(高壓試驗(yàn)變壓器)采用差動(dòng)保護(hù)取決容量或線路
電力變壓器是電力系統(tǒng)中大量使用的重要電氣設(shè)備,它的安全運(yùn)行是電力系統(tǒng)可靠工作的必要條件。
電力變壓器有別于發(fā)電機(jī),它無(wú)旋轉(zhuǎn)部件,是一種靜止的電氣設(shè)備,結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,運(yùn)行可靠性高,發(fā)生故障的機(jī)會(huì)相對(duì)較少。但是,變壓器是連續(xù)運(yùn)行的,停電機(jī)會(huì)很少,而且絕大部分安裝在室外,受自然環(huán)境影響較大。另外,變壓器時(shí)刻受到外接負(fù)荷的影響,特別是受電力系統(tǒng)短路故障的威脅較大。因此,電力變壓器在運(yùn)行中,仍然可能發(fā)生各種類型的故障或出現(xiàn)不正常的工作狀態(tài)。它的故障對(duì)電力系統(tǒng)的安全連續(xù)運(yùn)行會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重影響,特別是大容量變壓器的損壞,對(duì)系統(tǒng)的影響更為嚴(yán)重。因此,考慮到變壓器在電力系統(tǒng)中的重要地位及其故障和不正常工作狀態(tài)可能造成的嚴(yán)重后果,必須根據(jù)電力變壓器容量和重要程度裝設(shè)相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置。
電力變壓器的故障通?煞譃橛拖鋬(nèi)部故障和油箱外部故障。油箱內(nèi)部故障主要是指發(fā)生在變壓器油箱內(nèi)包括高壓側(cè)或低壓側(cè)繞組的相間短路、匝間短路、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)側(cè)繞組的單相接地短路。變壓器油箱內(nèi)部故障是很危險(xiǎn)的,因?yàn)楣收宵c(diǎn)的電弧不僅會(huì)損壞繞組絕緣與鐵心,而且會(huì)使絕緣物質(zhì)和變壓器油劇烈汽化,由此可能引起油箱的爆炸。所以,繼電保護(hù)應(yīng)盡可能快地切除這些故障。油箱外部故障zui常見的主要是變壓器繞組引出線和套管上發(fā)生的相間短路和接地短路(直接接地系統(tǒng))。
變壓器的不正常工作狀態(tài)主要有過(guò)負(fù)荷、外部短路引起的過(guò)電流、外部接地短路引起的中性點(diǎn)過(guò)電壓、油箱漏油引起的油面降低或冷卻系統(tǒng)故障引起的溫度升高等。此外,大容量變壓器,由于其額定工作磁通密度較高,工作磁密與電壓頻率比成正比例,在過(guò)電壓或低頻率下運(yùn)行時(shí),可能引起變壓器的過(guò)勵(lì)磁故障等。
變壓器繼電保護(hù)的任務(wù)就是反應(yīng)上述故障或異常運(yùn)行狀態(tài),并通過(guò)斷路器切除故障變壓器,或發(fā)出信號(hào)告知運(yùn)行人員采取措施消除異常運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí),變壓器保護(hù)還應(yīng)能用作相鄰電器元件的后備保護(hù)。
針對(duì)上述各種故障與不正常工作狀態(tài),變壓器應(yīng)裝設(shè)下列繼電保護(hù):
1)反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部各種故障和油面降低的瓦斯保護(hù)。0.8MVA及以上油浸式變壓器和0.4MVA及以上車間內(nèi)油浸式變壓器,均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。當(dāng)油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí),應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào);當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí),應(yīng)動(dòng)作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。
帶負(fù)荷調(diào)壓的油浸式變壓器的調(diào)壓裝置,亦應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。
2)反應(yīng)變壓器引出線、套管及內(nèi)部短路故障的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)。保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作于斷開變壓器的各側(cè)斷路器。
①對(duì) 6.3MVA以下廠用變壓器和并列運(yùn)行的變壓器,以及10MVA以下廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器,當(dāng)后備保護(hù)時(shí)間大于0.5s時(shí),應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。
②對(duì)6.3MVA及以上廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器,10MVA及以上廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器,以及2MVA及以上用電流速斷保護(hù)靈敏性不符合要求的變壓器,應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。
③對(duì)高壓側(cè)電壓為330kV及以上變壓器,可裝設(shè)雙重縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。
④對(duì)于發(fā)電機(jī)變壓器組,當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時(shí),發(fā)電機(jī)裝設(shè)單獨(dú)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間沒(méi)有斷路器時(shí),100MVA及以下發(fā)電機(jī)與變壓器組共用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù);100MVA以上發(fā)電機(jī)。除發(fā)電機(jī)變壓器共用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)外,發(fā)電機(jī)還應(yīng)單獨(dú)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。對(duì) 200~300MVA的發(fā)電機(jī)變壓器組亦可在變壓器上增設(shè)單獨(dú)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù),即采用雙重快速保護(hù)。
3)反應(yīng)變壓器外部相間短路并作瓦斯保護(hù)和縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)(或電流速斷保護(hù))后備的過(guò)電流保護(hù)、低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)和阻抗保護(hù),保護(hù)動(dòng)作后應(yīng)帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。
①過(guò)電流保護(hù)宜用于降壓變壓器。
②復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù),宜用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過(guò)電流保護(hù)不滿足靈敏性要求的降壓變壓器。
③負(fù)序電流和單相式低電壓起動(dòng)過(guò)電流保護(hù),可用于63MVA及以上升壓變壓器。
④當(dāng)采用上述2)、3)的保護(hù)不能滿足靈敏性和選擇性要求時(shí),可采用阻抗保護(hù)。
4)反應(yīng)大接地電流系統(tǒng)中變壓器外部接地短路的零序電流保護(hù)。110kV及以上大接地電流系統(tǒng)中,如果變壓器中性點(diǎn)可能接地運(yùn)行,對(duì)于兩側(cè)或三側(cè)電源的升壓變壓器或降壓變壓器應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù),作變壓器主保護(hù)的后備保護(hù),并作為相鄰元件的后備保護(hù)。
5)反應(yīng)變壓器對(duì)稱過(guò)負(fù)荷的過(guò)負(fù)荷保護(hù)。對(duì)于400kVA及以上的變壓器,當(dāng)臺(tái)數(shù)并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的備用電源時(shí),應(yīng)根據(jù)可能過(guò)負(fù)荷的情況裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。對(duì)自耦變壓器和多繞組變壓器,保護(hù)裝置應(yīng)能反應(yīng)公共繞組及各側(cè)過(guò)負(fù)荷的情況。過(guò)負(fù)荷保護(hù)應(yīng)接于一相電流上,帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)。在無(wú)經(jīng)常值班人員的變電所,必要時(shí)過(guò)負(fù)荷保護(hù)可動(dòng)作于跳閘或斷開部分負(fù)荷。
6)反應(yīng)變壓器過(guò)勵(lì)磁的過(guò)勵(lì)磁保護(hù),F(xiàn)代大型變壓器的額定磁密近于飽和磁密,頻率降低或電壓升高時(shí)容易引起變壓器過(guò)勵(lì)磁,導(dǎo)致鐵心飽和,勵(lì)磁電流劇增,鐵心溫度上升,嚴(yán)重過(guò)熱會(huì)使變壓器絕緣劣化,壽命降低,zui終造成變壓器損壞。因此,高壓側(cè)為500kV的變壓器宜裝設(shè)過(guò)勵(lì)磁保護(hù) 。