10kV電力變壓器在供電系統(tǒng)中常見的故障及繼電保護(hù)研究

陳波

摘 要：電力系統(tǒng)是國民經(jīng)濟(jì)騰飛的基礎(chǔ)，在全國各地分布著電網(wǎng)，電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中比較復(fù)雜，并且影響電力系統(tǒng)的因素也十分復(fù)雜。本文針對10kV供電系統(tǒng)內(nèi)變壓器經(jīng)常出現(xiàn)的問題，提出比較具體的保護(hù)措施和方式。

關(guān)鍵詞：10kV電力變壓器；供電系統(tǒng)；繼電保護(hù)

1 10kV電力變壓器常見故障

（1）芯體故障。主要是因?yàn)樽儔浩鞫鄠€(gè)部分的絕緣老化導(dǎo)致的，各個(gè)部件之間出現(xiàn)短路和斷路的故障，一般可以分成以下幾種類型：內(nèi)部繞組絕緣層老化導(dǎo)致的斷路和短路，繞組銅線電阻過高導(dǎo)致的變壓器過熱，繞組銅線受潮導(dǎo)致的絕緣效果受到影響，變壓器整體性的機(jī)械故障包括沖擊電流導(dǎo)致的繞組機(jī)械故障，等等。

（2）變壓器油故障。變壓器日常工作過程中，溫度一般會(huì)比較高，但是變壓器因?yàn)槔鋮s不及時(shí)導(dǎo)致溫度過高而造成最終的氧化，吸收過多空氣內(nèi)的氧氣和水分，在無形中導(dǎo)致系統(tǒng)的絕緣性降低。通常氧化導(dǎo)致的油泥會(huì)阻塞變壓器，導(dǎo)致變壓器的散熱性能受到影響，進(jìn)而導(dǎo)致閃絡(luò)放電等故障。

（3）磁路故障。通常變壓器芯體內(nèi)部的故障會(huì)導(dǎo)致變壓器的磁路出現(xiàn)故障，從而無法維持日常的運(yùn)行狀態(tài)，比如絕緣老化。

（4）結(jié)構(gòu)方面的故障。主要由于變壓器連接其他部件的時(shí)候，會(huì)因?yàn)榻佑|的原因?qū)е孪到y(tǒng)局部過熱，造成多種故障，比如變壓器漏油、變壓器油受潮、防爆管路故障等等。

2 10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的應(yīng)用特點(diǎn)

2.1 10kV線路應(yīng)配置的繼電保護(hù)

一般而言，電流保護(hù)是其中不可或缺的部分，在時(shí)間上，電流保護(hù)的時(shí)間主要控制在0.5～0.7秒，保護(hù)配合的要求始終有限，并不需要裝設(shè)電流的速斷保護(hù)，裝設(shè)包括瞬時(shí)電流的速斷保護(hù)，當(dāng)瞬時(shí)電流無法對選擇性的動(dòng)作進(jìn)行保護(hù)的時(shí)候，帶有時(shí)限的電流速斷保護(hù)需要重新裝設(shè)。

2.2 10kV配電變壓器應(yīng)配置的繼電保護(hù)

配電變壓器的容量為400kVA小時(shí)，需要借助高壓熔斷器進(jìn)行保護(hù)，容量一般維持在400～630kVA，選擇斷路器之后，需要重新裝設(shè)電流保護(hù)，保護(hù)的時(shí)間超過0.5秒時(shí)，需要裝設(shè)包含電流的速斷保護(hù)，對于車間內(nèi)油浸式配電變壓器再次進(jìn)行裝設(shè)包括對于氣體的保護(hù)。最后，變壓器的容量達(dá)到或大于800kVA小時(shí)，需要重新專設(shè)電流保護(hù)，一旦過流保護(hù)時(shí)限比0.5秒大的時(shí)候，需要做再次重新裝設(shè)的包含電流的速斷保護(hù)，需要重新裝設(shè)的屬于氣體的保護(hù)，再次進(jìn)行裝設(shè)的屬于溫度的保護(hù)。

2.3 10kV分段母線應(yīng)配置的繼電保護(hù)

