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变压器的继电保护范文1
中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1003-9082 （2017） 04-0238-01
引言
电力企业是中国的基础能源单位，随着近年来电网规模的不断扩大，就要对电力变压器合理应用。电力系统安全稳定地运行，继电保护装置所发挥的作用是需要高度重视的，特别是对电力变压器的保护，不仅使变压器运行安全，而且能够保证变压器持续运行，提高运行效率，降低故障发生率。
一、电力变压器的继电保护方案
电力变压器要科学有效地运行，就要对可能发生的故障进行分析，以采取相应的继电保护方案，做到保护到位。一旦有故障发生，继电保护装置就可以及时作出反应，启动断路器将故障线路切断，并发出警报信号，让运维人员采取必要的技术措施，确保故障及时消除[1]。继电保护装置对变压器实施保护，还可以起到一定的后备作用。
1.电力变压器的继电保护采用差动保护方案
通常在电力变压器的套管以及引出线部位都会出现短路故障。变压器的容量如果超过6.3兆伏安，就需要对速断保护装置进一步强化，当变压器处于并列运行状态的时候，就要对继电保护装置进行检查，保证其正常运行。电力变压器如果有备用电压器，或者是变压器处于独立运行状态，就需要对后备保护时限合理控制。如果短路故障已经超过0.5秒，就需要采用快速切断保护措施。如果变压器的容量已经超过6.3兆伏安，速断保护就很难发挥保护作用，此时，就要采用纵差联动保护[24]。当高压侧电压已经超过330千伏的时候，采用双重差动保护就可以对故障有效解决。对于变压器组的控制，启动断路器就可以发挥保护作用。如果没有连接断路器，就可以采用差动保护措施。
2.电力变压器的继电保护采用瓦斯保护方案
电力变压器运行中，如果存在故障，为了能够让故障充分实现，就需要采取瓦斯保护措施。如果线路产生短路、油面降低等等，采用瓦斯保护方案可以保证油浸式变压器良性运行。对于变压器而言，瓦斯保护是非常重要的，能够将故障有效地反映出来。比如，电力变压器的油箱内部、绕组匝间或者铁芯如果存在短路问题，启动瓦斯保护就可以确保保护各位灵敏，加之结构简单，如果电路存在故障，瓦斯保护就可以立即启动。瓦斯保护还会受到诸多因素的影响而引起误动作，因此需要对影响因素予以高度关注。
3.电力变压器的继电保护采用过电流保护方案
电力变压器的继电保护采用过电流保护方案，如果变压器运行中存在电流故障，救护立即反映。如果瓦斯保护不发挥作用，过电流保护就可以发挥后备保护作用。复合电压启动的过程中，也需要采用电流保护措施。另外，还要实施必要的阻抗保护，通常电流保护灵敏度不高的情况下就可以采用阻抗保护，由于其具有较高的灵敏度，因此应用是非常广泛的。
二、电力变压器运行中继电保护装置保护的具体应用
1.继电保护装置的差动保护
电力变压器运行中继电保护装置可以起到差动保护作用，即电流得以加强，通过对比电流相位，以起到差动保护的作用。对电力变压器实施差动保护，就是对电流互感器采用环流接线的方式。如果电力变压器运行正常，没有内部故障产生，差动继电器的电流趋近于“0” [3]。其中的原因是多方面的，主要是由于电流不平衡所导致的。由于电流比较小，继电保护装置无法有效地启动保护动作。
压器的内部有故障产生，加强差动继电器的电流，就可以发现电流强度已经超过了动作电流。当继电保护装置启动保护动作，就要同时启动断路器以将故障线路切断，同时发出故障警报。继电保护装置的差动保护具有非常高的灵敏度，而且具有良好的选择性，操作也非常简单，不仅可以明确区分内部故障和外部故障，而且可以独立运行，并不需要采用保护配合措施。电气主设备要处于良好的运行状态，就需要采用差动保护措施保护好线路。
2.继电保护装置的瓦斯保护
电力变压器的油箱内部如果有故障产生，就要对故障位置的电流变化予以充分考虑。如果电力变压器油由于电流变化产生过热的现象，就会分解出质量比较轻的气体。这些气体会从油箱部位逐渐流向油枕，同时变压器油本身的体积也会快速膨胀，很容易产生严重的故障。当气体向油枕冲击的过程中，变压器油的油面就会逐渐降低，此时，就会启动瓦斯保护信号[4]。如果电力变压器产生线路短路的问题，就会受到故障电流影响，在油隙间的油流速度加快，同时绕组外侧也会存在很大的压力差变化。此时，继电器保护装置产生误动作的几率是非常大的。如果电力变压器产生了穿越性故障，在强电流的作用下，绕组产生动作并发热，绕组的温度快速提升，油是体积就会膨胀，继电保护装置就会陈恒误动作。
3.继电保护装置的后备过流保护
电力变压器的后备过流保护是保证变压器稳定运行的关键，包括电力变压器的线路以及各侧母线都要采用继电保护装置实施保护。为了确保双绕组变压器处于良性运行状态，强化继电保护装置的后备过流保护是非常必要的。对于电力变压器的主接线要实施时限保护，以避免故障发生。三绕组变压器通过继电保护装置强化后备过流保护，就是要保护好主电源的一侧，带两段时限，以在短时间内启动断路器将故障线路断开。此外，还要保护好主负荷侧，以保证电力变压器的灵敏性。
结束语
综上所述，变压器是电力系统的核心部件，其运行质量直接关乎到电力系统的工作状态。采用继电保护装置对变压器实施保护，可以确保变压器处于持续稳定的运行状态，以提高电力系统的运行效率，为电能用户提供高质量的电力服务。
参考文献
[1]雷钰.电力变压器继电保护设计的探讨[J].科技与企业，2013（19）：285―285.
