铁路电力供电系统保护-电力变压器保护

铁路电力变压器保护配置原则铁路电力变压器配置原则变压器的运行状态电力变压器是电力系统中的重要电气设备。变压器保护是保护变压器免受短路故障损坏的重要自动装置。当变压器内部短路故障时，继电保护装置在很短的时间内发出动作命令，保护变压器免受短路电流的损坏。铁路电力变压器配置原则ABC变压器的运行状态正常运行状态不正常运行状态故障状态铁路电力变压器配置原则油箱内部d1d1d2d2d31.变压器的故障状态变压器的故障类型：油箱内部故障变压器绕组相间短路（d1）变压器绕组匝间短路（d2）变压器绕组接地短路（d3）变压器油箱内部故障产生巨大短路电流，不仅会烧坏变压器绕组和铁心，而且由于绝缘油汽化，可能引起变压器爆炸。铁路电力变压器配置原则油箱外部故障d1d1d2油箱内部绝缘套管的相间短路与接地短路；引出线上的发生的相间短路和接地短路。变压器的故障类型：铁路电力变压器配置原则2过电压由于变压器外部接地短路引起的过电流和中性点过电压4油面降低由于漏油等原因而引起的油面降低1过电流由于变压器外部相间短路引起的过电流3过负荷由于负荷超过额定容量引起的过负荷5过励磁在过电压或低频率等异常运行方式下，发生变压器的过励磁2.变压器的不正常运行状态铁路电力变压器配置原则2.变压器的不正常运行状态对于这些不正常工作状态，变压器保护也必须能够反应。当变压器发生不正常工作状态时，变压器保护只发告警信号，或延时跳闸。铁路电力变压器配置原则对电力变压器的各种故障及不正常运行工作状态，应装设相应的保护瓦斯保护纵联差动保护或电流速断保护过电流保护过负荷保护铁路电力变压器配置原则瓦斯保护800kVA及以上的油浸式变压器和400kVA及以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。

当箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时应瞬时动作为信号（轻瓦斯）；当产生大量瓦斯时应动作于各侧断路器跳闸（重瓦斯）。铁路电力变压器配置原则由于瓦斯保护不能反应变压器箱体内故障，所以对于6300kVA及以上并列运行的变压器以及10000kVA及以上单独运行的变压器，630kVA及以上单独运行的重要变压器应装设纵联差动保护保护。对于2000~10000kVA及以下中小容量变压器，若灵敏度满足要求时，应采用电流速断保护来瞬时切除变压器电源侧套管引出线及部分绕组的故障。纵联差动保护或电流速断保护铁路电力变压器配置原则为了防止外部故障引起的变压器过电流和作为变压器的后备保护，一般在变压器的电源侧都要装设过电流保护。还应装设反应变压器负荷过大的过负荷保护。过电流保护过负荷保护变压器电流速断保护电力变压器电流速断保护对于容量较小的变压器，可在电源侧装设电流速断保护。它与瓦斯保护互相配合，可以保护变压器的内部和电源侧套管及引出线上全部故障。电力变压器电流速断保护变压器的电流速断保护原理接线图电源侧为直接接地系统时，该保护采用完全星形接线，如果是非直接接系统，则该保护采用两相不完全星形接线。该保护动作于跳开两侧断路器。电力变压器电流速断保护整定计算：电流速断保护应装设在变压器的电源侧。在图中，变压器的电流速断保护动作电流按以下计算并选择其中较大者。按躲过变压器负荷侧母线上K1点短路时流过保护的最大短路电流计算：

