变压器电流保护失效分析

变压器电流保护失效分析

林保瑞,杨海超，张浩，刘晓辉,石佳其，高立卫

首钢京唐钢铁联合有限责任公司  河北唐山 063200

摘要：电力变压器为现代电力系统的关键构成，在系统内也主要担负着变配电的重要职责。现代电力变压器无疑对于整个电力系统而言意义重大。如若电力变压器工作期间存在保护失效等问题，极有可能导致重大安全事故，不利于整个电力系统的可靠稳定运行。因此本文就电力变压器电流保护展开，对其失效原因等进行探讨。希望对电力可持续发展有所帮助。

关键词：变压器；电流；保护；

引言

电力变压器设备为现代电力系统的重要组成之一，同时也是维稳供配电可持续发展的关键要素。保证变压器设备的稳定、可靠运行对于提升供电服务质量，维系电力行业可持续发展等多个方面均有着现实意义。为此，面向电力变压器往往会配置大量的保护，典型的包括电流保护、后备保护等等。电流保护为变压器主保护之一，故此次以此为核心进行探讨，期望能够以点带面，引起业内对于电力变压器保护的关注，切实维稳电力行业的可持续建设。

1. 变压器电流保护分析

对于电力变压器而言，电流保护包含多种，典型的包括过流保护、零序电流保护等等。而不同的保护主要起到的功能又有所差异性，但是各个保护的总的目的始终为确保变压器的可靠运行，在变压器出现故障问题时能够第一时间响应并做出正确的决断，切实降低故障的影响。本次主要就其中的方向过流为例，展开深入的分析，对其主要特点及其保护失效等问题展开讨论。期望通过此次的研究活动，可以帮助更为深入的认识电力变压器设备，对该保护有更好的了解。

对于电力变压器而言，其一次侧往往不会特定的配备专业的母线差动保护，如若主变一次侧的母线出现相间短路问题，通常其进线端对策线路距离保护会响应并断开断路器，把故障和主系统隔开，由此建立起小电源独立供电短路系统。基于选择性的特点，这时主变一次侧后备保护会对故障予以隔离。而通常小电源容量不大，其能够给予的短路电流市场会导致变压器的一次侧的复压过流保护灵敏性不高。对此，主变一次侧的后备保护内引入一段指向该侧的母线方向过流保护，过流组件的整定结果需要能够有效的规避小电源上传至系统的最高电流，同时对该侧母线保持有效的灵敏性。通常小电源发电量会低于联入的变压器的容量，不然会于变压器工作期间负荷不大时，小电源所产生的电能基本全都经由变压器传递至主系统，由此导致主变过载问题。所以，依据躲过小电源的上网电流整定变压器一次侧的方向过电流保护的数值切记低于复合电压闭锁过流保护模块整定结果，大多时候还低于变压器的额定电路，它的工作灵敏性对比主变复合电压闭锁过电流保护明显提升，基本可对故障反应灵敏并有效隔离。

2. 变压器方向过流保护失效处理

因为大部分情况下主变一次侧的方向过来保护电流数值低于主变的额定值，如若出现TV断线情况，则方向组件会无法正常运行，方向电流由此出现误动问题。

我国的各个主流的生产厂商提供微机形式的主变后备保护，通常会搭载TV断线情况下保护投退控制字，为用户提供两类选择方案，分别是暂时退出方向和电压闭锁模块以及退出方向过流保护和复压电压闭锁过流保护。为能够甄别系统问题和正常运行机制下的TV断线，TV断线的甄别功能只是于保护没有激发情况下工作。但是变压器相间后备保护的启动模块一般包含两类模式，一类为未有设置针对性的独立相电流突变量启动模块，基于过电流组件兼具启动组件；另一类则为配置对应的相电流突变量启动模块，未有启动模块动作情况下方会触发故障甄别处理流程。

当主变过负荷以及方向过流保护电流数值低于这时的符合电流情况下，如果TV断线，则对第一类启动机制，方向过流保护会马上被激活，不会甄别TV有没有断线情况，基于设置延时之后，误跳运行变压器。而就第二类触发机制，主变轻载以及重载情况下方向过流保护并不会马上误动，保护模块科学判定TV断线之后，如果处于暂时退出方向和电压闭锁模块，因为相电流突变量启动模块尤为灵敏，如若运维岗位对于TV断线情况的发现以及处置不到位，则主变符合波动以及系统故障影响会导致启动模块被激活，由此引发方向过流保护误动作。如若处于推出方向过流保护和复压过流保护模式，则这时变压器的一次侧会失去所有的相间后备保护，如若存在相间短路问题，则具有可能导致越级跳闸问题，继而事态进一步严重。为能够切实规避此类问题出现，需要于TV断线情况下就方向过流保护以及复压过流保护分别配置对应的控制机制，不单单能够选择时退出方向过流保护或是只是退出复压过流保护。时下，业内也仅有小部分厂商支持此类工作模式，如若希望于TV断线期间只是退出方向过流保护，则需要对整个的软件模块予以优化完善。

3. 相间功率方向元件问题处理

对于110kV变压器而言，其大多为三相绕组或是双绕组形式，高中压断为星形接线方式，而低压端大多为三角形界线形式。安置于变压器的高中压端的相间功率方向组件都使用的为九十度的接线模式，电压以及电流也都来自本侧，方向为变压器指向母线，如若低压端出现两相短路问题时，故障相内的一相反修改能够组件会出现误动问题，方向组件基于正序电压化或是依据相启动也都无法股比误动情况。对高压端的发行过电流保护，如若动作过程中整定值地区低压端的后备时限，那么经由整定延时越级跳闸。

一样，如果变压器的低压端的两相电路，因为小电源给予的短路电流能够确保中压端的电流组件动作情况下，也会导致中压端的方向过流保护误动问题，通常中压端的方向过流动作时限和低压端的后备一致，这时的中低压端的后备会同时跳开。因此，对于此类情况有学者分析给出了中压端带方向杰克确保选择性，也仅有中压端后备对比低压端的后备更高一个时限级差情况下方能够确保其选择性。另外也可引入某类这个鞋电压和正序电流比相的功率方向继电器机理，可规避上述误动情况。而实际运行期间未有发现基于这一原理的成熟产品。

4. 结束语

综上所述，对于电力变压器设备而言，其运行稳定性直接关系到整个电力系统的工作水平。因此需要高度关注电压变压器设备的可靠运行。而实际于变压器投入工作期间，时常会因为各种因素导致变压器的保护失效，典型的包括电流保护失效。而这无疑会对整个变压器设备的正常运行造成威胁。对于，需要有关部门对于各个导致变压器保护失效的原因进行针对性的分析，并基于分析给出有效的解决办法。未来，随着我国电力事业的全面深入发展，对于电力变压器的应用以及配套技术需求势必会更高，因此对于有关部门需要切实认清我国电力行业的发展趋势，结合变压器的运行特点以及保护诉求，展开深入性的研究，学习掌握前沿理论以及技术，这是实操能力，提高对于变压器的全面认识，继而更好的适应未来发展需要。

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