1、火力发电厂变压器继电保护设计摘要：电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件，为了供电的可靠性和系 统正常运行，就必须视其容量的大小、电压的高低和重要程度，设置性能良好、动作可靠的继电保护装置。 关键词：变压器；继电保护；设计 Abstract: The power transformer is the power supply element is very important in the power system, for the normal operation of system reliability and power supply, voltage, size must be c
2、onsidered its capacity and the level of importance, setting of relay protection device performance is good, reliable in action. Key words: transformer; relay protection; design 中图分类号：TM621 0 前言 电力在现代社会发展中起着重要的作用。没有电力的支持，社会生活和生产根本无法进行。基于电力在现代社会中的重要性，对电力变压器的维护就显得格外重要。而对电力变压器维护起重要作用的继电保护，则是电力系统能否正常工作的关
3、键。继电设施的正常运转，技术运用与发展对电力系统的运行影响重大。如何确保继电保护设施和技术的可靠性和有效性，是电力系统应该着重关注的，也是社会各界所关注的问题。1、继电保护 继电保护以电力系统运行故障和安全问题为研究对象，探讨相应的自动化应对措施，以保护电网运行的稳定和安全。简单的说就是利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量的变化，如电压、电流、功率、频率等，构成继电保护动作的原理，其基本任务是当电力系统发生故障时，在最短的时间内向电网管理员发出系统故障信号，或者以自动化技术将故障设备进行切除，减轻故障设备对电力系统的进一步损坏和减少对相邻电网的供电影响。满足电力系统对安全性以及其他特
4、定要求。 继电保护主要表现在可以在最短的时间内，迅速恢复电压，确保电力系统的稳定性，降低对用户的影响；可以通过继电保护装置，预防和控制故障的进一步扩大，使得电气设备的损坏程度减轻，提高重合闸的成功率。 2、继电保护特点 高可靠性。配置合理、质量技术优良的继电保护装置对变压器的正常的运行维护与管理起着重要的作用。在继电保护系统中，信息管理技术采用了方法库和数据仓库，使得系统的维护和升级更加方便，在运行过程中，整个信息管理系统由以往分散式的传输转变为集中式的运输，即使其中一个客户的工作站出现问题，也不会对整个信息系统的正常运行造成影响。 强实用性。在生产运行中出现的实际问题，继电保护能够有效的对二
5、次部分中各类数据之间的使用和共享予以解决。由于其能分析系统、统计数据，这就更便于工作人员的操作，其实用性更强，继电保护运行的水平在一定程度上得以提高。 实现远程监控。因微机保护装置有串行通信的作用，能与远方变电站的微机监控系统进行通信联络，使得整个微机保护具备了远程监控性，从而更加保障了无人变电站的继电保护系统的安全运行。 3、变压器继电保护应用设计方案 3.1 变压器的瓦斯保护 为反应变压器油箱内部各种短路故障和油面降低，对于 0.8MVA 及以上的油浸式变压器均应装设瓦斯保护。瓦斯保护是指油箱内部发生故障时（包括轻微的匝间短路和绝缘破坏引起的经电弧电阻的接地短路） ，将产生大量的热能，使油
