变压器三个保护案例分析

　　变压器保护方式

　　1、瓦斯保护：保护变压器内部短路和油面降低的故障。

　　2、差动保护、电流速断保护：保护变压器绕组或引出线各相的相间短路、大接地电流系统的接地短路以及绕组匝间短路。

　　3、过电流保护：保护外部相间短路，并作为瓦斯保护和差动保护（或电流速断保护）的后备保护。

　　4、零序电流保护：保护大接地电流系统的外部单相接地短路。

　　5、过负荷保护：保护对称过负荷，仅作用于信号。

　　6、过励磁保护：保护变压器的过励磁不超过允许的限度。

　　变压器的保护配置要求

　　1）对于220kV及以上电压等级、不同接线方式的变压器，应配置双套主保护、双套后备保护、非电量保护，并保证两套主保护完全独立，即交流电压电流回路、直流电源回路、出口跳闸回路完全独立。

　　2）800kVA以上变压器配瓦斯保护。6.3MVA以上变压器配差动保护。

　　2.主保护配置

　　1）差动保护：包括差动速断保护、稳态比率差动保护、工频变化量比率差动保护。躲过励磁涌流一般采用二次谐波制动和波形畸变原理。主要反应绕组、套管及引出线上的相间短路，及中性点直接接地侧的接地短路。并在一定程度上反应绕组内部匝间短路。

　　2）瓦斯保护：有轻瓦斯、重瓦斯之分。其中轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳闸。主要反应油箱内各种故障及油面降低。

　　3.后备保护配置

　　1）反应相间短路的后备保护：用作变压器外部相间短路和变压器内部绕组、引出线相间的后备保护。一般采用复合电压闭锁的过流（方向）保护。当灵敏度不满足要求时，可采用阻抗保护。

　　2）反应接地短路的后备保护：

　　变压器中性点直接接地时，装设零序电流（方向）保护作为变压器外部接地故障和中性点直接接地侧变压器绕组、引出线接地短路的后备保护。变压器中性点不接地时，可用零序过电压保护、中性点间隙零序电流保护作为变压器接地短路的后备保护。

　　3）过负荷保护：延时动作于信号。

　　4）过励磁保护：500kV及以上的变压器，反应频率降低和电压升高而引起的变压器励磁电流的增大，保护可动作于信号或跳闸。

　　5）其它非电量保护（油温过高、压力释放动作、冷却系统故障）：保护可动作于信号或跳闸。

　　变压器三个保护案例分析

　　一、主变压器空投时差动保护误动分析

　　1、事故经过

　　某变电站220kV变压器为180MVA自耦变压器，配置了双重化主变微机保护（其中一套主保护为二次谐波制动原理的比率差动保护，另-套为波形对称制动原理的比率差动保护）。

　　当该主变检修结束复役合闸送电时，两套差动保护同时出口跳闸。

　　C相涌流的二次谐波计算值小于整定值（15%） ，谐波制动比率差动动作; C相波形对称性好，波形对称原理比率差动也动作。

　　2、事故原因分析

　　3、二次谐波制动方式

　　》分相制动逻辑（- -取一- ）

　　当判断出某相涌流时闭锁该相差动，普遍采用。

　　缺点：有时某相励磁涌流大但是谐波含量低，保护将误动。

　　》交叉制动逻辑（三取一）

　　任项检测出涌流则闭锁三相差动。

　　缺点：谐波含量小的相真正有故障的时候不能正确动作。

　　4、 防范措施

　　》变压器空投时，短时投入交叉闭锁

　　如整定该时间为40- 80ms。

　　》变压器空投时，采取修改定值的临时措施

　　提高差动启动值，降低谐波闭锁值

　　》探寻新的谐波制动原理

　　Y-o或A-Y会时二次谐波失真或减小，容易误动。

　　样本电流i。+xio方法，可提高单相制动的可靠性。

　　二、区外故障变压器差动速断保护误动分析

　　1、事故经过

　　在某变电站一条110kV线路近端发生A相接地故障（故障点离变电站约1km） ，线路保护I段距离元件动作跳开断路器，约1s后重合于故障线路，后加速跳开断路器。在合于故障线路的过程中，变压器差动速断动作。

　　2、电流波形分析

　　3、解决方法

　　重新审定中压侧CT的选型和变比，并使其满足CT10%要求

　　差动速断定值可适当抬高

　　对差动保护，电流互感器可选用抗饱和能力强的电流互感器（如TPY级）

　　三、主变压器中性点间隙保护误动分析

　　1、事故经过

　　2、故障录波图动作时序分析

　　3、保护动作分析

　　220kV线路B相切除后，线路非全相运行，间隙电流变小。由于110kV侧存在电源，在220kV双端非全相动作时流过2号主变220kV侧中性点间隙电流仍有105~130A ，达到动作电流值（ 100A ）。由于间隙动作的时间0.5s小于重合闸时间0.8s ， 2号主变在线路重合成功前三相跳闸。

　　4、整改措施

　　放电间隙电流时空气电离后离子电流，返回系数低，在非全相运行中可能不返回。因此，间隙零序保护动作时间应与相邻线路重合闸时间配置，动作时间比重合闸延时增加一个时间级差（ 0.3 -0.5s ）即可。

　　5、间隙保护出口方式讨论

　　》方式一：间隙零序过压和间隙零序过流合用延时元件

　　该方法若按躲过线路重合闸时间整定 ，间隙过压时动作时间偏长，对保护变压器中性点绝缘不利。

　　》方式二：间隙零序过压和间隙零序过流延时元件分开

　　该方式下间隙过压仍整定为0.5s ，间隙过流可按躲过线路重合闸时间整定，如整定为1.2s。间隙过流动作时，表明间隙已击穿，绝缘可受到保护，动作时间的延长不会对变压器造成不利影响。