交流电抗器 第三部分 交流电抗器 交流电抗器 1-2 第十七章 基本结构 一组并联电抗器通常由三台并联电抗器和一台中性点电抗器组成，以宜昌超高管理处为例，并联电抗器有A、B、C三种型号: A型并联电抗器型号为BKD-50000/500， 额定容量为50000kvar； B型并联电抗器型号为BKD一40000/500，额定容量为40000kvar； C型并联电抗器型号为BKD一60000/500，额定容量为60000kvar； 中性点电抗器型号为XKD-540/66，额定容量为540kvar。 交流电抗器 1-3 交流电抗器按照结构特点可分为以下几个部分： （1）本体； （2）绝缘套管； （3）主要配件，如储油柜、散热器、气体继电器等。...
交流电抗器 第三部分 交流电抗器 交流电抗器 1-2 第十七章 基本结构 一组并联电抗器通常由三台并联电抗器和一台中性点电抗器组成，以宜昌超高管理处为例，并联电抗器有A、B、C三种型号: A型并联电抗器型号为BKD-50000/500， 额定容量为50000kvar； B型并联电抗器型号为BKD一40000/500，额定容量为40000kvar； C型并联电抗器型号为BKD一60000/500，额定容量为60000kvar； 中性点电抗器型号为XKD-540/66，额定容量为540kvar。 交流电抗器 1-3 交流电抗器按照结构特点可分为以下几个部分： （1）本体； （2）绝缘套管； （3）主要配件，如储油柜、散热器、气体继电器等。 交流电抗器 1-4 基本结构 第一节 电抗器本体 站内并联电抗器为油浸式电抗器，采用单柱加旁轭铁芯式结构，中间铁芯柱是一个有间隙的铁芯，铁芯柱外套有接地屏和线圈。由于电抗器铁芯饼间的交变磁通所产生的强大电磁力会导致振动和噪声，为防上这种现象出现，在压紧装臵中采用了强有力的特特蝶形弹簧，能始终保持一定的压力。线圈结构采用钟式结构。油箱机构强度能承受GB／T 645l2008《油浸式电力变压器技术参数和要求》中的有关规定而无永久变形和损坏。 交流电抗器 1-5 散热器采用可拆式宽片散热器，与油箱的连接分两种形式：一种是通过联管和箱壁上的管接头连接，另一种是直接与箱壁上的管接头连接。储油柜采用可抽真空的隔膜式储油柜，并带有指针式油位计、吸湿器等附件。下节油箱底部支架上有固定孔以便将电抗器通过螺栓固定在基础上，电抗器外形见右图 交流电抗器 1-6 第二节 套管 电抗器套管主要可由以下部件组成：接线板、引张接头、防雨罩、油位计、油塞、套管储油柜、上瓷套、tan 测量装臵、吊环螺钉、取油阀、铭牌、放气阀、连接套筒、下瓷套、均压球。 交流电抗器 1-7 其结构具有以下特点： （1）套管为电抗器油浸渍的电缆纸和铝箔均压电极组成的多层圆柱形电容（简称容芯子）作为主绝缘，瓷套作外绝缘及电机器的容器。 （2）套管为全封闭结构，其内部的电抗器油为独立系统，不受大气影响。套管的整体连接采用强力弹簧机械紧固的方法，以保证密封并补偿由于温度变化而引起的套管部件长度变化。该部分接头可保证橡皮垫圈在很大弹簧力下仍具有良好的弹性。对252KV及以上电压等级的套管在上套管与连接套筒连接辅以卡结构以增加该部分的连接和密封的性能。 交流电抗器 1-8 （3）为调节因温度变化而引起的油体积变化使套管内部免受大的压力，套管头部设有储油柜。储油柜上没有油位计，供运行时监视油面。油位计为磁铁式指针油位计。此外，储油柜上没有调节油面位臵的油塞。 （4）套管储油柜里装的弹性板或波纹管以补偿各零部件因温度变化而引起的长度变化；储油柜顶部没有防雨罩以防雨水冲蚀内部零件。 交流电抗器 1-9 （5）连接套筒上设有供测量套管tan 及电容量C的测量引线装臵、供抽取套管内部油样的取油阀、供电抗器注油时放出其上部空气的放气塞。 （6）套管尾部设有改善套管尾部电场分布的均压球。 （7）套管的载流结构有两种方式：穿缆式和导管载流式。其中导管载流式没有油中接线端子，该端子与套管的连接有直接式和穿杆式两种。套管的外部接线端子可满足接线任意转向的要求而不会影响套管的密封。套管头部还设有均压防晕的双分裂导线连接装臵。 交流电抗器 1-10 第三节 主要附件 电抗器主要配件包括: 电抗器散热器 电抗器储油柜 压力释放阀 气体继电器 温度指示控制器 交流电抗器 1-11 1 1 、电抗器散热器 每台油浸式电抗器均采用2组散热片，直接安装在电抗器油箱法兰上。散热器由散热片、集油管、放气（油）阀、吊环、连接座和法兰盘等零件组成。散热片由1mm钢板冲压而成，散热片边缘焊有3×30钢板，将各片牢固地连接在一起，见图17-3。 交流电抗器 1-12 2 2 、电抗器储油柜 电抗器储油柜由储油柜、油位计、耐油橡胶隔膜袋、呼吸管及吸湿器组成。其中储油柜主要用以储存因温度变化产生体积改变的变压器油，柜端装有油位计，在油面上升或下降的过程中，油位计的指针也随之指示油位，当达到上限或下限油位时，将通过报警触点发出报警信号，储油柜内装有橡胶隔膜袋，袋内经过呼吸管及吸湿器与大气相通，袋外与变压器油相接触，当变压器油箱中油膨胀或收缩时，储油柜油面即上升或下降，使隔膜袋向外排气或自行补充气体以平衡袋内外侧压力，起到呼吸作用。 交流电抗器 1-13 吸湿器由螺栓、法兰盘、玻璃管、硅胶、螺杆、座、运输用密封圈、罩、绝缘油等组成，见图17-4。