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干货分享 | 你不成不知的变压器;;ぶ --【LV国际官网】
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颁布功夫:::2024-03-28 16:09:58人气:::
变压器是陆续运行的静止设备,运行比力靠得住,故障机遇较少。。但由于绝大部门变压器装置在户外,并且受到运行时接受负荷的影响以及电力系统短路故障的影响,在运行过程中不成预防的出现各类故障和异常情况。。
一、、、变压器的常见故障和异常
变压器的故障可分为内部故障和外部故障。。
外部故障指的是箱壳内部产生的故障,有绕组的相间短路故障、、、一相绕组的匝间短路故障、、、绕组与铁芯间的短路故障、、、绕组的断线故障等。。
外部故障指的是变压器外部引出线间的各类相间短路故障、、、引出线绝缘套管闪络通过箱壳产生的单相接地故障。。
变压器产生故障:::艽。。出格是产生内部故障时,短路电流所产生的高温电弧不仅会烧坏变压器绕组的绝缘和铁芯,并且会使变压器油受热分化产生大量气体,引起变压器外壳变形甚至爆炸。。因而变压器故障时必须将其切除。。
变压器的异常情况重要有过负荷、、、油面降低、、、外部短路引起的过电流,运行中的变压器油温过高、、、绕组温度过高、、、变压器压力过高、、、以及冷却系统故障等。。当变压器处于异常运行状态时,应给出告警信号。。
二、、、变压器;;さ呐渲
短路故障的主;;:::重要有纵差;;、、、重瓦斯;;さ。。
短路故障的后备;;:::重要有复合电压闭锁过流;;、、、零序(方向)过流;;、、、低阻抗;;さ。。
异常运行;;:::重要有过负荷;;、、、过励磁;;、、、轻瓦斯;;、、、中性点间隙;;、、、温度油位及冷却系统故障;;さ。。
三、、、非电量;;
利用变压器的油、、、气、、、温度等非电气量组成的变压器;;こ莆堑缌勘;;。。重要有瓦斯;;、、、压力;;、、、温度;;、、、油位;;ぜ袄淙雌魅1;;。。非电量;;て揪菹殖”匾魑谔⒒蚍⑿。。
1、、、瓦斯;;
当变压器内部产生故障时,由于短路电流和短路点电弧的作用,变压器内部会产生大量气体,同时变压器油流速度加快,利用气体和油流来实现的;;こ莆咚贡;;。。
(1)轻瓦斯;;:::当变压器内部产生轻微故障或异常时,故障点部门过热,引起部门油膨胀,油内气体形成气泡进入气体继电器,轻瓦斯;;ぷ魑⒊銮嵬咚剐藕。。
(2)重瓦斯;;:::当变压器油箱内产生严重故障时,故障电流较大,电弧使变压器油大量分化,产生大量气体和油流,冲击档板使重瓦斯继;;ぷ魑⒊鲋赝咚剐藕挪⒊隹谔ⅲ谐溲蛊。。
(3)重瓦斯;;な怯拖淠诓抗收系闹鞅;;ぃ芊从潮溲蛊髂诓康母骼喙收。。当变压器产生少数匝间短路,固然故障电流很大,但在差动;;ぶ胁牟盍骺赡懿⒉淮螅疃;;た赡芫芏。。因而对于变压器内部故障,必要依附重瓦斯;;で谐收。。

2、、、压力;;
压力;;ひ彩潜溲蛊饔拖淠诓抗收系闹鞅;;。:::沽秃脱沽ν槐浔;;ぃ糜诜从潮溲蛊饔偷难沽。。
3、、、温度及油位;;
当变压器温度升高达到预警值,温度;;し⒊龈婢藕牛⑼度肫鸲赣美淙雌。。
当变压器漏油或由于其他原因使得油位降低是,油位;;ぷ魑⒊龈婢藕。。
4、、、冷却器全停;;
当运行中的变压器冷却器全停时,变压器温度会升高,若不实时处置,可能会导致变压器绕组绝缘败坏。。因而在变压器运行中冷却器全停时,该;;し⒊龈婢藕挪⒕ぱ邮鼻谐溲蛊。。
