摘 要:变压器是电力系统中应用广泛并且重要的供电设备,要保证供电系统长期正常运行和安全可靠,变压器的稳定运行就显得非常重要,变压器的安全保护就必须根据变压器的输变电压的高低、容量大小进行相应的设置。电力变压器的故障分为内部和外部两种故障。内部故障指变压器油箱里面发生的各种故障,主要靠瓦斯和差动保护动作切除变压器;外部故障指油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障,一般情况下由差动保护动作切除变压器。本文主要分析了变压器运行过程中产生故障的原因,并根据具体的变压器电压、容量大小进行相应的继电保护设置,保证变压器安全稳定的运行。本文作者介绍了电力变压器的常见故障和非正常运行状态,阐述了继电保护的组成及工作原理及继电保护的特点,提出了变压器继电保护的措施。
关键词:变压器;继电保护;探析
电力系统在运行过程中会因多种因素的影响而使得电气热备出现各种故障,电力变压器作为电力系统中输配电力不可缺少的重要设备,为此,要科学合理地进行继电保护装置的设置,以确保电力系统的安全稳定经济运行。在电力系统中,电力变压器是输配电力不可缺少的重要设备,在机床电器、照明、医疗设备、机械电子设备等中广泛应用到了电力变压器。而在电力变压器在运行的过程中,通常会出现各种故障,这些故障的存在会威胁到电力系统的安全持续运行,尤其是大容量变压器出现故障,对整个电力系统的影响更为严重。在电力系统飞速发展的如今,对继电保护提出了的要求更高,为此,要加强电力变压器继电保护装置的功能,从而以确保电力系统得以安全稳定运行有着重要的意义。
1.电力变压器的常见故障和非正常运行状态
电力变压器的故障分为内部和外部两种故障。内部故障指变压器油箱里面发生的各种故障,主要靠瓦斯和差动保护动作切除变压器;外部故障指油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障,一般情况下由差动保护动作切除变压器。速动保护(瓦斯和差动)无延时动作切除故障变压器,设备是否损坏主要取决于变压器的动稳定性。而在变压器各侧母线及其相连间隔的引出设备故障时,若故障设备未配保护(如低压侧母线保护)或保护拒动时,则只能靠变压器后备保护动作跳开相应开关使变压器脱离故障。因后备保护带延时动作,所以变压器必然要承受一定时间段内的区外故障造成的过电流,在此时间段内变压器是否损坏主要取决于变压器的热稳定性。因此,变压器后备保护的定值整定与变压器自身的热稳定要求之间存在着必然的联系。
变压器的不正常运行状态即变压器在故障状态运行的状态,变压器在不正常的运行状态运行,会加快绝缘材料老化、使得铁芯、绕组和其他金属构件热量过高,从而降低绝缘强度,减少变压器的使用寿命,导致其他故障的发生。因此,电力变压器要装设继电保护装置,以及时将短路故障切断,防止更大的损坏的发生。
2.继电保护的组成及工作原理
供电系统发生故障时,会引起电流的增加和电压的降低,以及电流电压间相位角的变化,因此故障时参数与正常运行的差别就可以构成不同原理和类型的继电保护。例如,利用短路时电流增大的特征,可构成过电流保护:利用电压降低的特征可构成低电压保护:利用电压和电流比值的变化,可构成阻抗保护:利用电压和电流之间的相位关系的变化,可构成方向保护:利用比较被保护设备各端电流大小和相位的差别可构成差动保护等。此外也可根据电气设备的特点实现反映非电量的保护。
3.继电保护的特点
3.1可靠性高
继电保护的可靠性高,是因为有合理的配置、质量技术性能优良的继电保护装置以及正常的运行维护与管理。
在继电保护系统中,信息管理技术采用了方法库和数据仓库,使得系统的维护和升级更加方便,在运行过程中,整个信息管理系统由以往分散式的传输转变为集中式的运输,即集中于网络中心的数据库和规则库,这样即便其中一个客户的工作站有问题的出现,也不会对整个信息系统的正常运行造成影响。
3.2 实用性强
在生产运行中所出现的一些实际问题,通过继电保护能够有效的对二次部分中各类数据之间的使用和共享予以解决。由于其能分析系统、统计数据,这就更便于工作人员的操作,其实用性更强,继电保护运行的水平在一定程度上得以提高。
3.3 实现远程监控
因微机保护装置有串行通信的作用,其能与远方的变电站的微机监控系统进行相互间的通信联络,而使得整个微机保护都具备了远程监控性,从而更加保障了无人变电站的继电保护系统的安全运行。
110kV及以上大接地电流系统中,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应装设零序电流保护,作变压器主保护的后备保护,并作为相邻元件的后备保护。
4.配电变压器继电保护措施
4.1变压器差动保护
在变压器高压侧和低压侧所装的电流互感器之间便是差动保护的保护区域。差动保护的原理就是:通过比较变压器高压侧和低压侧电流的大小以及他的相位来实现保护的。差动保护的目的就是对变压器的绝缘套管的相间短路故障和变压器内部的引出线进行保护,与此同时还可以对变压器内的匝间进行一个保护。差动保护有两种形式:①纵联差动;②横联差动。纵联差动保护运用在对单回路的保护之中,横联差动就运用于双回路的保护之中。当变压器的内部发生故障即保护区内发生故障时,通过比较电流的大小和相位会发现:变压器高、低压侧出现较大的差流并大于差动保护的动作值,保护装置瞬时出口,动作于跳开变压器各侧断路器以达到快速切除故障的目的。当故障发生在变压器差动保护区外时,虽然故障电流依然会较大,但变压器高、低压侧出现的差流小于差动保护动作值,保护装置不动作。因为,差动保护不仅能够有效的区分区内区外故障,而且能够快速的将区内各种故障给排除,这也使得差动保护成为了变压器的主保护。
4.2变配电站中微机系列保护装置
为了使改造更加车里、更加优质化,该35kV变配电站基于预期相对应的35kV终端变电站所特点之上,将常规保护进行了替换,更改为ISA-300系列微机综合保护产品,通过与微机综合系统的相互融合,进而衍生出了一个庞大的综合保护自动化系统。所谓ISA-300系列微机综合保护产品出于监控角度考虑,为了更加便捷、精确、舒适对配变电站运行情况加以观察和分析,专门设计的集人性化操作和中文界面于一身的微机控制产品。这种产品由于采用了自动化的控制方式和智能化的控制手段,因而可以实现多种功能,包括直流系统接地报警、事故音响信号、直流系统电压低报警、预告音响信号等,在整个变电站的微机系列保护装置中,共包含了四种保护功能,下面将进行简单的阐述。
4.3采取无功补偿措施
在配电变压器的运行中,配电网系统中有大量感应电动机和其他感应电气设备,电力负荷存在一定的波动,这些波动对变压器运行中的损耗有着直接的影响。而通过科学的无功补偿装置,合理设置其安装位置,可以较好地提高变压器的功率因数。
结束语
电力变压器在运行的过程中,通常会出现各种故障,这些故障的存在会威胁到电力系统的安全持续运行,尤其是大容量变压器出现故障,对整个电力系统的影响最更为严重。在电力系统飞速发展的如今,对继电保护提出了的要求更高,为此,要加强电力变压器继电保护装置的功能,从而以确保电力系统得以安全的运行有着重要的意义。
参考文献:
[1]王爱心.浅谈电力变压器继电保护设计[J].中国新技术新产品,2017,(7).
[2]姜仁辉.关于电力变压器继电保护设计的思考[J].科学与财富.2018,(17).