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摘 要:在供配电系统中,电力变压器是一种技术上最重要、经济上最昂贵的电气设备,必须根据变压器可能发生的故障和不正常运行状态、以及变压器的容量大小和重要程度装设相应的保护装置与保护措施。本文对电力系统中的变压器继电保护措施进行探讨。
关键词:电力系统;变压器;继电保护
引言
电力变压器是电力系统的基本结构,主要负责电力能源的输配工作,不论是工业用电还是居民用电,都需要配备相应的电力变压器。由于电力变压器需要二十四小时不间断作业,工作负荷量大,机械承受能力往往出现超负荷的现象,进而引起变压器的故障问题,因为超负荷工作的现象普遍存在,所以电力变压器出现故障也是常见现象。电力变压器的故障问题一方面影响了整个电力系统的而正常运作,给工业生产和人民群众的生活带来极大的不便。另一方面,电力变压器的出现故障,需要组织专业人员进行抢修工作,抢修作业的设备利用和劳务利用,增加了电力系统的经济负担。因此,从经济和功用的角度来看,电力系统需要及时的扭转现存的电力变压器的故障问题,从根本上保证电力系统的安全正常运作。
1 电力变压器的常见故障及非正常运行状态
1.1电力变压器的常见故障
分为变压器油箱内部故障和油箱外部故障两大类。内部故障,指油箱内部各种故障,包括相间短路,绕组匝间短路和单相接地故障等,外部故障指引出线绝缘套管间的相间短路和单相接地故障等,具体分为以下4 种:
(1)芯体发生故障:各部分绝缘老化;绕组层间、匝间发生短路;铜线质量不好形成局部过热;线圈绝缘受潮;系统短路使绕组造成的机械损伤;冲击电流造成的机械损伤等。
(2)变压器油故障:绝缘油因高温运行而氧化,吸收空气中的水分造成电气绝缘性能下降;油泥沉积阻塞油道使散热性能变坏;油绝缘降低造成闪络放电等。
(3)磁路故障:芯体绝缘老化;穿芯螺丝或轭夹件碰接铁芯;压铁松动引起电磁铁振动和噪声;铁芯接地不良形成间歇性静电放电;铁芯安装不良造成空洞声;芯片叠装不良造成铁损增加等。
(4)结构方面故障:分接头接触不良而局部过热;分接头之间因油泥造成相间短路或表面闪络;油箱漏油;油温指示失灵;防爆管故障使油受潮等。
1.2变压器的不正常运行状态
(1)由于变压器外部相间短路引起的过电流和外部接地短路引起的过电流和中性点过电压。
(2)由于负荷超过额定容量引起的过负荷。
(3)由于漏油等原因引起的油面降低。
(4)由于变压器额定工作时的磁通密度相当接近于铁心的饱和磁通密度,因此在过电压的作用下,还会发生变压器的过励磁故障。
2 继电保护的特点
(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。这表现在两个方面,首先信息管理技术采用了方法库和数据仓库,其次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。
(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。
(3)实现远程监控
随着电子计算机技术的推广和延伸,近几年来已经逐渐的融入到电力系统当中,通过电子计算机网络技术的利用,可以对电力系统的电力变压器运行状态实行二十四小时的无人在线监控,它不仅可以及时发现运行故障,防患于未然,减少经济损失,还能减少人工作业的投资成本,为电力系统节省投资。
3 电力系统中变压器继电的保护措施
3.1变压器的轻瓦斯保护和重瓦斯保护
在电力系统中,若变压器内部发生了故障,比如说变压器绕组的绝缘发生了劣化现象,变压器的绝缘套管内部发生了故障,变压器绕组内部发生断线现象,变压器绕组之间发生了匝间短路现象,变压器绕组的铁芯出了故障,变压器绕组之间发生了层间短路现象,变压器油面发生下降现象,变压器油箱漏油,变压器导线焊接不良,变压器的分接开关发生了接触不良等现象,这就要求装设在变压器线路中起到保护变压器内部故障的瓦斯保护要立即、灵敏、可靠的动作,排除故障。瓦斯保护是电力系统中变压器的最主要的保护环节,它分为变压器的轻瓦斯保护和重瓦斯保护,瓦斯保护可以反映变压器油箱内的所有故障状态。
若变压器是油浸式的,当该类型的变压器内部发生故障时,变压器的绝缘材料在电弧的作用下会受热,其绝缘材料将会发生分解现象,该绝缘材料将会释放出许多的气体,该气体将会沿着变压器的油箱向油枕方向流动。若油浸式变压器的内部故障越是严重,释放出的气体流动的速度越快,否则流动的较慢。这种能表明变压器绝缘材料受电弧作用发热而分解产生的气体的气流与变压器的油流而发生动作的保护称为气体保护,也叫变压器的瓦斯保护。
3.2变压器的电流速断保护
当变压器电源侧绕组出现焊接不良现象,变压器电源侧绝缘套管出现破裂现象,变压器电源侧引出线出现故障时,变压器的瓦斯保护就不再起作用了,因为瓦斯保护只能反应变压器的内部故障状态,此时怎么办呢?可利用装设在变压器电源侧的电流速断保护作为其主保护。作为保护变压器电源侧的电流速断保护装置,其动作快速,而且接线比较简单,但是,它也存在一定的缺陷:由于电流速断保护装置动作值比较大,致使其保护范围受限,保护范围会比较短。致使多数电流速断保护装置只能保护变压器原边绕组的一部分,而且有的时候电流速断保护装置的灵敏度还不能达到要求。尽管电流速断保护装置有上述的许多缺陷,但是对于较小容量的变压器来说,通常还是采用电流速断保护装置作为其主保护,同时使用其它保护作为其后备保护。