四、、、差动;;
变压器差动;;な潜溲蛊鞯缙康闹鞅;;ぃ浔;;ち煊蚴歉鞑嗟缌骰ジ衅魉牟棵。。在这领域内产生的绕组相间短路、、、匝间短路等故障时,差动;;ぞ魑。。
1、、、变压器的励磁涌流
空投变压器时产生的励磁电流称作励磁涌流。。励磁涌流的巨细与变压器的结构、、、合闸角、、、容量、、、合闸前剩磁等成分有关。。丈量批注:::空投变压器时由于铁芯饱和励磁涌流很大,通常为额定电流的2~6倍,最大可达8倍以上。。由于励磁涌流只在充电侧流入变压器,因而会在差动回路中产生很大的差流,导致差动;;の笞魑。。
励磁涌流拥有以下特点:::a、、、涌流数值很大,含有显著的非周期分量;;b、、、波形呈尖顶状,且是间断的;;c、、、含有显著的高次谐波分量,尤其二次谐波分量最为显著;;d、、、励磁涌流是衰减的。。
凭据励磁涌流的以上特点,为预防励磁涌流造成变压器差动;;の蠖こ讨欣:::二次谐波含量高、、、波形不合称、、、波形间断角大这三种道理来实现差动;;さ谋账。。
2、、、二次谐波制动道理
二次谐波制动的内容是:::利用差流中的二次谐波分量,来判断差流是故障电流还是励磁涌流。。当二次谐波分量与基波分量的百分比大于某一数值(通常为20%)时,判断差流是由于励磁涌流引起的,闭锁差动;;。。
因而二次谐波制动比越大,允许基波中蕴含的二次谐波电流越多,制动成效也就越差。。
3、、、差动速断;;
当变压器内部出现严重故障,故障电流较大导致CT饱和时,CT二次电流中也含有大量的谐波分量,凭据上面的叙述,这就很可能会由于二次谐波制动导致差动;;け账蜓踊鹤魑。。这将严重败坏变压器。。为相识决这个问题,通;;嵘柚貌疃俣媳;;。。
差动速断元件,现实上是纵差;;さ母叨ㄖ挡疃。。与通常差动元件分歧的是,它反映的是差流的有效值。。不论差流的波形若何、、、含有谐波分量的巨细若何,只有差流有效值超过了差动速断的整定值(通常比差动;;ふㄖ狄撸⒓醋魑谐溲蛊鳎痪庞苛鞯扰芯莸谋账。。
五、、、变压器的后备;;
关于变压器的主;;さヒ唤樯苷庑中樯芤幌卤溲蛊鞯暮蟊副;;。。变压器的后备;;づ渲弥掷嗪枚啵饫镏匾ヒ唤樯芤幌卤溲蛊鞯母囱贡账鞅;;ず徒拥乇;;ち嚼嗪蟊副;;。。
1、、、复压闭锁过流;;
复压闭锁过流;;な谴、、、中型变压器相间短路故障的后备;;。。合用于升压变压器、、、系吐洫系变压器及过流;;げ荒苈慊盥缍纫蟮慕笛贡溲蛊。。利用负序电压和低电压组成的复合电压可能反映;;ち煊蚰诘母骼喙收希档土斯缌鞅;;さ恼ㄖ担岣吡嘶盥缍。。
复合电压过流;;ぃ筛春系缪乖、、、过流元件、、、功夫元件组成。。;;さ慕尤氲缌魑溲蛊鞅静郈T二次三相电流,接入电压为变压器本侧或其他侧PT二次三相电压。。对于微机;;ぃ芄煌ü砑将本侧电压提供给其他侧使用,这样就保障了肆意某侧PT检修时,仍能使用复压过流;;。。作为逻辑如下图所示。。
2、、、变压器的的接地;;
大中型变压器的接地短路故障的后备;;ねǔS:::零序过流;;、、、零序过电压;;、、、间隙;;さ鹊龋旅嫫揪葜行缘闳址制绲慕哟λ浇械ヒ唤樯。。
(1)中性点直接接地
电压为110kV及以上中性点直接接地的变压器,在大电流接地系统侧应设置反映接地故障的零序电流;;。。在高、、、中两侧均直接接地的变压器,其零序电流;;びΥ较颍较蛞酥赶蚋鞑嗄赶。。
零序电流;;さ牡览碛胂呗返牧阈虮;;だ嗨。。零序电流可取自中性点CT二次电流,也可由本侧CT二次三相电流自产。。方向元件接入的零序电压可取自本侧PT开口三角电压,也可由本侧二次三相电压自产。。在微机;;ぷ爸弥校匾扇∽圆绞。。
