摘要：本文主要针对一种变压器外壳带电保护装置进行分析，总结了变压器外壳带电保护装置的基本原理以及使用过程中的基本的要求和需要关注的问题，供参考和借鉴。
关键词：变压器；外壳带电保护；装置
前言
在变压器外壳带电保护装置的过程中，我们要时刻明确其研究的方向，以及在研究过程中需关注的问题，才能够提升变压器外壳带电保护装置的应用效果。
1、发电厂变压器故障及异常运行状态分析
发电厂变压器常见的故障分析。故障类型主要有：一是油箱内部出现故障，包括绕组的区间短路、相间短路、接地短路以及铁心的烧损等，出现的这些故障将产生电弧，从而烧坏绕组绝缘及铁心，引起变压器油和绝缘材料的强烈气化，严重者会造成油箱的爆炸；二是油箱外部出现故障，这种故障主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路等问题。
发电厂变压器异常运行的状态分析。运行的状态主要有：一是由于运行负荷超过既定容量的范围而引起的过负荷；二是由于变压器外部相间短路而引起的过电流和中性点过电压；三是由于漏油等原因而引起的油面度降低。
2、变压器保护装置基本分析
2.1瓦斯保护
当变压器内部部件损害或老化而发生故障时，由于故障点电弧和电流的作用，将会使变压器油以及部分绝缘材料因为局部受热而分解产生气体，气体比较轻，而且容易漂浮在内部的上空，将从油箱流向油枕的上部。当故障非常严重时，变压器油会迅速膨胀产生大量的气体，这时将会有剧烈的气体夹杂油颗粒漂浮在油枕的上部。可以利用油箱内部故障的这一特点，可以构成反应于上述气体而动作的保护装置，被称为瓦斯保护。反应变压器油箱内部故障和油面降低的保护，容量为800KVA及以上的油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。瓦斯气体容积整定范围一般300-350cm3，变压器容量在10000KVA以上时，一般整定值为250cm3，气体容积整定值是利用调节重锤的位置来改变的。重瓦斯保护的油流速度范围为0.8-1.5m/s，在整定流速时均以导油管中的流速为准，而不依据继电器处的流速。如果变压器外部发生故障时，受到穿越性故障电流的影响，导油管中的流速为0.4-0.5m/s。因此，为防止穿越性故障时瓦斯保护误动作，可将油流速度整定范围为1m/s。
2.2纵联差动保护
反应变压器绕组和引出线的相间短路的保护，对其中性点直接接地侧绕组和引出线的接地短路以及绕组匝间短路能起保护作用。且容量为6300KVA以上备用变压器和单独运行的变压器、6300KVA及以上的变压器和并列运行的变压器、以及2000KVA及以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器应装设纵联差动保护。三绕组变压器差动保护分析：（1）为保证动作的选择性，为提高保护的灵敏度，保护装置在大多数情况都采用制动特性的差动保护；（2）变压器的接线组别不同，两侧的电流相位关系也不同，即使变压器两侧电流互感器的二次电流的大小相等，也会在差动回路中产生不平衡电流，为消除不平衡的影响，通常将变压器接线一侧电流互感器的二次绕组接成三角形，而将变压器角形接线一侧电流互感器的二次绕组接成星形，将电流互感器二次电流的相位校正过来；（3）由于电流互感器不能按需要选择，出现电流互感器的计算变比与实际变比不相符的问题，以致在差动回路中产生不平衡电流，所以可利用BCH型差动继电器中的平衡绕组来消除这种不平衡电流的影响；四是对于多绕组变压器，当采用BCH-2型差动保护不能满足灵敏度要求时，用BCH-1型。
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2.3复合电压闭锁过电流保护
