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摘要电力系统发生故障时会引起电流的增加、电压的降低以及电流与电压间相位的变化,因此,电力系统中所采用的各种继电保护大多数是利用故障时物理量与正常运行时物理量的差别来构成的,分析电力变压器的相关概念,详细的介绍电力变压器中常用的相关保护技术。
关键词电力;变压器;继电保护;瓦斯保护
中图分类号TM4文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)062-0007-01
变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件,它具有变压、变流和变阻抗的作用。变压器的种类很多,应用十分广泛。比如在电力系统中用电力变压器把发电机发出的电压升高后进行远距离输电,到达目的地后再用变压器把电压降低以便用户使用,以此减少传输过程中电能的损耗;因而在供配电系统中,变压器占有很重要的地位,故而提高变压器工作的可靠性对保证安全供电具有非常重要的意义。在考虑装设保护装置时,应充分估计变压器可能发生的故障和不正常运行方式,并根据变压器的容量和重要程度装设专用的保护装置。
1电力系统继电保护概述
为保证电力系统的安全运行,避免过负荷和短路引起的过电流对系统的影响,在电力系统中要装有不同类型的过电流保护装置。常用的过电流保护装置有熔断器保护、低压断路器保护和继电保护。其中继电保护广泛应用于高压供配电系统中,其保护功能很多,而且是实现供配电自动化的基础。继电保护装置是指能反映供配电系统中电气设备发生的故障或不正常工作状态,并能动作于断路器跳闸或起动信号装置发出预报信号的一种自动装置。继电保护的主要任务如下:1)自动、迅速、有选择性地将故障元件从供配电系统切除,使其他非故障部分迅速恢复正常供电;2)能正确反映电气设备的不正常运行状态,发出预报信号,以便操作人员采取措施,恢复电气设备正常工作;3)与供配电系统的自动装置(如自动重合闸装置、备用电源自动投入装置等)配合,提高供电系统的运行可靠性。
2电力变压器继电保护的研究
电力系统发生故障时会引起电流的增加、电压的降低以及电流与电压间相位的变化,因此,电力系统中所采用的各种继电保护大多数是利用故障时物理量与正常运行时物理量的差别来构成的,其中规定:对电力变压器的下列故障及异常运行方式,应装设相应的保护装置:①绕组及其引出线的相间短路和中性点直接接地侧的单相接地短路;②绕组的匝间短路;③外部短路引起的过电流;④中性点直接接地系统中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压;⑤过负荷;⑥变压器温度升高或冷却系统故障。不同容量、不同使用地点的变压器装设的保护装置不同。
2.1瓦斯保护
瓦斯保护称气体继电保护,用来防御变压器的内部故障。当变压器内部发生故障,油受热分解产生气体或当变压器油面降低时,瓦斯保护应动作。容量在800kV·A及以上的油浸式变压器和400kV·A及以上的车间内变压器一般都应装设瓦斯保护。其中轻瓦斯动作于预告信号,重瓦斯动作于跳开各电源侧断路器。瓦斯保护主要有以下几种,如图1所示:1)在变压器正常运行时,瓦斯继电器的容器内包括其中的上下开口油杯,都是充满油的;而上下油杯因各自平衡锤的作用而升起,如图a所示。此时上下两对触点都是断开的。2)当变压器油箱内部发生轻微故障时,由故障产生的少量气体慢慢升起,进入瓦斯继电器的容器,并由上而下地排除其中的油,使油面下降,如图b所示。这时上触点接通信号回路,发出音响和灯光信号,这称之为“轻瓦斯动作”。3)當变压器油箱内部发生严重故障时,如相间短路、铁心起火等,由故障产生的气体很多,带动油流迅猛地由变压器油箱通过联通管进入油枕,如图c所示。这时下触点接通跳闸回路(通过中间继电器),使断路器跳闸,同时发出音响和灯光信号,这称之为“重瓦斯动作”。
