Jiangshan Scotech 전기 Co., Ltd
변압기 보호 이해: Buchholz 계전기에서 차동 보호까지
Sep 24, 2025
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변압기는 높은 신뢰성으로 알려진 중요하고 지속적으로 작동하는 정적 자산입니다. 그러나 옥외에 자주 설치되고 다양한 부하와 시스템 오류 전류에 노출되므로 여전히 오류에 취약합니다. 이 가이드에서는 변압기 보호의 기본 사항을 살펴보고 일반적인 결함과 그리드 안정성을 보장하고 비용이 많이 드는 손상을 방지하는 고급 보호 시스템을 강조합니다.
일반적인 변압기 결함 및 이상
변압기 결함은 크게 내부 유형과 외부 유형으로 분류됩니다.
내부 결함상간 -권선 단락,-권선 단락-대-권선 단락, 권선-대-코어 결함, 도체 파손 등이 탱크 내부에서 발생합니다.
외부 결함외부 부싱 단자 사이의 단락 또는 부싱을 거쳐 접지까지 플래시오버가 발생합니다.
내부 결함은 특히 위험합니다. 고-에너지 아크는 코어와 권선 절연체를 심각하게 손상시킬 수 있습니다. 또한 절연유를 분해하여 탱크 파열이나 폭발을 일으킬 수 있는 가스를 생성합니다. 따라서 결함 감지 시 즉각적인 격리가 중요합니다.
비정상적인 작동 조건과부하, 낮은 오일 수준, 외부 결함으로 인한 과전류, 과도한 온도 또는 압력, 냉각 시스템 오류 등의 경우 운영자 개입을 촉구하고 확대를 방지하기 위해 시기적절한 경보가 필요합니다.
변압기 보호 시스템 구성
포괄적인 보호 체계에는 다음이 포함됩니다.
1차 보호(주요 보호):내부 결함에 대해 즉각적으로 조치합니다. 주요 시스템에는 차동 보호 및 Buchholz 계전기(가스 보호)가 포함됩니다.
백업 보호:기본 보호가 실패하면 작동합니다. 제한된 접지 오류/대기 접지 오류(REF/SBF), 전압 제어를 통한 과전류 보호 및 임피던스 보호가 포함됩니다.
비정상적인 상태 보호:심각하지 않은-문제를 모니터링합니다. 과부하 보호, 과-여자(V/Hz) 보호, 온도/오일 레벨 모니터링 및 냉각 시스템 오류 보호로 구성됩니다.
비-전기 보호 체계
오일, 가스, 온도 등 비전기량을 사용한 변압기 보호를-비전기 보호라고 합니다. 이러한 보호에는 주로 가스 보호, 압력 보호, 온도 보호, 오일 레벨 보호 및 냉각기 종료 보호가 포함됩니다. 이러한 보호는 현장 요구에 따라 트립 또는 신호를 트리거할 수 있습니다.
1. Buchholz 계전기 (가스 및 오일 흐름 보호)
이 핵심 보호 기능은 탱크 내 가스 축적(오일 분해로 인한)과 오일 흐름 서지를 감지하여 결함을 감지합니다.
사소한 오류(경보 단계):약간의 과열로 인한 느린 가스 축적은 플로트 메커니즘을 작동시켜 경보를 울립니다.
주요 결함(트립 단계):심각한 내부 결함으로 인한 강렬한 가스 발생과 빠른 오일 흐름으로 인해 플랩이 편향되어 회로 차단기가 즉시 작동됩니다.
중요한 역할:Buchholz 계전기는 중요한 1차 보호 장치로서 상당한 전류 차이를 생성하지 않을 수 있는 인터{0}}간 단락과 같은 오류에 매우 민감합니다.
2. 압력 보호
압력 완화 장치 및 급압 릴레이와 같은 장치는 아크로 인해 탱크 내부의 위험한 압력 상승에 대응하여 일차적인 보호 역할을 합니다.
3. 온도 및 오일 레벨 모니터링
이러한 시스템은 높은 오일/권선 온도 또는 비정상적인 오일 수준에 대한 경보를 트리거하여 예방적 유지 관리를 가능하게 하고 절연 성능 저하를 방지합니다.
