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1、廠用變壓器的故障和不正常運行狀況

1．外部故障

主要是套管和引出線上發(fā)生的短路，導(dǎo)致變壓器引出線的相間短路或一相繞組對變壓器的外殼短路接地。

（1）在大接地電流系統(tǒng)中，變壓器繞組發(fā)生單相接地短路時，將產(chǎn)生很大的短路電流而破壞廠用電系統(tǒng)的正常運行，保護(hù)裝置應(yīng)盡快地動作于它的斷路器跳閘。

（2）在小接地電流系統(tǒng)中，按具體情況可裝設(shè)或不裝設(shè)專用的單相接地保護(hù)裝置。

當(dāng)變壓器的外殼損壞，引起變壓器油箱嚴(yán)重漏油時，也將導(dǎo)致變壓器發(fā)生故障。

2、內(nèi)部故障

主要有繞組相間短路、匝間短路和單相接地以及高低壓側(cè)線圈擊穿性故障和鐵芯損壞等。內(nèi)部繞組相間短路可能性很小，最常見、最嚴(yán)重的內(nèi)部故障是繞組的匝間短路。

3、不正常運行狀態(tài)

有外部短路引起的過電流、油箱內(nèi)油面的過度降低和變壓器中性點電壓的升高等。

在廠用變壓器中不易發(fā)生過負(fù)荷現(xiàn)象，不考慮配置保護(hù)。由于外部短路引起的過電流將使廠用變壓器的繞組過熱，從而加速繞組絕緣的老化，甚至引起內(nèi)部故障。溫度顯著下降、油量不足和外殼漏油等，都會產(chǎn)生油面過低的現(xiàn)象。根據(jù)油面降低的程度，保護(hù)裝置應(yīng)動作于信號或跳閘。

2、廠用變壓器保護(hù)的配置原則

1．高壓廠用變壓器保護(hù)

（1）縱聯(lián)差動保護(hù)

6300kVA及以上高壓廠用變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)，用于防御繞組內(nèi)部及引出線上的相間短路故障。

16000kVA及以上時，保護(hù)宜采用三相三繼電器的接線方式，安裝有困難時，低壓側(cè)可用兩相TA。

16000kVA以下時，如果保護(hù)靈敏度足夠，則可采用兩相三繼電器的接線方式。

保護(hù)瞬時動作于跳變壓器兩側(cè)斷路器。大容量發(fā)變組，高廠變高壓側(cè)無斷路器，保護(hù)則應(yīng)動作于跳低壓側(cè)斷路器和發(fā)變組總出口斷路器，滅磁開關(guān)跳閘。

（2）瓦斯保護(hù)

800kVA及以上的油浸式變壓器，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，用于防御變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低。

油箱內(nèi)部故障時，若產(chǎn)生輕微瓦斯或引起油面降低，則保護(hù)應(yīng)瞬時動作于信號；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時，保護(hù)應(yīng)瞬時動作于變壓器各側(cè)斷路器跳閘。

變壓器高壓側(cè)未裝設(shè)斷路器時，動作于低壓側(cè)斷路器和發(fā)變組總出口斷路器及滅磁開關(guān)跳閘。

（3）過電流保護(hù)

用于防御外部相間短路所引起的過電流，并作為瓦斯保護(hù)和縱聯(lián)差動保護(hù)的后備保護(hù)。

對于Y,y0、D,d0接線組別以及已裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)的Y,dll接線組別變壓器，保護(hù)一般采用兩相兩繼電器的接線方式，帶時限動作于各側(cè)斷路器跳閘。當(dāng)廠用變壓器供給兩個分段時，還應(yīng)在低壓側(cè)各分支上分別裝設(shè)過電流保護(hù)，保護(hù)采用兩相兩繼電器的接線方式，帶時限動作于本分支斷路器跳閘。