[2]温源.500kV电力变压器继电保护问题探析[J].中国电力教育，2013（36）：209―210.
变压器的继电保护范文2
关键词：DSP；变压器；继电保护；测控装置
1引言
目前，电力自动化的应用可以分为变电站自动化、调度自动化、配电自动化、电能计量自动化和电力市场等。03年以来，我国的电力供应紧张，根据国家电网的统计，电力自动化行业呈现不断增长的趋势。由此，继电保护产品的需求也急剧增长，而且对于继电保护产品的性能、新技术的应用等方面也提出了更高的要求。而变压器是电力系统自动化控制设备中普遍使用的一款电气设备，变压器的继电测控保护对于电力系统的安全可靠运行具有重要意义。
本论文主要借助于新型的DSP处理芯片，对基于DSP的变压器继电保护测控装置进行设计研究，以期从中能够找到合理可靠的变压器继电测控保护装置应用，并以此和广大同行分享。
2继电保护测控装置总体设计
(1) 继电保护装置的功能设计
① 自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，并保证其它无故障元件迅速恢复正常运行。
② 反应电气元件不正常运行情况，并根据不正常运行情况的种类和电气元件维护条件，发出信号，由运行人员进行处理或自动地进行调整或将那些继续运行会引起事故的电气元件予以切除。反应不正常运行情况的继电保护装置允许带有一定的延时动作。
③ 继电保护装置还可以和电力系统中其他自动化装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。
综上所述，继电保护在电力系统中的主要作用是通过预防事故或缩小事故范围来提高系统运行的可靠性。继电保护装置是电力系统中重要的组成部分，是保证电力系统安全和可靠运行的重要技术措施之一。在现代化的电力系统中，如果没有继电保护装置，就无法维持电力系统的正常运行。
(2) 变压器继电保护装置
电力变压器是电力系统中大量使用的重要电气设备，它在电力系统的发电、输电、配电等各个环节广泛使用。因而其安全运行与否是整个电力系统能否连续稳定工作的关键，是电力系统可靠工作的必要条件。
根据变压器的不正常运行状态，变压器一般应装设以下一些继电保护装置[6]：
① 为反应变压器油箱内部各种故障和油面降低，对于0.8MVA及以上的油浸式变压器及户内0.4MVA以上变压器应装设瓦斯保护。
② 为反应变压器绕组和引出线的相间短路及中性点直接接地侧绕组和引出线的接地短路以及绕组匝间短路，应装设纵联差动保护或电流速断保护；对于6.3MVA及以上并列运行变压器和10MVA及以上单独运行变压器，以及6.3MVA及以上的厂用变压器，应装设纵差保护；对于10MVA以下变压器且过流时限大于0.5s时，应装设顶流速断保护；对于2MVA以上变压器，当电流速断保护的灵敏系数还不满足要求时，则宜装设纵差动保护。
③ 为反应外部相间短路引起的过电流和作为瓦斯、纵差保护（或电流速断保护）的后备保护，应装设电流保护。例如。复合电压起动的过电流保护或负序电流保护，适用于升压变压器；过流保护适用于降压变压器。
④ 为反应中性点直接接地电网中，外部接地短路的零序电流保护。
⑤ 为反应对称过负荷的应装设过负荷保护。
⑥ 为反应变压器过励磁的应装设过励磁保护。
3基于DSP的变压器继电保护测控装置设计
3.1 测控装置硬件架构设计
本文从紧凑型和多功能两方面入手，设计了一款基于新型DSP芯片的测控保护装置。DSP芯片需要完成电压、电流等输入信号的采集和处理，并且根据一定的保护逻辑驱动继电器动作，另外，还需要处理人机接口任务和通信任务。根据这些任务的不同优先级，DSP芯片还需要分配不同时间片的进程以满足各项任务合理有序地执行。
硬件设计的总体框架如图1所示，输入信号包括电流、电压、频率和开关量，而输出则通过继电器来实现。其中电流信号包括三相保护电流和一路零序电流，电压信号包括三相测量电压和一路辅助电压。主控制器采集并处理这些信号，分别用于显示和实现保护逻辑判断等功能。本装置的测量数据、设备信息、事件记录信息、保护定值和保护配置信息等内容都是通过菜单的方式进行显示，装置还提供了按键用于接线方式、保护功能等基本设置功能的实现。设备提供了基本的串行通信功能，可完成装置和服务器之间的报文传输，实现遥信、遥测、遥调、遥控等功能。同时还提供了GPRS模块、方便远距离无线通信功能的实现。
3.2 继电保护测控装置抗干扰设计
微机继电保护装置是一个电路和结构都非常复杂的装置，其主要电路部件均采用中大规模和超大规模的集成电路器件，虽然这些器件在其它领域中的大量实践已表明其损坏率是很低的，但由于继电保护装置是在强电磁环境中长期连续工作，并且责任重大，对万一出现的元器件损坏仍需考虑对策；而且除了起主要作用的数字部件外，还有为数不少的模拟元器件，所以提高元器件可靠性的措施应考虑数字部件和模拟元器件两个方面。
微机保护装置特有的工作方式和很强的处理能力为实现自动检测提供了方便。对装置中平时工作在“静态”的部件，如出口驱动电路、出口继电器等，由于微机保护中这部分的电路比较简单，制造时容易保证其较高的可靠性，同时还可以利用微机的超强处理功能对其进行定时功能检查；对装置中平时工作在“动态”的核心部件，如DSP、MCU、A/D转换器、Flash、FRAM、CPLD等等，无论电力系统有无故障，这些硬件都处在同样的工作状态中，也就是说，总在不停地进行数据采集、传递、运算和判断，因此元器件损坏会及时表现出来；同时，由于有了DSP和MCU这些“智能”部件，可以“主动地”去查找和发现问题，使得微机保护装置可以具有完善的自动检测功能。
4结语
变压器的继电保护范文3
关键词：电力变压器；继电保护设计；配置方案；应用
Abstract: The power transformers in operation, may be of various types of failures, a serious impact on the continuous operation of the power system security, in particular, large-capacity transformer damage, more serious impact on the system. With the development of power industry, the construction of EHV transmission lines in China are increasingly common, and large power transformers, high-capacity ultra-high pressure applications also expanded its operation is normal is directly related to the reliability of the entire grid. Must therefore be based on the size of the power transformer capacity, voltage level and degree of importance to set up a good performance, and reliable action of protection devices.
