发电厂电气部分变压器保护方案分析与研究

发电厂电气部分变压器保护方案分析与研究

朱沛元

江苏徐塘发电有限责任公司江苏邳州221300

【摘要】本文基于对发电厂电气部分变压器保护装置的研究，分析了发电厂电气部分变压器常见的运行故障以及异常状态，从而针对故障设计出了具体的保护方案，并详细阐述了变压器中的各类保护装置。

【关键词】发电厂；电气部分；变压器；保护方案；分析

一、常见故障以及异常状态分析

（一）常见故障

1、油箱内部故障。在变压器运行的过程中，油箱内部是最常发生故障的部位之一，且故障主要表现铁心烧损、匝间线路或者相间线路短路以及绕组接地线路短路等。这些常见的内部故障不仅会影响到电弧，还会使得电弧受到一定的破坏。同时铁心烧损或者绕组绝缘体受到了损坏，就会造成变压器的气化油以及损害到变压器中的绝缘材料，甚至发生油箱爆炸的现象。

2、油箱外部故障。一般油箱外部故障主要表现为油路套管之间或者油路引出线出现了接地短路的现象，亦或者是相与相之间出现了短路的现象等。

（二）异常状态

在发电厂电气部分的变压器中，其外部的相与相之间如果发生了短路的现象，就会导致变压器的电压或者电流增高。而如果变压器中电压或者是电流的增高超过了规定的参数值，或者是超出了变压器的额定容量，就会导致变压器的负荷增大。另外由于其他某些特殊的原因还会导致油箱出现漏油的情况，从而使得油面下降。

二、保护方案与保护装置分析

针对上述常见的故障以及异常状态等，设计出发电厂电气部分变压器的保护方案主要有以下四种：

（一）瓦斯保护

一般情况下，如果变压器在运行的过程中出现了内部故障，发生故障处的电流与电弧之间就会产生相互影响，从而使得绝缘材料发生热分解现象，或者导致变压器油箱内的油发生气化现象。并且由于气体的质量较轻，因此就会导致油箱逐渐上移甚至上升到油枕的顶部。如果故障导致的后果非常严重，就会导致油箱中的油加速膨胀，并出现大量的气体，从而导致气化油流入到油枕的顶部。这些都是变压器油箱发生故障的最直接的特征，根据这些特点就能够制定出具体的保护方案以及安装适合的保护装置。瓦斯保护就是针对气体所引起的反应和动作。在具体应用的过程中，如果能够将变压器油箱中油面降低的情况或者内部保护的装置反应出来，就需要运用800KVA的油浸式的保护装置，并辅以一定程度的瓦斯保护。

例如，一般瓦斯的容积处于250~300cm2这一整定范围内，如果变压器中油的容量超出了104KVA，那么瓦斯的容积就该保持在250cm2，同时，瓦斯容积的可以通过重锤位置来对整定值进行调节。另外在瓦斯保护方案中，如果油速受到了重瓦斯的保护，那么0.6～1.5m/s之间就是油的整定值。在流速整定的过程中，一般使用的标准是管内流速。因此为了能够有效的防止穿越故障的发生或者瓦斯保护错误动作的发生，就必须及时对油箱中油流的速度以及整定的范围进行调整。

（二）差动保护

变压器中，绕组接地或者是引出线发生短路现象，又或者是发生匝间短路的情况时，采用纵联差动就能够起到良好的保护变压器的目的。这种保护方案首先是所发出的动作具有选择性，且具有非常高的灵敏度，因此在使用的过程中只能针对具有平衡性的动作电流或者是励磁动作电流进行保护。其次是如果接线组别存在较大的差异，就会对导致差动回路中的电流产生不平衡的现象，因此必需将变压器中三角连接的星形接线进行二次绕组，这样就能对变压器进行差动纵联保护。差动保护的特征如图1所示。

（三）过电流保护

为了防止母线与引出线之间发生接地短路的现象，就必须在有中性点的大接地变压器电流系统中设置过电流零序保护，这样就能够在一定程度上保护变压器中的主设备。这种过来电流零序保护的原则主要有两点：一是必须确保过电流零序保护装置具有较高的灵敏度和配合度，并且还要对后备段进行良好保护。二是在中性点的位置，必须合理设置不接地的过电流零序元件，并提高其灵敏度，从而达到保护变压器的目的。另外在过电流保护的过程中，为了确保其具有较高的灵敏度，就必须将变压器中的接线进行简化，并且采取有效的措施来应对变压器发生故障后所导致一些后期影响，这样才能真正达到过电流零序保护的目的。过电流保护的逻辑方框如图2所示。

（四）超负荷保护

如果变压器的容量超出了400KVA，且连接了其他的变压器或者是单独运作时，就可以将其看成是备用的负荷电源。对于这种超负荷的变压器，在对其进行保护时，必须将对应的电流相有机的连接起来，并且运用延时来作为相连接的信号。超负荷保护必须具备独立的继电器信号以及连片出口，并在此基础上结合实际保护的应用情况来执行保护动作或者是退出动作，并在完成这些动作以后还能够进行实时知识。这样一来，变压器在运行的过程中，操作人员不仅能够及时的发现故障所在，同时还能够对故障进行准确的分析和处理。

参考文献：

[1]许晓军.浅析发电厂电气部分变压器的保护设计[J].智能城市，2016，03：224-225.

[2]谷君.变压器差动保护误动的影响因素分析与对策研究[D].华北电力大学，2012.

[3]桑子夏.电子电力变压器的保护系统研究[D].华中科技大学，2014.