厂用变压器保护
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主变压器中性点接地及保护的应用目录大型变压器是电力生产的核心设备,由于其成本较高,故在110kV及以上的中性点直接接地的电网中,普遍采用分级绝缘的变压器。
在中性点直接接地的电网中,接地短路故障是较常见的故障(约占故障总数的85%以上)。
虽然在实际运行中,部分变压器的中性点是直接接地的,它能够反映变压器高压绕组、引出线上的接地短路故障,并可作为大型电力变压器的主保护和相邻母线、线路接地保护的后备保护。
但还有部分变压器的中性点不接地运行,当系统发生接地故障,中性点接地的变压器跳开后,电网零序电压升高或谐振过电压等都会危及这些不接地的变压器中性点绝缘。
因此,处于该系统中运行的大型变压器必须装设中性点保护。
一、变压器中性点过电压的三种保护方式变压器中性点过电压保护可采用间隙、避雷器及避雷器联合放电间隙三种方式。
变压器中性点的过电压可分为三种形式:大气过电压、单相接地故障引起的过电压及断路器非全相分合闸引起的过电压。
(一)间隙间隙的优点是结构简单可靠、运行维护量小,在雷电、操作和工频过电压下都可对变压器进行保护;缺点是间隙参数确定较为困难、放电分散性大、保护性能一般、工频续流较大、灭弧能力差、在系统有不对称接地短路故障时有较大和较长时间的工频零序电流冲击主变压器,另外,间隙放电产生的谐波对主变压器的绕组绝缘也有一定的影响。
(二)避雷器避雷器具有优异的非线性伏安特性,残压随冲击电流波头时间变化的特性平稳,陡波响应特性好,无间隙的击穿和灭弧问题,通流容量大,无续流,动作迅速,对主变压器冲击小;其缺点是不能防护工频过电压,在较高的工频过电压下往往自身难保,需定期进行预防性试验,维护工作量较大。
(三)避雷器联合放电间隙避雷器并联间隙的保护分工是工频、操作过电压由间隙承担,雷电、暂态过电压由避雷器承担,同时,又用间隙来限制避雷器上可能出现的过高幅值的工频过电压和过高的残压。
这种方式既对变压器中性点进行保护,又起到互为保护的作用。
热电厂主变压器的纵差动保护原理及整定方法浙江旺能环保股份有限公司 作者:周玉彩一、构成变压器纵差动保护的基本原则我们以双绕组变压器为例来说明实现纵差动保护的原理,如图1所示。
由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同,因此,为了保证纵差动保护的正确工作,就必须适当选择两侧电流互感器的变比,使得在正常运行和外部故障时,两个二次电流相等,亦即在正常运行和外部故障时,差动回路的电流等于零。
例如在图1中,应使图1 变压器纵差动保护的原理接线'2I =''2I =1'1l n I =21''l n I 或 12l l n n 1'1''I I =B n 式中:1l n —高压侧电流互感器的变比;2l n —低压侧电流互感器的变比;B n —变压器的变比(即高、低压侧额定电压之比)。
由此可知,要实现变压器的纵差动保护,就必须适当地选择两侧电流互感器的变比,使其比值等于变压器的变比B n ,这是与前述送电线路的纵差动保护不同的。
这个区别是由于线路的纵差动保护可以直接比较两侧电流的幅值和相位,而变压器的纵差动保护则必须考虑变压器变比的影响。
二、变压器纵差动保护的特点变压器的纵差动保护同样需要躲开流过差动回路中的不平衡电流,而且由于İ1′′ n İ1′差动回路中不平衡电流对于变压器纵差动保护的影响很大,因此我们应该对其不平衡电流产生的原因和消除的方法进行认真的研究,现分别讨论如下: 1、由变压器励磁涌流LY I 所产生的不平衡电流变压器的励磁电流仅流经变压器的某一侧,因此,通过电流互感器反应到差动回路中不能平衡,在正常运行和外部故障的情况下,励磁电流较小,影响不是很大。
但是当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时,由于电磁感应的影响,可能出现数值很大的励磁电流(又称为励磁涌流)。
励磁涌流有时可能达到额定电流的6~8倍,这就相当于变压器内部故障时的短路电流。
变压器非电量保护非电量保护,顾名思义就是指由非电气量反映的故障动作或发信的保护,一般是指保护的判据不是电量(电流、电压、频率、阻抗等),而是非电量,如瓦斯保护(通过油速整定)、温度保护(通过温度高低)、防暴保护(压力)、防火保护(通过火灾探头等)、超速保护(速度整定)等。
非电量保护可对输入的非电量接点进行SOE记录和保护报文记录并上传,主要包括本体重瓦斯、调变重瓦斯、压力释放、冷控失电、本体轻瓦斯、调变轻瓦斯、油温过高等,经压板直接出口跳闸或发信报警。
对于冷控失电,可选择是否经本装置延时出口跳闸,最长延时可达300分钟。
还可选择是否经油温过高非电量闭锁,投入时只有在外部非电量油温过高输入接点闭合时才开放冷控失电跳闸功能。
变压器非电量保护一般指涉及到整定值的气体、压力和温度方面的保护。
当变压器内部出现单相接地、放电或不严重的匝间短路故障时,其他保护因得到的信号弱而不起作用,但这些故障均能引起变压器及其它材料分解产生气体。
利用这一特点构成的反映气体变化的保护装置称气体(瓦斯)保护。
1、气体保护继电器及整定瓦斯保护是变压器油箱内绕组短路故障及异常的主要保护。
其作用原理是:变压器内部故障时,在故障点产生往往伴随有电弧的短路电流,造成油箱内局部过热并使变压器油分解、产生气体(瓦斯),进而造成喷油、冲动斯继电器,瓦斯保护动作。
目前国产的气体保护用气体继电器结构为挡板式磁力接点结构,进口的气体继电器有浮桶式和压力式两种结构。
气体继电器具有两个功能:集气保护(称轻瓦)和流速保护(称重瓦)。
轻瓦斯保护作用于信号,重瓦斯保护作用于信号,重瓦斯保护作用于切除变压器。
集气保护(轻瓦斯保护)轻瓦斯保护继电器由开口杯、干簧触点等组成。
运行时,继电器内充满变压器油,开口杯浸在油内,处于上浮位置,干簧接点断开。
当变压器内部发生轻微故障或异常时,故障点局部过热,引起部分油膨胀,油内的气体被逐出,形成汽泡,进入气体继电器内,使油面下降,开口杯转动,使干簧接点闭合,发出信号。