1、牽引變壓器的運行狀態(tài)

　　牽引變壓器存在空載合閘、正常運行、短路故障、不正常運行幾種狀態(tài)。分析牽引變壓器的運行狀態(tài)是為了更好地研究繼電保護裝置的構(gòu)成原理及其整定計算。

　　(1)牽引變壓器的空載合閘

　　牽引變電所建成投運、變壓器檢修后投運及采用固定備用方式的運行變壓器故障后備用變壓器的投入，均進行空載合閘。

　　變壓器空載合閘時，有如下特點：

　　A、產(chǎn)生較大的沖擊性勵磁電流，簡稱為勵磁涌流。勵磁涌流只流過變壓器電源側(cè)繞組。

　　B、勵磁涌流的大小，與變壓器合閘瞬間電源電壓的初相角及鐵芯中的剩磁大小有關(guān)，嚴重時可達變壓器額定電流的6～8倍。

　　C、勵磁涌流波形的波寬較窄，且有很大的間斷區(qū)(80電角度以上)，并含有大量的二次諧波電流分量和衰減性直流分量(非周期分量)。

　　(2)變壓器的短路故障

　　根據(jù)短路地點的不同，分為油箱內(nèi)部短路故障和油箱外部套管及引出線上的短路故障。

　　當油箱內(nèi)部出現(xiàn)各種類型的短路故障時，短路點處的高溫電弧將會損壞線圈的絕緣，也會使絕緣物劇烈氣化，產(chǎn)生大量的瓦斯氣體，造成油箱內(nèi)壓力劇增。

　　油箱外部套管及引出線上的故障多為相間短路故障和單相接地短路故障。當發(fā)生油箱外短路故障時，將導致供電電壓的嚴重降低并導致變壓器線圈的過熱，加速線圈絕緣老化。

　　(3)變壓器的不正常運行狀態(tài)

　　包括變壓器過負荷運行、變壓器外部負荷側(cè)短路故障引起的線圈過電流、油箱嚴重漏油、變壓器過熱等。這些不正常運行狀態(tài)的出現(xiàn)，將引起變壓器線圈與鐵芯的過熱，加速絕緣老化。

　　2、牽引變壓器的保護方式

　　牽引變壓器在牽引供電系統(tǒng)中具有十分重要的作用，運行中會發(fā)生危害特別嚴重的短路故障，因此必須對牽引變壓器設置性能完善的保護裝置。

　　牽引變壓器保護裝置的設置必須滿足以下要求：

　　(1)當變壓器正常運行和空載合間以及外部故障被切除時，保護裝置不應動作。

　　(2)當變壓器發(fā)生短路故障時，保護裝置應可靠而迅速地動作。

　　(3)當變壓器出現(xiàn)不正常運行狀態(tài)時，保護裝置應能給出相應的信號。

　　根據(jù)電力設計規(guī)程的規(guī)定，牽引變壓器應設置如下保護：

　　A、主要保護

　　主要保護由瓦斯保護和縱聯(lián)差動保護構(gòu)成，用于反應變壓器上的短路故障。瓦斯保護用于反應變壓器油箱內(nèi)部的短路故障。

　　縱聯(lián)差動保護既能反應變壓器油箱內(nèi)的短路故障，也能反應油箱外引出線及母線上發(fā)生的短路故隱。

　　主要保護為瞬時動作，且動作后變壓器各側(cè)斷路器均跳閘，

　　變壓器退出運行。

　　B、后備保護

　　后備保護分為如下三種：

　　過電流保護：

　　作為變壓器短路故障的后備保護。當主要保護拒動時，由后備保護經(jīng)一定延時后動作，變壓器退出運行。后備保護包括變壓器110kV側(cè)過電流保護和中性點零序過電流保護。 110kV

　　側(cè)過電流保護實際采用低電壓起動的過電流保護，以提高過電流保護的靈敏度。中性點零序過電流保護作為變壓器高壓側(cè)接地短路故障及相鄰元件(110kV進線)接地短路故障的后備保