由于负荷 或环境温度的变化而使油箱内部体积发生膨胀，迫使储油柜内的气体通过吸湿器，以清除空气中的杂物和潮气，保持油箱内绝缘油的绝缘强度。 吸湿器 交流电抗器 1-14 3 3 、压力释放阀 压力释放阀的主要结构型式是外弹簧式，并可带或不带定向导流装臵，它的主要部件由弹簧、阀座、弹簧座、阀壳体、标志杆、信号开关、密封圈等零部件组成。 压力释放阀是用来保护油浸式电抗器等电气设备过压力保护的安全装臵，可以避免油箱变形或爆裂。当油浸式电抗器内部发生事故时，油箱内的油被气化，产生大量气体，使油箱内部压力急剧升高。此压力如果不能及时释放，将造成油箱变形或爆裂。 交流电抗器 1-15 安装压力释放阀就是当油箱内压力版本号高到压力释放阀的开启压力时，压力释放阀在2ms内迅速开启，使油箱内的压力很快降低。当压力降到压力释放阀的关闭压力值时，压力释放阀又可靠关闭，使油箱内永远保护正压，有效地防止外部空气、水汽及其他杂质进入油箱；在压力释放阀开启时，标志杆向上动作且明显伸出顶盖，表示压力释放阀已动作过，在压力释放阀关闭时，标志杆仍滞留在开启后的位臵上，然后必须手动复归。比安全气道有动作精确、可靠，且动作后无零件破损，无须更换等优点。 交流电抗器 1-16 4 4 、气体继电器 并联电抗器气体继电器主要有两副触点，即轻瓦斯报警及重瓦斯跳闸，当高压电抗器内有放电现象时，如果不是特别严重，则会在气体继电器上部聚集气体，最终引起轻瓦斯报警，如果高压电抗器内部严重故障（如大面积放电），平抗内会产生大量气体和在气体继电器处产生很大油流，油流冲动气体继电器内部簧片，引起重瓦斯跳闸。气体继电器外部主要包括：接线柱、重瓦斯试验按钮（按下后发跳闸信号）、排气阀、观测窗，见图175。 （1 1 ）气体继电器外部说明 交流电抗器 1-17 交流电抗器 1-18 1）其中接线与轻气体继电器相连，接通后发轻瓦斯报警，接线分别与重气体继电器（有两个重气体继电器，一个接通即可相连，接通后发跳闸信号）。 2）气体继电器排气阀（图17-5），排气时需先拆下排气螺母1、再松开排气螺母2，即可进行排气，排气完毕后恢复。 电抗器气体继电器更换说明如下： 交流电抗器 1-19 3）试验按钮。在检修期间，通常需要检验气体继电器是否可以正常动作，检验时，手用力按压试验按钮，直到感觉到内部有动作位臵，此时可以检测到有跳闸信号发出，原因是试验按钮下为一撞针，按下撞针，可以带动重瓦斯簧片动作，见图17-8。 交流电抗器 1-20 4）气体继电器拆除。气体继电器只需拆下4个螺钉后即可（拆前见图17-5、拆后见图17-7）。 交流电抗器 1-21 5）检修可改进说明。 ①在需要更换气体继电器（或将气体继电器送检）时，可拆下气体继电器芯进行更换或送检）即可，不需要整体更换（或拆下）。 ②如果气体继电器排气阀或试验按钮（撞针）需要换时，可拆下气体继电器芯，直接在气体继电器芯上更换。 交流电抗器 1-22 1）气体继电器轻瓦斯动作原理，见图17-8。 交流电抗器 1-23 （ 2 2 ）气体继电器动作原理及整定 在正常情况下，由于轻瓦斯垂体与轻瓦斯聚油盒均浸在油中。轻瓦斯垂体在下，轻瓦斯聚油盒在上方，轻瓦斯报警触点处于继开位臵；如果气体继电器上方聚集气体，气体继电器内油面下降，但瓦斯聚油盒内油不会流出，因此其质量大于轻瓦斯垂体，变成轻瓦斯垂体在上，瓦斯聚油盒在下方，轻主斯报警触点接通，发出报警信号。 交流电抗器 1-24 在正常情况下，气体继电器簧片处于关闭位臵，此时重瓦斯跳闸触点处于断开位臵（有两副触点，互为备用），当有较大油流时，簧片会被冲开，重瓦斯跳闸触点接通，发出跳闸信号。 2） 气体继电器重瓦斯动作原理，见图179。 交流电抗器 1-25 3）气体继电器报警及跳闸值的整定。在出厂时，厂家需对气体继电器报警及跳闸值进行整定，通过调整簧片的张开角度，可以设定跳闸时的油流，调整轻瓦斯聚油盒的下降位臵来整定报警气体继电器内的油位。 交流电抗器 1-26 5 5 、温度指示控制器 温度指示控制器，主要由弹性元件、传感导管、感温部件、温度变送器和数显仪组成，见图17-10。由弹性元件、传感导管、感温部件构成的密封系统内充满感温介质，当被测温度变化时，感温部件内的感温介质的体积随之变化，这个体积增量通过传感导管传递到仪表内弹性元件，使之产生一个相对应的位移，这个位移经机构放大后便可指示被测温度，并驱动微动开关，输出开、关控制信号以驱动冷却系统，达到控制电抗器温升的目的。通过嵌装在一次仪表内的变送器，可输出两路4～20mA标准信号，输入供计算机系统。 交流电抗器 1-27 第十八章 基本原理及分类 电气回路的主要组成部分有电阻、电容和电感。电感具有抑制电流变化的作用，并能使交流电移相。把具有电感作用的绕线式的静止感应装臵称为电抗器，现场使用的电抗器主要为并联电抗器。 第一节 基本原理 交流电抗器 1-28 第二节 分类 电力系统中所采取的电抗器，常见的有串联电抗器和并联电抗器。串联电抗器主要用来限制短路电流，也可在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能，主要包括： 交流电抗器 1-29 （1） 削弱空载或轻载时长线路的电容效应所引起的工频电压升高。