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摘要:电力作为一项基础性能源,其对于经济发展的作用不言而喻。随着科学技术的发展,电气设备的研发力度越来越大,其应用范围也逐年扩大。在这样的背景下,人们对电量的需求也日益增长,给供电系统带来了极大负担。变电器的主要作用是缓解远距离供电的压力,对改善目前供电系统的运作有重大意义。然而由于各方面因素影响,变电器在工作中不可避免地会出现故障。这会直接导致供电不稳定的情况,妨碍人们的正常生产活动。目前电力企业都意识到对变压器继电保护进行研究的重要性,本文将对目前电力变压器继电保护技术的现状进行探讨,并研究其存在的意义。
关键词:电力工程;变压器;继电保护;技术应用
1导言
随着工业生产水平和人们生活水平的提高,整个社会的用电需求量显著增加,这就对电力系统提出了更高的要求。而变压器作为整个电力系统的重要组成部分,对保障电网系统稳定性发挥着重要作用,因此,加强电力变压器的继电保护功能,减少变压器所引发的安全事故,能够为用户创造一个安全稳定可靠的电力资源供应环境。
2继电保护概述
继电保护是确保电力变压器乃至整个电力系统正常稳定运行的重要措施。一旦电力系统出现异常情况或者供电出现故障,继电保护能够在其有效距离内以最短的时间向值班人员发出故障信号,以确保值班人员能够及时发现问题,消除故障。同时,继电保护系统也可以根据故障的实际情况,自动切除某些故障设备,尽量减少故障的蔓延,控制故障的发生范围。
当发生故障时,继电保护装置能够快速灵敏的做出相应的反应动作,其动作具有一定的选择性,且动作的结果具有可靠性。其中,灵敏性一般用灵敏系数表示,灵敏系数的高低直接反映出继电保护对于故障的处理能力。可靠性是指继电保护装置不会发生拒动作。快速性是指继电保护装置能够快速做出反应动作,并将故障的负面影响降低到最小。选择性是当系统发生故障时,在最小的区域内切除故障以维持供电。继电保护装置的经济性主要表现在整个装置系统的前期投入、运行及维护成本等方面,以及因装置不完善引发的误动或者拒动行为对社会经济造成的影响等方面,需要全面综合的考虑。
3电力变压器继电保护的特点
3.1高可靠性的特点
在科学技术发展迅猛的时代背景下,目前电力系统中的数据信息库已经比较完善,保密性也很先进了。这从很大程度上保障了电力变压器在工作中收集到的数据的可靠性。同时,这些数据还可以作为后续维修过程中的依据和参考,给维修工作人员提供了极大的便利性。此外,大数据时代下,建立完善的信息和管理系统是目前的大趋势。将信息进行收集整理,根据信息的种类和有效性,选择性的进行存储,同时将分散的信息传递到其他用户和系统,实现信息共享。这样一来,即使每一用户或者某处工作站因为操作不当出现信息丢失的情况,也能够轻易地找到信息备份,而不至于出现大的漏洞。
3.2实用性强
电力系统运行中常常会出现各种运行问题,而这些问题的解决常常需要依赖数据共享信息系统来进行解决,通过对系统存储数据的分析与处理,提高了变电器继电保护系统数据的实用性,促进故障的解决,提高了电力系统运行的稳定性。
4电力变压器常见的运行故障问题
4.1内部短路
电力变压器内部短路一般表现为相间短路、绕组短路、中性点接地短路、单项接地短路,如果电力变压器出现内部短路,则通常表现为继电保护装置失灵或者继电保护装置异常运行。在这种情况下,一般很难对正在运行的电力变压器进行切除或者停止等控制性动作。更为严重的情况下会造成继电保护装置出现烧毁或者瘫痪。
4.2外部短路