对于大型三绕组变压器,零序电流;;た裳∪∪问。。其中I段II段带方向,III段不带方向。。每段通常有两级延时,以较短延时缩小故障领域(跳母联或条本侧开关),以较长延时切除变压器(跳三侧开关)。。具体;;づ渲闷揪菹质登榭鋈范。。
如图,零序方向电流;;段或II段作为后,先经较短延时t1或t3跳母联或跳本侧开关,以缩小故障影响领域,若故障量仍在,再经过较长延时t2或t4跳三侧开关切除变压器。。III段不带方向,直接经延时切除变压器。。
(2)中性点不接处所式
零序电流通过变压器中性点组成零序回路。。但若是所有变压器中性点都接地,那么接地址的短路电流就分流到了各个变压器上,这样会造成零序过流;;せ盥缍冉档。。所以为了将零序电流限度在肯定的领域内,对中性点接地运行的变压器数量是有划定的。。
对于不接地运行的变压器,为了预防接地故障时,故障点出现间隙电弧引起过电压败坏变压器,应配置零序电压;;。。
全绝缘变压器由于其中性点绝缘水平较高,当系统产生接地故障时,先有零序电流;;で谐行缘憬拥氐谋溲蛊鳎羰枪收弦廊淮嬖冢儆辛阈虻缪贡;;で谐行缘悴唤拥氐谋溲蛊。。
(3)中性点经放电间隙接地
超高压变压器均系半绝缘变压器,其中性点线圈的对地绝缘比其他部位弱。。中性点绝缘容易被击穿。。因而必要配置间隙;;。。
间隙;;さ淖饔镁褪潜;;ぶ行缘悴唤拥乇溲蛊髦行缘愕木蛋踩。。
如图在变压器中性点对地之间装置一个击穿间隙。。当接地隔脱离关闭合,变压器直接接地,投入零序过流;;。。当接地隔脱离关断开时,变压器经间隙接地,投入间隙;;。。
间隙;;な褂昧鞴溲蛊髦行缘愕募湎兜缌3I0和母线PT开口三角电压3U0作为判据来实现的。。
若因故障中性点对地址为升高,间隙击穿,产生较大间隙电流3I0,此功夫隙;;ぷ魑邮鼻谐溲蛊。。别的,系统产生接地故障时,中性点接地运行变压器零序;;ぷ魑惹谐行缘憬拥氐谋溲蛊。。系统失去接地址后,若是故障仍存在,母线PT的开口三角电压3U0将会很大,此功夫隙;;ひ不嶙魑。。
一、、、变压器的常见故障和异常
变压器的故障可分为内部故障和外部故障。。
外部故障指的是箱壳内部产生的故障,有绕组的相间短路故障、、、一相绕组的匝间短路故障、、、绕组与铁芯间的短路故障、、、绕组的断线故障等。。
外部故障指的是变压器外部引出线间的各类相间短路故障、、、引出线绝缘套管闪络通过箱壳产生的单相接地故障。。
变压器产生故障:::艽。。出格是产生内部故障时,短路电流所产生的高温电弧不仅会烧坏变压器绕组的绝缘和铁芯,并且会使变压器油受热分化产生大量气体,引起变压器外壳变形甚至爆炸。。因而变压器故障时必须将其切除。。
变压器的异常情况重要有过负荷、、、油面降低、、、外部短路引起的过电流,运行中的变压器油温过高、、、绕组温度过高、、、变压器压力过高、、、以及冷却系统故障等。。当变压器处于异常运行状态时,应给出告警信号。。
二、、、变压器;;さ呐渲
短路故障的主;;:::重要有纵差;;、、、重瓦斯;;さ。。
短路故障的后备;;:::重要有复合电压闭锁过流;;、、、零序(方向)过流;;、、、低阻抗;;さ。。
异常运行;;:::重要有过负荷;;、、、过励磁;;、、、轻瓦斯;;、、、中性点间隙;;、、、温度油位及冷却系统故障;;さ。。
三、、、非电量;;
利用变压器的油、、、气、、、温度等非电气量组成的变压器;;こ莆堑缌勘;;。。重要有瓦斯;;、、、压力;;、、、温度;;、、、油位;;ぜ袄淙雌魅1;;。。非电量;;て揪菹殖”匾魑谔⒒蚍⑿。。