Keywords: power transformer; protection design;configuration program; application
中图分类号：F407.61文献标识码：A 文章编号：
1电力变压器的故障类型及不正常状态
电力变压器的故障通常可以分为油箱内部故障和油箱外部故障两种。油箱内部故障主要是指发生在变压器油箱内包括高压侧或低压侧绕组的相间短路、匝间短路、中性点直接接地系统侧绕组的单相接地短路以及铁芯的绕损等。变压器内部故障非常危险，因为故障时产生的电弧，不仅会损坏绕组的绝缘、烧坏铁芯，而且由于绝缘材料和变压器油因受热分解而产生大量的气体，有可能引起变压器油箱的爆炸，所以继电保护应快速切除这些故障。油箱外部故障最常见的主要是变压器绕组引出线和绝缘套管上发生的相间短路和接地短路(直接接地系统侧)。
变压器的不正常运行状态主要有：变压器外部相问短路引起的过电流和外部接地短路引起的过电流和中性点过电压；负荷超过额定容量引起的过负荷；油箱漏油引起的油面降低或冷却系统故障引起的温度升高。此外，对大容量变压器，由于其额定工作时的磁通密度接近于铁芯的饱和磁通密度，在过电压或低频率等异常运行方式下，还会发生变压器的过励磁故障。这些不正常的运行状态会使绕组、铁芯和其他金属构件过热，威胁变压器绝缘。
2 电力变压器保护的配置方案
针对电力变压器的故障类型及不正常运行状态，应对变压器装设相应的继电保护装置，其任务就是反映上述故障或异常运行状态，并通过断路器切除故障变压器，或发出信号告知运行人员采取措施消除异常运行状态。同时，变压器保护还应能作相邻电气元件的后备保护。故根据DL400—1991《继电保护和安全自动装置技术规程》的规定，电力变压器应装设如下保护。
2.1.瓦斯保护
为反映变压器油箱内部各种短路故障和油面降低，对于0.8 MV.A及以上的油浸式变压器和0.4 MV.A及以上的车间内油浸式变压器均应装设瓦斯保护。
2.2.纵联差动保护或电流速断保护
为反映电力变压器引出线、套管及内部短路故障。对于6.3 MV•A以下厂用工作变压器和并列运行的变压器，以及10 MV•A以下厂用备用变压器和单独运行的变压器，当后备保护时限大于0.5 s时，应装设电流速断保护。对于6.3 MV•A及以上的厂用工作变压器和并列运行的变压器，10 MV•A及以上厂用备用变压器和单独运行的变压器，以及2 MV•A及以上用电流速断保护灵敏性不满足要求的变压器，应装设纵联差动保护(以下简称差动保护)。对高压侧电压为330 kV及以上的变压器，可装设双重差动保护。
对于发电机变压器组，当发电机与变压器之间有断路器时，发电机装设单独的差动保护。当发电机与变压器之间没有断路器时，100 MW及以下发电机与变压器组共用差动保护；100 MW以上发电机，除发电机变压器组共用差动保护外，发电机还应单独装设差动保护；对200～300 MW的发电机变压器组亦可在变压器上增设单独的差动保护，即采用双重快速保护。
2．3过电流保护
为反应外部相问短路引起的过电流并作为瓦斯保护和差动保护(或电流速断保护)的后备，应采用下列保护：(1)过电流保护，一般用于降压变压器；(2)复合电压起动的过电流保护，一般用于升压变压器及过电流保护灵敏性不满足要求的降压变压器；(3)负序电流及单相式低电压起动的过电流保护，一般用于63MV•A及以上大容量升压变压器和系统联络变压器；(4)阻抗保护，对于升压变压器和系统联络变压器，当采用第(2)(3)的保护不能满足灵敏性和选择性时，可采用阻抗保护。
2．4过励磁保护
为反应变压器的过励磁引起的过电流。对于高压侧为500kV的变压器的额定磁密近于饱和密度，频率降低或电压升高时容易引起变压器过励磁，导致铁芯饱和，励磁电流剧增，铁芯温度上升，严重过热会使变压器绝缘劣化，寿命降低，最终造成变压器损坏。故需装设过励磁保护。
2.5.过负荷保护
为反映变压器对称过负荷引起的过电流。对于400 kV•A及以上的变压器，当数台并列运行或单独运行并作为其他符合的备用电源时，应根据过负荷的情况装设过负荷保护。
2.6.其他保护
对变压器温度及油箱内压力升高和冷却系统故障，应按现行变压器标准的要求，装设可作用于信号或动作于跳闸的保护，如温度保护等。
3电力变压器保护的应用
3.1.变压器的差动保护
