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摘 要:电力系统的安全和功能离不开变压器功能的发挥,同时整个电力系统需要变压器作为关键节点而实现结构的丰富与系统性地连接,在电力系统不断扩展和增长的今天,确保电力变压器的稳定运行成为关键,行业普遍采用继电保护的装置和设备来实现电力变压器的连续、稳定和安全。而电力变压器继电保护正常运行的基础是相关设备和性能的科学配置,要针对电力变压器常见的故障,从、油位、油温、油质等故障的分析入手,结合电力变压器继电保护配置的设计工作,展开电力变压器继电保护故障的分析、防范与排除,給电力变压器继电保护一个更为精确地控制和更为有效地强化,在正常发挥继电保护装置功能的同时,维护电力变压器的性能,进而做到对电力安全和系统功能的不断强化。
关键词:电力变压器;继电保护;配置
1电力变压器继电保护配置
1.1瓦斯保护
瓦斯保护是变压器常见的保护方法,其可以客观反馈变压器的内部情况以及油位的变化,如:内部多相短路、变压器绕组的匝间短路、绕组断线、绕组和铁芯或外层间的短路、铁芯故障、绝缘性下降、油位变化或油泄露等等。当变压器的内部出现故障时,则会造成瓦斯量以及油位下降,瓦斯保护装置能够及时动作;当变压器内部发生了较为严重的事故时,瓦斯保护设备能够立即反映并联通跳闸电路,但是不能反馈变压器邮箱外部电线的故障情况。因此,瓦斯保护适用于内部保护。
1.2纵联差动保护
纵差保护是比较变压器高、低压侧电流的大小以及相位来实现的。当变压器正常运行或出现外部故障时,流入差动保护回路的电流接近为零,保护不动作;当变压器内部或变压器引出线发生故障时,流入差动保护继电器的电流为两侧电流互感器的电流之和,此时保护动作,切除故障。纵差保护具有灵敏度高、选择性好的优点,使其通常作为电力变压器的主保护。对单独运行容量为10MVA及以上的变压器,或容量为6.3MVA及以上并列运行变压器和厂用工作变压器,均应装设纵联差动保护。
1.3过负荷保护
在过负荷发生时,三相为堆成状态,仍可以继续运行,但是不支持长期超负荷运行,通常使用单个电流继电器对单相电流进行检测,经一定延时作用于信号,就會向工作人员发布报警信号。过负荷保护装置的安全工作需要依据负荷的实际情况以及变压器的功能差异进行选择,就双绕组升压事变压器安装来说,其需要安装在发电机的一侧,降压变压器则应该安装在高压一侧,直接带负荷的三绕组升压变压器一二侧均应该安装电流互感器,若三绕组变压三侧均有源,则需要安装过负荷检测设备。
1.4过电流保护
过电流保护反应电力变压器外部相间短路,可作为瓦斯保护和纵差保护的后备保护。其一般宜用于降压变压器,对于过电流保护灵敏度不够或升压变压器,可采用复合电压起动的过电流保护;对于系统联络变压器以及大容量的升压变压器,可采用负序电流和单相式低电压起动的过电流保护。
1.5零序电流保护
零序电流保护反应大接地电流系统中变压器外部接地的短路故障。在中性点直接接地电网中,如果变压器中性点可能接地运行,对于两侧或三侧电源的升压变压器或降压变压器上应装设零序电流保护,可作为变压器主保护的后备保护,并作为相邻元件的后备保护。
2电力变压器继电保护装置常见故障的分析
2.1瓦斯保护故障
产生电力变压器瓦斯保护故障的主要原因是保护动作出现误动,而引起瓦斯保护动作的主要原因有:一是,在电力变压器加注油料时没能将空气从变压器的油料之中完全的排除干净,以至于变压器在不断升温的过程中空气压力倍增,从而造成变压器的瓦斯保护动作误动。二是,电力变压器出现短路或瞬间高热,这会引起故障部位大量气体的出现,进而影响变压器瓦斯保护动作的出现。三是,电力变压器出现内部电阻、结构和功能上的障碍或者事故,这会形成对电力变压器的运行影响,出现瓦斯保护故障。四是,电力变压器出现密闭问题或严重渗漏,导致内部的油位迅速下降,这会导致保护装置跳闸,以便将电力变压器切除于电网之外。
2.2绕组故障
常见绕组故障包括断线、相间短路、绕组接地、匝间短路等等。引发此类故障的原因有:(1)变压器长期过载运行,温度长期过高,导致绝缘劣化;(2)制造工艺不良;(3)检修或制造时损害了局部绝缘;(4)绕组受潮而导致绝缘膨胀堵塞油道,造成局部过热;(5)油面太低或绝缘水平下降,使得绕组暴露于空气中。匝间短路发生轻微时可引起瓦斯保护动作,严重时可造成差动保护动作,甚至造成严重的相间短路或单相接地等故障,因此,发生匝间短路时应及时处理。
