接地运行的变压器，以防止过电压造成的危害，然后再跳开中性点接地运行的变压器。

（四）过负荷保护

变压器长期过负荷运行时，绕组会因发热而受到损伤。对400kV·A以上的变压器，当数台并列运行，或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况，装设过负荷保护。变压器的过负荷电流一般都是三相对称的，因此，过负荷保护只接于一相电流上，经较长的延时作用于信号。对于无值班人员的变电所，必要时过负荷保护可动作于自动减负荷或跳闸。对自耦变压器或多绕组变压器，过负荷保护应能反映公共绕组及各侧过负荷的情况。

过负荷保护安装侧的选择，应能反映变压器各绕组的过负荷情况。对双绕组升压变压器，过负荷保护一般装设在低压侧。对一侧无电源的三绕组升压变压器，应装在发电机侧和无电源侧；若三侧都有电源时，各侧均应装设过负荷保护。对双绕组降压变压器，过负荷保护一般装在高压侧。对单电源的三绕组降压变压

器，若三绕组容量相同，过负荷保护仅装在电源侧；若三侧绕组容量不同，则在电源侧和容量最小侧分别装设过负荷保护。对双侧电源的三绕组降压变压器或联络变压器，三侧均应装设过负荷保护。

过负荷保护的动作电流，按躲开变压器额定电流整定，即

Iop=KrelINT Kre

式中Krel——可靠系数，取1.05；

Kre——返回系数，取0.85.

过负荷保护的整定时限，应比变压器后备保护的最大时限再增大一个?t，一般取10s~15s。

（五）过励磁保护

对频率减低和电压升高而引起变压器过励磁时，励磁电流急剧增加，铁芯及附近的金属构件损耗增加，引起高温。长时间或多次反复过励磁，将因过热而使绝缘老化。高压侧电压为500kV及以上的变压器，应装设过励磁保护，在变压器允许的过励磁范围内，保护作用于信号，当过励磁超过允许值时，可动作于跳闸。过励磁保护反应于铁芯的实际工作磁密和额定工作磁密之比（称为过励磁倍数）而动作。实际工作磁密通常通过检测变压器电压幅值与频率的比值来确定。

（六）其他非电量保护

对变压器温度及油箱内压力升高和冷却系统故障，应按现行有关变压器的标准要求，专设可作用于信号或动作于跳闸的非电量保护。

结论

合理可靠的保护配置是变压器安全运行的必备条件。为了满足电力系统稳定方面的要求，当变压器发生故障时，要求保护装置快速切除故障。通常变压器的瓦斯保护和纵差动保护（小容量变压器为电流速断保护）已构成了双重化快速保护，但对变压器外部引出线上的故障只有一套快速保护。当变压器故障而纵差动保护拒动时，将由带延时的后备保护切除。为了保证在任何情况下都能快速切除故障，对于大型变压器，应装设双重纵差动保护。

致谢：

本文在编写过程中得到了梁彭刚同志精心指导，及李景民等同志的大力帮助，在此表示衷心的感谢。

参考文献

[1]杨伟，电气工程基础.北京：国防工业出版社，2009.

[2]吴俊勇，电力系统基础.北京：清华大学出版社，2008.

[3]张保会，电力系统继电保护.北京：中国电力出版社，2006.

[4]王锡凡，电气工程基础.西安：西安交通大学出版社，2009.

[5]牟道槐，电力系统工程基础.北京：机械工业出版社，2007.

范文五：浅谈配电变压器的保护配置

浅谈配电变压器的保护配置 科学技术

浅谈配电变压器的保护配置

母

大庆油田工程有限~'-o-j

丹

黑龙江大庆163712

【摘要】配电变压器在油田中的应用十分广泛,采取合理的保护配置,在实际运行中具有重要的意义.本文通过技术角度分析了配

电变压器主要保护配置方式的特点,论述了采用负荷开关加熔断器的保护方式能够最好的满足技术一经济要求,并给出了在日常运行管理方 面的建议.

【关键词】配电变压器,负荷开关,熔断器,保护配置,日常管理 配电变压器是配电系统中是电力系统实现电能输送与分配的 重要设备.通常安装在电线杆或配电所中,一般将6,10kV电压 降至400V左右输入用户.在油田钻井线路和低压配电中得到广泛 的应用.变压器运行是否正常直接影响油田生产和生活用电,并关 系到用电设备的安全.合理选择适合的保护配置.既能够满足实际 需要,又能够节约投资.

1,保护配置的技术方面

装设避臂器保护,防止雷击过电压

配变的防雷保护,采用装设无间隙金属氧化物避雷器作为过电 压保护,以防止由高低压线路侵入的高压雷电波所引起的变压器内 部绝缘击穿造成短路.杜绝发生雷击破坏事故.采用避雷器保护 配变时安装投运前经过严格的试验达到运行要求再投运;对运行 中的设备定期进行预防性试验.对于泄漏电流值超过标准值的不合 格产品及时加以更换i定期进行变压器接地电阻检测对100kVA

及以上的配电变压器要求接地电阻R?4Q,对100KVA以下的配电 变压器,要求接地电阻R?10Q.如果变压器接地电阻超标,雷击 时雷电流不能流入大地反而通过接地线将雷电压加在配电变压器 低压侧再反向升压为高电压,将配变烧毁;安装位置选择应适当 高压避雷器安装在靠配变高压套管最近的引线处尽量减小雷电直 接侵入配变的机会.低压避雷器装在靠配变最近的低压套管处.以 保证雷电波侵入配变前的正确动作按电气设备安装规范标准要求 安装,防止盲目安装而失去保护的意义.