电力变压器电流速断保护整定计算按躲过变压器空载投入时的励磁涌流计算，一般励磁涌流大于3~5倍的变压器额定电流INT，最大时候可达6~8倍。

电力变压器电流速断保护灵敏度校验电流速断保护的灵敏性系数按保护安装处（k2点）最小两相短路电流校验，即：

电流速断保护接线简单、动作迅速系统运行方式变化较大时灵敏度往往达不到要求，同时变压器受电侧部分绕组与套管、引出线发生故障时，电流速断保护起不到保护作用，因此还需要与过电流保护配合，才能切除受电侧的上述故障。评价电力变压器电流速断保护电力变压器电流速断保护运行经验表明，对小型变压器，采用电流速断保护、瓦斯保护与过电流保护配合使用，可以起到良好的保护效果。结论变压器低压启动的过流保护变压器低压启动的过电流保护低压启动的过电流保护=过电流保护+低电压保护变压器低压启动的过电流保护低电压启动的过电流保护原理接线图过电流保护低电压保护TV断线告警变压器低压启动的过电流保护变压器发生短路故障，电压启动元件和电流启动元件同时动作，启动KM和KT，经KT的预定延时后，启动KS发出跳闸信号，同时启动保护出口KM动作于跳闸，1QF和2QF断开。工作原理切除故障TV断线告警在变压器正常运行时，1KV、2KV、3KV触点全部断开，KM断开。当某一电压回路发生断线故障，该回路的KV动作触点闭合，KM带电动作，发出断线信号。变压器低压启动的过电流保护整定计算：电流值的整定电流元件的启动电流按躲开变压器的额定电流整定，不再考虑自启动系数。

可见，低压启动的过电流保护的比过电流保护的动作电流小，所以说提高了保护的灵敏性。变压器低压启动的过电流保护整定计算：电压值的整定低电压元件的启动值应小于在变压器正常运行情况下母线可能出现的最低工作电压。在外部故障切除后电动机的自启动过程中，保护必须返回。。

变压器低压启动的过电流保护灵敏度校验

变压器过电流保护变压器过电流保护装于变压器T的电源侧，采用完全星形接线。变压器过电流保护单相原理接线图工作原理：正常运行时，电流互感器TA二次侧的电流不足以使电流继电器KA启动，保护装置不动作。当流经T的电流超过整定值时，KA启动，经过KT延时后，KS发出过电流信号，同时KM启动，跳开T两侧的断路器1QF、2QF。变压器过电流保护对并列运行的变压器，应考虑切除一台变压器时所出现的过负荷。当各台变压器的容量相同时，其计算公式为：

整定计算：过电流保护装置的启动电流按躲开变压器可能出现的最大负荷

电流进行整定。变压器过电流保护对降压变压器应考虑电动机的自启动电流。过电流保护的动作电流为：

整定计算变压器过电流保护

灵敏度校验过电流保护作为变压器的近后备保护，灵敏系数要求大于1.5；远后备保护的灵敏系数大于1.2。动作时间：比出线的第III段保护动作时限长1个时限阶段。变压器过负荷保护变压器过负荷保护变压器的过负荷保护反应的是变压器对称过负荷引起的过电流。什么是变压器过负荷保护？由于过负荷电流三相对称，所以过负荷保护装置只需要一个电流继电器接于一相电流回路中就可以。变压器过负荷保护当负荷电流过大导致KA启动，KT动作，经过一定时间延时后触点闭合，启动KS发出过负荷信号。工作原理：正常运行时，电流继电器KA不动作，保护装置不发信号。过负荷保护的延时一般比较长，可取10s。由于变压器一般都有一定的过负荷能力，所以变压器过负荷保护一般只是发出信号告警，不直接作用于跳闸。变压器过负荷保护的原理接线图变压器过负荷保护整定计算：过负荷保护的动作电流按躲过变压器的额定电流进行整定计算：对于三绕组变压器，三侧都装有过负荷启动元件；对于双绕组变压器，过负荷保护应安装于电源侧。

零序电压保护零序电压保护

利用这一特点，在发电厂和变电所的母线上，一般装设网络单相接地的监视装置，它利用接地后出现的零序电压，带延时动作于信号，表明本级电压网络中出现了单相接地。

在中性点非直接接地系统中，只要本级电压网络中发生单相接地故障，则在同一电压等级的所有发电厂和变电所的母线上，都将出现数值较高的零序电压。零序电压保护绝缘监察装置的接线原理图

电压互感器二次接成开口三角形采用过电压继电器接于电压互感器二