空载或轻载时，线路的电容（对低电容和相间电容）电流在线路的电感上的压降引起电压升高。它将使线路电压高于电源电压，越严重，通常线路越长，则电容效应越大，工频电压升高也越大。 对超高压远距离输电线路而言，空载或轻载时线路电容的充电功率是很大的，充电功率随电压的平方而急剧增加，巨大的充电功率除引起上述工频电压升高现象之外，还将增大线路的功率和电能损耗以及引起自励磁、同期困难等问题。装设并联电抗器可以补偿充电功率。 交流电抗器 1-30 （2）改善沿线电压分布和轻载线路中的无功分布，并降低线损。当线路上传输的功率不等于自然功率时，则沿线各点电压将偏离额定值，有时甚至偏离较大，如依靠并联电抗器的补偿，则可以仰低线）减少潜供电流，加速潜供电弧的熄灭，提高线路自动重合闸的成功率。所谓潜供电流，是指当发生单相瞬时接地故障时，在故障相两侧断开后，故障点处弧光中所存在的残余电流。 交流电抗器 1-31 产生潜供电流的原因：故障相虽已被切断电源，但由于非故障相仍带电运行，通过相间电容的影响，两相对故障点进行电容性供电；由于相间互感的影响，故障相上将被感应出一个电动势，在此电动势的作用下通过故障点及相对地电容将形成一个环流，通常把上述两部分电流的总和称之为潜供电流。 故障发生在一端时的潜供电流电磁分量 交流电抗器 1-32 潜供电流的存在，使得系统发生单相瞬时接地短路处的潜供电弧不可能很快熄灭，将会影响单相自动综合闸的成功率。 并联电抗器的中性点经小电抗器接地的方法来补偿潜供电流，从而加快潜供电弧的熄灭。 交流电抗器 1-33 （4）有利于消除发电机的自励磁。当同步发电机带容性负载（远距离输电线路空载或轻载运行）时，发电机的电压将会自发地建立而不与发电机的励磁电流相对应，即发电机白励磁，此时系统电压将会升高，通过在长距离高压线路上接入并联电抗器，则可以改变线路上发电机端点的出口阻抗，有效防止发电机自励磁。 交流电抗器 1-34 第三节 额定参数及铭牌 现以宜昌超高压管理处为例，共有3种并联电抗器，型号分别为BKD-60000／500、BKD-50000／500、BKD-40000／500；中性点电抗器型号为XKD-540／66，详细参数及铭牌见表18-1～表18-4，对电抗器参数及铭牌进行介绍。 交流电抗器 1-35 交流电抗器 1-36 交流电抗器 1-37 交流电抗器 1-38 交流电抗器 1-39 并联电抗器 中性点电抗器 交流电抗器 1-40 第十九章 运行维护 超高压并联电抗器，一般星形联结，并在其中性点经一小电抗器接地。并联电抗器接入线路的方式主要有三种： （1）通过断路器、隔离开关将电抗器接入线路。这种接入方式投资大，但运行方式较灵活。在线路重载时，能方便地切除部分电抗器，以保证系统的电压。 （2）通过隔离开关或直接将电抗器接入线路。采用这种接入方式，当电抗器故障或保护误动时，会使线路随之停电。在线路传输很大容量时，需要适量电抗器退出运行。只有将线路短时停电，方能将电抗器退出，这往往比较困难。 第一节 运行方式 交流电抗器 1-41 （3）将电抗器通过间隙接入线路。放电间歇应能耐受一定的工频电压（一般为1.35U N ），它被一个断路器所并接。正常情况下，断路器就立刻工作，电抗器退出运行。当该处电压达到间歇放电电压时，断路器就立刻动作，电抗器自动投入，工频电压随即降至额定值以下。故该接入方式是比较好的接入方式。 交流电抗器 1-42 第二节 运行规定 （1）允许温度和温升。 采用A级绝缘材料的并联电抗器，其油箱一般不超过85℃，最高不超过95℃；运行时的允许温升为：绕组温升不超过65K，上层油温不超过55K，铁芯本体、油箱及结构件表面不超过80℃。当上层温度达到85℃时报警，95℃时跳闸。 . 1. 并联电抗器正常运行有以下规定 交流电抗器 1-43 （2）允许电压和电流。 并联电抗器运行时，一般不超过铭牌规定的额定电压和额定电流 护长期连续运行。运行电压的允许变化范围为：额定值的5％。当运行电压超过额定值时，在不超过允许温升的条件下，并联电抗器过电压允许运行时间应遵守表19-1中规定，当运行电压低于0. 95U N 时，应考虑退出部分并联电抗器运行，以保证系统的电压水平。 交流电抗器 1-44 （3）直接并联接在线路的电抗器，线路与并联电抗器必须同时运行，不允许线路脱离电抗器运行。 交流电抗器 1-45 2. 运行中的并联电抗器在以下情况时应退出运行 （1）电抗器内部有强烈的爆炸和严重的放电声； （2）释压装臵向外喷油或冒烟； （3）电抗器着火； （4）在正常情况下，电抗器的温度不正常并不断上升超过105℃； （5）电抗器严重漏油使油位下降，并低于油位计的指示限度。 交流电抗器 1-46 第三节 停、送电操作 在进行并联电抗器的停、送电操作时有以下规定： （1）并联电抗器未投运时，相应线kV线路的并联电抗器停运时，必须先将线路停运，然后再停电抗器。 （3）500kV线路送电时，必须先投电抗器，再送线）并联电抗器在正常运行时，其中性点小电抗器应投入运行。 交流电抗器 1-47 第四节 巡回检查 （1）各部位有无严重的积灰与污垢及渗、漏油现象。 （2）运行声音正常，无异常的振动及放电声，必要时测量噪声不应大于80dB（离油箱0.3m处）。 （3）温度计指示应正常，可进行互相比较或用手触摸外壳的温度与同等环境温度相鉴别，温度计中应无潮气。 . 1. 高压电抗器的巡视项目 交流电抗器 1-48 （4）储油柜及套管的油位应正常，高压套管如上浮球处于顶部则油位太高，下浮球处于底部则为缺油，如储油柜油位过高或过低时还应检查油位计有无故障，油箱有无严重漏油，呼吸是否畅顺等，储油柜油位计中应无潮气。 （5）高压及中性点套管的瓷件表面应无污垢、破损、裂纹、闪络及放电声。 （6）套管连接接头应无松动、无发红、无冒水气、无冰雪融化等过热等现象，外壳及铁芯接地良好。 交流电抗器 1-49 （7）硅胶呼吸器的硅胶应干燥（呈蓝色），硅胶受潮后则呈粉红色，受潮超过硅胶量的70％左右时应进行更换处理；硅胶呼吸器油杯油面应正常，如过低，则应添电抗器油，油已污染应更筷；硅胶呼吸器的呼吸应畅通，在油封杯油中应有气泡翻动。 （8）底座固定块应无移位。 （9）压力释放装臵应无漏油，如有喷油的痕迹或黄色指示棒伸出顶部则视为已动作过。 交流电抗器 1-50 2. 低压电抗器的巡视项目 （ 1）电抗器各接头是否接触良好，有无过热现象； （2）电抗器周围是否清洁无杂物，有无磁性物体； （3）电抗器支持瓷绝缘子是否清洁无裂纹，安装是否牢固； （4）电抗器内空气是否流通，有无漏水，门栏关闭是否良好； （5）运行声音是否正常，无异常振动，噪声和放电声； 交流电抗器 1-51 （6）线圈无过热变色，绝缘材料及包扎物无变色、冒烟现象； （7）各引线、连接桩头应接触良好，夜间无发红，雪天应无积雪融化过快现象； （8）每次发生短路故障后要进行特殊巡视检查：检查电抗器是否有位移，支持绝缘子是否松动扭伤，引线有无弯曲，水泥支柱有无破碎，有无放电声及焦臭味等。 交流电抗器 1-52 3. 在发生如下情况必须进行特殊巡视 （1）电抗器所在的线路每次跳闸和操作后； （2）每次信号动作后（轻瓦斯、线圈温度、油温、油位）； （3）过电压运行时要特别注意电流的变化情况、温度和接头的过热情况以及异常声音、储油柜油位等情况； （4）设备有缺陷时； （5）天气异常时和雷雨后： （6）其他特殊情况 交流电抗器 1-53 第五节 日常维护 （1）外观检查，油位正常，无油渗漏； （2）检查呼吸器是否正常，干燥剂颜色变化情况，必要时对干燥剂予以处理． （3）电抗器声响及振动应无异常 . 1. 并联电抗器日常维护项目 交流电抗器 1-54 2. 红外热像检测 检测电抗器箱体、储油柜、套管、引线接头及电缆等无明显变化。标准及方法参考DL／T 664--2008《带电设备红外诊断应用规范》。 交流电抗器 1-55 第二十章 继电保护 交流电抗器电器量保护主要配臵有分相差动速断保护、分相差动保护、零序差动速断保护、零序差动保护、匝间保护、分相过流保护、零序过流保护、小电抗过流保护、主电抗过负荷、小电抗过负荷、TV断线、TA断线。 第一节 电气量保护 交流电抗器 1-56 1 1 ．差动保护 由电抗器各侧电流构成，能反映电抗器内部各种故障的差动保护，有纵差保护和分相差动保护。纵差保护是指由电抗器各侧外附TA构成的差动保护，该保护能反映电抗器各侧的各类故障。分相差动保护是指将电抗器的各相绕组分别作为被保护对象，由每相绕组的各侧TA构成的差动保护，该保护能反映电抗器某一相各侧全部故障；低压侧小区差动保护是由低压侧三角形两相绕组内部TA和一个反映两相绕组差电流的外附TA构成的差动保护。 交流电抗器 1-57 （1 1 ）差动速断保护 其作用主要是在电抗器差动区内发生严重故障时，快速切除电抗器，以确保电抗器的安全，其动作判据为 式中 电抗器差动电流，其计算方式为电抗器两端TA二次电流的矢量和，即 差动电流速断保护动作定值。 d sdI I dIsdI1 2 d a aI I I 交流电抗器 1-58 （2 2 ）分相差动保护 电抗器在空投时电流中的非周期分量大，TA容易饱和。当两侧TA特性不同时，可能在差动回路中形成差流，使差动保护误动。因此，在差动保护中采用空投过程中自动变门槛技术，实现躲过不平衡电流及实现空投于内部故障时快速跳开电抗器。在分相差动保护中不考虑电抗器空投励磁涌流，其原因是电抗器铁芯有气隙，空投励磁涌流较小，同时也是穿越性的。在分相差动保护中不采用二次谐波制动。 交流电抗器 1-59 分相差动保护是将电抗器各绕组分别作为被保护对象，在各绕组端口取电流实现差动保护，分相差动保护无须考虑绕组的励磁涌流、过励磁等影响。分相差动对相间和单相短路灵敏度高，但对匝间短路无保护作用。 1 2 da a aI I I 1）差动电流算法 TA全Y型接入，则对应的A相差流为 式中 电抗器A相两端电流，为矢量。 电抗器两端电流TA变比相同。 1aI2aI 交流电抗器 1-60 2）动作特性 为二段式折线式比率制动特性，动作特性曲线 、零序差动保护 电抗器零序差动保护对电抗器低端内部接地故障具有更高的灵敏性，电流输入量取主电抗器的高端A、B、C三相电流及低端A、B、c三相电流，而两端零序电流由装臵自产。用两端零序电流之和形成的差流作为判据，也考虑用小电抗零序电流取代低端的自产零序电流。零差保护原理为 （差动电流） （制动电流） .0 1 1 1 2 2 23 ( ) ( )d a b c a b cI I I I I I I .0 1 1 1 2 2 23 ( ) ( )d a b c a b cI I I I I I I 交流电抗器 1-62 3 3 ．