差动保护的构成原理主要是利用比较变压器高、低压侧的电流大小和相位来实现的。将变压器两侧的电流互感器二次侧按正常时的“环流接线”。适当地选择两侧电流互感器的电流比，使其比值等于变压器的电压比nT；对于YNd11的电力变压器，同时再考虑采用“相位补偿接线”，即变压器星形侧的电流互感器接成三角形，变压器三角形侧的电流互感器接成星形。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的二次电流之差，它近于零，差动继电器不动作，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差，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。
差动保护是一切电气主设备的主保护，它以其灵敏度高，选择性好，实现简单而广泛地应用在发电机、电抗器、电动机和母线等主设备上。鉴于差动保护在以上设备中应用的成功，以及过去技术水平的限制，人们别无选择地在变压器保护上同样采用差动保护作为主保护。它不但能正确区分区内外故障，而且不需要与其他元件配合，可以无延时地切除区内各种故障，具有独特的优点。
3．2变压器的瓦斯保护
当变压器油箱内部发生故障(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)时，由于故障点电流和电弧的作用，将使变压器油及其它绝缘材料因局部受热而分解产生气体，因气体比较轻，它们将从油箱流向油枕的上部。当故障严重时，油会迅速膨胀并产生大量的气体，此时将有剧烈的气体夹杂着油流冲向油枕的上部，迫使继电器内油面降低，引起瓦斯信号动作。
当变压器发生穿越性短路故障，在穿越性故障电流作用下，油隙问的油流速度加快，当油隙内和绕组外侧产生的压力差变化大时，气体继电器就可能误动作。穿越性故障电流使绕组动作发热，当故障电流倍数很大时，绕组温度上升很快，使油的体积膨胀，造成气体继电器误动作，对此必须采取相应的措施。
3.3变压器的后备过流保护
变压器后备保护作为变压器自身的近后备和各侧母线、线路的远后备，地位也十分重要。双绕组变压器，后备保护应装在主电源侧，根据主接线情况，保护可带一段或两段时限，以较短的时限缩小故障影响范围，跳母联或分段断路器；较长的时限断开变压器各侧的断路器。
三绕组变压器和自耦变压器，后备保护要分别装在主电源侧和主负荷侧。主电源侧的保护带两段时限，以较短的时限断开未装保护侧的断路器，主负荷侧的保护动作于本侧断路器。当上述方式不符合灵敏性要求时，可在各侧装设后备保护，各侧保护应根据选择性的要求考虑加装方向元件。
4结束语
总之，防止拒动和误动作，是继电保护可靠性的核心。在电力系统中，各类电气设备通过电气线路紧密地联结在一起，为确保供电系统的安全正常运行，避免事故的发生，必须正确地设置继电保护装置并准确整定各项相关定值，保证系统的安全经济运行。
【参考文献】
［1］郝文新．35kV变电站微机继电保护设计[J]．山西建筑，2008，32．
变压器的继电保护范文4
关键词：继电保护；供电系统；电力变压器故障
中图分类号：TM77 文章标识码：A文章编号：
一、引言
在供电系统中，输送电力的设备中最重要的是电力变压器，电力变压器一旦出现故障会直接影响设备的工作与区域用电，危害电力系统的安全持续运行，造成一定的经济损失。电力变压器工作时一般都是二十四小时连续工作，工作强度非常大，通常会出现故障，尤其是大容量变压器出现故障，对整个电力系统的影响更为严重。随着核电、水电等供电系统快速发展当今社会，对供电系统的安全稳定运行提出了更高的要求，需要更好的继电保护。因此，要增强电力变压器继电保护装置的安全与功能，确保电力系统得以安全稳定运行。
二、电力变压器常见故障
电力变压器在运行过程中，一般常出现的故障主要分为内部故障和外部故障两种。内部故障的危险性要大于外部故障，曾有内部故障在严重情况下导致变压器油箱爆炸，造成整个供电系统瘫痪。电力变压器常见的故障主要分为芯体、变压器油、磁路等方面的故障。芯体故障主要就是集中在绝缘层老化或者线圈受潮导致的短路方面，短路会使绕组造成的机械损伤，影响变压器的使用。变压器油故障主要是绝缘油长时间的高温运行，导致氧化或吸收空气中的水分使绝缘性能下降，进而导致一定的闪络放电情况。也有部分的变压器油故障是由于油泥沉积阻塞油道，进而使变压器的散热性能变差，长时间运行导致危险发生。磁路故障是变压器最常见故障，磁路的芯体绝缘老化，导致漏磁漏电情况，或磁路的螺丝碰接铁芯导致磁路不能正常工作，或压铁松动引起电磁铁振动和噪声等。这些故障有的能够通过异常现象发现并及时排除，但更多的是隐形故障，平时很难发现，使在变压器故障状态运行是很危险的，需要及时的发现并且排除故障。