2.3电力变压器油位过高或过低
在实际运行中,如若变压器的油位过低极易引发瓦斯保护上的误动作。特别是温度过低、长期漏油、长期渗油等问题都会引发油位过低的问题。而变压器的油位过高又会引起溢油问题。尤其是通过分析,我们可以看到,油温的升降直接决定着变压器油位的升降。而油温的影响因素,主要体现在环境因素的变化以及负荷的变化之上。
3提高电力变压器继电保护配置水平的措施
3.1电力变压器瓦斯保护故障的排除
如果电力变压器出现瓦斯保护方面的故障,应该从系统的检测方面入手,要重点对瓦斯保护的信号和动作间的关系进行检查,明确引起瓦斯保护故障的产生原因,在做到对电力变压器瓦斯保护强化的基础上,预防误动对瓦斯保护的影响。当电力变压器瓦斯保护动作产生后,应该立即对变压器的气体、油体进行色谱分析,及时确定电力变压器瓦斯保护故障的类型和原因,以电力变压器瓦斯保护设备检修和内部结构调整来确保电力变压器瓦斯保护的准确性和有效性。
3.2电力变压器绕组故障的排除
要根据电力变压器绕组的运行特点和系统特点,合理规划电力变压器的运行时间,避免电力变压器绕组长期处于高温和超负荷状态,控制电力变压器绕组绝缘材料恶化的速度。要根据电力变压器的生产、运行和检修工作实际,建立有目的防范电力变压器绕组故障的意识,控制电力变压器绕组的制造工艺,强化电力变压器绕组运行的技术过程,做好电力变压器绕组的检修和维护工作,做到对电力变压器绕组故障的有效防范和尽快处理。
3.3电力变压器油位故障的排除
值班人员应经常检查油位计的指示情况,当油位过低时,需查明原因采取相应的措施;当油位过高时,应适当的放油以保证变压器的安全稳定运行。
3.4电力变压器油温故障的排除
如若在运行中,发现变压器的油温过热,过高,则应该马上检查其自身的冷却装置是否在正常、稳定的运行,检查变压器是否超负荷运转,从而采取相对应的解决你发。如若无法做到马上降低变压器的油温,则可以采取切断电源的方法,在进一步查明产生故障的原因。
4结语
电力变压器是电力系统的重要组成部分,其运行质量对于电网的运行有着重要影响,继电保护的使用对于提高被保护器件的使用效率以及运行可靠性具有积极作用。电力变压器机电保护当前的保护仍然存在不足之处,需要加强研究和数字化改造,使得变压器可以得到有效保护,延长其使用寿命,并减少故障的发生,保护电力系统正常运行。
参考文献:
[1]电力变压器继电保护[J].甘宁.新疆有色金属.2017(03).
[2]电力变压器继电保护的原理及应用[J].谢海涵.中国高新技术企业.2015(16).
[3]小区电力变压器安装施工及问题处理[J].戚生刚.中国住宅设施.2015(02).
关键词:电力变压器;继电保护;配置
1电力变压器继电保护配置
1.1瓦斯保护
瓦斯保护是变压器常见的保护方法,其可以客观反馈变压器的内部情况以及油位的变化,如:内部多相短路、变压器绕组的匝间短路、绕组断线、绕组和铁芯或外层间的短路、铁芯故障、绝缘性下降、油位变化或油泄露等等。当变压器的内部出现故障时,则会造成瓦斯量以及油位下降,瓦斯保护装置能够及时动作;当变压器内部发生了较为严重的事故时,瓦斯保护设备能够立即反映并联通跳闸电路,但是不能反馈变压器邮箱外部电线的故障情况。因此,瓦斯保护适用于内部保护。
1.2纵联差动保护
纵差保护是比较变压器高、低压侧电流的大小以及相位来实现的。当变压器正常运行或出现外部故障时,流入差动保护回路的电流接近为零,保护不动作;当变压器内部或变压器引出线发生故障时,流入差动保护继电器的电流为两侧电流互感器的电流之和,此时保护动作,切除故障。纵差保护具有灵敏度高、选择性好的优点,使其通常作为电力变压器的主保护。对单独运行容量为10MVA及以上的变压器,或容量为6.3MVA及以上并列运行变压器和厂用工作变压器,均应装设纵联差动保护。
1.3过负荷保护
在过负荷发生时,三相为堆成状态,仍可以继续运行,但是不支持长期超负荷运行,通常使用单个电流继电器对单相电流进行检测,经一定延时作用于信号,就會向工作人员发布报警信号。过负荷保护装置的安全工作需要依据负荷的实际情况以及变压器的功能差异进行选择,就双绕组升压事变压器安装来说,其需要安装在发电机的一侧,降压变压器则应该安装在高压一侧,直接带负荷的三绕组升压变压器一二侧均应该安装电流互感器,若三绕组变压三侧均有源,则需要安装过负荷检测设备。
1.4过电流保护