3.3变压器的差动保护
关键词:电力系统;变压器;继电保护
引言
电力变压器是电力系统的基本结构,主要负责电力能源的输配工作,不论是工业用电还是居民用电,都需要配备相应的电力变压器。由于电力变压器需要二十四小时不间断作业,工作负荷量大,机械承受能力往往出现超负荷的现象,进而引起变压器的故障问题,因为超负荷工作的现象普遍存在,所以电力变压器出现故障也是常见现象。电力变压器的故障问题一方面影响了整个电力系统的而正常运作,给工业生产和人民群众的生活带来极大的不便。另一方面,电力变压器的出现故障,需要组织专业人员进行抢修工作,抢修作业的设备利用和劳务利用,增加了电力系统的经济负担。因此,从经济和功用的角度来看,电力系统需要及时的扭转现存的电力变压器的故障问题,从根本上保证电力系统的安全正常运作。
1 电力变压器的常见故障及非正常运行状态
1.1电力变压器的常见故障
分为变压器油箱内部故障和油箱外部故障两大类。内部故障,指油箱内部各种故障,包括相间短路,绕组匝间短路和单相接地故障等,外部故障指引出线绝缘套管间的相间短路和单相接地故障等,具体分为以下4 种:
(1)芯体发生故障:各部分绝缘老化;绕组层间、匝间发生短路;铜线质量不好形成局部过热;线圈绝缘受潮;系统短路使绕组造成的机械损伤;冲击电流造成的机械损伤等。
(2)变压器油故障:绝缘油因高温运行而氧化,吸收空气中的水分造成电气绝缘性能下降;油泥沉积阻塞油道使散热性能变坏;油绝缘降低造成闪络放电等。
(3)磁路故障:芯体绝缘老化;穿芯螺丝或轭夹件碰接铁芯;压铁松动引起电磁铁振动和噪声;铁芯接地不良形成间歇性静电放电;铁芯安装不良造成空洞声;芯片叠装不良造成铁损增加等。
(4)结构方面故障:分接头接触不良而局部过热;分接头之间因油泥造成相间短路或表面闪络;油箱漏油;油温指示失灵;防爆管故障使油受潮等。
1.2变压器的不正常运行状态
(1)由于变压器外部相间短路引起的过电流和外部接地短路引起的过电流和中性点过电压。
(2)由于负荷超过额定容量引起的过负荷。
(3)由于漏油等原因引起的油面降低。
(4)由于变压器额定工作时的磁通密度相当接近于铁心的饱和磁通密度,因此在过电压的作用下,还会发生变压器的过励磁故障。
2 继电保护的特点
(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。这表现在两个方面,首先信息管理技术采用了方法库和数据仓库,其次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。
(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。
(3)实现远程监控
随着电子计算机技术的推广和延伸,近几年来已经逐渐的融入到电力系统当中,通过电子计算机网络技术的利用,可以对电力系统的电力变压器运行状态实行二十四小时的无人在线监控,它不仅可以及时发现运行故障,防患于未然,减少经济损失,还能减少人工作业的投资成本,为电力系统节省投资。
3 电力系统中变压器继电的保护措施
3.1变压器的轻瓦斯保护和重瓦斯保护
在电力系统中,若变压器内部发生了故障,比如说变压器绕组的绝缘发生了劣化现象,变压器的绝缘套管内部发生了故障,变压器绕组内部发生断线现象,变压器绕组之间发生了匝间短路现象,变压器绕组的铁芯出了故障,变压器绕组之间发生了层间短路现象,变压器油面发生下降现象,变压器油箱漏油,变压器导线焊接不良,变压器的分接开关发生了接触不良等现象,这就要求装设在变压器线路中起到保护变压器内部故障的瓦斯保护要立即、灵敏、可靠的动作,排除故障。瓦斯保护是电力系统中变压器的最主要的保护环节,它分为变压器的轻瓦斯保护和重瓦斯保护,瓦斯保护可以反映变压器油箱内的所有故障状态。
若变压器是油浸式的,当该类型的变压器内部发生故障时,变压器的绝缘材料在电弧的作用下会受热,其绝缘材料将会发生分解现象,该绝缘材料将会释放出许多的气体,该气体将会沿着变压器的油箱向油枕方向流动。若油浸式变压器的内部故障越是严重,释放出的气体流动的速度越快,否则流动的较慢。这种能表明变压器绝缘材料受电弧作用发热而分解产生的气体的气流与变压器的油流而发生动作的保护称为气体保护,也叫变压器的瓦斯保护。
3.2变压器的电流速断保护
当变压器电源侧绕组出现焊接不良现象,变压器电源侧绝缘套管出现破裂现象,变压器电源侧引出线出现故障时,变压器的瓦斯保护就不再起作用了,因为瓦斯保护只能反应变压器的内部故障状态,此时怎么办呢?可利用装设在变压器电源侧的电流速断保护作为其主保护。作为保护变压器电源侧的电流速断保护装置,其动作快速,而且接线比较简单,但是,它也存在一定的缺陷:由于电流速断保护装置动作值比较大,致使其保护范围受限,保护范围会比较短。致使多数电流速断保护装置只能保护变压器原边绕组的一部分,而且有的时候电流速断保护装置的灵敏度还不能达到要求。尽管电流速断保护装置有上述的许多缺陷,但是对于较小容量的变压器来说,通常还是采用电流速断保护装置作为其主保护,同时使用其它保护作为其后备保护。
3.3变压器的差动保护