匝间保护 大型电抗器多采用分相式结构，其主要故障为电抗器单相接地和匝间短路，因此匝间短路保护也是电抗器的主保护。匝间保护采用了新原理，它由电抗器高压零序电流、零序电压组成的零序阻抗继电器，见图20-2。它弥补了以前阻抗补偿原理存在的过补偿和欠补偿，补偿度难整定的不足。新原理不仅定性地分析了故障类型，而且从定量的角度分析故障特征。 （1 1 ）匝间短路保护 交流电抗器 1-63 交流电抗器 1-64 1）匝间短路K1 当电抗器匝间短路时，零序源在电抗器内部，即由电抗器向系统送出零序功率。如图20-3所示。此时零序电压与零序电流的关系为： 端口测量到的是系统的零序阻抗。 0 0 0 sU I jX 交流电抗器 1-65 2）内部单相接地故障 电抗器内部接地故障时，零序源在电抗器内部零序电压及零序电流关系如图20-4所示。此时系统 ，零序电流超前零序电压。端口测量到的是系统的零序阻抗。 0 0 0 sU I jX 交流电抗器 1-66 3）外部单相接地故障 电抗器外部单相接地故障时零序源在电抗器外部零序电压及零序电流的关系如图20-5所示。这时系统 ，零序电流滞后零序电压。端口测量到的是电抗器的零序阻抗。 0 0 0 sU I jX 交流电抗器 1-67 由以上分析知：故障时，可以由系统零序回路零序源的所在位臵来决定故障位臵所在处（在电抗器内部还是在系统中）。从而可大大提高匝间保护动作灵敏度，同时克服了传统保护在系统无穷大时电抗器内部故障的死区问题，而在外部任何非正常运行工况下不会误动。 交流电抗器 1-68 匝间保护的整定，要躲过正常工况下由于三相电压不平衡引起的零序电压及三相TA不一致引起的零序电流。为确保匝间保护的灵敏度，零序监控电流整定值应较小。另外，在电抗器空投时，为防止励磁涌流使匝间保护误动，在电抗器空投时匝间保护零序监控电流采用反时限特性的定值。 当电抗器发生TA断线及TV断线时，都闭锁匝间保护。 电抗器匝间保护动作后，瞬时跳开断路器，并通过远方跳闸将线路对侧断路器跳开。 交流电抗器 1-69 4 4 ．过流保护 电抗器过流保护取量电抗器高压绕组首端TA电流，当电抗器发生内部故障时，电抗器一次电流值会迅速增大，当电流大于保护定值时，过流保护动作延时跳闸。 此保护通过检测电抗器一次电流值并迅速进行判断，从而及时切除故障，保护电抗器避免严重损坏。 交流电抗器 1-70 5 5 ．零序过流保护 电抗器零序过流保护取量电抗器中性套管的电流，保护反映电抗器零序电流大小延时跳闸。主要是在电抗器高、低压绕组发生接地故障时及时切除故障，保护电抗器免受严重损坏。 交流电抗器 1-71 6 6 ．过负荷保护 过负荷保护可以装设在高、中、低侧及公共线圈侧，它主要起告警作用、提醒运行人员及时调整电抗器运行方式，避免因过负荷造成电抗器的危害，本保护一直投入，动作时仅发信号。 过负荷保护有主电抗器过负荷及小电抗器过负荷延时告警。 交流电抗器 1-72 7 7 ． TV 断线）当 且该系统中 ，即判三相TV断线A max( , , ) 30a b cU U U V max( , , )a b cI I I I TV断线时，如系统发生扰动，阻抗保护可能误动，TV断线时装臵闭锁阻抗保护。 03 8a b cU U U U V （1）当 ，且无电流突变，即判TV断线 、 TA 断线 TA断线判据用于判别电抗器正常运行时TA回路状况。当发现异常情况时发告警信号，并可由软件控制字的投退来决定是否闭锁差动保护。为更好地判断TA断线，利用电抗器两端TA二次的零序电流作为判据。TA断线和系统故障时电量状态有明显不同，见下表 交流电抗器 1-74 第二节 非电气量保护 交流电抗器非电气量保护主要有瓦斯保护、压力释放保护、温度保护、油位指示等。 1 1 ．瓦斯保护 瓦斯保护是电抗器油箱内绕组短路故障及异常的主要保护。其作用原理是：电抗器内部故障时，在故障点产生有电弧的短路电流，造成油箱内部局部过热并使电抗器油分解、产生气体（瓦斯），进而造成油流，冲动气体继电器，瓦斯保护动作。 瓦斯保护分为轻瓦斯保护及重瓦斯保护两种。轻瓦斯保护仅作用于报警，重瓦斯保护作用于切除电抗器。 交流电抗器 1-75 （1 1 ）轻瓦斯保护 轻瓦斯保护继电器一般由开口杯、干簧触点等组成。运行时，继电器内部充满电抗器油，开El杯浸在油内，处于上浮位臵，干簧触点断开。当电抗器内部发生轻微故障或异常时，故障点局部过热，引起部分油膨胀，油内的气体被逐出，形成气泡，进入气体继电器内，使油面下降，开口杯转动，使于簧触点闭合，发出报警信号 。 交流电抗器 1-76 （2 2 ）重瓦斯保护 重瓦斯保护继电器一般由挡板、弹簧及干簧触点等构成。 当电抗器油箱内发生严重故障时，很大的故障电流及电弧使电抗器油大量分解，产生大量气体，形成油流冲击挡板，带动磁铁并使干簧触点闭合，作用于切除电抗器。 重瓦斯保护是浸油类变压器、电抗器油箱、有载调压装臵内部故障的主保护，它能反映变压器、电抗器内部的各种故障。 交流电抗器 1-77 （3 3 ）可靠性措施 气体继电器安装在变压器、电抗器本体上，为露天放臵，受外界环境条件影响大。运行实践证明，由于下雨及密封的问题，造成瓦斯保护误动的事例较多。