过电流保护反应电力变压器外部相间短路,可作为瓦斯保护和纵差保护的后备保护。其一般宜用于降压变压器,对于过电流保护灵敏度不够或升压变压器,可采用复合电压起动的过电流保护;对于系统联络变压器以及大容量的升压变压器,可采用负序电流和单相式低电压起动的过电流保护。
1.5零序电流保护
零序电流保护反应大接地电流系统中变压器外部接地的短路故障。在中性点直接接地电网中,如果变压器中性点可能接地运行,对于两侧或三侧电源的升压变压器或降压变压器上应装设零序电流保护,可作为变压器主保护的后备保护,并作为相邻元件的后备保护。
2电力变压器继电保护装置常见故障的分析
2.1瓦斯保护故障
产生电力变压器瓦斯保护故障的主要原因是保护动作出现误动,而引起瓦斯保护动作的主要原因有:一是,在电力变压器加注油料时没能将空气从变压器的油料之中完全的排除干净,以至于变压器在不断升温的过程中空气压力倍增,从而造成变压器的瓦斯保护动作误动。二是,电力变压器出现短路或瞬间高热,这会引起故障部位大量气体的出现,进而影响变压器瓦斯保护动作的出现。三是,电力变压器出现内部电阻、结构和功能上的障碍或者事故,这会形成对电力变压器的运行影响,出现瓦斯保护故障。四是,电力变压器出现密闭问题或严重渗漏,导致内部的油位迅速下降,这会导致保护装置跳闸,以便将电力变压器切除于电网之外。
2.2绕组故障
常见绕组故障包括断线、相间短路、绕组接地、匝间短路等等。引发此类故障的原因有:(1)变压器长期过载运行,温度长期过高,导致绝缘劣化;(2)制造工艺不良;(3)检修或制造时损害了局部绝缘;(4)绕组受潮而导致绝缘膨胀堵塞油道,造成局部过热;(5)油面太低或绝缘水平下降,使得绕组暴露于空气中。匝间短路发生轻微时可引起瓦斯保护动作,严重时可造成差动保护动作,甚至造成严重的相间短路或单相接地等故障,因此,发生匝间短路时应及时处理。
2.3电力变压器油位过高或过低
在实际运行中,如若变压器的油位过低极易引发瓦斯保护上的误动作。特别是温度过低、长期漏油、长期渗油等问题都会引发油位过低的问题。而变压器的油位过高又会引起溢油问题。尤其是通过分析,我们可以看到,油温的升降直接决定着变压器油位的升降。而油温的影响因素,主要体现在环境因素的变化以及负荷的变化之上。
3提高电力变压器继电保护配置水平的措施
3.1电力变压器瓦斯保护故障的排除
如果电力变压器出现瓦斯保护方面的故障,应该从系统的检测方面入手,要重点对瓦斯保护的信号和动作间的关系进行检查,明确引起瓦斯保护故障的产生原因,在做到对电力变压器瓦斯保护强化的基础上,预防误动对瓦斯保护的影响。当电力变压器瓦斯保护动作产生后,应该立即对变压器的气体、油体进行色谱分析,及时确定电力变压器瓦斯保护故障的类型和原因,以电力变压器瓦斯保护设备检修和内部结构调整来确保电力变压器瓦斯保护的准确性和有效性。
3.2电力变压器绕组故障的排除
要根据电力变压器绕组的运行特点和系统特点,合理规划电力变压器的运行时间,避免电力变压器绕组长期处于高温和超负荷状态,控制电力变压器绕组绝缘材料恶化的速度。要根据电力变压器的生产、运行和检修工作实际,建立有目的防范电力变压器绕组故障的意识,控制电力变压器绕组的制造工艺,强化电力变压器绕组运行的技术过程,做好电力变压器绕组的检修和维护工作,做到对电力变压器绕组故障的有效防范和尽快处理。
3.3电力变压器油位故障的排除
值班人员应经常检查油位计的指示情况,当油位过低时,需查明原因采取相应的措施;当油位过高时,应适当的放油以保证变压器的安全稳定运行。
3.4电力变压器油温故障的排除
如若在运行中,发现变压器的油温过热,过高,则应该马上检查其自身的冷却装置是否在正常、稳定的运行,检查变压器是否超负荷运转,从而采取相对应的解决你发。如若无法做到马上降低变压器的油温,则可以采取切断电源的方法,在进一步查明产生故障的原因。
4结语
电力变压器是电力系统的重要组成部分,其运行质量对于电网的运行有着重要影响,继电保护的使用对于提高被保护器件的使用效率以及运行可靠性具有积极作用。电力变压器机电保护当前的保护仍然存在不足之处,需要加强研究和数字化改造,使得变压器可以得到有效保护,延长其使用寿命,并减少故障的发生,保护电力系统正常运行。
参考文献:
[1]电力变压器继电保护[J].甘宁.新疆有色金属.2017(03).
[2]电力变压器继电保护的原理及应用[J].谢海涵.中国高新技术企业.2015(16).
[3]小区电力变压器安装施工及问题处理[J].戚生刚.中国住宅设施.2015(02).