干式變壓器的故障與保護

1干式變壓器可能出現的故障和異常運行方式

干式變壓器廣泛應用于電力系統的升壓或降壓，是電力系統中不可缺少的重要電氣設備。雖然現代干式變壓器在設計和材料上有所改進，但結構可靠，相當于輸電線路和發電機，干式變壓器故障機會較少。但是在實際運行中，仍然可能出現各種類型的故障和異常運行。為了保證電力系統的安全連續供電，將故障和異常運行對電力系統的影響限制在較低限度，應根據干式變壓器的不同容量等級和重要程度，安裝必要的性能良好、動作可靠的繼電保護裝置。

干式變壓器的故障分為內部故障和外部故障。內部故障是指干式變壓器油箱中的故障，大致分為兩類。

1)電氣故障

電氣故障會立即對干式變壓器造成嚴重損壞。在這種情況下，可以通過檢測不平衡電流和電壓來分析。常見的故障原因如下：

(1)高壓或低壓繞組短路；

中性點直接接地側單相接地短路；

高壓或低壓繞組匝間短路；

第三繞組接地故障或匝間短路。

內部短路故障引起的電弧不僅會損壞繞組絕緣，燒壞鐵芯，還會因絕緣材料和干式變壓器油的熱分解而引起干式變壓器油箱爆炸。同時，短路故障也會導致系統電壓下降。例如，延長低電壓時間會造成旋轉電機之間的同步損耗，電機失步引起的暫態電流會導致其他繼電器誤動作跳閘。因此，當干式變壓器內部發生電氣故障時，應迅速拆除干式變壓器。

2)初始故障

初始故障是初始局部故障。它會慢慢損壞干式變壓器，但一般無法檢測到其不平衡功率。故障原因有：

(1)導體之間的電氣連接接觸不良或鐵芯故障可能導致干式變壓器油中出現間歇性電弧；

(2)冷卻介質不足會使干式變壓器的油溫升高。如果油位過低或油路堵塞，很容易在繞組上產生局部熱點；

分接開關故障、環流和并列運行的干式變壓器間負荷分配不合理，導致干式變壓器繞組過熱。

這種故障在初期并不嚴重，不會對干式變壓器造成立即損壞。但可能會造成開發過程中的各種故障，擴大事故范圍，應盡快消除。

干式變壓器較常見的外部故障是油箱外部絕緣套管和出線故障，可能導致出線相間短路或單相接地短路。

實踐證明，相間短路、單相接地短路和繞組匝間短路是常見的故障形式。三個單相干式變壓器組成的干式變壓器組不可能有內部相間短路，三相干式變壓器內部相間短路的可能性也小。干式變壓器的異常工況主要有：外部短路和過載引起的過電流；中性點直接接地電網外部接地短路引起的過流和中性過電壓；冷卻系統故障；干式變壓器溫升等。 #p#分頁標題#e#

干式變壓器保護可分為短路保護和異常運行保護。短路保護用于反映保護范圍內的各種短路故障，作用于斷路器跳閘。為了防止保護裝置或斷路器拒動，有主保護和后備保護。異常運行保護用于反映可能對機組造成危害的各種異常工況，該保護用于發信號。一般來說，該產品只安裝一套專用繼電器

大型干式變壓器價格昂貴，一旦損壞，維護困難，耗時長，會造成巨大的經濟損失。特別是當單臺機組容量占系統容量比例較大時，故障后干式變壓器的突然切除會對電力系統造成很大的干擾。因此，在考慮大型干式變壓器繼電保護的整體配置時，除了保證其安全運行外，還應盡量減小故障影響的范圍，特別是要防止保護裝置的誤動作或故障。這樣不僅性能好的保護繼電器，而且繼電保護的整體配置也要盡可能完善合理。

對于大型干線變壓器保護，按照加強主保護、簡化后備保護的原則，過去主保護和脫氣保護可以實現快速保護雙重化；除零序保護應與線路保護配合外，相間保護僅保證干式變壓器各側母線短路的靈敏度，不允許作為相鄰線路故障的后備保護。

根據《繼電保護和安全自動裝置技術規程》的規定，干式變壓器一般應配備以下繼電保護裝置：

1來源：百度文庫