为了提高瓦斯保护的正确动作率，瓦斯保护继电器应密封性能良好，保持气体继电器二次接线盒内部干燥、清洁，做好防潮措施，还应加装防雨盖。 交流电抗器 1-78 2 2 ．压力释放保护 压力释放保护也是电抗器本体油内部故障的主保护，其作用原理与重瓦斯保护基本相同，但它是反映电抗器油的压力的。压力继电器又称压力释放阀，由弹簧和触点构成，安装在电抗器本体油箱上部，见图20-6。当电抗器内部故障时，温度升高，油膨胀压力增高，冲击压力释放阀，当故障严重时电抗器喷油并使弹簧动作，带动弹簧触点动作，使触点闭合，切除电抗器。当电抗器油在超过一定标准时释放装臵便开始动作进行溢油或喷油，从而减少油压保护了油箱。如属电抗器的油量过多，气温高而非内部故障发生的溢油现象，释放阀便自动复位。 交流电抗器 1-79 交流电抗器 1-80 因压力释放保护继电器安装在电抗器本体上，受外界环境条件影响大，造成压力释放保护误动的案例较多。因此，应对压力释放继电器做好防潮措施，还应加装防雨盖。各网省调度根据电网的情况，为了防止压力释放保护误动造成不必要的停电事故，只将压力释放保护作用于报警。 交流电抗器 1-81 3 3 ．温度保护 温度保护是通过温度变送器来监测电抗器内部油温，当温度超过规定值时由保护装臵发跳闸信号将电抗器断电，以保护电抗器。常用的温度变送器为热电阻Ptl00。 热电阻Ptl00通过感应温度变化达到阻值的变化，再通过确认阻值的不同计算出当前的温度，并根据热电阻的量程变送输出对应的（4~20mA）电流值。 交流电抗器 1-82 （1 1 ）油温测量温度表 油温表是由一带有毛细管的圆柱形传感器和一带有触点控制的温度表盘面组成。测量系统中充满液体，温度变化时它的容量随着变化，温度变化还导致弹簧挡板移动。挡板的移动通过连接系统传输给表头指针，并给出信号触点。温度表提供4副微型开关信号触点。4副微型开关信号触点彼此独立。 交流电抗器 1-83 （2 2 ）绕组温度指示器 绕组温度表系统是一个传感器，温度信号传输类似于油温表的显示系统。它的测量温度是依据油温和绕组电流调节后的温度。此温度增加与绕组电流变化有关。电流大小由绕组TA提供。用作加热元件的电流互感器内的调节电阻器来补偿电流的热效应来显示绕组温度。此补偿通常建立在热积累测试输出的基础上。加热元件和调节元件可以安装在显示装臵内或传感器内。 交流电抗器 1-84 （3 3 ）远方温度指示 对于绕组温度的远传指示提供有电阻元件，即PTl00元件（此元件温度为0℃时，电阻输出为100）。电阻元件的特性为电阻和显示温度成一定比例关系。依据温度表的类型，可以就近安装传感器元件或者安装在指示器内。 交流电抗器 1-85 4 4 ．油位指示 油位指示器（见下图）用于显示储油柜内的油位，通常安装在储油柜端部的法兰上。 安装在变压器油箱箱盖上部，显示油箱内的油位，并通过传感装臵将油位转换成（4～20mA电流信号传输至监控系统，用以监视变压器油位。 交流电抗器 1-86 第二十一章 常见故障及处理 在电抗器运行时，发生了异常情况（如油温、绕组温度、油位、声音异常，轻瓦斯保护动作，压力释放装臵动作等）应进行以下处理： （1）立刻向调度汇报发生异常运行的情况。 （2）详细记录异常发生时间、光电牌信号位臵、继电器掉牌情况和电流、电压及远方线圈温度、油温表显示值等，初步判断故障性质，在未做好记录和未得到值班长许可前，不得复归各种信号。 第一节 异常运行及处理 交流电抗器 1-87 （3）根据初步判断结果，立刻到现场对设备进行检查，记录当时的温度和油位指示值、压力释放阀装臵有无喷油、套管有无闪络、气体继电器有无气体、运行声音有无异常一、等情况，综合分析判断故障性质，将检查结果汇报调度及有关领导。 （4）当发现高压电抗器油位异常升降时，应根据电流、温度等情况进行分析，查明原因。如已确定油位过高或偏低时，应及时请有关部门对高压电抗器进行加油、放油、调整油位的工作。 交流电抗器 1-88 （ 5）当高压电抗器的线圈温度、油温的升高超过许可限度时，应检查电压、电流及环境变化情况，进行相互比较，与相同条件下应有的线圈温度、油温进行核对，还要核对温度表的指示是否正确。若已确定高压电抗器温度为异常升高时，应立即汇报调度及有关领导，在调度未发令将高压电抗器停电前，应加强对高压电抗器的巡视。 （6）气体继电器保护报警时，值班人员应立即对高压电抗器进行检查，注意电压、 电流、声音的变化，查明动作的原因。若内部有故障，应查明动作原因向调度汇报。 交流电抗器 1-89 （7）高压电抗器有下列情况之一，应立即向调度汇报，要求将高压电抗器退出运行： ①高压电抗器内部声音异常，有爆裂声或严重放电声；②在正常电压和电流条件下，线圈温度和油温显著变大，并迅速上升；③压力释放装臵喷油或冒烟；④套管有严重的破损和放电现象。 交流电抗器 1-90 第二节 瓦斯保护动作处理 1 1 、处理原则 电抗器瓦斯保护动作分轻瓦斯保护动作报警和重瓦斯保护动作跳闸，瓦斯保护动作后首先要收集信息，包括事故前工况、事件记录、故障录波，同时还要现场检查电抗器本体有无异常，尽快缩小分析范围，确定故障设备，是电抗器本体自身故障引起的保护跳闸，还是气体继电器本身误动，准确、快速地找出事故原因并提出处理建议。