收藏 |干式變壓器故障類型及差動保護(hù)原理

在電力系統(tǒng)中廣泛地用干式變壓器來升高或降低電壓。干式變壓器是電力系統(tǒng)不可缺少的重要?dú)庠O(shè)備。它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來嚴(yán)重的影響,同時大容量的電力干式變壓器也是十分貴重的設(shè)備。因此應(yīng)根據(jù)干式變壓器容量等級和重要程度裝設(shè)性能良好、動作可靠的繼電保護(hù)裝置。干式變壓器的故障可以分為油箱外和油箱內(nèi)兩種故障。油箱外的故障,主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路以及接地短路。油箱內(nèi)的故障包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵芯的燒損等。油箱內(nèi)故障時產(chǎn)生的電弧,不僅會損壞繞組的絕緣、燒毀鐵芯,而且由于絕緣材料和干式變壓器油因受熱分解而產(chǎn)生大量的氣體,有可能引起干式變壓器油箱的爆炸。對于干式變壓器發(fā)生的各種故障,保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地將干式變壓器切除。實(shí)踐表明,干式變壓器套管和引出線上的相間短路、接地短路、繞組的匝間短路是比較常見的故障形式;而干式變壓器油箱內(nèi)發(fā)生相間短路的情況比較少。

干式變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有:干式變壓器外部短路引起的過電流、負(fù)荷長時間超過額定容量引起的過負(fù)荷,風(fēng)扇故障或漏油等原因引起冷卻能力的下降等。這些不正常運(yùn)行狀態(tài)會使繞組和鐵芯過熱。此外,對于中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的星形接線干式變壓器,外部接地短路時有可能造成干式變壓器中性點(diǎn)過電壓,威脅干式變壓器的絕緣;大容量干式變壓器在過電壓或低頻率等異常運(yùn)行工況下會使干式變壓器過勵磁,引起鐵芯和其他金屬構(gòu)件的過熱。干式變壓器處于不正常運(yùn)行狀態(tài)時,繼電保護(hù)應(yīng)根據(jù)其嚴(yán)重程度,發(fā)出告警信號,使運(yùn)行人員及時發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的措施,以確保干式變壓器的安全。一、干式變壓器裝設(shè)的保護(hù)（1）瓦斯保護(hù):防御油箱內(nèi)故障及油面的降低。（2）差動保護(hù)或電流速斷保護(hù):防御干式變壓器繞組套管及引出線上的故障(電流速斷保護(hù)般用于10000kVA以下的干式變壓器）。（3）過電流保護(hù):防御外部相間短路(作為瓦斯保護(hù)和差動保護(hù)的后備保護(hù))。（4）零序電流保護(hù)防御外部接地短路引起的過電流(對中性點(diǎn)直接地的電網(wǎng)內(nèi)）。二、干式變壓器差動保護(hù)的原理為了更形象的了解干式變壓器差動保護(hù)原理，就如同下圖，當(dāng)左F左≠F右時所受的力的和不為零，木塊不平衡，當(dāng)F左=右木塊所受的力的合力為零，木塊是平衡靜止的。差動保護(hù)是利用基爾霍夫電流定律中“在任意時刻，對電路中的任一節(jié)點(diǎn)，流經(jīng)該節(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和恒為零”的原理工作的。差動保護(hù)把被保護(hù)的干式變壓器看成是一個接點(diǎn)，在干式變壓器的各側(cè)均裝設(shè)電流互感器，把干式變壓器各側(cè)電流互感器副邊按差接線法接線，即各側(cè)電流互感器的同極性端都朝向母線側(cè)，將同極性端子相連，并聯(lián)接入差動繼電器。在繼電器線圈中流過的電流是各側(cè)電流互感器的副邊電流之差，也就是說差動繼電器是接在差動回路的;從理論上講，正常情況下或被保護(hù)區(qū)域外故障時，流入干式變壓器的電流和流出的電流(折算后的電流)相等，差動回路中的電流為零。（要使主變高低壓測電流互感器二次側(cè)電流值一致，必須選擇不同變比的電流互感。）但因各種因素流過差動回路中存在不平衡電流，所以差動保護(hù)動作啟動電流值需計算整定。當(dāng)差動電流大于差動保護(hù)裝置的整定值時，保護(hù)動作，將被保護(hù)干式變壓器的各側(cè)斷路器跳開，使故障干式變壓器斷開電源。產(chǎn)生干式變壓器不平衡電流有以下幾個重要的原因：1、由干式變壓器勵磁涌流Ily所產(chǎn)生的不平衡電流；2、由于干式變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生的不平衡電流；3、由計算變比與實(shí)際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流；4、由兩側(cè)電流互感器型號不同而產(chǎn)生的不平衡電流；5、由干式變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流。

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