　　護。

　　變壓器外部短路故障的電流保護：

　　該保護設于變壓器的27.5kV側(cè)，作為27.5kV母線短路故障的保護和牽引網(wǎng)短路故障的后備保護。

　　為提高過電流保護的靈敏度，實際也采用低電壓啟動的過電流保護。需要指出的是，當變壓器外部發(fā)生短路故障時，主要保護是不動作的，若27.5kV側(cè)低壓起動過電流保護拒動，則可由110kV側(cè)低庵起動過電流保護經(jīng)延時后動作，變壓器退出運行。但故障影響范圍擴大了。

　　C、輔助性保護

　　輔助性保護包括變壓器的過負荷保護。過熱保護和輕瓦斯保護。保護動作后，只發(fā)出相應的信號。

　　過負荷保護用于監(jiān)視變壓器的過負荷運行，設于變壓器110kV側(cè)兩重負荷相上。

　　過熱保護用于監(jiān)視變壓器油箱內(nèi)上層的油溫。當油溫超過允許值時，過熱保護動作，發(fā)出“變壓器過熱”信號。

　　輕瓦斯保護用于反應變壓器油箱內(nèi)的輕微短路故障和油面的嚴重降低。由瓦斯繼電器的“輕瓦斯”接點實現(xiàn)。輕瓦斯保護動作后，發(fā)公“輕瓦斯動作”信號。

　　二、變壓器主要保護

　　1、瓦斯保護裝置

　　(1)定義： 當油浸式變壓器油箱內(nèi)發(fā)生短路故障時，短路點處的高溫電弧引起變壓器油氣化，產(chǎn)生瓦斯氣體并形成油氣流。把利用油氣流流速來檢出變壓器油箱內(nèi)短路故障的裝置，稱

　　為瓦斯保護裝置。它由反應油浸式變壓器油箱內(nèi)短路故障最有效的一種保護裝置。瓦斯保護裝置的主要元件是瓦斯繼電器。

　　(2)瓦斯繼電器

　　目前多采用FJs-80型瓦斯繼電器，它安裝在變壓器油箱與油枕的連接管道上。瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)見圖10一2，它有兩對出口接點，一對為重瓦斯接點，用于斷路器的跳閘;另一對接點為輕瓦斯接點，用于發(fā)出信號。

　　(3)整定：氣體體積，油氣流速度。

　　2、縱聯(lián)差動保護裝置

　　(1)定義：縱聯(lián)差動保護是利用變壓器各側(cè)同一相電流之差的大小來檢出短路故障的保護裝置。

　　(2)基本原理

　　A、差動繼電器中電流應為兩側(cè)電流互感器二次電流之差。即兩側(cè)二次電流應分別流入和流出差動繼電器(由電流互感器的極性決定)。

　　B、流入、流出差動繼電器的兩電流相位應相同。為此，將變壓器高壓側(cè)電流互感器的二次繞組作三角形聯(lián)接，移相30度;而將低壓側(cè)電流互感器的二次繞組作呈形聯(lián)接。

　　C、流入、流出差動繼電器的兩電流大小應相等。為此，應正確選用兩電流互感器的變比。

　　(3)整定

　　當變壓器正常運行和外部短路故障時，流過差動繼電器的兩電流相位相同且大小相等，即其差值為零，差動繼電器不動作，差動保護不啟動。

　　由于不平衡電流的存在，可能使差動繼電器誤動作。因此需從差動繼電器的結(jié)構(gòu)和整定值上加以克服。

　　(4)差動繼電器

　　A、電磁型差動繼電器

　　BCH-2型差動繼電器由速飽和變流器(其上有短路繞組和差動繞組、平衡繞組、二次繞組)和執(zhí)行元件KA構(gòu)成。

　　B、晶體管型差動繼電器

　　電壓形成回路、絕對值比較回路、波形間斷角鑒別回路、閉鎖及執(zhí)行回路、出口回路等。

　　三、其它保護

　　包括過電流保護、零序過電流保護、過負荷保護和過熱保護等。

　　1、過電流保護 ：110KV側(cè)過流保護、27.5KV側(cè)過流保護

　　2、零序電流保護：接地故障

　　3、過負荷保護：9秒延時信號，報警

　　4、過熱保護：啟風，報警