1、、、瓦斯;;
当变压器内部产生故障时,由于短路电流和短路点电弧的作用,变压器内部会产生大量气体,同时变压器油流速度加快,利用气体和油流来实现的;;こ莆咚贡;;。。
(1)轻瓦斯;;:::当变压器内部产生轻微故障或异常时,故障点部门过热,引起部门油膨胀,油内气体形成气泡进入气体继电器,轻瓦斯;;ぷ魑⒊銮嵬咚剐藕。。
(2)重瓦斯;;:::当变压器油箱内产生严重故障时,故障电流较大,电弧使变压器油大量分化,产生大量气体和油流,冲击档板使重瓦斯继;;ぷ魑⒊鲋赝咚剐藕挪⒊隹谔ⅲ谐溲蛊。。
(3)重瓦斯;;な怯拖淠诓抗收系闹鞅;;ぃ芊从潮溲蛊髂诓康母骼喙收。。当变压器产生少数匝间短路,固然故障电流很大,但在差动;;ぶ胁牟盍骺赡懿⒉淮螅疃;;た赡芫芏。。因而对于变压器内部故障,必要依附重瓦斯;;で谐收。。


2、、、压力;;
压力;;ひ彩潜溲蛊饔拖淠诓抗收系闹鞅;;。:::沽秃脱沽ν槐浔;;ぃ糜诜从潮溲蛊饔偷难沽。。
3、、、温度及油位;;
当变压器温度升高达到预警值,温度;;し⒊龈婢藕牛⑼度肫鸲赣美淙雌。。
当变压器漏油或由于其他原因使得油位降低是,油位;;ぷ魑⒊龈婢藕。。
4、、、冷却器全停;;
当运行中的变压器冷却器全停时,变压器温度会升高,若不实时处置,可能会导致变压器绕组绝缘败坏。。因而在变压器运行中冷却器全停时,该;;し⒊龈婢藕挪⒕ぱ邮鼻谐溲蛊。。
四、、、差动;;
变压器差动;;な潜溲蛊鞯缙康闹鞅;;ぃ浔;;ち煊蚴歉鞑嗟缌骰ジ衅魉牟棵。。在这领域内产生的绕组相间短路、、、匝间短路等故障时,差动;;ぞ魑。。
1、、、变压器的励磁涌流
空投变压器时产生的励磁电流称作励磁涌流。。励磁涌流的巨细与变压器的结构、、、合闸角、、、容量、、、合闸前剩磁等成分有关。。丈量批注:::空投变压器时由于铁芯饱和励磁涌流很大,通常为额定电流的2~6倍,最大可达8倍以上。。由于励磁涌流只在充电侧流入变压器,因而会在差动回路中产生很大的差流,导致差动;;の笞魑。。
励磁涌流拥有以下特点:::a、、、涌流数值很大,含有显著的非周期分量;;b、、、波形呈尖顶状,且是间断的;;c、、、含有显著的高次谐波分量,尤其二次谐波分量最为显著;;d、、、励磁涌流是衰减的。。
凭据励磁涌流的以上特点,为预防励磁涌流造成变压器差动;;の蠖こ讨欣:::二次谐波含量高、、、波形不合称、、、波形间断角大这三种道理来实现差动;;さ谋账。。
2、、、二次谐波制动道理
二次谐波制动的内容是:::利用差流中的二次谐波分量,来判断差流是故障电流还是励磁涌流。。当二次谐波分量与基波分量的百分比大于某一数值(通常为20%)时,判断差流是由于励磁涌流引起的,闭锁差动;;。。
因而二次谐波制动比越大,允许基波中蕴含的二次谐波电流越多,制动成效也就越差。。
3、、、差动速断;;
当变压器内部出现严重故障,故障电流较大导致CT饱和时,CT二次电流中也含有大量的谐波分量,凭据上面的叙述,这就很可能会由于二次谐波制动导致差动;;け账蜓踊鹤魑。。这将严重败坏变压器。。为相识决这个问题,通;;嵘柚貌疃俣媳;;。。
差动速断元件,现实上是纵差;;さ母叨ㄖ挡疃。。与通常差动元件分歧的是,它反映的是差流的有效值。。不论差流的波形若何、、、含有谐波分量的巨细若何,只有差流有效值超过了差动速断的整定值(通常比差动;;ふㄖ狄撸⒓醋魑谐溲蛊鳎痪庞苛鞯扰芯莸谋账。。
五、、、变压器的后备;;