电力变压器的外部短路故障主要与电力变压器的外接线或者外接端子有关,当其受到污染或者异物堵塞时往往就会造成外部短路,进而造成电力变压器受到损害,同时也会威胁到继电保护装置的功能与安全性。需要特别注意的是,一旦电力变压器的高压侧出现外部短路,由于其电压过高则后果不堪设想。
5电力变压器继电保护的作用
5.1瓦斯保护的作用
变压器继电保护主要有三种,首先介绍瓦斯保护。瓦斯保护具有比较完备的系统,其操作原理是:电力变压器内部油面在正常运作情况下是不会有太大涨落的,一旦其出现故障,后面高度可能会出现骤降的情况。瓦斯系统能够感知油面下降的速度,并进行实时监控,如果检测到速度不在合理的范围内,瓦斯系统会自动触发预警。接下来瓦斯系统还会根据实际情况做出合理的反馈,不同瓦斯类型反馈的方式和内容之间存在一定差异。对于重瓦斯而言,如果变压器内部的气压升高超过了规定的标准,系统将会自动跳闸,停止变压器的工作。而对于轻瓦斯而言,变压器内部的气体情况会被看做重要的依据和参考。
5.2差动保护的作用
接下来是差动保护。差动保护也有不同的类型,目前最常见的是纵联差动保护。作为电力变压器继电保护中最重要的部分,差动保护起到的作用不容忽视。变压器出现的很多种情况都可以通过差动保护系统得到合理解决。例如变压器的相关组件遭到损坏,变压器会自动切断自身的断路器,以起到保护变电器功能的作用,避免造成更严重的损失。根据相关研究数据,纵联差动保护的主要原理是,借助差接法的作用,实现位于变压器两段的电流互感器能够互相感应,当变压器出现故障时,两个电流互感器将会互相作用,加大通过的电流强度,电流增大到一定强度,电路会直接短路,从而阻止了电压器继续运作。而变压器正常工作时,纵联差动保护系统则不会工作妨碍变压器运作。更重要的是,纵联差动保护系统与其他设备几乎没什么关联,其功能具有独立性,不容易受外界的影响。
5.3变压器相间短路后备保护
最后介绍变压器相间短路后备保护。众所周知,变压器很容易受到相连线路的影响,一旦外部线路故障出现短路的情况,变压器的运作就会异常。因此,在电力系统中,外部短路现象是工作人员头疼的情况之一。为了尽量避免这一情况,需要采取全面的措施即使预防。变压器相间短路后,线圈中电流的强度通常较大,这时候后备保护系统能够和前面提到的瓦斯保护系统、差动保护系统进行合理的联系,起到可观的保护作用。因此,设置相间短路是目前成本较低,且比较基础的一种保护类型。
5.4电力变压器的过载荷保护
一般情况下,变压器过负荷是三相对称的,只需要在其中的一相上连接电流继电器即可实现电力变压器的过载荷保护,并在一定程度范围内进行动作信号延长。对于双绕组变压器,过负荷保护一般装在主电源测。而对于单侧电源三绕组降压变压器,根据三侧绕组之间容量是否相同,相应的在电源侧和绕组容量较小的那侧设置相应的过负荷保护。如果是两侧电源的三绕组降压变压器或者联络变压器,则三侧均需要装设过负荷保护。对于油浸式电力变压器,允许其在一定的承受范围内适当的过负荷运行,但是如果实际负荷量超过其额定容量的20%~30%,则应将过负荷保护信号延时10~15s,以保证动作信号的准确性。
结束语
综上所述,经济社会的发展使得电力需求逐步增加,进而对电力变压器继电保护技术提出了更高的要求,不同的保护有不同的优势,也存在各自的局限,只有对其有一定的了解和掌握,并结合具体情况进行合理的利用,需要满足供配电的要求,提高电力系统运行的可靠性与有效性,避免电力系统故障,降低电力安全事故的发生,达到缩减成本、减少损耗,为人们的生产生活提供便利性,实现长远发展的目的。
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