三、继电保护
（一）继电保护的特点与要求
继电保护装置是目前人们采用的最普遍的装置，自继电保护装置应用开始，短时间内就得到广泛利用，主要是由其特点决定的。继电保护的特点是可靠性高、
实用性强，并且能够实现远程监控。继电保护应用的装置是配置合理并且科学技术含量高的继电保护装置。继电保护的信息管理技术采用方法库与数据库，整个信息管理系统由传统的分散式传输转变为集中式运输。各种新技术与新系统的使用使继电保护的可靠性增强。继电保护信息系统的应用，使供电系统中出现的实际问题，能够通过系统有效的对各个部分中的各类数据及时使用和共享，更方便工作人员的操作，因此继电保护的实用性也得到增强。随着电子技术与信息化技术在各个领域的推广与应用，供电系统也及时的根据实际情况采用了新的信息化技术。通过电子信息技术的应用，能够对供电系统的电力变压器的运行状态，进行二十四小时无人监控。最先进的是通过运行状态分析，能够发现电力变压器的隐形故障，及时的在大的故障产生前把隐形故障排除，保障了供电系统的安全平稳运行，减少了经济损失。
现代的继电保护虽然有着非常好的优势，但是对装置的要求更高，没有好的继电保护装置，继电保护的特点与性能就不能完全发挥。继电保护装置最基本的要求就是灵敏性与可靠性。供电系统一般要求继电保护装置的设计原理、整定计算、安装调试等全部要正确无误，还要求组成继电保护装置的各元件的质量可靠。继电保护装置也需要定期的进行运行维护检查与保养，尽量提高供电系统变压器继电保护的可靠性。
（二）继电保护措施
1.瓦斯保护
瓦斯保护是供电系统电力变压器油箱的主要保护措施，能够在变压器油箱发生内部故障的时候自动启动。变压器油箱内部发生故障一般会引起油面降低，瓦斯继电器的能够平衡锤的力矩会发生变化而降落，从而接通上下触点，自动发出报警信号。供电系统的电力变压器发生突发性的严重事故的时候，也会有相应应对措施。变压器的最严重故障为油箱漏油，油箱漏油会使变压器发生爆炸，导致整个供电系统瘫痪。漏油使电力变压器的液面会发生较大的变化，继电器的上下触点也能够接触，初步实现自动报警。随着漏油的继续，油位降低到一定数值，继电器能够自动跳闸保护整个供电系统，避免大的损失产生。供电系统的电力变压器大多在0.8MVA以上，都应该配备瓦斯保护装置。
2.差动保护
供电系统的变压器内部引出线短路，绝缘套管相间短路故障发生时，变压器内的匝间出现问题时，继电系统都会及时启动电流速断保护。电流速断保护的主要优势是能够准确的定位故障发生的位置，及时分析出发生故障的类型，然后马上调用内部已经编订好的程序，根据故障的情况发出相应的预警措施。如果故障程度比较轻，差动保护可以预警后并延长故障继续发生的时间，为专业人员的维修提供一定的时间差，同时差动保护还可以利用已经编好的程序，对小型故障进行自动的排除等。如果故障程度比较严重，差动保护会直接报警并且断电，避免短路后经济损失情况的发生。由于差动保护具有以上的优势，目前供电系统广泛采用该技术，它将成为未来继电保护的一种趋势。
3. 过电流保护
过电流保护是作为瓦斯保护和差动保护后备保护，可以准确反应出变压器短路所导致的过电流。过电流保护装置一般是装在电力变压器的电源侧，并且根据变压器的要求装配不同的保护装置。升降压变压器处可以装配复合电压起动的过电流保护，大接地电流系统中，可以在变压器外部装配零序电流保护，作为主变压器保护的后备保护。过电流保护的具体启动方式应该根据相配备的变电器的相应数据进行合理选择，没有统一的标准，可以根据供电系统的不同需求装配不同的 过电流保护装置。
4.过励磁保护
现代供电系统由与工作电压过高，电力变压器的额定磁密接近饱和。频率降低时与电压升高时，变压器都很容易出现过励磁，导致铁心的温度上升影响绝缘性能。安装励磁保护装置，可将变压器的过励磁引起的过电流反映出来，从而可防止变压器绝缘老化，提高变压器的使用效能。
5.过负荷保护
过负荷保护能够反应变压器正常运行时所出现的过负荷情况。过负荷装置仅在变压器有可能过负荷的情况下才装设，通常能够检测出过负荷的信号。它的基本工作原理为：一相上进行一个电流继电器的装设，并经过一定时间延长动作于信号来进行过负荷保护
四、结论
供电系统的电力变压器由于运行时的各种因素产生故障，对供电系统的安全与稳定造成影响。许多隐性的故障人工排除比较困难，突发性的严重故障会造成巨大的经济损失，必须要有好的继电保护促使才能避免损失。而事实证明，继电保护装置措施可以改善变压器严重故障发生概率，对于隐性故障能够起到报警作用。研究和应用继电保护措施，可以促进供电系统的稳定与安全。
