电力变压器的继电保护
仪器信息网 · 2009-05-20 21:40 · 9041 次点击
一、继电保护装置的定义、用途
1、当电力系统发生故障或异常现象时,利用一些电气自动装置将故障部分从系统中迅速切除或在发生异常时及时发出信号,以达到缩小故障范围,减少故障损失,保证系统安全运行的目的。通常将执行上述任务的电气自动装置称作继电保护装置。
2、当电网发生足以损坏设备或危及电网安全运行的故障时,使被保护设备快速脱离电网:对电网的非正常运行及某些设备的非正常状态,能及时发出警报信号以便迅速处理,使之恢复正常,实现电力系统自动化和远动化,以及工业生产的自动控制。
二、继电保护的组成及工作原理
供电系统发生故障时,会引起电流的增加和电压的降低,以及电流电压间相位角的变化,因此故障时参数与正常运行的差别就可以构成不同原理和类型的继电保护。例如,利用短路时电流增大的特征,可构成过电流保护:利用电压降低的特征可构成低电压保护:利用电压和电流比值的变化,可构成阻抗保护:利用电压和电流之间的相位关系的变化,可构成方向保护:利用比较被保护设备各端电流大小和相位的差别可构成差动保护等。此外也可根据电气设备的特点实现反映非电量的保护。
三、电力变压器的继电保护
电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件,为了供电的可靠性和系统正常运行,就必须视其容量的大小、电压的高低和重要程度,设置相应的继电保护装置。变压器的内部故障可以分油箱内部和油箱外部故障两种。油箱内部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绕损等,对变压器来讲,这些故障都是十分危险的,因为油箱内故障时产生的电弧。将引起绝缘物质的剧烈气化,从而可能引起爆炸,因此,这些故障应该尽快加以切除。
1、电力变压器的主保护
(1)、0.8MVA及以上的油浸式变压器和0.4MVA及以上的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。
(2)、6.3MVA以下厂用工作变压器和并列运行的变压器,以及10MVA以下厂用备用变压器和单独运行的变压器,当后备保护时限大于0.5s时应装设电流速断保护。
(3)、对6.3MVA及以上的厂用工作变压器和并列运行的变压器,10MVA及以上厂用备用变压器和单独运行的变压器,应装设纵联差动保护(以下简称纵差保护)。
(4)、对高压侧电压为330kV及以上的变压器,可装设双重纵差保护。
(5)、纵差保护应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流,应在变压器过励磁时不误动。差动保护的范围应包括变压器绕组、套管及其引出线。
(6)、对110kV及以上中性点直接接地电网中的变压器,应在变压器中性点接地线上装没反应接地故障的零序电流保护。对于只有部分变压器中性点接地运行的变电所,当变压器为分级绝缘时。零序保护动作时应首先切除中性点不接地运行的变压器,如果故障未消失再切除中性点接地的变压器,以防止中性点不接地运行变压器出现危害的过电压。
(7)、对高压侧电压为500kV或容量在240MVA及以上的变压器,当频率降低和电压升高引起的变压器工作磁密过高应装设过励磁保护。保护由两段组成,低定值段动作于信号,高定值段动作于跳闸。
(8)、对变压器温度及油箱内压力升高和冷却系统故障,应按电力变压器标准要求,装设作用于信号或动作于跳闸的装置。
2、电力变压器的后备保护
(1)、变压器的相间短路后备保护首先考虑采用过电流保护,当过电流保护满足不了灵敏度要求时,可选用复合电压起动的过电流保护,若仍满足不了灵敏度的要求。则可选择阻抗保护。
(2)、双绕组变压器,后备保护应装在主电源侧,根据主接线情况,保护可带一段或两段时限,以较短的时限缩小故障影响范围,跳母联或分段断路器;较长的时限断开变压器各侧的断路器。
(3)、三绕组变压器和自耦变压器,后备保护要分别装在主电源侧和主负荷侧。主电源侧的保护带两段时限,以较短的时限断开未装保护侧的断路器,主负荷侧的保护动作于本侧断路器。当上述方式不符合灵敏性要求时,可在各侧装设后备保护。
(4)、0.4MVA及以上的变压器应设置过负荷保护,其动作时间应大于电动机的自启动时间,一般动作于信号。
3、电力变压器的电流和电压保护
为反应变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流,以及在变压器内部故障时,作为差动保护和瓦斯保护的后备,变压器应装设过电流保护。根据变压器容量和系统短路电流水平的不同,实现保护的方式有: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。