1、牵引变压器保护,一、故障情况 二、变压器保护方式 三、瓦斯保护,牵引变压器是牵引变电所最重要设备，它的故障将直接影响 到牵引供电系统的安全运行。为此，牵引变压器通常均采用多 种保护方式，以构成最完善的保护。本章主要介绍牵引变压器的保护方式、牵引变压器的主要保 护装置和后备保护装置的作用及构成原理、差动保护装置的整 定计算方法等。 一、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
2、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。（1）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。,（2）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。（3）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
3、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。 4变压器的正常运行变压器的正常运行是变压器最常见的一种运行方式。 二、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
4、。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：1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。2. 后备保护后备保护分
5、为如下三种：（1）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。 （2）变压器外部短路故障的电流保护：该保护设于变压器 的275kV侧，作为275kV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
6、 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。（3）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。 三
7、、瓦斯保护装置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。 1瓦斯继电器目前多采用FJs80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,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。（1）重瓦斯“跳闸”接点此接点由下部开口杯2的运动来控制。变压器正常运行时，下开口杯浸于油内，通过调整平衡锤4
8、 的位置，使固定在开口杯上的永久磁铁10远离下部干簧接点3， 接点断开。当变压器油箱内发生严重短路故障时，油箱内产生的油气流 由进油挡板9进入，冲击挡板8，推动开口杯沿顺时针方向转动， 带动永久磁铁靠近干簧接点，干簧接点闭合，由此发出断路器 跳闸命令，称为重瓦斯保护动作。（2）轻瓦斯“信号”接点此接点由上部开口杯的运动来控制。当变压器正常运行时， 上开口杯处于较高位置，固定在其上的永久磁铁远离上干簧接 点，接点断开。,当变压器油箱内发生轻微短路故障时，产生的少量气体（轻瓦 斯）由油箱进入瓦斯继电器中，并聚集在其上部。随着气体量 的增多，气体压力增加，迫使油面下降，上开口杯逐渐露出油 面，因失去平衡而顺时针方向转动，带动其上的永久磁铁靠近 上干簧接点，接点闭合，发出轻瓦斯动作信号，称为轻瓦斯保 护动作。同理，当变压器油箱漏油比较严重时，也会出现上述相似的 过程，引起轻瓦斯保护动作。2瓦斯保护装置的接线瓦斯保护装置的接线如图103所示。保护的二次接线由启 动回路、跳闸回路和信号回路组成。其中，重瓦斯接点KG。 可由切换片XB实现保护的出口或7KS的启动（当变压器运行中 需要检查重瓦斯接点的完好性时）。,
