牵引变压器的保护措施的介绍

　　1、牵引变压器的运行状态

　　牵引变压器存在空载合闸、正常运行、短路故障、不正常运行几种状态。分析牵引变压器的运行状态是为了更好地研究继电保护装置的构成原理及其整定计算。

　　(1)牵引变压器的空载合闸

　　牵引变电所建成投运、变压器检修后投运及采用固定备用方式的运行变压器故障后备用变压器的投入，均进行空载合闸。

　　变压器空载合闸时，有如下特点：

　　A、产生较大的冲击性励磁电流，简称为励磁涌流。励磁涌流只流过变压器电源侧绕组。

　　B、励磁涌流的大小，与变压器合闸瞬间电源电压的初相角及铁芯中的剩磁大小有关，严重时可达变压器额定电流的6～8倍。

　　C、励磁涌流波形的波宽较窄，且有很大的间断区(80电角度以上)，并含有大量的二次谐波电流分量和衰减性直流分量(非周期分量)。

　　(2)变压器的短路故障

　　根据短路地点的不同，分为油箱内部短路故障和油箱外部套管及引出线上的短路故障。

　　当油箱内部出现各种类型的短路故障时，短路点处的高温电弧将会损坏线圈的绝缘，也会使绝缘物剧烈气化，产生大量的瓦斯气体，造成油箱内压力剧增。

　　油箱外部套管及引出线上的故障多为相间短路故障和单相接地短路故障。当发生油箱外短路故障时，将导致供电电压的严重降低并导致变压器线圈的过热，加速线圈绝缘老化。

　　(3)变压器的不正常运行状态

　　包括变压器过负荷运行、变压器外部负荷侧短路故障引起的线圈过电流、油箱严重漏油、变压器过热等。这些不正常运行状态的出现，将引起变压器线圈与铁芯的过热，加速绝缘老化。

　　2、牵引变压器的保护方式

　　牵引变压器在牵引供电系统中具有十分重要的作用，运行中会发生危害特别严重的短路故障，因此必须对牵引变压器设置性能完善的保护装置。

　　牵引变压器保护装置的设置必须满足以下要求：

　　(1)当变压器正常运行和空载合间以及外部故障被切除时，保护装置不应动作。

　　(2)当变压器发生短路故障时，保护装置应可靠而迅速地动作。

　　(3)当变压器出现不正常运行状态时，保护装置应能给出相应的信号。

　　根据电力设计规程的规定，牵引变压器应设置如下保护：

　　A、主要保护

　　主要保护由瓦斯保护和纵联差动保护构成，用于反应变压器上的短路故障。瓦斯保护用于反应变压器油箱内部的短路故障。

　　纵联差动保护既能反应变压器油箱内的短路故障，也能反应油箱外引出线及母线上发生的短路故隐。

　　主要保护为瞬时动作，且动作后变压器各侧断路器均跳闸，

　　变压器退出运行。

　　B、后备保护

　　后备保护分为如下三种：

　　过电流保护：

　　作为变压器短路故障的后备保护。当主要保护拒动时，由后备保护经一定延时后动作，变压器退出运行。后备保护包括变压器110kV侧过电流保护和中性点零序过电流保护。 110kV

　　侧过电流保护实际采用低电压起动的过电流保护，以提高过电流保护的灵敏度。中性点零序过电流保护作为变压器高压侧接地短路故障及相邻元件(110kV进线)接地短路故障的后备保

　　护。

　　变压器外部短路故障的电流保护：

　　该保护设于变压器的27.5kV侧，作为27.5kV母线短路故障的保护和牵引网短路故障的后备保护。

　　为提高过电流保护的灵敏度，实际也采用低电压启动的过电流保护。需要指出的是，当变压器外部发生短路故障时，主要保护是不动作的，若27.5kV侧低压起动过电流保护拒动，则可由110kV侧低庵起动过电流保护经延时后动作，变压器退出运行。但故障影响范围扩大了。

　　C、辅助性保护

　　辅助性保护包括变压器的过负荷保护。过热保护和轻瓦斯保护。保护动作后，只发出相应的信号。

　　过负荷保护用于监视变压器的过负荷运行，设于变压器110kV侧两重负荷相上。

　　过热保护用于监视变压器油箱内上层的油温。当油温超过允许值时，过热保护动作，发出“变压器过热”信号。

　　轻瓦斯保护用于反应变压器油箱内的轻微短路故障和油面的严重降低。由瓦斯继电器的“轻瓦斯”接点实现。轻瓦斯保护动作后，发公“轻瓦斯动作”信号。

　　二、变压器主要保护

　　1、瓦斯保护装置

　　(1)定义： 当油浸式变压器油箱内发生短路故障时，短路点处的高温电弧引起变压器油气化，产生瓦斯气体并形成油气流。把利用油气流流速来检出变压器油箱内短路故障的装置，称

　　为瓦斯保护装置。它由反应油浸式变压器油箱内短路故障最有效的一种保护装置。瓦斯保护装置的主要元件是瓦斯继电器。

　　(2)瓦斯继电器

　　目前多采用FJs-80型瓦斯继电器，它安装在变压器油箱与油枕的连接管道上。瓦斯继电器的结构见图10一2，它有两对出口接点，一对为重瓦斯接点，用于断路器的跳闸;另一对接点为轻瓦斯接点，用于发出信号。

　　(3)整定：气体体积，油气流速度。

　　2、纵联差动保护装置

　　(1)定义：纵联差动保护是利用变压器各侧同一相电流之差的大小来检出短路故障的保护装置。

　　(2)基本原理

　　A、差动继电器中电流应为两侧电流互感器二次电流之差。即两侧二次电流应分别流入和流出差动继电器(由电流互感器的极性决定)。

　　B、流入、流出差动继电器的两电流相位应相同。为此，将变压器高压侧电流互感器的二次绕组作三角形联接，移相30度;而将低压侧电流互感器的二次绕组作呈形联接。

　　C、流入、流出差动继电器的两电流大小应相等。为此，应正确选用两电流互感器的变比。

　　(3)整定

　　当变压器正常运行和外部短路故障时，流过差动继电器的两电流相位相同且大小相等，即其差值为零，差动继电器不动作，差动保护不启动。

　　由于不平衡电流的存在，可能使差动继电器误动作。因此需从差动继电器的结构和整定值上加以克服。

　　(4)差动继电器

　　A、电磁型差动继电器

　　BCH-2型差动继电器由速饱和变流器(其上有短路绕组和差动绕组、平衡绕组、二次绕组)和执行元件KA构成。

　　B、晶体管型差动继电器

　　电压形成回路、绝对值比较回路、波形间断角鉴别回路、闭锁及执行回路、出口回路等。

　　三、其它保护

　　包括过电流保护、零序过电流保护、过负荷保护和过热保护等。

　　1、过电流保护 ：110KV侧过流保护、27.5KV侧过流保护

　　2、零序电流保护：接地故障

　　3、过负荷保护：9秒延时信号，报警

　　4、过热保护：启风，报警