1、廠用變壓器的故障和不正常運(yùn)行狀況

(來源：火電廠技術(shù)聯(lián)盟)

1.外部故障

主要是套管和引出線上發(fā)生的短路，導(dǎo)致變壓器引出線的相間短路或一相繞組對變壓器的外殼短路接地。

(1)在大接地電流系統(tǒng)中，變壓器繞組發(fā)生單相接地短路時(shí)，將產(chǎn)生很大的短路電流而破壞廠用電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保護(hù)裝置應(yīng)盡快地動(dòng)作于它的斷路器跳閘。

(2)在小接地電流系統(tǒng)中，按具體情況可裝設(shè)或不裝設(shè)專用的單相接地保護(hù)裝置。

當(dāng)變壓器的外殼損壞，引起變壓器油箱嚴(yán)重漏油時(shí)，也將導(dǎo)致變壓器發(fā)生故障。

2、內(nèi)部故障

主要有繞組相間短路、匝間短路和單相接地以及高低壓側(cè)線圈擊穿性故障和鐵芯損壞等。內(nèi)部繞組相間短路可能性很小，最常見、最嚴(yán)重的內(nèi)部故障是繞組的匝間短路。

3、不正常運(yùn)行狀態(tài)

有外部短路引起的過電流、油箱內(nèi)油面的過度降低和變壓器中性點(diǎn)電壓的升高等。

在廠用變壓器中不易發(fā)生過負(fù)荷現(xiàn)象，不考慮配置保護(hù)。由于外部短路引起的過電流將使廠用變壓器的繞組過熱，從而加速繞組絕緣的老化，甚至引起內(nèi)部故障。溫度顯著下降、油量不足和外殼漏油等，都會產(chǎn)生油面過低的現(xiàn)象。根據(jù)油面降低的程度，保護(hù)裝置應(yīng)動(dòng)作于信號或跳閘。

2、廠用變壓器保護(hù)的配置原則

1.高壓廠用變壓器保護(hù)

(1)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)

6300kVA及以上高壓廠用變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，用于防御繞組內(nèi)部及引出線上的相間短路故障。

16000kVA及以上時(shí)，保護(hù)宜采用三相三繼電器的接線方式，安裝有困難時(shí)，低壓側(cè)可用兩相TA。

16000kVA以下時(shí)，如果保護(hù)靈敏度足夠，則可采用兩相三繼電器的接線方式。

保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作于跳變壓器兩側(cè)斷路器。大容量發(fā)變組，高廠變高壓側(cè)無斷路器，保護(hù)則應(yīng)動(dòng)作于跳低壓側(cè)斷路器和發(fā)變組總出口斷路器，滅磁開關(guān)跳閘。

(2)瓦斯保護(hù)

800kVA及以上的油浸式變壓器，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，用于防御變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低。

油箱內(nèi)部故障時(shí)，若產(chǎn)生輕微瓦斯或引起油面降低，則保護(hù)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號;當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，保護(hù)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于變壓器各側(cè)斷路器跳閘。

變壓器高壓側(cè)未裝設(shè)斷路器時(shí)，動(dòng)作于低壓側(cè)斷路器和發(fā)變組總出口斷路器及滅磁開關(guān)跳閘。

(3)過電流保護(hù)

用于防御外部相間短路所引起的過電流，并作為瓦斯保護(hù)和縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù)。

對于Y,y0、D,d0接線組別以及已裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的Y,dll接線組別變壓器，保護(hù)一般采用兩相兩繼電器的接線方式，帶時(shí)限動(dòng)作于各側(cè)斷路器跳閘。當(dāng)廠用變壓器供給兩個(gè)分段時(shí)，還應(yīng)在低壓側(cè)各分支上分別裝設(shè)過電流保護(hù)，保護(hù)采用兩相兩繼電器的接線方式，帶時(shí)限動(dòng)作于本分支斷路器跳閘。

(4)單相接地保護(hù)(零序保護(hù))

廠變高壓側(cè)用電纜接至發(fā)電機(jī)電壓系統(tǒng)，且該系統(tǒng)中各出線裝有單相接地保護(hù)時(shí)，則變壓器回路也需裝設(shè)單相接地保護(hù)，選擇性地指示廠變高壓側(cè)單相接地故障。

保護(hù)由一個(gè)接至零序電流互感器上的電流繼電器所構(gòu)成。接至變壓器高壓側(cè)的電纜為兩根或兩根以上，若每根電纜分別裝設(shè)零序電流互感器，則應(yīng)將零序電流互感器的二次繞組串聯(lián)后，接至電流繼電器。電纜終端盒的接地線應(yīng)穿過零序電流互感器，以保證能瞬時(shí)動(dòng)作于信號。

