收藏 |干式變壓器故障類型及差動保護原理

在電力系統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不可缺少的重要氣設備。它的故障將對供電可靠性和系統安全運行帶來嚴重的影響,同時大容量的電力干式變壓器也是十分貴重的設備。因此應根據干式變壓器容量等級和重要程度裝設性能良好、動作可靠的繼電保護裝置。干式變壓器的故障可以分為油箱外和油箱內兩種故障。油箱外的故障,主要是套管和引出線上發生相間短路以及接地短路。油箱內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。油箱內故障時產生的電弧,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。對于干式變壓器發生的各種故障,保護裝置應能盡快地將干式變壓器切除。實踐表明,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發生相間短路的情況比較少。

干式變壓器的不正常運行狀態主要有:干式變壓器外部短路引起的過電流、負荷長時間超過額定容量引起的過負荷,風扇故障或漏油等原因引起冷卻能力的下降等。這些不正常運行狀態會使繞組和鐵芯過熱。此外,對于中性點不接地運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行工況下會使干式變壓器過勵磁,引起鐵芯和其他金屬構件的過熱。干式變壓器處于不正常運行狀態時,繼電保護應根據其嚴重程度,發出告警信號,使運行人員及時發現并采取相應的措施,以確保干式變壓器的安全。一、干式變壓器裝設的保護（1）瓦斯保護:防御油箱內故障及油面的降低。（2）差動保護或電流速斷保護:防御干式變壓器繞組套管及引出線上的故障(電流速斷保護般用于10000kVA以下的干式變壓器）。（3）過電流保護:防御外部相間短路(作為瓦斯保護和差動保護的后備保護)。（4）零序電流保護防御外部接地短路引起的過電流(對中性點直接地的電網內）。二、干式變壓器差動保護的原理為了更形象的了解干式變壓器差動保護原理，就如同下圖，當左F左≠F右時所受的力的和不為零，木塊不平衡，當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，對電路中的任一節點，流經該節點的電流代數和恒為零”的原理工作的。差動保護把被保護的干式變壓器看成是一個接點，在干式變壓器的各側均裝設電流互感器，把干式變壓器各側電流互感器副邊按差接線法接線，即各側電流互感器的同極性端都朝向母線側，將同極性端子相連，并聯接入差動繼電器。在繼電器線圈中流過的電流是各側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區域外故障時，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，所以差動保護動作啟動電流值需計算整定。當差動電流大于差動保護裝置的整定值時，保護動作，將被保護干式變壓器的各側斷路器跳開，使故障干式變壓器斷開電源。產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所產生的不平衡電流；2、由于干式變壓器兩側電流相位不同而產生的不平衡電流；3、由計算變比與實際變比不同而產生的不平衡電流；4、由兩側電流互感器型號不同而產生的不平衡電流；5、由干式變壓器帶負荷調整分接頭而產生的不平衡電流。

【免責聲明】文章為作者先立觀點，不代表創聯匯通干式變壓器立場。如因作品內容、版權等存在問題，請于本文刊發30日內聯系創聯匯通干式變壓器進行刪除或洽談版權使用事宜。