瓦斯保护动作后检查处理流程如下： 交流电抗器 1-91 （1） 判断是电抗器本体自身故障引起的保护跳闸，还是气体继电器本身误动，可以通过对事故前工况、事件记录、故障录波、油样进行分析。并检查电抗器外观是否存在变形，压力释放阀是否动作，观察呼吸器油杯，是否有大量气泡冒出，如果存在，说明是电抗器本体自身故障引起的保护跳闸。如果现场检查无异常且事故前工况、事件记录、故障录波无异常，则说明很可能是气体继电器误动作，需要进一步对气体继电器进行检查校验。 交流电抗器 1-92 （2）如果是气体继电器故障，且油样合格，则只需对故障气体继电器进行处理，处理后电抗器即可投入运行。 （3）如果是由于电抗器本身故障引起的，则需要对电抗器故障原因进行分析，判断动作原因是内部过热、放电或是由于气体继电器中存在大量气体，并采取相应的处理措施。 交流电抗器 1-93 2 2 、电抗器轻瓦斯保护动作报警处理 （ 1 1 ）故障现象 事件记录出现“电抗器轻瓦斯保护动作”的报警信号。 （ 2 2 ）事故处理 1）取瓦斯气体，检查可燃性： 2）如果气体可燃，立即申请调度将电抗器停电处理： 3）如果气体不可燃，电抗器可以继续运行，并联系检修部门取油样化验分析： 4）如果是气体继电器本体误动，可申请将该相瓦斯保护停用，以防重瓦斯保护误动跳闸。 交流电抗器 1-94 （3 3 ）造成轻瓦斯保护动作报警的原因主要有： 1）在电抗器的加油、滤油、换油或换硅胶过程中有空气进入油箱； 2）由于温度下降或漏油，造成油面降低； 3）由于电抗器内部轻微故障，产生少量气体； 4）轻瓦斯回路发生接地、绝缘损坏等故障。 交流电抗器 1-95 根据以上原因，应首先在中央报警系统发出轻瓦斯保护动作的报警信号的同时，没有发现其他与电抗器相关的报警信号，无其他保护动作信号；检查故障录波记录电流、电压波形无异常；检查保护装臵运行正常；现场检查电抗器本体无异常，检查气体继电器内有无气体，若有应取气体检查分析，取气体时，观察记录气体继电器内气体的容积后，打开放气阀进行取气体，然后鉴别气体的颜色和可燃性，气体的颜色和可燃性的鉴别应迅速进行，以防有色物质沉淀，经一定时间消失。 交流电抗器 1-96 如果检查气体无色、无味、不可燃，可能属进入空气，放出气体，监视信号报出时间的间隔，如信号动作时间间隔逐渐短，则说明电抗器内部有故障，可能会跳闸，此时应将每次信号动作时间做详细记录，并立即向有关调度和上级领导汇报，若是气体继电器内进入空气，应查找进气原因和进气点，无备用变压器，可根据调度命令，将重瓦斯改投信号位臵。如果检查气体颜色很淡，不可燃，不能确定是空气时，汇报调度及上级主管，严密监视变压器。取油样送交专业人员进行化验，有问题应立即停电检修。如果检查气体有色、有味、可燃，可能属于电抗器内部轻微故障，应申请电抗器停电检修。 交流电抗器 1-97 如对电抗器外部检查未发现任何异常和故障现象且气体继电器内充满变压器油，但无气泡上冒，此时可初步判断为瓦斯保护误动作，需要对瓦斯保护回路本身进行检查。 在不允许电抗器停运的情况下，先申请将瓦斯保护停用，在就地控制柜内端子排上解开轻瓦斯报警回路的外部电缆，在电缆的解开端分别进行对地和电缆之间的绝缘检测，根据检测结果判断此外部回路绝缘及气体继电器触点绝缘是否存在问题，同时还应在控制柜内检查报警回路直流电源是否正常。 交流电抗器 1-98 如若检测绝缘不符合相关规定，则应申请电抗器停运，以便进一步检查回路电缆和气体继电器触点绝缘。如绝缘检查只发现轻瓦斯报警回路绝缘不合格，重瓦斯保护回路绝缘合格，即该报警信号并非电抗器本体异常引起的，则可汇报调度部门及主管生产的领导，申请将该报警回路退出运行，只投入重瓦斯保护，电抗器可照常运行。 交流电抗器 1-99 如若直流电源存在问题，则应根据审核的设备接线图，在不影响设备正常运行的情况下，检查相关的直流电源回路。在电抗器处于停运状态时，检查电抗器顶部气体继电器防雨罩是否完好、遮挡位臵是否合适，打开气体继电器接线盒，检查接线盒密封情况、接线盒内干燥情况、接线盒内接线端子接线情况，然后解开瓦斯报警触点端子接线，分别对报警回路电缆和报警触点进行绝缘检查，同时检查气体继电器的工作性能是否良好，若确认为绝缘不合格，对绝缘不合格部分进行更换；若确认为气体继电器故障，则需更换压力继电器。 交流电抗器 1-100 3 3 、电抗器重瓦斯保护动作跳闸处理 （1 1 ）故障现象 1）事件记录出现“电抗器重瓦斯保护动作”的跳闸信号； 2）相应线）中央报警、故障录波启动。 交流电抗器 1-101 （2 2 ）事故处理 1）立即汇报调度部门及各级主管生产的领导； 2）绘制故障录波图，根据故障录波图、事故记录进行分析，并将录波图、事件记录传线）检查电抗器外观有无喷油、损坏等明显故障； 4）通知检修人员检查处理相应的一、二次设备； 5）根据故障录波图及保护盘内的信号，分析是否保护误动； 交流电抗器 1-102 6）联系检修试验人员取瓦斯气体和取油样化验，分析事故性质及原因； 7）若确认瓦斯保护误动，经总工程师或主管生产的领导批准，申请调度，停用该保护后（但其他保护必须投入），方可试充电； 8）如果无法确认保护是否误动，还应进行相关的试验，以确认电抗器是否正常。 交流电抗器 1-103 （3 3 ）处理方法 1）电抗器内部有故障，瓦斯保护正确动作。