参考文献：
[1] 丁永生. 10kV供电系统中变压器继电保护分析[J],中国新技术产品,2009（23）
变压器的继电保护范文5
【关键词】变压器；差动保护；灵敏度；校验；电网
1.引言
继电保护灵敏性是指继电保护对设计规定要求动作的故障及异常状态能够可靠动作的能力，是电力系统对继电保护的基本性能要求之一[1]。差动保护作为变压器的主保护之一，主要反应变压器绕组和引出线多相短路及绕组匝间短路故障。目前变压器差动保护多采用利用变压器励磁涌流特征的制动特性躲过涌流对差动保护的影响，这一措施大大提高了变压器差动保护的灵敏性[2]，也因此在整定计算过程中往往容易忽略了变压器差动保护的灵敏度校验。
2.变压器差动保护灵敏度校验的必要性
220kV变压器10kV侧故障时短路电流较高，一般在低压侧加装限流电抗器，降低低压侧故障时短路电流水平，短路电流水平降低的同时，在相同定值的情况下，变压器差动保护的灵敏度也降低。电抗器在变压器差动保护的范围之内，电抗器下端故障时，差动保护灵敏度应满足要求，但受系统结构、运行方式等方面影响，低压侧差动范围内故障，差动保护灵敏度是否能满足要求必须通过计算。
同时变压器作为电网中的重要组成部分，掌握其保护定值是否满足灵敏度要求也是必不可少的，因此主变差动保护的灵敏度校验是非常必要的。
3.校验方法探讨
3.1 校验步骤分析
变压器整定计算导则上关于制动特性的变压器差动保护灵敏度计算的规定：纵差保护的灵敏系数应按最小运行方式下差动保护区内变压器引出线上两相金属性短路计算。根据计算最小短路电流Ik.min和相应的制动电流Ires，在制动特性曲线上查得对应的动作电流I'op，灵敏系[3]。根据变压器保护整定计算导则和微机变压器保护说明书中关于灵敏度计算的说明，灵敏度校验可归纳为如下步骤：
（1）计算系统最小方式下差动保护范围内变压器引出线上两相金属性短路时流过变压器各侧的故障电流Ik.min。
（2）根据装置电流校正方法计算校正后流入装置的故障电流Id，为计算方便将该电流折算成主变额定电流的倍数。
（3）根据装置算法计算差动电流Idzmin及制动电流Izd。
（4）根据动作方程及以上求得的制动电流Izd计算出相对应的动作电流Idz。
（5）计算灵敏度=Idzmin/Idz。
3.2 校验中的关键问题分析
3.2.1 最小运行方式选择
如何快速、正确地计算出差动保护的最小灵敏系数，系统最小方式的选择是关键。所谓最小方式，就是故障时短路电流最小的方式。廊坊电网为单侧电源系统且主变高压侧为电源侧，变压器分列运行的情况下，只有高压侧提供短路电流，其它侧不会提供。而变压器并列运行时，在低压侧差动范围内故障时另一台变压器通过联络开关也会提供短路电流。在系统方式一定的情况下分列运行时流入差动保护的故障电流比并列运行时要小。10kV侧短路电抗大，因此10kV侧故障时的短路电流比110kV侧故障时要小。总之，变压器分列运行时差动保护灵敏度满足要求，并列运行时一定能满足；低压侧故障时灵敏度满足要求，中压侧故障时也一定满足。因此最小方式选变压器分列运行时，低压侧两相故障。
3.2.2 校验灵敏度用的电流表示形式
微机变压器差动保护中的动作方程均以变压器额定电流的形式表示，因此，校验灵敏度用的故障电流要用变压器额定电流的倍数表示，这样不需折算到同一电压等级，不需靠考虑平衡系数的影响，但必须考虑差动保护装置相位校正对电流的影响。相位校正的影响与具体的保护装置有关，目前只有两种类型，Y/接线的变压器，一种是Y侧倒相位，一种是侧倒相位。下面分析的CSC326D型微机变压器保护和RCS978E型微机变压器保护是两种类型的代表。
3.3 校验实例分析
下面就以某220kV变电站的变压器为例对变压器差动保护灵敏度校验方法进行论述。该站基本情况如下：主变接线组别为YNyn0d11；配置CSC326D型微机变压器保护和RCS978E型微机变压器保护。
3.3.1 CSC326D型保护灵敏度校验
CSC326D型变压器差动保护计算以高压侧为基准，中、低压侧各相电流应乘以相应的平衡系数，得到幅值补偿后的电流。变压器各侧TA接线采用星型接线，二次电流直接接入装置，TA二次电流相位由软件自动在Y侧进行校正，对于Y/-11接线，其校正方法如公式（1-1）、 （1-2）、（1-3）所示：