装设速断,过电流保护.保证有选择性地切除故障线路 配电变压器发生短路故障时,保护配置能快速可靠地切除故 障.对保护10kV高压开关设备和变压器都非常重要.保护方式的 配置一般有两种:一种利用断路器;另一种利用负荷开关加高遮断 容量的后备式限流熔断器组合.

断路器参数的确定和结构的设计制造均严格按标准要求进行. 具备所有保护功能与操作功能,但结构复杂,造价昂贵.负荷开关 用于分合额定负荷电流,结构简单.价格便宜.与断路器性能基本 相同.但不能开断短路电流.高遮断容量后备式限流熔断器为保护 元件,可开断短路电流.部分熔断器的分断容量比断路器还高如 将两者有机地结合起来把对电器不尽相同的操作与保护功能分别 由两种简单,经济的元件来实现.即用负荷开关来完成大量发生的 负荷合分操作用高遮断容量后备式限流熔断器对极少发生短路的 设备起保护作用,可满足配电系统各种正常和故障运行方式下操作 保护的要求,同时工程费用可以大大降低.

采用负荷开关加高遮断容量熔断器组合,具有如下优点: (1)开合空载变压器的性能好.绝大部分的配电变压器.一 般容量不大于1250kVA.极少情况达1600kVA,配电变压器空载电 流一般为额定电流的2%左右.较大的配电变压器空载电流较小.

.不会产生较高过电压. 开合空载变压器小电流时,性能良好

(2)有效保护配电变压器,特别是对于油浸变压器.采用负

荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器比采用断路器更为有效有 时后者甚至并不能起到有效的保护作用.有关资料表明.当油浸变 压器发生短路故障时,电弧产生的压力升高和油气化形成的气泡会 占据原属于油的空间油会将压力传给变压器油箱体,随短路状态 的继续.压力进一步上升,致使油箱体变形和开裂.为了不破坏油 箱体.必须在20ms内切除故障.如采用断路器,因有继电保护再 加上自身动作时间和熄弧时间.其全开断时间,般不会少于60ms, 这就不能有效地保护变压器.而高遮断容量后备式限流熔断器具有 速断功能,加上其具有限流作用可在10ms之内切除故障并限制 短路电流,能够有效地保护变压器.因此,应采用高遮断容量后备 式限流熔断器而尽量不用断路器来保护电器,即便负荷为干式变压 器.因熔断器保护动作快.也比用断路器好.实际运行证明.这是 一

种简单可靠而经济的配电方式.

(3)高遮断容量后备式限流熔断器可对其后所接设备,如电 流互感器,电缆等都可提供保护.高遮断容量后备式限流熔断器的 保护范围可在最小熔化电流{通常为熔断器额定电流的2,3倍)到 最大开断容量之间.限流熔断器的电流一时问特性.一般为陡峭的 反时限曲线.短路发生后.可在很短的时间内熔断.切除故障.若 采用断路器作保护.使其它电器如电缆电流互感器,变压器套管 等元件的热稳定要求大幅度提高,工程费用增加.

2,结束语

配电变压器的保护配置技术方面主要有防雷击,速断,过电流 保护,综合技术一经济性能和运行管理因素.其中速断过电流保 护采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合的保护配置, 既可提供额定负荷电流.又可断开短路电流,并具备开合空载变压 器的性能.能有效保护配电变压器.同时在日常运行中,做到勤检 查勤维护.勤测量.发现问题及时处理,采取各种措施来加强配 电变压器的保护.防止出现故障或事故,保证配电网安全,稳定.

可靠运行.

参考文献

f11"iokv配电变压器保护配置方式的合理选择周勇"《四川 电力技术》2008年第1期

【2】"10KV配电变压器保护探讨聂振超"《科技咨询》2008 年第18期

[3】''负荷开关一熔断器组合电器的研究及应用郭海岚"《电气 化铁道》2008年第2期

(上接第116页)

m./d.偏1不满足配注偏2满足配注;二次调配时,将偏1内的 堵塞器换为9个球的由19堵塞器.测得注入量分别为19m./d,11 m./d,偏1,偏2满足配注.

3,结论及认识

3.1理论研究表明.堵塞器的球径,球数,锥角经过优化后 扩大了低注入量条件下的压差调节范围,剪切降解率符合注聚要 求.

3.2现场试验表明,优化后的梭形杆偏,bimE注器,现场测试操 作顺利,测试曲线形态比较平直.满足了二三类油层低注入量的注 124

聚要求.其工艺是可行的.

参考文献

【1]孟令尊,崔海清,崔金哲,张强?非牛顿流体在配注器波 纹杆环空中流动的数值模拟?大庆石油学院,2006,30(3):30— 33.

[2]崔金哲?数模与实验相结合研究聚驱偏心配注器流场特 性?大庆油田采油六厂论文发布会,2006.

f313崔海清,宋兴良,裴晓含,王研,梁福民?聚丙烯酰胺水 溶液在内管带有等距环槽的同心环空中流动的压降?大庆石油学院 ,2006,30(2):38,40

2010.4

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