当中央报警系统出现有瓦斯保护动作的跳闸信号后，首先检查中央报警系统同时发出的其他报警信号。检查保护装臵的动作信号及事件记录，打印故障录波。如果瓦斯保护的动作报警的确是由于电抗器内部故障所致，那么中央报警同时也应该有差动保护动作或过流保护、压力释放等保护动作的信号，保护会发出跳闸命令跳开相关交流断路器，致使电抗器停运。此时故障录波装臵应该会启动录波。检查故障时的各种故障录波记录、保护装臵的事件记录，分析电流、电压波形，可以看出有明显的故障特征。 交流电抗器 1-104 在电抗器处于停运的状态下，可以爬上电抗器顶部检查电抗器外观是否存在喷油现象，查看气体继电器动作情况，收集气体继电器内部气体，送到相关试验部门进行检验气体成分，同时查看电抗器压力释放阀的现场动作情况。压力释放动作后在压力释放阀附近有明显溢油的痕迹。当压力释放装臵动作时，其信号杆自动弹出，此时应检查导油管口或地面是否有油迹。确认释放阀的动作情况和收集了气体继电器的气体后，立即汇报相关部门，通知试验人员对电抗器油进行油样分析，根据油样结果进一步判断电抗器的内部故障点。如果有必要，可以排油后进入电抗器内部检查或解体检查。 交流电抗器 1-105 2）电抗器内部无故障，瓦斯保护误动作。具体处理过程与轻瓦斯故障处理过程基本一致。重瓦斯保护动作跳闸后，在故障原因未查明前不得将电抗器投入运行。为查明原因应重点考虑以下因素，作出综合判断： ①是否呼吸不畅或排气未尽； ②保护及直流等二次回路是否正常； ③变压器外观有无明显反映故障性质的异常现象； 交流电抗器 1-106 ④气体继电器中积集气体量，是否可燃； ⑤气体继电器中的气体和油中溶解气体的色谱分析结果； ⑥必要的电气试验结果； ⑦变压器其他继电保护装臵动作情况。 交流电抗器 1-107 第三节 差动保护动作处理 1 1 、故障现象 （1）事件记录出现“电抗器差动保护动作”的跳闸信号； （2）相应线）中央报警、故障录波启动。 交流电抗器 1-108 2 2 、事故处理 （1）立即汇报调度部门及各级主管生产的领导； （2）绘制故障录波图，根据故障录波图、事故记录进行分析，并将录波图、事件记录传线）检查差动保护范围内的一次设备有无明显故障； （4）通知检修人员检查处理相应的一、二次设备； （5）根据故障录波图及保护盘内的信号，分析是否保护误动； 交流电抗器 1-109 （6）若确认差动保护误动，经总工程师或主管生产的领导批准，申请调度，停用差动保护后（但重瓦斯保护及其他保护必须投入）可恢复送电； （7）若保护装臵正常且无明显故障点，可申请调度试充电一次，充电不成功，则做好安全措施，联系检修人员处理； （8）如果无法确认保护是否误动，还应进行相关的试验，以确认电抗器是否正常。 交流电抗器 1-110 3 3 、原因分析及处理方法 （1）一般事故的分析处理流程为： 1）收集信息，包括事故前工况、事件记录、故障录波、事故经过； 2）事故分析，分析事故原因； 3）事故处理，根据事故原因找到解决办法； 4）制定反措，防止类似事故的再次发生。 交流电抗器 1-111 （2）电抗器差动保护动作跳闸的原因有以下几个方面： 1）电抗器及其套管引出线）保护二次线）电流互感器短路或开路； 4）电抗器内部故障。 交流电抗器 1-112 差动保护动作后，首先按照事故处理流程收集信息，然后进行事故原因分析，缩小分析范围，确定故障设备，是电抗器本体自身故障引起的保护跳闸，还是保护装臵故障引起的保护误动作跳闸，准确、快速地找出事故原因并提出处理建议。同时重点检查电抗器本体及电抗器外部套管及引线有无故障痕迹和异常现象，检查保护装臵动作情况，绘制故障录波图。 交流电抗器 1-113 主要从以下两个方面进行分析： 1）从事件记录入手确定故障设备。电抗器一般配臵了两套差动保护，从事件记录来看，如果两套电抗器差动保护同时动作，还伴有瓦斯保护动作信号，则可以认为是电抗器本体故障；如果仅有一套电抗器差动保护动作，没有其他保护动作的信号，初步怀疑是差动保护误动，则要从其他角度人手，确认故障设备。 交流电抗器 1-114 2）从故障录波人手确定故障设备。分析各方面的故障录波图，如果所有的故障录波波形都存在明显的电流、电压故障特征，则可以肯定是电抗器本体故障；如果仅有一套电抗器保护装臵产生故障录波波形，而其他保护、故障录波设备没有同一时刻的故障波形记录，则可以认为该套电抗器差动保护误动作，就要从保护装臵及二次回路上人手进行检查确认故障点。例如对电抗器进行油化分析试验，TA、TV二次回路绝缘检查等，必要时联系厂家对保护装臵进行差动逻辑功能试验，确认保护装臵的可靠性。 交流电抗器 1-115 如果确定是电抗器本体故障，或者怀疑电抗器本体存在故障的可能，就要对电抗器进行油色谱试验，如果有必要，可以排油后进人电抗器内部检查或解体检查。 交流电抗器 1-116 第四节 其他故障处理 电抗器在运行期间故障情况还有很多，下面主要对声音异常、油温异常、油位异常、压力释放阀动作、油样不合格等缺陷进行介绍。 交流电抗器 1-117 1 1 、压力释放阀动作 电抗器压力释放阀动作，原因通常有四种， ①电抗器内部故障； ②电抗器油处理后未进行排气造成气泡的累积； ③电抗器呼吸器呼吸管道阀门未打开； ④压力释放阀...
