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电力变压器保护
2018-12-28
在电力网的继电保护中，变压器保护根据保护不同作用而分为三种：主保护、后备保护、辅助保护。继电保护快速切除故障对电力系统的好处有：
（1）提高电力系统的稳定性；
（2）电压恢复快，电动机容易自启动并迅速恢复正常，从而减少对用户的影响；
（3）减轻电力设备的损坏程度，防止故障进一步扩大；
（4）短路点易于去游离，提高重合闸的成功率。 l 除去变压器保护，非电量保护可以补充变压器保护的不足之处，例如变压器的轻瓦斯、重瓦斯、压力释放、冷却器全停、油位、油温、线圈温度等称为非电量保护，其中的重瓦斯为主保护动作跳闸，其它用于发信号。
以RCS-978系列数字式变压器保护为例，介绍保护范围：适用于500kV及以下电压等级、需要提供双套主保护、双套后备保护的各种接线方式的变压器，RCS-978用于500kV系统时的技术说明如下。
1 对电力变压器的下列故障及异常运行方式，应按本节的规定装设相应的保护装置。
a.绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路；
b.绕组的匝间短路；
c.外部相间短路引起的过电流；
d.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；
e.过负荷；
f.过励磁；
g.油面降低；
h.变压器温度及油箱压力升高和冷却系统故障。
2、0.8MVA及以上油浸式变压器和0.4MVA及以上车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护：当壳内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧断路器。带负荷调压的油浸式变压器的调压装置，亦应装设瓦斯保护。
3、对变压器引出线、套管及内部的短路故障，应按下列规定，装设相应的保护作为主保护。保护瞬时动作于断开变压器的各侧断路器。
非电量的原理如下
⑴瓦斯继电器
原理：在油箱与油枕的连接中部安装。当变压器内部故障时，绝缘物产生一定数量气体，气体顺连通管进人油枕时冲动气体继电器，气体数量不多时，继电器油位下降，接通信号装置，发出信号。短路严重时大量油及气体冲动内挡扳，迅速接通保护装置，自动切断各侧电源。
接线： 接线前注意其安装，应解开固定开口杯绳子，用探针检查接点动作灵活，重瓦斯两个干簧接点按照国家反措要求必须串联接线使用。水平安装箭头方向指向储油柜，并且沿继电器方向变压器有3 % 的高度。跳闸及信号联动接线正确，瓦斯继电器装防雨罩（塑料或不锈钢），并且装设牢固。
试验：内部检查良好，引线绝缘合格，国家《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》DL/T684-1999中规定：动作容积10MVA以上的变压器，整定为250 - 300 ml，500kV变压器QJ-80型冷却方式强迫油循环流速试验整定1.3 - 1.4m/s，可用专用试验仪在室内进行。
⑵ 压力释放阀
原理与接线：喷油口径为130 mm²时，开启压力70 - 85 kpa，关闭压力37.5 -45.5 kpa。事故时将油箱内压力释放出来，动作时间2 mS左右, 防止油箱变形及破裂，同时启动微动接点用于发信号，通知检修人员迅速处理。 接线 ：通常压力释放阀本体箱盖左右各一个，使用电缆与瓦斯继电器等电缆一起在本体上敷设整齐至端子箱。
注意
1 . 接线盒引出三头，一是公共头，常闭和常开。
2.接线接常开接点（手动复归后的状态），不能接微动接点弹出保持状态时的开接点，以防继电保护误动。 没有插头连接的采用焊接并包扎后使用热缩塑料管工艺固定。试验 ：外观、微动开关灵活、可靠。压力释放器由厂家经过一系列的严格试验和检查，各项技术指标应达到设计要求，安装时可以手动释放器按扭动作、返回，使用电池灯、万用表检查，确定信号接点接触良好。
在某500kV输变电工程开关站对安装在5组电抗器上的20只释放阀，都用以上方法进行了认真的检查，效果良好。要经常清扫护罩里的可能积存的灰尘、积雪等杂物，使释放器正常工作。
⑶温度计
原理：
