摘要 本文主要介紹了變壓器非電量保護一般指涉及到整定值的氣體、壓力和溫度方面的保護。當變壓器內(nèi)部出現(xiàn)單相接地、放電或不嚴重的匝間短路故障時，其他保護因得到的信號弱而不起作用，但這些故障均能引起變壓器及其它材料分解產(chǎn)生氣體。利用這一特點構(gòu)成的反映氣體變化的保護裝置稱氣體f瓦斯)保護。

關(guān)鍵詞 110KV 變壓器 非定量保護

1 氣體保護繼電器及整定

我國的氣體保護用氣體繼電器結(jié)構(gòu)為擋板式磁力接點結(jié)構(gòu)，進口的氣體繼電器有浮桶式和壓力式兩種結(jié)構(gòu)。氣體繼電器具有兩個功能：集氣保護(稱輕瓦)和流速保護(稱重瓦)。集氣保護是當變壓器內(nèi)部出現(xiàn)過熱、低能量的局部放電等不嚴重的局部故障時，變壓器油分解產(chǎn)生的氣體上浮集于繼電器的頂部，達到一定體積時，繼電器內(nèi)上置磁鐵使上干簧管觸點接通啟動信號；流速保護是當變壓器內(nèi)部出現(xiàn)高能量電弧放電等嚴重故障時，變壓器油急劇分解產(chǎn)生大量氣體，通過氣體繼電器向儲油柜方向釋放，形成的油、氣流達到一定流速，沖擊擋板，下置磁鐵使下干簧管觸點接通啟動跳閘。

變壓器本體主繼電器一般使用QJ－80型，具有兩對觸點，分別作用于輕瓦信號和重瓦跳閘。本體繼電器多使用國產(chǎn)繼電器，流速的整定按1.0～1.2m／s即可；日本三菱產(chǎn)變壓器使用浮桶式繼電器，流速整定值為1.0m／s；有載開關(guān)一般使用國產(chǎn)QJ-25型繼電器，只有一對觸點，作用于跳閘，流速整定值為1.0m／s；進口開關(guān)使用的繼電器不盡相同，MR開關(guān)為自產(chǎn)繼電器，流速值為1.2m／s，ABB開關(guān)配德國產(chǎn)繼電器，流速值為1.5m／s，并且流速整定值不可調(diào)。

早期的有載開關(guān)使用具有兩對觸點的繼電器，目前仍有運行。由于開關(guān)切換時，產(chǎn)生的電弧必然引起開關(guān)內(nèi)變壓器油的分解，但由于電弧能量不是很大，且切換次數(shù)有限，產(chǎn)氣速率很低，在相當?shù)囊欢螘r間內(nèi)輕瓦斯應(yīng)不發(fā)出信號。如在短時間內(nèi)連續(xù)出現(xiàn)輕瓦斯信號，表明開關(guān)內(nèi)部出現(xiàn)連續(xù)發(fā)展型故障，或開關(guān)內(nèi)的油含碳量過多，油的滅弧能力降低，使電弧能量變大，此時需進行檢查或換油。信息來自：輸配電設(shè)備網(wǎng)。

2 壓力保護裝置及整定

壓力保護使用壓力釋放裝置，當變壓器內(nèi)部出現(xiàn)嚴重故障時，壓力釋放裝置使油膨脹和分解產(chǎn)生的不正常壓力得到及時釋放，以免損壞油箱，造成更大的損失。

壓力釋放裝置有兩種：安全氣道(防爆筒)和壓力釋放閥。安全氣道為釋放膜結(jié)構(gòu)，當變壓器內(nèi)部壓力升高時沖破釋放膜釋放壓力，如日本三菱產(chǎn)變壓器。壓力釋放閥是安全氣道的替代產(chǎn)品，被廣泛應(yīng)用，結(jié)構(gòu)為彈簧壓緊一個膜盤，壓力克服彈簧壓力沖開膜盤釋放，其最大優(yōu)點是能夠自動恢復(fù)。

壓力釋放閥一般要求開啟壓力與關(guān)閉壓力相對應(yīng)，且故障開啟時間小于2ms，因此在校核壓力釋放閥時，開啟壓力、關(guān)閉壓力和開啟時間均需校核。對于110kV變壓器常用的壓力釋放閥，其噴油的有效直徑為130ms，開啟壓力為55±5kPa，對應(yīng)的關(guān)閉壓力為29.5kPa。壓力釋放閥帶有與釋放閥動作時聯(lián)動的觸點，作用于信號報警。

