学文网【摘要】电力变压器应用很广，一般设置瓦斯保护，过负荷保护，过流保护，速断保护，差动保护和温度保护。对于各种保护的设置原则和整定方法做以简单论述。
【关键词】变压器过电流短路过负载
配电变压器是一种静止的电气设备。由于在发电、输电、配电过程中，电能要多次经过变压器，使得系统中变压器的用量很大。据统计，电力系统中变压器容量是与之配套的发电机容量的5～8倍。这些变压器中，数量众多的是小容量的配电变压器。因此，对配电变压器进行日常维护、故障处理和检修及保护装置的设置是保证可靠供电的重要保证。
一、变压器保护装置的配置原则
按技术规程的规定，配电变压器保护装置的配置原则一般为：
1.针对变压器内部的各种短路及油面下降应装设瓦斯保护，其中轻瓦斯瞬间动作与信号，重瓦斯瞬间动作于断开各侧断路器。
2.应装设反应变压器绕组和引出线的多相短路及绕组匝间的纵联差动保护或电流速断作为主保护，瞬间动作与断开各侧断路器。
3.对由外部相间短路引起的变压器过电流，根据变压器容量和运行情况的不同以及对变压器灵敏度的要求不同，可采用过电流保护，复合电压启动的过电流保护，负序电流和单相式低电压启动的过电流保护或阻抗保护作为后备保护，带时限动作于跳闸。
4.对110kv及以上中性点直接接地的电力网，应根据变压器中性点接地运行的具体情况和变压器的绝缘情况装设零序电流保护和零序电压保护，带时限动作于跳闸。
5.为防御长时间变压器的过负荷对设备的损坏，应根据可能的过负荷情况装设过负荷保护，带时限动作于信号。
6.对变压器温度升高和冷却系统的故障，应按变压器标准的规定，装设动作于跳闸的装置。
二、变压器纵联差动保护的整定
1.差动保护的装设范围：
对6.3MVA及以上厂用工作变压器和并列运行的变压器，以及10MVA以上厂用备用变压器和单独运行的变压器，以及2MVA及以上用电流速断保护不符合要求的变压器应装设纵联差动保护。
对高压侧电压为220KV及以上变压器，可装设双重差动保护。
2.纵联差动保护应符合下列要求：
1）应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流。
2）应在变压器过励磁时不误动。
3）差动保护范围应包括变压器套管及其引出线。
3.纵联差动保护的整定：
1）变压器参数计算：
确定被保护变压器各侧归算至统一容量的一次额度电流，选择保护用的电流互感器变比，接线方式，计算差动臂中的二次电流，平衡系数。
目前，对微机保护，电流互感器二次接线均接成Y型，这种接法的优点是：接线简单，减少现场CT接错的可能。
2）短路电流计算：
一般需做两种运行方式下的短路计算：一种是在系统最大运行方式下变压器外部短路时，计算通过变压器纵联差动保护的最大穿越性短路电流（通常是三相短路电流），其目的是计算差动保护的最大不平衡电流和最大制动电流。另一种是系统最小运行方式下，计算纵差保护区内最小短路电流（两相或单相短路电流），其目的是为了计算差动保护的最小灵敏系数。
3）最小动作电流的整定
最小动作电流应大于变压器额定负载时的不平衡电流，即Idz=Kk×﹙KTX×fi+U+f）Ie
Kk—可靠系数，一般取1.2
Ig―最大外部短路电流周期分量。
Ktx―电流互感器同型系数，型号相同取0.5，型号不同取1.
fi―电流互感器的相对误差，可取fi=0.1
f―因继电器整定匝数不等而产生的相对误差取0.05
U―变压器调整所引起的电流相对误差，一般取调压范围的一半，一般为5%。
4）起始制动电流的整定：IDZ=（0.8～0.9）Ie
5）比率制动系数：KZ=KK×﹙KTX×f+U+f）
为保证变压器在发生区内故障时可靠动作，在发生区外故障时可靠不动，这就需要差动保护是制动电流应大于外部短路时流过差动回路的不平衡电流。通过适当地选择制动系数KZ以保证外部故障时可靠动作。
三、变压器后备保护整定
单侧电源变压器的后备保护装设于电源侧，作为差动保护，瓦斯保护的后备或相邻元件的后备。对于多侧电源的变压器后备保护应装设与变压器各侧。主要作为各侧母线和线路的后备保护，要求只动作于本侧的断路器。
1.过电流保护：
适用于容量不大的单侧电源变压器，主要用于降压变压器，作为防御外部相间短路引起的变压器过电流和变压器内部相间短路的后备保护。
为了保证选择性，过电流保护的动作电流应能躲过可能流过变压器的最大负荷电流整定。
即：Idz=KK×Ifhmax/Kf
Ifhmax—变压器的最大负荷电流
Kf —返回系数，取0.85.
2.过负荷保护：
过负荷保护装置作用于信号，起负荷保护作用。
动作电流整定：
IDZ=KKKfIeB
式中：KK—可靠系数，取1.05.
Kf—返回系数，取0.85.
IeB—变压器的额定电流。
为防止在外部短路或短时间过负荷保护装置动作，它的动作时限应较过电流保护装置的动作时限大一个或几个时限阶段，一般取5～10秒。
3.复合电压过电流保护；
复合电压过电流保护通常作为变压器或发电机的后备保护，它是由一个负序电压继电器和一个接在相间电压上的低电压继电器共同组成的电压复合元件，两个继电器只要有一个动作，同时过电流继电器也动作，整套装置即能启动。
复合电压闭锁过流保护功能是作为馈线或者变压器保护的后备，其功能是解决系统在最大（或最小运行方式下）线路终端两相短路（负序闭锁）或三相短路（低电压闭锁）时，故障电流达不到速断整定值，过流延时时间又太长的矛盾引入复合电压回路，来降低过流的动作值。
复合电压是由相间低电压和负序电压构成，一般组成闭锁元件，防止保护误动。
复合电压闭锁过流保护本保护反应相间短路故障，作为变压器等保护的后备保护。包括以下元件：
1）低电压元件，电压取自本侧的YH或变压器各侧的YH。动作判据：动作值小于低电压元件整定值。
2）负序电压元件，电压取自本侧或变压器各侧，动作判据：动作值大于负序电压元件整定值。
3）过流元件，电流取自本侧的LH，任一相电流大于过流定值。
两个电压元件是或的关系，加上过流元件，就满足复合电压闭锁过流保护的出口条件了。
四、变压器微机保护
随着新技术的发展，变压器的保护也越来越全面和可靠。微机变压器保护的特点主要表现在
1.在差动保护中可将电流互感器的二次侧电流直接差接改成数字差；
2.变压器各侧绕组中因接线关系而引起的电流相位移可由TA的二次侧采用Y，d变换补偿改变为数字计算补偿。
3.可应用更多，更复杂的原理来改善励磁涌流鉴别能力。
4.可通过采用灵活的算法来获得高速度和高灵敏度.
5.采用复杂的运算和逻辑处理，在一定程度上实现TA和TV断线的报警和闭锁；
6.由TA变比标准化带来的误差，可用数字运算进行补偿。
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