10kv变压器继电保护常见故障分析_开题报告

一、文献综述

（一）10kV变压器继电保护概述

10kV变压器稳定、可靠运行将对电力系统安全起到非常重要的作用。然而，由于设计制造技术、工艺以及运行维护水平的限制，变压器的故障还是时有发生，这大大影响了电力系统的安全稳定运行，所以为了防止和尽快排除变压器引起的故障，特装设10kV变压器继电保护装置。

变压器的继电保护是利用当变压器内外发生故障时，由于电流、电压、油温等随之发生变化，通过这些突然变化来发现、判断变压器故障性质和范围，继而作出相应的反应和处理。

电力变压器的常见故障有：绕组的相间短路、中性点直接接地侧的接地短路和匝间短路、绝缘套管和引出线上发生的相间短路和中性点直接接地侧的接地短路。变压器的异常运行状态主要有：1过负荷；2外部短路引起的过电流；3外部接地短路引起中性点过电压；4油面降低；5过电压；6频率降低引起的过励磁等。

为防止以上故障和变压器的异动运行状态，变压器应装设以下主要继电保护装置：瓦斯保护、纵差保护或电流速断保护、相间短路的后备保护、零序保护、过负荷保护、过励磁保护等保护。瓦斯保护主要应用于：0.8MVA及以上的油浸式变压器和0.4MVA及以上的车间内油浸式变压器。它主要用来反应油箱内部短路故障及油面降低。 纵差保护或电流速断保护主要应用于：6.3MVA及以上的并列运行变压器，发电厂厂用工作变压器和工业企业 中的重要变压器及10MVA及以上的单独运行变压器和发电厂厂用备用变压器中，它主要用来反应变压器绕组，套管及引出线的短路故障，保护动作于跳开各电源侧断路器。相间短路的后备保护主要应用于：过电流保护宜用于降压变压器，复合电压起动的过电流保护宜用升压变压器，系统联络变压器和采用过电流保护不满足灵敏度要求的降压变压器，63MVA及以上的升压变压器，采用负序电流保护及单相式低电压起动的过电流保护对于大型升压变压器或系统联络变压器。它主要用来防御外部相间短路引起的过电流，并作为瓦斯保护和纵差动保护(或电流速断保护)的后备.保护延时动作于跳开断路器。零序保护主要应用于：若变压器中性点直接接地运行，应装设零序电流保护.它主要对于中性点直接接地系统中的变压器，一般应装设零序保护，用来反应变压器高压绕组及引出线和相邻元件(母线和线路)的接地短路.零序保护延时动作于跳开断路器。 过负荷保护主要应用于：对于0.4MVA及以上的变压器，当数台并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应装设过负荷保护。它主要对于自耦变压器或多绕组变压器，保护装置应能反应公共绕组及各侧的过负荷情况.过负荷保护经延时动作于信号。过励磁保护主要应用于：大型变压器，额定工作磁密与饱和磁密接近.当电压升高或频率降低时，工作磁密增加，使励磁电流增加，特别是铁心饱和之后，励磁电流急剧增大，造成过励磁，将使变压器温度升高而遭受损坏，所以应装设过励磁保护。它主要对于大型变压器应装设过励磁保护，按其过励磁的严重程度，保护装置动作于信号或跳开断路器。

（二）10kV变压器继电保护及故障分析技术今后的发展方向

继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。

微机保护设计网络化，会大大简化硬件设计，增强硬件的可靠性，使装置真正具备局部或整体升级的可能，为继电保护的设计和发展带来一种全新的理念和创新，这将是继电保护技术今后的一个发展方向。此外，为满足不同的继电保护用户对保护功能不同的配置要求，今后还将逐渐实现微机型继电保护软硬件的平台化、通用化、模块化和灵活可配置的软硬件，可以减少硬件品种数量和用户的备品备件，减轻软件及现场测试的工作量，甚至可以避免软件的不断修改，显著提高软硬件的可靠性，提高装置运行的可靠性。

计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。它深刻影响着各个工业领域，也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。到目前为止，除了差动保护和纵联保护外，所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于切除故障元件，缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。国外早已提出过系统保护的概念，这在当时主要指安全自动装置。因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围，还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行。显然，实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来，亦即实现微机保护装置的网络化。这在当前的技术条件下是完全可能的。

近年来，人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用，在继电保护及故障分析领域应用的研究也已开始涉入。神经网络是一种非线性映射的方法，很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题，应用神经网络方法则可迎刃而解。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题，距离保护很难正确作出故障位置的判别，从而造成误动或拒动；如果用神经网络方法，经过大量故障样本的训练，只要样本集中充分考虑了各种情况，则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。可以预见，人工智能技术在继电保护领域必会得到应用，以解决用常规方法难以解决的问题。

在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此，每个微机保护装置不但可完成继电保护功能，而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能，也可在故障情况下完成故障分析，实现保护、控制、测量、数据通信一体化。

随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护及故障分析技术面临着进一步发展的趋势。这对继电保护工作者提出了艰巨的任务，也开辟更为广阔的活动天地。我们期待变压器继电保护技术的更为先进，更为简洁，更为安全，为电力发展提供更多，更广的发展空间。

（三）重点及拟采用的实现途径

    依据10kV变压器的继电保护技术，完成常见故障分析，从原始资料到保护的方法，再到保护的配置和保护相关校验。

    重点对10kV变压器的继电保护方式确定和原理介绍，以及相关气体（瓦斯）保护、差动保护、电流速断和过负荷保护、相间短路后备保护和接地短路的零序后备保护整定计算。

    拟采用的途径：根据原始资料中有关数据，分析列举10kV变压器继电保护的常见故障，并按照继电保护类型分类分析。 

二、^范文提纲

1绪论

1.1配电变压器的现状

1.2配电变压器的发展趋势

1.3配电变压器的保护设置

1.4变压器继电保护概述

1.5变压器继电保护技术今后的发展方向

1.6继电保护的基本原理

1.7继电保护的构成

1.8继电保护的基本要求

1.9微机继电保护的特点

2配电变压器继电保护

2.1配电变压器的电流速断保护原理

2.2配电变压器的瓦斯保护

2.3配电变压器的过电流保护

2.4配电变压器的过负荷保护

2.5配电变压器的纵联差动保护

2.6配电变压器各个保护的时限配合

3配电变压器继电保护相关校验

3.1常规调试及检验接线的安全措施

3.2输入系统检验

3.3保护装置各逻辑功能检查

4 10kV变压器继电保护常见故障及分析

4.1瓦斯保护的常见故障及分析

4.2纵联差动保护的常见故障及分析

4.3过负荷保护的常见故障及分析

4.4过电流保护的常见故障及分析

4.5零序保护的常见故障及分析

5展望与结束语

三、参考文献

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