（4）單相接地保護(hù)（零序保護(hù)）

廠變高壓側(cè)用電纜接至發(fā)電機電壓系統(tǒng)，且該系統(tǒng)中各出線裝有單相接地保護(hù)時，則變壓器回路也需裝設(shè)單相接地保護(hù)，選擇性地指示廠變高壓側(cè)單相接地故障。

保護(hù)由一個接至零序電流互感器上的電流繼電器所構(gòu)成。接至變壓器高壓側(cè)的電纜為兩根或兩根以上，若每根電纜分別裝設(shè)零序電流互感器，則應(yīng)將零序電流互感器的二次繞組串聯(lián)后，接至電流繼電器。電纜終端盒的接地線應(yīng)穿過零序電流互感器，以保證能瞬時動作于信號。

廠變高壓側(cè)用硬母線或軟導(dǎo)線接至發(fā)電機電壓系統(tǒng)，由于其距離較近，且硬母線或軟導(dǎo)線發(fā)生單相接地的可能性很少，因此，即使各出線裝有單相接地保護(hù)，廠變不需裝設(shè)單相接地的保護(hù)。

（5）低壓側(cè)分支差動保護(hù)

高廠變低壓側(cè)帶兩個分段時，如變壓器至廠用配電裝置間的電纜兩端均裝設(shè)斷路器，且各分支的故障會引起發(fā)變組的斷路器動作時，則在每一分支上應(yīng)分別裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。

保護(hù)由兩相兩繼電器的接線方式構(gòu)成，瞬時動作于本分支兩側(cè)的斷路器跳閘。

2、高壓廠用備用變壓器及起動變壓器的保護(hù)

（1）縱聯(lián)差動保護(hù)

16000kVA及以上高壓廠用備用（或起動）變壓器，或6300kVA及以上經(jīng)常帶一部分負(fù)荷運行的起動變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。

（2）瓦斯保護(hù)、過流保護(hù)和高壓側(cè)接于小接地電流系統(tǒng)的變壓器接地保護(hù)。

（3）零序差動保護(hù)。

高壓側(cè)接于大接地電流系統(tǒng)的備用變壓器，其高壓側(cè)的接地保護(hù)可采用零序電流速斷保護(hù)。如高壓側(cè)的保護(hù)對接地短路的靈敏度不夠，則可裝設(shè)零序差動保護(hù)，瞬時動作于變壓器各側(cè)的斷路器跳閘。

（4）低壓側(cè)備用分支的過電流保護(hù)。

帶時限動作于本分支斷路器跳閘。當(dāng)備用電源投入永久性故障時，備用分支的過電流保護(hù)應(yīng)加速跳閘。

3、低壓廠用工作和備用變壓器的保護(hù)

（1）電流速斷保護(hù)。

用于防御繞組內(nèi)部及引出線上的相間短路。保護(hù)由兩相兩繼電器的接線方式構(gòu)成，瞬時動作于跳高壓側(cè)斷路器及低壓側(cè)具有備用自投裝置的所有空開跳閘。對于2000kVA及以上用電流速斷保護(hù)靈敏性不符合要求時，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)，保護(hù)宜采用三相三繼電器接線，瞬時動作于變壓器各側(cè)斷路器跳閘。

（2）瓦斯保護(hù)。

用于防御變壓器油箱內(nèi)部故障及油面降低。對于800kVA及以上或設(shè)在主廠房內(nèi)的400kVA及以上低廠變應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。輕瓦斯動作于信號，重瓦斯瞬時動作于高壓側(cè)斷路器及低壓側(cè)具有備用自投裝置的所有空開跳閘。變壓器遠(yuǎn)離高壓廠用配電裝置時，重瓦斯可以不跳閘，僅發(fā)信號。

（3）過電流保護(hù)。

用于防御相間短路所引起的異常過電流。采用兩相兩繼電器的接線方式，且?guī)r限動作于高壓側(cè)斷路器及低壓側(cè)具有備用自投裝置的所有空開跳閘。當(dāng)變壓器供給兩個以上分段時，還應(yīng)在低壓側(cè)各分支上分別裝設(shè)過電流保護(hù)及零序過電流保護(hù)。保護(hù)采用兩相兩繼電器的接線方式，且?guī)r限動作于本分支空氣開關(guān)跳閘。當(dāng)備用變壓器低壓側(cè)分支線自動投入永久性故障時，該分支的過電流保護(hù)應(yīng)加速跳閘。