1、利用电流互感器二次电流变送测量绕组温度、整定跳闸例如BWR-04Y温度控制器，同时利用PT100热电阻进行远方变压器在线监视的XMZ-Y数字温度显示器。
2、利用PT100热电阻进行就地监视油温例如WTYK - 802A（TH）温度控制器和远方变压器在线监视的XMT数字温度显示器。
接线 ：采用三线引线连接热电阻，虽然克服线长度对仪表的影响，也应线径及长度相同，远传KVV4×1.5电缆应取最短长度，且应采用电缆沟方式敷设。因导线过渡多，为接线正确，使用数字式万用表检查R1、R2之间阻值为线阻，R1、R2与R3之间为100欧姆左右。这样控制室与就地显示温度数值一致，误差<±5% 。
试验 ：验收设备试验恒温槽必须使用油浴，在50 - 100ºC内，恒定10分钟后读数误差 <±2°C。数显温度计的检验可根据Pt100分度值采用标准电阻箱作为信号输入，信号接点可靠。温控器在出厂时已设定为第一上限55ºC、第二上限80ºC。温度设定值及试验动作可以通过温控器的两只控温开关调整，其它部分如温度指针不可拨动，以免造成误差及损坏。在无人值班时通过TT系列变压器温度变送器对变压器的上层油温遥测，实现对电力变压器的冷却器的自动控制。
⑷油位表
原理：当油枕中的油位由于温度和其它原因而升高、降低时，油位计的浮球与机械部分传动，当油上升MAX或下降MIN时，报警，实现对油位的远方监视。接线电缆线绝缘>10MΩ，接点情况要求在油枕在未安装之前测量正确，检查当提杆静止时，指针是否指到MIN，提杆转动120º后，指针应指到MAX，并无卡涩现象，接点动作返回接触良好，为远方测量作好准备。
⑸强油通风冷却系统
变压器冷却系统起着控制、自动投入、过载短路保护及发出冷却系统故障信号。在工地安装时，首先检查厂家汇控箱是否符合设计要求，自动装置联动风冷 、备自投、辅助系统投入、电源相序正确等。分控箱中的热继电器应在冷却器正常运行时用钳型电流表测量出油泵和风扇的工作电流，按测得的工作电流进行整定。中间、时间继电器按试验大纲、设计要求试验和整定，控制箱的各继电器、控制开关、设备应用标签纸注明编号及用途。
RCS－978装置中可提供一台变压器所需要的全部电量保护，主保护和后备保护可共用同一TA。这些保护包括：稳态比率差动 、差动速断 、工频变化量比率差动 、零序比率差动/分侧比率差动 、复合电压闭锁方向过流 、零序方向过流、过激磁、相间阻抗、零序过压、间隙零序过流
后备保护可以根据需要灵活配置于各侧。
当变压器区外故障时，有较大的穿越性短路电流流过变压器，这时变压器的差动保护不应动作 。谐波制动的变压器纵联差动保护中，设置差动速断元件的主要原因是为了防止在区内故障，较高的短路水平时，由于电流互感器的饱和产生高次谐波量增加，导致差动元件拒动。 另外还包括以下异常告警功能：
过负荷报警 、起动冷却器、过载闭锁有载调压 、零序电压报警 、差流异常报警 、零序差流异常报警 、差动回路TA断线
在电力网的继电保护中，变压器保护根据保护不同作用而分为三种：主保护、后备保护、辅助保护。继电保护快速切除故障对电力系统的好处有：
（1）提高电力系统的稳定性；
（2）电压恢复快，电动机容易自启动并迅速恢复正常，从而减少对用户的影响；
（3）减轻电力设备的损坏程度，防止故障进一步扩大；
（4）短路点易于去游离，提高重合闸的成功率。 l 除去变压器保护，非电量保护可以补充变压器保护的不足之处，例如变压器的轻瓦斯、重瓦斯、压力释放、冷却器全停、油位、油温、线圈温度等称为非电量保护，其中的重瓦斯为主保护动作跳闸，其它用于发信号。
纵联差动保护应符合下列要求：
a.应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流。
b.应在变压器过励磁时不误动。
c.差动保护范围应包括变压器套管及其引出线。如不能包括引出线时，应采取快速切除故障的辅助措施。
但在某些情况下，例如60kV或110kV电压等级的终端变电所和分支变电所，以及具有旁路母线的电气主接线，在变压器断路器退出工作由旁路断路器代替时，纵联差动保护亦可以利用变压器套管内的电流互感器，而对引出线可不再采取快速切除故障的辅助措施。
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