浅析变电站主变压器的保护配置

张 毅（营口供电公司变电运维室）

浅析变电站主变压器的保护配置

张 毅
（营口供电公司变电运维室）

摘 要：本文浅析了变电站主变压器的保护配置，主要是为了保障主设备在运行过程中的安全性。分析了变电站中的主变压器保护配置的内容并提出了相关的方案，提出变电站主变压器保护配置中的一些不足之处，为变电站中的工作人员提供一些参考，从而提高工作的质量和水平。

关键词：变电站；主变压器；保护配置

0　引言

通常变电站中的主变压器的保护配置分为几个不同的层次，第一个层次是变电站的站控层，第二个层次是间隔层，第三个层次是过程层。站控层的主要组成部分是主机操作员站以及分站控制设备和智能化装置接口机器，这些组成部分是站控层中必须具备的。

1　变压器主要部件及出现故障和异常时应对措施

变压器主要包括器身、调压装置、油箱和冷却装置以及保护装置等。在器身中主要包括铁心、绕组、绝缘部件及引线；调压装置主要为分接开关、无励磁调压及有载调压；而在保护装置中包含储油柜、安全气道、吸湿器等六大重要装置。

主变压器作为变电站中的重要电气设备，它能够满足用户的基本电力网安全需求以及经济的运行需求，并且能够在调度时拥有较强的灵活性，因此在变电站的运行过程中，若是由两台以上的变压器同时进行并联运行，那么大多数都是采用分级绝缘且合理的中性点接地方式。若是出现故障，可以分为油箱内部和外部故障，而内部故障主要分为绕组的相间短路以及中性点直接接地系统的接地短路。若是在变压器的内部发生故障可能会出现较大的危险，由于发生故障的地方经过高温电弧会烧坏变压器内部的绕组绝缘及铁心，从而由高温引起汽化导致的油箱爆炸。变压器外部故障主要包括引出线上发生的短路：相间短路和接地短路。变压器在工作过程中要是出现了异常，那么就有可能是过度负荷产生的；其次，是由外部的短路而引起的过电流；再次，是由油箱漏油而引起的油位下降；绕组过电压或者频率降低引起的过励磁；最后，变压器的油温升高过快或冷却过快引起的升高、冷却系统出现故障等等。

2　主变压器的保护配置原理

2.1 分析变电站中的主接线

二次回路的继电保护以及自动装置与一次回路的接线是紧密联系的。

（1）拟定方案原则

变压器内部的主接线在形式和配电的装置上，能够对其产生较大影响的主要是变压器的台数和容量。它能够将基本的原始资料作为依据传递容量，也可以根据电力系统在五年以上十年以下这个时间段内的发展规划和输出的功率大小以及馈线回路数、电压的等级、接入系统的紧密程度等等相关因素来进行分析计划，合理地选择变压器。

对于变电站内部装置的设计一般都采用接线上断路器数目比较少的装置，这样就可以节省开支或者投资，随着出线的数目不断变化，也可以选择不同样式的接线，如桥型、单母型、双母型和角型等。若是变电站中的电压等级是超高压型，并且还是较为重要的枢纽，比较适合利用双母型的接线带旁路母线接线。变电站要想实现有效扩建，就要在变电站的低压侧采用单母分段接线或是双母线接线。馈线的选择要选用轻型的断路器，例如SN10型少油断路器或者是ZN13型真空断路器。当对开断电流的要求较高时，以及动能和热能的稳定性要求较高时，却无法得到相应的满足，那么就要及时采用限流措施。而最为简单的就是对短路电流的限制方法，有利于帮助变压器的低压侧的分裂运行。若是实在无法满足变压器的分裂运行要求，就可以选择装设限流电抗器。因此，可以从以下几点进行考虑：