关于变压器的主;;さヒ唤樯苷庑中樯芤幌卤溲蛊鞯暮蟊副;;。。变压器的后备;;づ渲弥掷嗪枚啵饫镏匾ヒ唤樯芤幌卤溲蛊鞯母囱贡账鞅;;ず徒拥乇;;ち嚼嗪蟊副;;。。
1、、、复压闭锁过流;;
复压闭锁过流;;な谴、、、中型变压器相间短路故障的后备;;。。合用于升压变压器、、、系吐洫系变压器及过流;;げ荒苈慊盥缍纫蟮慕笛贡溲蛊。。利用负序电压和低电压组成的复合电压可能反映;;ち煊蚰诘母骼喙收希档土斯缌鞅;;さ恼ㄖ担岣吡嘶盥缍。。
复合电压过流;;ぃ筛春系缪乖、、、过流元件、、、功夫元件组成。。;;さ慕尤氲缌魑溲蛊鞅静郈T二次三相电流,接入电压为变压器本侧或其他侧PT二次三相电压。。对于微机;;ぃ芄煌ü砑将本侧电压提供给其他侧使用,这样就保障了肆意某侧PT检修时,仍能使用复压过流;;。。作为逻辑如下图所示。。

2、、、变压器的的接地;;
大中型变压器的接地短路故障的后备;;ねǔS:::零序过流;;、、、零序过电压;;、、、间隙;;さ鹊龋旅嫫揪葜行缘闳址制绲慕哟λ浇械ヒ唤樯。。
(1)中性点直接接地
电压为110kV及以上中性点直接接地的变压器,在大电流接地系统侧应设置反映接地故障的零序电流;;。。在高、、、中两侧均直接接地的变压器,其零序电流;;びΥ较颍较蛞酥赶蚋鞑嗄赶。。
零序电流;;さ牡览碛胂呗返牧阈虮;;だ嗨。。零序电流可取自中性点CT二次电流,也可由本侧CT二次三相电流自产。。方向元件接入的零序电压可取自本侧PT开口三角电压,也可由本侧二次三相电压自产。。在微机;;ぷ爸弥校匾扇∽圆绞。。
对于大型三绕组变压器,零序电流;;た裳∪∪问。。其中I段II段带方向,III段不带方向。。每段通常有两级延时,以较短延时缩小故障领域(跳母联或条本侧开关),以较长延时切除变压器(跳三侧开关)。。具体;;づ渲闷揪菹质登榭鋈范。。
如图,零序方向电流;;段或II段作为后,先经较短延时t1或t3跳母联或跳本侧开关,以缩小故障影响领域,若故障量仍在,再经过较长延时t2或t4跳三侧开关切除变压器。。III段不带方向,直接经延时切除变压器。。

(2)中性点不接处所式
零序电流通过变压器中性点组成零序回路。。但若是所有变压器中性点都接地,那么接地址的短路电流就分流到了各个变压器上,这样会造成零序过流;;せ盥缍冉档。。所以为了将零序电流限度在肯定的领域内,对中性点接地运行的变压器数量是有划定的。。
对于不接地运行的变压器,为了预防接地故障时,故障点出现间隙电弧引起过电压败坏变压器,应配置零序电压;;。。
全绝缘变压器由于其中性点绝缘水平较高,当系统产生接地故障时,先有零序电流;;で谐行缘憬拥氐谋溲蛊鳎羰枪收弦廊淮嬖冢儆辛阈虻缪贡;;で谐行缘悴唤拥氐谋溲蛊。。
(3)中性点经放电间隙接地
超高压变压器均系半绝缘变压器,其中性点线圈的对地绝缘比其他部位弱。。中性点绝缘容易被击穿。。因而必要配置间隙;;。。
间隙;;さ淖饔镁褪潜;;ぶ行缘悴唤拥乇溲蛊髦行缘愕木蛋踩。。

如图在变压器中性点对地之间装置一个击穿间隙。。当接地隔脱离关闭合,变压器直接接地,投入零序过流;;。。当接地隔脱离关断开时,变压器经间隙接地,投入间隙;;。。
间隙;;な褂昧鞴溲蛊髦行缘愕募湎兜缌3I0和母线PT开口三角电压3U0作为判据来实现的。。
若因故障中性点对地址为升高,间隙击穿,产生较大间隙电流3I0,此功夫隙;;ぷ魑邮鼻谐溲蛊。。别的,系统产生接地故障时,中性点接地运行变压器零序;;ぷ魑惹谐行缘憬拥氐谋溲蛊。。系统失去接地址后,若是故障仍存在,母线PT的开口三角电压3U0将会很大,此功夫隙;;ひ不嶙魑。。