式中，，为Y侧校正后的各相电流，，，为Y侧TA二次电流，差动电流与制动电流计算都是在相位校正和平衡补偿后的基础上进行的。校验时按一次电流进行计算，故计算过程中不考虑变压器各侧电流幅值补偿，只考虑相位补偿。
动作电流Idz（各相差动电流）和制动电流Izd的计算方法如式（2-1）（2-2）所示：
式中：为所有侧中最大的相电流，为其它侧（除最大相电流侧）相电流之和。
比率差动保护动作判据如式（3-1）所示：
其中：Icd为差动保护启动电流定值，Idz为动作电流，Izd为制动电流，为第一段折线的斜率（固定取0.2），KID为第二段折线斜率其值等于比率制动系数定值，为第三段折线斜率（固定取0.7）[4]。保护装置程序中按相判别，任一相满足上述条件，比率差动动作。
灵敏度校验过程如下：
（1）系统小方式下10kV侧差动范围内VW相间故障，只有高压侧提供短路电流。高压侧三相故障电流：
（2）根据式（1-1）、（1-2）、（1-3）计算装置相位校正后故障电流为=0，，=。
（3）根据公式（2-1）计算三相差流：
IdzminU=0，IdznimV=，IdzminW=。装置按相计算，以W相为例。由公式（2-2）计算W相制动电流：IzdW=0.5×=。
其中IdzminU、IdzminV、IdzminW分别为故障时各相的最小差动电流Idzmin。
（4）根据公式（3-1）及第（3）步计算出的制动电流，计算相对应动作电流IdzW。
（5）计算灵敏度Klm=。
3.3.2 RCS978E型保护灵敏度校验
RCS978E型变压器保护，变压器各侧电流互感器采用星形接线，二次电流直接接入装置。变压器各侧TA二次电流相位由软件调整，装置采用Δ->Y变化调整差流平衡，这样可明确区分涌流和故障的特征，加快保护的动作速度。对于Y0/Δ-11的接线，其校正方法为：
式中：U、V、W为Y侧TA二次电流U’、V’、W’为Y侧校正后各相电流，u、v、w为Δ侧TA二次电流，u’、v’、w’为Δ侧校正后的各相电流。Y侧电流调整是各相电流分别减去零序电流0，低压侧两相故障时，0=0。
RCS978E型保护稳态比率差动动作方程如式（4-1）所示：
其中Ie为变压器额定电流，I1.......m分别为变压器各侧电流，Icdqd为稳态比率差动起动定值，取0.5Ie，Id为差动电流，Ir为制动电流，Kbl为比率制动系数整定值，推荐整定为0.5[5]。稳态比率差动保护按相判别。
计算步骤与CSC326D保护相同，计算时只考虑相位补偿，用一次电流进行计算。具体过程不再重复，需要注意的是RCS978E电流相位校正方法与CSC326D保护不同，变压器Y侧不校正，计算出的故障电流就是流入装置的电流。根据公式（4-1）计算相应电流值。
3.4 差动保护灵敏度校验方法的简化
从故障分析可知，对于Y-D-11接线的变压器，D侧发生相间故障时高压侧总有一相电流值等于相应位置发生三相短路时的短路电流Ik（3），其它两相为三相短路电流的一半。以低压侧VW相间短路为例，高压侧电流IU=IV=0.5IW，IW=Ik（3），装置Y侧采用Y-变换时，根据公式（1-1）、（1-2）、（1-3）得到校正后的电流最大值为W相短路电流的0.866倍，即相同位置三相短路电流的0.866倍，由于三相短路计算比较简单，因此校验时可直接按低压侧三相短路计算，折算到高压侧再乘以0.866即可得到校正后的电流值，不用再根据装置转换方法进行计算。
采用Δ->Y相位调整的装置，变压器Y侧电流直接流入装置，低压侧发生相间故障时高压侧最大故障电流等于相应位置三相故障时的故障电流，其灵敏度比Y-转换的保护高，所以采用Y-变换的保护灵敏度满足的情况下，另一套采用Δ->Y变换的保护灵敏度可不再进行计算。
因此可进一步简化校验过程：
（1）计算系统小方式下变压器分列运行时低压侧三相相间故障时流过变压器的高压侧的故障电流Id（3），Y-变换的保护装置，用Id（3）乘以0.866即为流入装置的最小短路电流Idzmin，Y-变换的保护装置，Id（3）即为流入装置的最小短路电流Idzmin，并将该电流Idzmin折算成主变额定电流的倍数。
（2）根据装置要求计算制动电流Izd。
（3）根据动作方程及制动电流Izd计算出相应的动作电流Idz。
（4）计算灵敏度=Idzmin/Idz。
4.结束语
随着电网的飞速发展，电网结构越来越复杂，这直接影响到变压器差动保护动作的灵敏性及可靠性，通过文中简便、实用的校验方法可以使调度部门更清楚的掌握变压器主保护切除故障的能力，为电网的安全稳定运行提供保障。
参考文献
[1]继电保护实用技术问答[M].北京：中国电力出版社.