4. 냉각 시스템 고장 보호
냉각 기능이 완전히 상실되면 온도가 급격히 상승합니다. 이 보호 기능은 경보를 울리고 시정 조치를 허용하는 시간 지연 후 변압기를 트립하여 열 손상을 방지합니다.
차동 보호: 전기 1차 차폐
이 보호는 변압기에 들어오고 나가는 전류를 비교합니다. 큰 차이(차동 전류)가 있으면 보호 구역 내의 내부 결함을 나타냅니다.
1. 돌입 전류 관리
변압기에 전원을 공급하면 일시적인 고용량 자화 돌입 전류(정격 전류의 6~8배)가 발생하고, 이는 1차 측을 통해서만 흐르며 잘못된 차동 신호를 생성합니다. 돌입 전류에는 다음과 같은 특징이 있습니다.
에이. 강한 DC 성분을 지닌 높은 진폭.
비. 상당한 사각(간헐성)이 있는 피크 파형.
기음. 고조파 함량, 특히 2차 고조파 함량이 높습니다.
최신 계전기는 고조파 억제(예: 2차 고조파 차단) 또는 파형 분석 기술을 사용하여 돌입 전류와 실제 결함 전류를 구별하여 오작동을 방지합니다.
2. 순간 최고-차동 요소 설정
변류기(CT) 포화를 유발하는 심각한 내부 결함의 경우 고조파 성분이 주 차동 요소를 차단할 수 있습니다. High-Set Differential 함수가 솔루션을 제공합니다. 이는 순전히 차동 전류의 크기에 따라 작동하며 모든 고조파 제한 논리를 우회하여 심각한 오류에 대한 초-고속 트리핑을 보장합니다.
백업 보호 전략
백업 보호는 기본 시스템에 장애가 발생한 경우 오류 제거를 보장합니다.
1. 전압-제한/제어된 과전류 보호
이 구성표는 위상 결함에 대한 민감한 백업입니다. 과전류 요소와 저전압 및/또는 음의{1}}시퀀스 전압 감지를 결합합니다. 전압 제한을 통해 더 낮은 전류 픽업 설정이 가능하므로 안정적인 부하 조건에서 보안을 유지하면서 감도를 향상시킬 수 있습니다.
2. 지락 보호 전략
대형 및 중형 변압기의 접지 단락 오류에 대한 백업 보호에는 일반적으로 제로-시퀀스 과전류 보호, 제로-시퀀스 과전압 보호, 갭 보호 등이 포함됩니다. 다음은 세 가지 중성점 접지 방법을 기반으로 한 간략한 소개입니다.
단단히 접지된 중립: 방향성 또는 비방향성- 지락(제로{1}}순서) 전류 보호를 사용합니다. 단계별 시간 지연을 통해 선택적 트리핑이 가능합니다(예: 버스-섹션을 먼저 수행한 다음 변압기 절연).
발굴됨(격리됨) 중립: 지락 전류를 제한하기 위해 일부 변압기는 접지되지 않습니다. 이는 접지된 변압기를 분리한 후에도 시스템 접지 결함이 지속되는 경우 작동하는 중성 전압 변위(잔류 과전압 - 3U0) 보호로 보호됩니다.
NGR(중성 접지 저항)을 통해 접지됨: 고장 전류를 제한하는 일반적인 방법입니다. 보호는 일반적으로 NGR을 통해 전류를 모니터링합니다.
스파크 갭을 통해 접지됨(HV 변압기용): HV 변압기에는 종종 "반-절연" 중성선이 있습니다. 중성점 전류(간극이 발생한 경우)와 잔류 전압(3U0)을 조합한 지락 보호 시스템은 시스템 고장 시 중성선 절연을 보호합니다. 다른 지락 보호 장치와 조화를 이룹니다.
결론
잘 설계된-다층-보호 시스템은 변압기의 신뢰성과 수명을 위해 매우 중요합니다. 기본 가스 및 압력 모니터링부터 고급 차동 및 백업 체계까지-이러한 원칙을 이해하는 것이 전력 시스템 보안을 보장하는 데 핵심입니다. 전문가와 협력하여 중요 자산에 대한 올바른 보호 전략을 구현하세요.
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