2.2变压器的过电流保护
变压器的过电流保护用来保护变压器外部短路时引起的过电流,同时又可作为变压器内部短路时瓦斯保护和差动保护的后备保护。为此,保护装置应装在电源侧。过电流保护动作以后,断开变压器两侧的断路器。一般来说,变压器的过电流保护采用三相完全星形接线方式或两相三继电器不完全星形接线方式,这样可以提高灵敏度。因为35kV的变压器一般是采用Y,d11(即Y/△-11)接线,当变压器低压侧两相短路时,由图2可知,高压侧(Y侧)U相及W相中的电流只有V相中的一半,所以三相完全星形接线灵敏度比两相两继电器不完全星形接线高一倍。因此,Y,d11接线的变压器过电流保护一般不采用两相两继电器不完全星形接线,更不能采用两相电流差接线。
图1瓦斯保护
图2相间短路电流分布及相量图
2.3电流速断保护
用来防御变压器内部故障及引出线套管的故障。容量在10000kV·A以下单台运行的变压器和容量在6300kV·A以下并列运行的变压器,一般装设电流速断保护来代替纵联差动保护。对容量在2000kV·A以上的变压器,当灵敏度不能满足要求时,应改为装设纵联差动保护。
2.4过负荷保护
用来防御变压器因过负荷而引起的过电流。保护装置只接在某一相的电路中,一般延时动作于信号,也可以延时跳闸,或延时自动减负荷(无人值守变电所)。
3结束语
总之,变压器的不正常工作情况包括由于外部短路或过负荷引起的过电流、油面的降低和温度升高等。因此,继电保护的设计应以合理的运行方式和可能的故障类型为依据,全面提高电力系统的安全性能。
参考文献
[1]任小炯,方守孝.影响保护装置安全运行原因及对策[J].中国电力,2002(5):48-50.
[2]电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点[M].中国电力出版社.
[3]王伟.变电站综合自动化电磁干扰问题及抗干扰试验[J].现代电力,1999,2.
[4]潘力志.浅议保护装置的正确动作与电网安全[J].山西电力,2003(6):62-63.
关键词电力;变压器;继电保护;瓦斯保护
中图分类号TM4文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)062-0007-01
变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件,它具有变压、变流和变阻抗的作用。变压器的种类很多,应用十分广泛。比如在电力系统中用电力变压器把发电机发出的电压升高后进行远距离输电,到达目的地后再用变压器把电压降低以便用户使用,以此减少传输过程中电能的损耗;因而在供配电系统中,变压器占有很重要的地位,故而提高变压器工作的可靠性对保证安全供电具有非常重要的意义。在考虑装设保护装置时,应充分估计变压器可能发生的故障和不正常运行方式,并根据变压器的容量和重要程度装设专用的保护装置。
1电力系统继电保护概述
为保证电力系统的安全运行,避免过负荷和短路引起的过电流对系统的影响,在电力系统中要装有不同类型的过电流保护装置。常用的过电流保护装置有熔断器保护、低压断路器保护和继电保护。其中继电保护广泛应用于高压供配电系统中,其保护功能很多,而且是实现供配电自动化的基础。继电保护装置是指能反映供配电系统中电气设备发生的故障或不正常工作状态,并能动作于断路器跳闸或起动信号装置发出预报信号的一种自动装置。继电保护的主要任务如下:1)自动、迅速、有选择性地将故障元件从供配电系统切除,使其他非故障部分迅速恢复正常供电;2)能正确反映电气设备的不正常运行状态,发出预报信号,以便操作人员采取措施,恢复电气设备正常工作;3)与供配电系统的自动装置(如自动重合闸装置、备用电源自动投入装置等)配合,提高供电系统的运行可靠性。
