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據基爾霍夫電流定律,當變壓器正常工作或在區外發生故障時,流入變壓器的電流和流出電流相等,差動繼電器不動作。 在繞組變壓器的兩側均裝設電流互感器,其二次側則按循環電流法接線,即如果兩側電流互感器的同極性端都朝向母線側,則將同極性端子項鏈,并在兩接線質監并聯介入電流繼電器。在繼電器線圈中流過的電流是兩側電流互感器的二次電流之差,也就是說差動繼電器是接在差動回路。從理論上講,正常運行及外部故障時,差動回路電流為零。實際上由于兩側電流互感器的特性不可能完全一致等原因,在正常運行和外部短路時,差動回路中仍有不平衡電流Iumb流過。流過繼電器的電流Ik=I1-I2=Iumb,要求不平衡電流應盡量小,以確保繼電器不會誤動。黨變壓器內部發生相間短路時,在差動回路中由于I2改變了方向或者等于零(無電源側),這時流過繼電器的電流為I1與I2之和,即Ik=I1+I2=Iumb,能使繼電器可靠動作。
故障分析 變壓器在運行中常見的故障有繞組、套管和分接開關及鐵芯、油箱及其它附件的故障等。 繞組故障 主要有匝間短路、繞組接地、相間短路,斷線及接頭開焊等。 套管故障 變壓器套管積垢,在大霧或小雨時造成污閃,使變壓器高壓側單相接地或相間短路。 嚴重滲漏 變壓器運行滲漏油嚴重或連續從破損處不斷外溢以致油位計已看不到油位,此時應立即將變壓器停用進行補漏和加油,引起變壓器滲漏油的原因有焊縫開裂或密封件失效,運行中受到震動外力沖撞油箱銹蝕嚴重而破損等。 分接開關 常見的故障有分接開關接觸不良或位置不準,觸頭表面熔化與灼傷及相間觸頭放電或各分接頭放電。 過電壓 運行中的變壓器受到雷擊時,由于雷電的電位很高,將造成變電壓器外部過電壓,當電力系統的某些參數發生變化時,由于電磁振蕩的原因,將引起變壓器內部過電壓,這兩類過電壓所引起的變壓器損壞大多是繞組主絕緣擊穿,造成變壓器故障。鐵芯的故障大部分原因是鐵芯柱的穿心螺桿或鐵芯的夾緊螺桿的絕緣損壞而引起的。
在一些國外的超高壓變電站當中,普遍采用的都是變壓器無勵磁調壓方式,不過也有一些采用的是無分接頭變壓器,比如英國、意大利以及瑞典等,真正采用有載調壓方法的只有德國和日本這兩個。根據多數國內外資料的統計發現,有載調壓開關的故障在變壓器的故障當中占據較大的比例值,甚至有的有載調壓裝置其開關故障發生率直接高達無勵磁調壓裝置故障發生率的4倍左右。所以就必須從其可靠性和經濟性等方面來進行充分考慮,由此得出特高壓變壓器真正適合采取無勵磁調壓的方式。另外,特高壓變壓器更多的都是采取中性點調壓的方式來進行,這種調壓方式本身的優點非常明顯,具體表現在調壓繞組和調壓裝置等方面,因此對其絕緣的要求相對較大,在工藝制造上較為簡單,整體上的造價都非常低。盡管中性點調壓方式會產生激磁和第3繞組的電壓偏移情況,但是因為特高壓變壓器當中應用了電壓負反饋回路,所以和調壓繞組同柱的勵磁繞組實現了電壓補償,其在電調壓的過程當中,并不會受到低壓側電壓的直接影響。即便是在實際的運行當中,調壓測電壓本身的調節幅度也不會超過5%以上,所以能夠充分有效地保障其低壓側電壓變化處于1%以下。
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