变压器的继电保护范文6
关键词：高压变频器；电动机；继电保护
1.高压变频器简介
高压变频器的基本组成如图1所示。高压变频器的种类很多，其主要包括直接变频器（循环变频器）和间接变频器（脉冲调制型、负载换流型、中点钳位型、飞跨电容型、H桥级联型）。
2.传统电动机保护配置与变频器电动机保护配置
2.1传统电动机保护配置
异步电动机的故障有定子绕组相间短路故障、绕组的匝间短路故障和单相接地故障；不正常运行状态主要有过负荷、堵转、起动时间过长、三相供电不平衡或断相运行、电压异常等。因此，对于高压电动机，根据规程以差动保护或电流速断为主保护，以过负荷保护、过流保护、负序保护、零序保护及低电压保护等作为后备保护。
2.2变频器电动机保护配置
为了确保系统的可靠性，工频旁路一般都是用变频器来进行，这样也使电动机能够正常工作。如图3所示，在保证变频器检修时，开关K1、K2与主回路没有接触点，此时闭合开关K，电动机运行主要是通过旁路来进行。当按照此情况运行时，电动机由高压母线工频电压直接驱动，开关出线以及电动机本体就是进线开关QF处保护装置的保护对象。因此，电动机保护配置就需要根据常规电动机保护的要求进行，对于有差动保护要求的，需要增加电动机差动保护装置。当断开开关K3时，由变频器拖动电动机时，开关出线以及变频器就是进线开关QF处保护装置的保护对象。目前，由整流变压器等部分构成的变频器是发电厂比较常用的，也就是说，开关出线以及整流变压器是进线开关QF处保护装置的保护对象。此时电动机的负荷与母线隔离后高压变频器的负荷相同，因此，高压变频系统的控制器能够实现电动机的保护。当然也有些电动机无法实现差动保护，因为开关处电流与电动国际中性侧电流频率不同，此时步伐实现保护，只能选择退出。
目前变频器电动机保护配置方式主要存在两个问题：(1)对于2000kW以上的电动机，需要配置差动保护。因此，在变频器拖动电动机情况下，电动机差动保护退出，保护的可靠性受到影响。(2)任意时刻，变压器保护装置、电动机保护装置只有一台投入使用，降低了装置的使用效率。
3.高压变频器在电动机继电保护中运用时产生的问题
一般而言，高压异步电动机应装设纵联差动保护。对6.3MVA及以上的变压器应装设本保护，用于保护绕组内及引出线上的相间短路故障；保护装置宜采用三相三继电器式接线，瞬时动作于变压器各侧断路器跳闸，当变压器高压侧无断路器时，则应动作于发电机变压器组总出口继电器，使各侧断路器及灭磁开关跳闸。对2MVA及以上采用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器也应装设本保护。
目前而言，工变频互动方式是现场电动机加装变频器所采用的主要改造方式，其系统架构如图2所示。
变频器可以通过可编程逻辑控制器自动完成或者手动完成变频与工频之间的切换，但是条件是当变频器出现故障或者工况要求进入工频供电；在工频运行时，如果变频运行需要重新投入进行，那么工频与变频状态的切换就可以通过自动或者手动完成。
当电动机处于工频运行工况时，那么对于现场使用要求，常规电动机保护对此要求是能够满足的；当电动机处于变频运行工况时，由于变频器装置的加入，在频率、相位上，变频器的输入和输出电流之间的关系不大，如果其保护配置还是按照原来的方法进行，那么要想实现保护功能就受到了阻碍。因此，在具有高压变频器的电动机中，只需对电动机进行单独保护就行，不应将变频器纳入差动保护的范围。差动保护范围为：始端电流互感器应置于变频器的输出端，而非电源开关侧，末端电流互感器置于电动机的中性点侧。
电动机在变频运行工况时，变频器输出频率范围一般可以达到0.5~120Hz，现场实际调频运行范围一般在15~50Hz。而目前常用的微机保护装置均是根据行业标准设计的，即采用固定频率50Hz进行数字采样计算，如何让微机保护装置能够适用于大范围频率运行是变频电动机保护必须解决的问题。同时，考虑到在变频器电源输出侧不方便装VT，如何实时测量电动机运行频率也是需要解决的难题。
4变频差动保护原理
装置的宽频率运行采用实时频率测量、实时频率跟踪、实时电流互感器补偿的方式来实现引风机变频工况的差动保护。装置采用了电压和电流相结合的测频模式，当电压不能接在装置外回路时，此时采用电流测频。同时软件过零点测频算法和实时频率跟踪相结合是装置的频率测量的采用的主要方法，并且在此基础上，采用了幅值自动补充功能，主要是考虑到了不同频率下幅频特性的不一致，从而在不同范围内使装置具有可靠的采样精度得以保证，装置的正确可靠动作也得到了进一步的实现。
5．变频器电动机差动保护
高压变频器在电动机中的运用，在此情况下，如图3所示，由于电动机机端CT1与CT3两处的电流频率不同，而导致传统的电动机差动保护无法使用。目前磁平衡差动保护的应用主要存在以下问题：（1）目前发电厂使用的电动机基本上都无法提供磁平衡差动所需要的中性侧电缆引出。(2)磁平衡差动的电流是在变频器下方，非工频电流。对于微机保护，按照工频50Hz整定的定值不适用于非工频情况。由于差动保护的两侧电流必须为同一频率下电流。可考虑在变频器下方、电动机上方加装一组CT，即CT2，此组CT可安装于变频器柜中，由CT2和CT3两组电流构成差动保护。常规差动保护为相量差动，其原理是用傅里叶算法，根据一个周波的采样点计算出流入和流出电流的实虚部，再计算出差动和制动电流的幅值、相位后用相量比较的方式构成判据。由于电流非50 Hz工频，因此在进行傅里叶计算时需要通过频率跟踪保证计算结果的正确。由于变频器下方无电压引入，因此通过常规的电压跟踪频率方式无法实现。有厂家提出利用电流跟踪频率，但由于电流跟踪频率存在较大的误差，容易引起保护的误动、拒动，在实际中并不采用。
对于差动保护中采用的采样值差动，微机保护中所有通道采样均为电流在同一时刻的瞬时值:当被保护设备没有横向内部故障时， 各采样电流值之和为零；当发生内部故障时，各采样电流值之和不为零。采样值差动保护就是利用采样值电流之和按一定的动作判据构成。
与常规相量差动保护相比，采样值差动具有动作速度快、计算量少等特点，是微机差动保护领域的一个突破，己应用于母差、变压器等保护中。采样值差动不涉及傅氏计算，变频器所带来的谐波也不会影响其计算精度，因此，对工作于25~50Hz的高压变频电动机，其差动保护可以利用该算法实现。
总而言之，就目前高压变频器在电动机继电保护中的运用而言，实现差动保护主要采用值差动保算法来进行，可以最终使用一台装置来实现变压器与电动机保护装置的功能，这样不仅使高压变频器在电动机继电保护中实现了相应的功能，而且也使成本节省了很多。