1）当断路器进行检修的时候，若是连续进行供电，会产生多大的影响；

2）供电负荷时线路是否能够满足供电的要求；

3）是否有良好的经济基础来实现扩建。

（2）方案的拟定

通过不断分析已经给定的原始资料，结合电气中的主接线是否具有可靠性和灵活性、经济性等基本特性要求，来综合进行分析考虑，并且在有技术和有经济政策的基础上来保证供电的可靠，同时确定经济的合理主接线方案，还要保证主接线应该具有充足的灵活性，来应对各个方面的运行方式变化，从而方便在特殊状态下的操作，例如检修和事故发生时，都可以保证调度灵活以及检修的安全，方便主接线的扩建发展。

2.2 变电站的主变压器的保护配置

（1）差动保护

主要是反应油箱内部的故障以及油箱外套管或者是引线发生故障，这些故障包括相间故障和对地故障，主要在三侧跳闸间动作。

（2）气体保护

主要是反应油箱内部的故障，对于气体的保护分为轻、重两种，轻气体是以信号作为动作，重气体是以三侧的跳闸作为并发信号作用。

（3）相间故障过电流保护

主要是反应本身和出线的后备保护，为了保证主变压器的保护动作正确的选择，以及其快速性，设计的主变为双侧电源三绕组变压器，因此，在三侧都装设过流保护，动作的时间较短的一般都加装保护方向元件，方向元件主要包括母线和跳本侧，这两个方向元件要同时地进行加装，将一套不带方向的保护，在最大的时间限制内跳三侧，以此来作为纵差保护的后备操作。

（4）零序电流和零序电压保护

一般在反映接地系统时的主变高压侧和馈线进行单相接地的后备保护，将时限分为三个保护时限。首先，要对最短时限的跳桥开关进行保护；其次，要对较长时限跳中点的主变压器不接地进行保护；最后，要对最长的时间限制内挑开中点接地的主变压器进行保护。

（5）过负荷保护

主要是对于单相的CT反映的主变压器的对称超过负荷，对于双侧的电源三绕组的主变压器都作出三侧装设，并且负荷保护要在同一个时间段内对继电器发起延时的信号，这个时间段保持在10s以内。

2.3 主变压器的保护原理说明

（1）变压器的差动保护

在变压器内，主要的保护是差动保护，其保护的原理与线路纵差的保护原理在大致上是相同的，主要是对设备各侧的电流相位和数值的大小进行保护。由于变压器的高、低压测的额定电流不同，以及变压器的各侧电流的相位不同。因此，纵差动保护要想确保正确地工作，就要适当地选择变压器的各侧电流互感器的变化比例以及接线的方式，导致各侧的电流相位互相补偿，从而导致出现区外的短路故障，这时的两侧二次电流相等。

（2）气体保护原理

变压器内部若是出现故障，主要的保护就是气体保护，它能够在出现故障时作出灵敏的反应，在变压器的匝间以及相间的短路或者是出现铁心故障等情况时，及时作出有效的应对。而气体保护的保护原理就是利用反应气体状态的气体继电器，为变压器的内部故障提供保护。

（3）零序保护原理

当系统内出现了单相接地短路的时候，变压器中的中性点接地的运行一般都是由零序保护电流进行动作切除。当高压母线没有中性点接地的变压器时，可能会发生过电压，导致了放电的间隙击穿。

（4）复合电压启动过电流保护

保护装置若是不动作，那么当正常运行时电流就会启动元件保护，在可能出现动作时，电压启动的元件也不动。但是当变压器发生了不对称的短路时，有可能故障的相电流继电器出现动作，打开动断触电，从而断开低压继电器电压回路，当触电闭合时，会导致变压器的各侧断路器出现跳闸。

3　结束语

随着我国的国民经济对电力的需求逐渐增加而

实现快速发展，让我们意识到供电安全可靠的重要性。本文浅析了变电站主变压器的保护配置，并且对保护的原理进行了分析，以此作为相关工作人员的依据。

参考文献

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收稿日期：（2015-04-22）