廠變高壓側(cè)用硬母線或軟導(dǎo)線接至發(fā)電機(jī)電壓系統(tǒng)，由于其距離較近，且硬母線或軟導(dǎo)線發(fā)生單相接地的可能性很少，因此，即使各出線裝有單相接地保護(hù)，廠變不需裝設(shè)單相接地的保護(hù)。

(5)低壓側(cè)分支差動(dòng)保護(hù)

高廠變低壓側(cè)帶兩個(gè)分段時(shí)，如變壓器至廠用配電裝置間的電纜兩端均裝設(shè)斷路器，且各分支的故障會引起發(fā)變組的斷路器動(dòng)作時(shí)，則在每一分支上應(yīng)分別裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。

保護(hù)由兩相兩繼電器的接線方式構(gòu)成，瞬時(shí)動(dòng)作于本分支兩側(cè)的斷路器跳閘。

2、高壓廠用備用變壓器及起動(dòng)變壓器的保護(hù)

(1)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)

16000kVA及以上高壓廠用備用(或起動(dòng))變壓器，或6300kVA及以上經(jīng)常帶一部分負(fù)荷運(yùn)行的起動(dòng)變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。

(2)瓦斯保護(hù)、過流保護(hù)和高壓側(cè)接于小接地電流系統(tǒng)的變壓器接地保護(hù)。

(3)零序差動(dòng)保護(hù)。

高壓側(cè)接于大接地電流系統(tǒng)的備用變壓器，其高壓側(cè)的接地保護(hù)可采用零序電流速斷保護(hù)。如高壓側(cè)的保護(hù)對接地短路的靈敏度不夠，則可裝設(shè)零序差動(dòng)保護(hù)，瞬時(shí)動(dòng)作于變壓器各側(cè)的斷路器跳閘。

(4)低壓側(cè)備用分支的過電流保護(hù)。

帶時(shí)限動(dòng)作于本分支斷路器跳閘。當(dāng)備用電源投入永久性故障時(shí)，備用分支的過電流保護(hù)應(yīng)加速跳閘。

3、低壓廠用工作和備用變壓器的保護(hù)

(1)電流速斷保護(hù)。

用于防御繞組內(nèi)部及引出線上的相間短路。保護(hù)由兩相兩繼電器的接線方式構(gòu)成，瞬時(shí)動(dòng)作于跳高壓側(cè)斷路器及低壓側(cè)具有備用自投裝置的所有空開跳閘。對于2000kVA及以上用電流速斷保護(hù)靈敏性不符合要求時(shí)，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，保護(hù)宜采用三相三繼電器接線，瞬時(shí)動(dòng)作于變壓器各側(cè)斷路器跳閘。

(2)瓦斯保護(hù)。

用于防御變壓器油箱內(nèi)部故障及油面降低。對于800kVA及以上或設(shè)在主廠房內(nèi)的400kVA及以上低廠變應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。輕瓦斯動(dòng)作于信號，重瓦斯瞬時(shí)動(dòng)作于高壓側(cè)斷路器及低壓側(cè)具有備用自投裝置的所有空開跳閘。變壓器遠(yuǎn)離高壓廠用配電裝置時(shí)，重瓦斯可以不跳閘，僅發(fā)信號。

(3)過電流保護(hù)。

用于防御相間短路所引起的異常過電流。采用兩相兩繼電器的接線方式，且?guī)r(shí)限動(dòng)作于高壓側(cè)斷路器及低壓側(cè)具有備用自投裝置的所有空開跳閘。當(dāng)變壓器供給兩個(gè)以上分段時(shí)，還應(yīng)在低壓側(cè)各分支上分別裝設(shè)過電流保護(hù)及零序過電流保護(hù)。保護(hù)采用兩相兩繼電器的接線方式，且?guī)r(shí)限動(dòng)作于本分支空氣開關(guān)跳閘。當(dāng)備用變壓器低壓側(cè)分支線自動(dòng)投入永久性故障時(shí)，該分支的過電流保護(hù)應(yīng)加速跳閘。

(4)單相接地保護(hù)。

變壓器所引接的高壓廠用電系統(tǒng)中均裝有單相接地保護(hù)時(shí)，則在低壓廠用變壓器的高壓側(cè)也應(yīng)裝設(shè)單相接地保護(hù)。

(5)零序過電流保護(hù)。

用于防御變壓器低壓側(cè)單相接地短路所引起的異常過電流。由接于變壓器低壓側(cè)中性線TA的反時(shí)限電流繼電器構(gòu)成，且?guī)r(shí)限動(dòng)作于高壓側(cè)斷路器及低壓側(cè)具有備用自投裝置的所有空氣開關(guān)跳閘。