三绕组变压器过流保护分析：一是三绕组变压器当外部短路时，过流保护应保证有选择性的只断开直接供给故障点短路电流那一侧的断路器，从而使另外两侧绕组仍然可以继续工作；二是在两侧电源的三绕组变压器上，应当在三侧都装设过电流保护，而且在动作时限最小的一侧加方向元件，以保证动作的选择性，在装设方向元件后，还应采取措施，保证在变压器内部故障时能起后备作用；四是为提高保护的灵敏度，以及简化接线，装设复合电压起动的过流保护。
2.4零序过电流保护
在大接地电流系统，为防止母线和引线上的接地短路，在三侧都有电源而中性点接地的变压器上，一般装设零序过电流保护，作为相邻元件及变压器本身主保护的后备。零序过电流保护的整定原则：一是零序电流保护的后备段在灵敏度上相配合；二是与中性点不接地运行的变压器的零序电压元件在灵敏度上相配合。
保护分别设有单独的信号继电器和出口连片，以便根据需要投入或退出保护，并在保护动作后做出相应指示，使运行人员便于对故障进行分析和处理。
3、变压器保护装置的功能介绍
新型的电力保护装置系统通常采用最新的微机原理，硬件通用性强。通过在同一硬件平台上下载各种不同的保护和监控软件，即可用单台电力保护装置独立完成各种不同类型的继电保护实验，又可以组成一个系统，完成变电站综合自动化的各项实验，系统可实现的功能有：
3.1对单个继电器进行动作值整定和特性进行测试，可进行的继电器特性实验有：电流继电器、差动继电器、阻抗继电器、以及安全自动装置继电器实验。
3.2根据继电保护和安全自动装置技术规程，实验者针对不同电压等级的线路按照电力网中的线路保护配置原则自主选择各种性质的主保护、后备保护和辅助保护，进行线路保护的整组实验。提供的继电器综合实验包括：10KV线路保护实验、35KV线路保护实验、110KV线路保护实验。
3.3如果要进行变电站综合自动化系统实验则需要多台电力保护装置通过网络和通信卡及上位机连接起来才能完成。电力保护装置系统上位机软件中提供了变电站的典型构成和配置，可实现的元件保护综合实验功能有：变压器保护、发电机保护、电容器保护、母线保护和电动机保护。通信实验，遥控、遥信和遥测实验及故障录波和低周减载等方面的实验。
4、变压器外壳带电保护装置的构成
原理简单说明:变压器箱体在设计时采用全绝缘安装方式，变压器外壳下面铺了一张20mm厚的环氧树脂板与地基基础隔开，使变压器外壳与大地绝缘。在变压器外壳上焊接地螺栓，用70mm2绝缘导线两侧压接接线端子，一端与接地螺栓相连，另一端与接地网相连。为保证接地的可靠性，外壳上焊接两个接地螺栓与接地网相连。接地线是通过流互支架上的电流互感器与接地网相连的，电流互感器引出线接到综自保护。变压器正常运行时，外壳是不带电的，流互没有感应电流。当变压器外壳带电后，流互输出电流上传综自系统，做出判断，进行处理，迅速排除故障，做到了早发现早处理，实时监控的目的，切实保证了设备及人身安全。
传统变压器箱底底座为支架式，安装方式多为螺栓固定。
碰壳保护变压器箱底为平底式，此种安装方式为加强型固定方式，地基预埋8块钢板，用8块L型钢板与地基焊牢后压紧箱底，并用绝缘垫块隔开绝缘。此种碰壳保护安装方式使变压器安装更加牢固。根据变压器重量，外壳结构及受力特点，经抗震强度计算，满足八级地震要求。
结束语
综上所述，随着变压器的使用越来越多，在今后的研究过程中，我们有必要进一步总结变压器外壳带电保护装置的性能，提高其保护的效果，保证装置运行更加符合要求。
参考文献：
[1]张培俊.关于电气系统中变压器保护设计分析[J].电源技术应用，2016（3）：67-68.
[2]王瑞珍，胡惠然.220kV电厂升压变压器绕组故障分析[J].变压器，2016（10）：46-57.
论文作者:王小明,宋泽文
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/7
标签：变压器论文; 绕组论文; 电流论文; 外壳论文; 故障论文; 保护装置论文; 继电器论文; 《电力设备》2017年第23期论文;