3 溫度保護

3.1變壓器運行溫度的監(jiān)測和溫度高報警

110kV變壓器頂層油溫報警值設(shè)定為80℃，均比運行規(guī)程略低，留有一定裕度；溫度指示一般使用壓力式溫度計，表計安裝在變壓器本體易于觀測的部位，可以配置溫度變送器將溫度信號傳送至遠方如控制室；有極少量的變壓器同時安裝了酒精溫度計，讀取數(shù)值時需爬上變壓器，不太方便，但精度較高。

3.2變壓器冷卻系統(tǒng)的溫度控制

變壓器冷卻系統(tǒng)控制邏輯有“手動”和“自動”兩種方式，“自動”方式是指按變壓器運行負荷或頂層油溫控制冷卻器的啟、停，片式、管式散熱器的冷卻器包括風扇電機和油泵電機的電源控制。

220kV強油風冷冷卻器(YF型)的“自動”控制方式又分為“輔助”和“備用”兩種狀態(tài)。變壓器在運行中，當上層油溫達到65℃時(或負荷電流達到70％或廠家出廠值時)自動投入輔助冷卻器，下降至55℃時退出。當“工作”、“輔助”狀態(tài)運行的冷卻器組發(fā)生故障時，自動啟動投入“備用”狀態(tài)的冷卻器組；根據(jù)外部環(huán)境溫度和負荷情況，可以手動選擇調(diào)整幾組冷卻器的工作狀態(tài)，變壓器運行過程中一般均設(shè)置至少一組冷卻器運轉(zhuǎn)。

220kV強油片式散熱器(Pc型)不再有獨立屬于各冷卻器的風扇和油泵，工作狀態(tài)也變?yōu)椤白岳洹?、“風冷”和“強油風冷”3種工作狀態(tài)，上層油溫達到55℃時自動投入風扇，達到65℃時自動投入油泵。按負荷啟動一般根據(jù)變壓器銘牌所標的冷卻方式設(shè)定，如負荷為60％額定容量時自動投入風扇，80％時自動投入油泵。

對于110kV風冷冷卻器(散熱器)，一般規(guī)定變壓器頂層油溫達到65℃時投入風扇，或負荷電流達到70％額定值時投入風扇。為防止風扇電機頻繁啟動，還應(yīng)調(diào)整裝置在65℃時投入風扇，油面溫度下降至55℃時才退出風扇，或負荷電流低于50％額定值時才切除風扇。

4 冷卻器的控制

大多數(shù)變壓器一般同時使用按溫度和按負荷控制冷卻器，變壓器冷卻器控制應(yīng)以溫度優(yōu)先，有些使用片式散熱器的變壓器銘牌所標的按負荷啟動強油風冷的百分數(shù)較低，如110kV變壓器銘牌標的冷卻器方式為：ODAF／ONAN100％／60％，但片式散熱器的散熱效率較高，當負荷電流達到60％額定值時，上層油溫往往達不到65℃，使之實際形成了以負荷電流優(yōu)先啟動的情況，變壓器常在40℃左右即投入風扇和油泵。即使增加了負荷啟動的百分數(shù)，夏季溫度優(yōu)先控制的散熱系統(tǒng)進入冬季仍可能會轉(zhuǎn)為負荷優(yōu)先。

以過低的油溫投入風扇，對于110kV變壓器只是增加了電力和風機的損耗，對運行影響不大。對于強油循環(huán)變壓器，除增加上述損耗外，過低的運行溫度還會增加變壓器油流帶電的危險性，并且如變壓器運行在負荷啟動的臨界值，因負荷變化頻率遠高于溫度變化，造成風機和油泵頻繁啟／停，使元件故障率增大，另外還加大了油泵軸承磨損的金屬微粒進入變壓器油的機會，因此不推薦負荷啟動冷卻系統(tǒng)的方式。

油泵分組啟動具有兩個優(yōu)點：減輕電源主接觸器的啟動負荷，減少觸頭燒蝕的故障率；避免同時啟動(尤其是頻繁啟動)時產(chǎn)生較大涌流可能造成的本體氣體繼電器的重瓦誤動。

按溫度啟動油泵風扇也有缺點。當變壓器短時過載或有局部熱點產(chǎn)生時，因變壓器油的熱容量非常大，很難在短時間內(nèi)將其顯示出來，較慢流速的油通過局部熱點容易引起油的分解和老化。

結(jié)語

非電量保護在變壓器的繼電保護配置中有著不可替代的作用，是對常規(guī)配置的模擬量保護的重要補充，在變壓器的保護配置中應(yīng)該加強對非電量保護的設(shè)計選型、整定校驗和運行監(jiān)護，使之能夠正常發(fā)揮作用。

參考文獻：

1 雷玉蓮，張育生，<<電力系統(tǒng)保護與控制>>2008年第36卷