电力系统继电保护：变压器与故障分析

"电力系统继电保护相关知识点" 在电力系统中，继电保护是保障电网稳定运行的关键技术。本文将围绕变压器中性点保护、内部与外部故障的区别、励磁涌流及其影响、变压器纵差保护等多个方面进行深入探讨。 1. 变压器的内部故障和外部故障： 内部故障通常指发生在变压器内部的故障，如绕组间的短路、油箱内部的绝缘击穿等，这些故障可能导致局部过热、油分解甚至爆炸。外部故障则涉及变压器与外部电网的连接部分，如引线故障、开关设备故障等，这些故障通常不会直接影响变压器内部结构。 2. 线路和变压器纵差保护的异同： 线路纵差保护主要检测线路两侧电流的差异，用于识别线路内部的短路故障。而变压器纵差保护则是通过比较变压器两侧电流的差值来判断是否存在内部故障。两者都是基于差动原理，但保护对象和考虑的因素有所不同。 3. 变压器励磁涌流的产生原因和特征： 励磁涌流是变压器投入运行时，由于磁通的瞬间变化产生的大振荡电流。其产生原因主要是初始磁通的建立，特征包括非周期分量大、波形呈尖顶状且含有大量谐波。 4. 减少励磁涌流影响的措施： 可以通过设置适当的投切时间、采用串联电抗器或使用分裂绕组变压器等方式限制励磁涌流。 5. 变压器纵差保护中不平衡电流的原因及减小措施： 不平衡电流由变压器接线方式、磁饱和效应、负荷分配不均等因素引起。减小措施包括合理设计电流互感器连接、采用比率制动等技术。 6. Y，d11接线变压器纵差保护电流互感器连接方式： Y，d11接线的变压器，电流互感器通常采用星形-三角形（Y-Δ）接线，以消除三次谐波影响，确保保护的正确动作。 7. 变压器相间后备保护方案： 通常采用过电流保护和复合电压启动的过电流保护，前者根据电流大小判断故障，后者结合电压条件提高灵敏度。 8. 零序电流和零序电压保护的配合： 对于中性点可能接地或不接地的变压器，零序电流保护和零序电压保护可以互补，共同检测接地故障。零序电流保护对相间故障不敏感，零序电压保护对接地故障敏感，两者配合可提高保护的可靠性。 9. 复合电压启动的过电流保护灵敏度： 该保护结合了电流和电压信号，能有效区分过载和短路，因此在轻载或空载时仍能保持较高的灵敏度。 10. 变压器比率制动差动继电器接线原则： 通常采用差动电流与外部参考电流的比率进行制动，以抑制不平衡电流的影响，确保只在真实内部故障时动作。 11. 零序保护的两套设置： 对于中性点接地或不接地的变压器，两套零序保护（零序电流和零序电压）提供双重保护，以防止单一保护失效导致的故障漏检。 12. YN，y12接线变压器纵差保护电流互感器接线： YN，y12接线的变压器不能采用单相变压器接线方式，因为这会导致零序电流无法正确反映，影响保护效果。 13. 三相励磁涌流对称性： 在理想情况下，三相励磁涌流可能出现对称，但实际中由于变压器各相参数的不完全一致，往往导致不对称。 14. 零序电流保护多时限设置： 多段时限是为了适应不同距离的故障，近端故障快速切除，远端故障则允许稍后切除，以减少误动可能性。 15. 全绝缘与分级绝缘变压器对接地保护的要求： 全绝缘变压器中性点不接地，一般采用零序电流保护；分级绝缘变压器部分绕组直接接地，可能需要零序电压和零序电流保护配合。 16. 变压器纵差保护不平衡电流： 不平衡电流由接线误差、负荷不平衡等因素造成，设计时需考虑这些因素，采取适当措施降低其影响。 以上内容来源于《21世纪全国高等院校自动化系列实用规划教材电力系统继电保护》，详细讨论了电力系统中关键的继电保护技术，对教学和实践具有重要指导价值。