針對沒有并列運(yùn)行的分段的母線，需要裝設(shè)還包括電流的速斷保護(hù)，但是只局限在斷路器合閘的瞬間投入，在之后自動(dòng)性進(jìn)行解除。此外需要裝設(shè)的還包括來自電流的保護(hù)，比如選擇的是反時(shí)限過電流保護(hù)的過程中，瞬時(shí)部分也應(yīng)該自動(dòng)接觸，針對負(fù)荷等級(jí)來說，等級(jí)比較低的配電不需要裝設(shè)保護(hù)。

3 10kV供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)措施

3.1 過載零線防火措施的應(yīng)用

在安全可靠的性能之中，逐步完善節(jié)能技術(shù)的全面性，對于節(jié)能技術(shù)進(jìn)行更加廣泛的運(yùn)用，需要十分健全包括過載零線的防火，不斷實(shí)現(xiàn)節(jié)能技術(shù)全面性的應(yīng)用，不斷完善包含過載零線的防火，需要同時(shí)注意包含零線足夠的機(jī)械的強(qiáng)度和流量，避免不平衡情況導(dǎo)致的負(fù)債零線電流過多的情況，最終造成的全面性的發(fā)熱的情況，更多的出現(xiàn)在短路的情況中，導(dǎo)致絕緣層的保護(hù)被影響，會(huì)在最終影響到絕緣層的保護(hù)，造成起火等不好的結(jié)果，與此同時(shí)，低壓系統(tǒng)在運(yùn)行中的狀況也會(huì)被影響，甚至?xí)斐勺罱K的負(fù)債零線出現(xiàn)斷裂的情形，也就是電位出現(xiàn)偏移的情況，造成最終多種設(shè)備的電壓高于380V，存在太多潛在的危險(xiǎn)，因次，需要對零線的保護(hù)應(yīng)用措施進(jìn)行加強(qiáng)，對于事故的發(fā)生概率進(jìn)行控制和壓低。

3.2 三段式過電流保護(hù)裝置

由于瞬時(shí)電流的速斷保護(hù)，通常而言，保護(hù)只能屬于保護(hù)線路的一個(gè)類型，并不能被認(rèn)為是線路的主保護(hù)，提供的只能屬于輔助性的保護(hù)，略帶時(shí)限電流速斷保護(hù)能保護(hù)線路的全長，屬于本線路的最主要的主保護(hù)，避免在之后成為后備性的保護(hù)，定時(shí)限過電流保護(hù)又可以被認(rèn)為是本級(jí)線路的后備保護(hù)。一般而言，對故障進(jìn)行切除需要的時(shí)間也比較長，可以更好地去維護(hù)線路的安全性，也經(jīng)常會(huì)提到瞬時(shí)電流的速斷保護(hù)和定時(shí)限過電流保護(hù)進(jìn)行協(xié)調(diào)的二批和重新組構(gòu)成兩段式的電流保護(hù)。

3.3 配電線路應(yīng)設(shè)短路保護(hù)

考慮到出現(xiàn)故障的時(shí)候是不正常的運(yùn)行過程中的形態(tài)，也就是在短路和出現(xiàn)故障的過程中，電線路中不相似或者是相與中性線的絕緣性的導(dǎo)體，直接的金屬性的連接或者是經(jīng)過小阻抗進(jìn)行的有機(jī)的銜接，不管是選擇電纜配電，或者是選擇闖關(guān)絕緣的導(dǎo)線，挑選的也是低壓斷路器進(jìn)行的防護(hù)，在這個(gè)過程中，流脫扣器的整定值通常而言回避導(dǎo)線允許的載流量要更加小，當(dāng)選擇的電壓斷路器作為配電線路的末端的短路保護(hù)的過程中，在這個(gè)過程中，流脫扣器的整定值也會(huì)相對而言接近線路末端發(fā)生單相接地短路或者是電流的一部分，出現(xiàn)短路和匯總的過程中，加入沒有短路電流對連接件和導(dǎo)體產(chǎn)生熱作用和機(jī)械作用之間的危害進(jìn)行處理，短路電流的加速燃燒也會(huì)導(dǎo)致最終的線路的燃燒和絕緣軟化，在這之中，電流，導(dǎo)體的高溫也會(huì)導(dǎo)致周圍可燃物的燃燒。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：國家新聞出版廣電總局952臺(tái)）