2电力变压器继电保护的研究
电力系统发生故障时会引起电流的增加、电压的降低以及电流与电压间相位的变化,因此,电力系统中所采用的各种继电保护大多数是利用故障时物理量与正常运行时物理量的差别来构成的,其中规定:对电力变压器的下列故障及异常运行方式,应装设相应的保护装置:①绕组及其引出线的相间短路和中性点直接接地侧的单相接地短路;②绕组的匝间短路;③外部短路引起的过电流;④中性点直接接地系统中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压;⑤过负荷;⑥变压器温度升高或冷却系统故障。不同容量、不同使用地点的变压器装设的保护装置不同。
2.1瓦斯保护
瓦斯保护称气体继电保护,用来防御变压器的内部故障。当变压器内部发生故障,油受热分解产生气体或当变压器油面降低时,瓦斯保护应动作。容量在800kV·A及以上的油浸式变压器和400kV·A及以上的车间内变压器一般都应装设瓦斯保护。其中轻瓦斯动作于预告信号,重瓦斯动作于跳开各电源侧断路器。瓦斯保护主要有以下几种,如图1所示:1)在变压器正常运行时,瓦斯继电器的容器内包括其中的上下开口油杯,都是充满油的;而上下油杯因各自平衡锤的作用而升起,如图a所示。此时上下两对触点都是断开的。2)当变压器油箱内部发生轻微故障时,由故障产生的少量气体慢慢升起,进入瓦斯继电器的容器,并由上而下地排除其中的油,使油面下降,如图b所示。这时上触点接通信号回路,发出音响和灯光信号,这称之为“轻瓦斯动作”。3)當变压器油箱内部发生严重故障时,如相间短路、铁心起火等,由故障产生的气体很多,带动油流迅猛地由变压器油箱通过联通管进入油枕,如图c所示。这时下触点接通跳闸回路(通过中间继电器),使断路器跳闸,同时发出音响和灯光信号,这称之为“重瓦斯动作”。
2.2变压器的过电流保护
变压器的过电流保护用来保护变压器外部短路时引起的过电流,同时又可作为变压器内部短路时瓦斯保护和差动保护的后备保护。为此,保护装置应装在电源侧。过电流保护动作以后,断开变压器两侧的断路器。一般来说,变压器的过电流保护采用三相完全星形接线方式或两相三继电器不完全星形接线方式,这样可以提高灵敏度。因为35kV的变压器一般是采用Y,d11(即Y/△-11)接线,当变压器低压侧两相短路时,由图2可知,高压侧(Y侧)U相及W相中的电流只有V相中的一半,所以三相完全星形接线灵敏度比两相两继电器不完全星形接线高一倍。因此,Y,d11接线的变压器过电流保护一般不采用两相两继电器不完全星形接线,更不能采用两相电流差接线。
图1瓦斯保护
图2相间短路电流分布及相量图
2.3电流速断保护
用来防御变压器内部故障及引出线套管的故障。容量在10000kV·A以下单台运行的变压器和容量在6300kV·A以下并列运行的变压器,一般装设电流速断保护来代替纵联差动保护。对容量在2000kV·A以上的变压器,当灵敏度不能满足要求时,应改为装设纵联差动保护。
2.4过负荷保护
用来防御变压器因过负荷而引起的过电流。保护装置只接在某一相的电路中,一般延时动作于信号,也可以延时跳闸,或延时自动减负荷(无人值守变电所)。
3结束语
总之,变压器的不正常工作情况包括由于外部短路或过负荷引起的过电流、油面的降低和温度升高等。因此,继电保护的设计应以合理的运行方式和可能的故障类型为依据,全面提高电力系统的安全性能。
参考文献
[1]任小炯,方守孝.影响保护装置安全运行原因及对策[J].中国电力,2002(5):48-50.
[2]电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点[M].中国电力出版社.
[3]王伟.变电站综合自动化电磁干扰问题及抗干扰试验[J].现代电力,1999,2.
[4]潘力志.浅议保护装置的正确动作与电网安全[J].山西电力,2003(6):62-63.