6、分解出可燃性气体，向油枕（储油柜）方向流动。当流速超过气体继电器的签定值时，气体继电器的挡板就会受到冲击，使断路器跳闸，从而避免事故扩大。对于油浸式变压器都应装设瓦斯保护。瓦斯保护能够很灵敏迅捷发出跳闸信号。缺点：瓦斯保护会因为外部的一些小的扰动发生误判，所以不能把瓦斯保护当做唯一的保护方案。3.2 变压器的差动保护。 变压器的差动保护是按照电流循环设计的。它主要应对变压器绕组内部或者是引出线上的各种短路故障。变压器差动保护动作电流设计原则是将变压器两侧的电流互感器二次侧按正常时的“环流接线” ，当变压器正常运行时，差动继电器中的电流等于两侧电流互感器（CT）的二次电流之差，它近于 0，差动继
7、电器不动作，保护也不会动作。由于高性能计算机芯片的出现，在变压器 1 套保护装置中包含主保护、各侧全部后备保护的 2 套主变压器微机型保护装置已开发，并得到广泛应用。因此，为反应电力变压器引出线、套管及内部短路故障，对高压侧电压为 330kV及以上的变压器，可装设双重差动保护，达到反应变压器绕组和引出线的多相短路及绕组匝间短路的纵联差动保护、或电流速断保护作为主保护，瞬时动作于断开各侧断路器的目的。 双重差动保护装置中，CT 的二次绕组分配设计：将第 1 套保护电流回路接原差动保护 CT 二次绕组，即接独立 CT，旁代时需切换；第 2 套保护接原后备保护 CT 二次绕组，即接主变套管 CT，旁
8、代时不需切换。虽然旁代时第 2 套保护对降压变压器的高、中压侧来说，其保护范围不包括独立 CT 到变压器套管的引线，缩短了差动保护范围，但可以保障旁代时2 套保护都在运行。这样当变压器正常运行或外部故障时，差动继电器中的电流等于两侧电流互感器的二次电流之差接近于 0，差动保护不动作，保护也不会动作。当变压器内部（包括变压器与电流互感器之间的引线）任何一点故障时，差动继电器中的电流等于两侧电流互感器的二次电流之和为故障点短路电流，大于继电器动作电流，继电器动作，跳变压器各侧断路器切除故障，同时发动作信号，起到保护作用。 3.3 变压器的过电流保护 变压器的过电流保护一般作为后备保护设置，为反应变
9、压器外部故障而引起的变压器绕组过电流，以及在变压器内部故障时，作为差动保护和瓦斯保护的后备保护，变压器应装设过电流保护。过电流保护通常是指变压器启动电流按躲开最大负荷电流来整定的一种保护装置。根据变压器的容量和短路电流的情况不同可分为 3 种保护。第一种是过电流保护，当电流超过预定最大值所发生的保护设备，它常用于降压变压器。第二种是复合电压启动的电流保护。当过电流保护不能够起到保护作用时可采用这种保护。第三种是负序电流的过电流保护，它常适用于容量较大的升压变压器。 3.4 电力变压器的负荷保护 所谓过负荷保护是指在电路中，当回路电流超过过负荷保护装置预设值时，过负荷保护装置自动断开电流回路，从
10、而起到保护有效负载的作用。在实际应用中，通常采用电流继电器与单相线路相连，它的保护动作一般有延迟或者是延迟跳闸。 4、变压器继电保护装置设计注意事项 4.1 电力变压器在整个电力系统中具有不可替代的作用，不论是在设计，制造还是在运行中，都要确保变压器的安全性和稳定性，尤其是变压器的热稳定性，更应引起足够的重视。 4.2 要向制造厂商索要电力变压器流过故障电流的大小和允许时间的关系曲线，以确保变压器在运行中的热稳定性，从而确保电力系统的正常运行。 4.3 要根据造商提供的电力变压器绕组流过故障电流和时间的关系曲线，采用合适的保护措施，确保流过变压器电流的稳定性。 4.4 电力变压器差动保护的范围应包括低压侧开关，以防低压侧开关故障对变压器的热稳定构成威胁。 4.5 在设计电力变压器的继电保护装置是，采用新的计算机技术，可以设置较多的过流保护段，使各侧的过流保护能有相对较快的延时段；也有利于跳变压器各侧开关，特别是中、低压侧保护跳变压器各侧开关的保护段变压器尽快脱离故障点。 5、总结 电力变压器对于电力系统的正常运行具有重要作用，加强电力变压器继电保护装置的设计，可以提升电力变压器的稳定性，从而保证电力系统供电的连续性和可靠性。 参考资料： 1邱才楷.浅析 110kV 电力系统的继电保护J.广东科技.2011(08).
