干式变压器根据容量或线路采用差动保护
电力干式变压器是电力系统中广泛使用的重要电气设备,其安全运行是电力系统可靠运行的必要门槛。电力干式变压器不同于发电机,它没有转动部件,它是一种静止的电气设备,结构简单,运行可靠性高,发生故障的几率相对较小。而干式变压器是连续运行的,停电少,大部分安装在室外,受自然环境影响较大。此外,干式变压器总是受到外部负载的影响,尤其是电力系统中的短路故障。因此,电力干式变压器运行中仍可能出现各种类型的故障或异常工况。其故障将严重影响电力系统的安全连续运行,尤其是大容量干式变压器的损坏,对系统的影响更为严重。因此,考虑到干式变压器在电力系统中的重要地位及其故障和异常工作状态造成的严重后果,必须根据干式变压器的容量和重要性安装相应的继电保护装置。
电力干式变压器的故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障。油箱内部故障主要是干式变压器油箱中性点直接接地系统侧绕组的相间短路、匝间短路和单相接地短路。干式变压器油箱内部故障非常危险,因为故障点的电弧不仅会损坏绕组绝缘和铁芯,还会使绝缘材料和干式变压器油剧烈汽化,从而可能导致油箱爆炸。因此,继电保护应尽快排除这些故障。油箱较常见的外部故障是干式变压器绕组出线和套管上的相间短路和接地短路(直接接地系统)。
干式变压器的异常工况主要包括过载、外部短路引起的过流、外部接地短路引起的中性点过电压、油箱泄漏引起的油位下降或冷却系统故障引起的温升等。此外,大容量干式变压器由于其额定工作磁通密度高,与电压频率比成正比,在过电压或低频运行时,可能导致干式变压器过励磁故障。
干式变压器继电保护的任务是反映上述故障或异常运行情况,并通过断路器切断故障干式变压器,或发出信号通知运行人员采取措施消除异常运行情况。同时,干式变压器保护也应作为相邻电气元件的后备保护。
鉴于上述故障和异常工况,干式变压器应配备以下继电保护:
1)气体保护,反映干式变压器油箱的各种故障和油位下降。车间0.8毫伏及以上油浸变压器和0.4毫伏及以上油浸变压器应安装气体保护。当油箱中的故障引起轻微的气体或油位下降时,应立即根据信号采取行动;当产生大量气体时,应采取措施断开干式变压器各侧的断路器。
带负荷调压的油浸式变压器的调压装置也应配有气体保护。
2)干式变压器出线、套管和内部短路故障的纵差保护或电流速断保护。保护的瞬时动作是断开干式变压器每侧的断路器。
对于6.3MVA以下的辅助干式变压器和并联运行的干式变压器,以及10MVA以下的辅助备用干式变压器和先立运行的干式变压器,当后备保护时间大于0.5s时,应安装电流速断保护。 #p#分页标题#e#
并联运行的6.3兆伏安及以上辅助干式变压器和干式变压器,10兆伏安及以上辅助备用干式变压器和干式变压器应安装纵差保护
发电机干式变压器组,当发电机和干式变压器之间有断路器时,发电机有单先的纵向差动保护。当发电机和干式变压器之间没有断路器时,100毫伏及以下的发电机与干式变压器组共用纵差保护;100毫伏以上的发电机。除发电机干式变压器共用的纵联差动保护外,发电机应单先安装纵联差动保护。对于200~300MVA发电机干式变压器组,干式变压器可增加单先的纵差保护,即采用双速动保护。
3)过流保护、低压启动过流保护、复合电压启动过流保护、负序电流保护和阻抗保护,作为气体保护和纵联差动保护(或电流速断保护)的后备,保护动作后跳闸。
降压干式变压器应采用过流保护。
复合电压启动过流保护适用于过流保护不满足灵敏度要求的升压干式变压器、系统接触干式变压器和降压干式变压器。
63MVA及以上的升压干式变压器可采用负序电流和单相低压启动过流保护。
(4)当上述2)和3)的保护不能满足灵敏度和选择性要求时,可采用阻抗保护。
4)大接地电流系统中干式变压器外部接地短路的零序电流保护。在110千伏及以上的大接地电流系统中,如果干式变压器的中性点可能接地,则有两个或三个电源侧的升压干式变压器或降压干式变压器应配备零序电流保护,作为干式变压器主保护的后备保护和相邻元件的后备保护。
5)反映干式变压器对称过载的过载保护。对于400千伏安及以上的干式变压器,当干式变压器并联或先立运行时,应根据可能的过载情况安装过载保护,并作为其他负载的备用电源。对于自耦变压器和多绕组干式变压器,保护装置应能反映普通绕组和各侧的过载。过载保护应连接到相电流,对信号进行限时动作。在没有固定值班人员的变电站中,必要时可操作过载保护来跳闸或断开部分负载。
6)反映干式变压器过励磁的过励磁保护。现代大型干式变压器的额定磁通密度接近饱和磁通密度和频率
率降低或电压升高时容易引起干式变压器过励磁,导致铁心饱和,励磁电流剧增,铁心温度上升,严重过热会使干式变压器绝缘劣化,寿命降低,较终造成干式变压器损坏。因此,高压侧为500kV的干式变压器宜装设过励磁保护 。