（4）單相接地保護(hù)。

變壓器所引接的高壓廠用電系統(tǒng)中均裝有單相接地保護(hù)時，則在低壓廠用變壓器的高壓側(cè)也應(yīng)裝設(shè)單相接地保護(hù)。

（5）零序過電流保護(hù)。

用于防御變壓器低壓側(cè)單相接地短路所引起的異常過電流。由接于變壓器低壓側(cè)中性線TA的反時限電流繼電器構(gòu)成，且?guī)r限動作于高壓側(cè)斷路器及低壓側(cè)具有備用自投裝置的所有空氣開關(guān)跳閘。

3、廠用電動機保護(hù)

電動機的主要故障：

定子繞組的相間短路、單相接地故障及一相繞組匝間短路

1、定子繞組的相間短路保護(hù)

危害：使繞組絕緣損壞、鐵芯燒毀，甚至導(dǎo)致供電網(wǎng)絡(luò)電壓顯著降低，破壞其他負(fù)荷正常工作，是電動機最嚴(yán)重的故障。

設(shè)置：裝設(shè)相間短路保護(hù)，無時限地切除故障電動機。

2000kW及以上的電動機或容量雖在2000kw以下但有6個引出線的電動機，當(dāng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)不能滿足靈敏度要求時，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)，作為相間短路的主保護(hù)。

2、單相接地保護(hù)

危害程度取決于供電網(wǎng)絡(luò)中性點的接地方式。

小接地電流系統(tǒng)中的高壓電動機，當(dāng)單相接地電容電流大于5A時，應(yīng)裝設(shè)接地保護(hù)。當(dāng)接地電流大于10A時，有可能燒壞線圈和鐵芯，保護(hù)裝置一般動作于跳閘；當(dāng)接地電流小于10A時，保護(hù)裝置可以動作于跳閘或信號。

3、一相繞組的匝間短路保護(hù)

破壞電動機的對稱運行，并使相電流增大。

最嚴(yán)重的情況是電動機的一相繞組全部短接，此時，非故障相的兩個繞組將承受線電壓，使電動機遭到損壞。目前還沒有簡單而又完善的方法來保護(hù)匝間短路，因此一般不裝設(shè)專門的匝間短路保護(hù)。

電動機的不正常狀態(tài)：主要是過負(fù)荷。

原因：

電動機所帶機械過負(fù)荷，供電網(wǎng)絡(luò)電壓和頻率的降低而使轉(zhuǎn)速下降，熔斷器一相熔斷造成兩相運行及起動或自起動時間過長，所帶機械發(fā)生故障等。

危害：

長時間的過負(fù)荷運行，將使電動機過熱，其繞組的溫升超過允許值，將使絕緣迅速老化，大大降低電動機的使用壽命，甚至燒壞電動機。

配置：

易發(fā)生過負(fù)荷的電動機應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)，帶時限動

作于信號或跳閘。

其他：

低電壓保護(hù)：

電動機電源電壓因某種原因降低時，電動機的轉(zhuǎn)速將下降；當(dāng)電壓恢復(fù)時，由于電動機自起動，將從系統(tǒng)中吸取大量的無功功率，造成電源電壓不能恢復(fù)。為了保證重要電動機的自起動，應(yīng)裝設(shè)低電壓保護(hù)，用其斷開次要的電動機。對于運行中不允許和不需要自起動的電動機，也要裝設(shè)低電壓保護(hù)，動作于跳閘。

采用熔斷器來保護(hù)相間短路和單相接地故障：

500V以下電動機，特別是75kw及以下的電動機。

當(dāng)不能采用熔斷器時，才裝設(shè)專用的保護(hù)。