电力变压器的继电保护技术的应用实践

发表时间:2020/7/30   来源:《当代电力文化》2020年第7期   作者:李武宁
[导读] 为了保障电力变压器系统和功能发挥,出现相应的继电保护技术和设备,而这一环节也就成为电力技术的实际应用重要环节。
        摘要:为了保障电力变压器系统和功能发挥,出现相应的继电保护技术和设备,而这一环节也就成为电力技术的实际应用重要环节。要了解电力变压器保护的功能特点,就要知道电力变压器经常会遇到哪些故障,例如套管处故障和匝间故障等,通过寻找变压器的常见故障点,也能明确电力变压器保护的未来升级方向。
关键词:电力系统,继电保护,变压器。
引言
        随着信息技术及传感器技术的发展,继电保护设备在电力系统中的应用已经不是单纯的硬件设备保护,而是结合了现代信息传输网络及现代管理技术的一项综合的管理措施,集全网调度、硬件管理、设备监控、安全信息监察等一系列功能于一体,继电保护系统具有工作可靠,功耗低,实时性好的优点,可有效地对煤矿数字化变电站进行保护,其在电力系统中的应用,对电网运行的安全起到了至关重要的作用。
1变压器的电气量及非电气量保护过程
        1.1主要过程
        首先要明确变压器电气量及非电气量保护的主要意义以及它的作用,就是确保电力变压器不同构件正常工作,因此其运作机制一定是根据如何应对各类故障所进行的。而当电力变压器发生故障时,变压器电气量及非电气量保护技术,这个是针对这个故障所形成应对反应,这一反应过程是针对存在故障进行的及时和合乎情况的处理。由此看来,变压器电气量及非电气量保护是极为稳定并且速度较快具有灵敏性的。而同样为了防止变压器电气量及非电气量保护自身所造成的电力变压器故障,变压器电气量及非电气量保护一定是具有稳定性的。如果没有故障发生而处于变压器保护状态下,一般不会出现拒动和误动情况。而如果出现了电压器故障则也会在最小区间内进行故障排除,而保证电力系统运行正常。而最小区间的故障判断排除,其实也正是其灵敏性的处理体现,可以在出现故障的情况下,不受到短路种类和具体因素影响,准确的发现、体现故障并加以保护。
        1.2变电站特点
        智能变电站运行基础就是规范通信,实现设备智能化、网络化,丰富继电保护系统的功能,利用智能系统同步实现单元合并、装置保护及智能控制等。通常可以将变电站的模式分为站控层、过程层以及检测层,利用光纤网络方式完成不同装置之间的连接,实现控制装置信息的目的。传统的变电站,结构简单,主要是通过调合闸和电缆的接入完成电力控制。数字变电站主要采用的是光纤网络信号、交换机进行数字控制。因此在利用网络传输数据信息的过程中会使用SV报文,这也传统的变电站有很大区别,由于智能化生产的不断普及,变电站的设计也逐渐应用到更多的规约信息和报文,相关部门应该重视这种趋势。
        1.3故障的发生
        变压器电气量及非电气量部分故障的发生分析是保护的前提,主要来说目前可以分为外部套管及导引线原因和内部匝间或绝缘油原因两方面。后者是内部的结构功能故障,比如外壳有间断放电或壳内有毛刺。而这些故障的发生都可能会引发电力网停电或者被切除电力网而进行的保护。前者的主要是由于油箱外引线,或者变压器外形变形,绝缘套管发热等多种情况,也就是由外部因素所导致的电力变压器故障。
2常见保护
        2.1瓦斯保护
        瓦斯保护是一种根据气体的成分和浓度来区别电气故障现象,从而进行动作,保护电力设备的继电保护方式。这种保护手段主要用于油浸式变压器的保护,由于变压器油的特殊物理化学性质,它在受热后会分解出气体并上升,从而触发瓦斯保护装置动作。在实践电路设计中,根据总体需求的不同,可以设计轻瓦斯保护或重瓦斯保护,两种保护形式都可以对变压器进行动态监测并传出状态参数。但前者主要侧重于监测,仅将油箱内的气体状态传输出去,辅助技术人员进行故障分析和日常维护;后者则可以在严重故障发生时,在无人干预的情况下实现自动跳闸,最大程度地保护电压器,并有效控制故障的影响范围。


        2.2过电流动作为电力变压器电量的保护
        过电流保护是通过过电流保护措施来管控电力变压器。在过电流保护措施当中,首先要求常规的主保护管理,并且安装在电力变压器当中已发挥主要的后备保护。因此电力变压器的过电流动作保护措施作为后备保护,主要是防止外界故障所导致的接地或相间电流情况。一般来说过电流保护方式是通过阻抗保护来进行的,也就是通过符合电压和低电压进行启动以达到后备保护的特点。而在过电流保护方式当中,最为主要的是通过保护动作来断开或跳开电力变压器两端的断路器。
        2.3电力变压器的差动保护
        差动保护方案也是管理电力变压器继电保护工作的重要一环,这种保护方式主要是通过将电力变压器两端电流差额情况进行体现而形成保护动作,来完成保护的整体目的。那么就这一保护技术的设备用作原理来说,主要是根据电力变压器两端电流互感器的特殊,由此来进行同极性端串联,处于回路当中的情况,可以通过改动继电器进行并联,那么此时就体现了流入差动继电器电流两端的电流互感器电流差,在这一方面要科学合理的选用两端电流互感器变比等,由此来使两端的二次电流向量一致。在这一过程中,进入差动继电器的电流数值为零,而形成相关保护设备的动作。
3未来发展
        3.1网络化发展
        计算机网络作为一种信息和数据通信工具,对我国工业领域产生了深远影响,也为工业领域提供了强大的通信手段支撑。在实际运行过程中,电力系统继电保护的作用除了切除电力系统的故障部件、降低电力系统故障问题的影响范围以外,还可以有效促进电力系统的稳定和安全运行。这个过程中电力系统继电保护装置需要了解整个电力系统的运行信息和故障信息,从而充分发挥继电保护装置的作用,实现电力系统的正常运行。在此背景下,我国电力系统继电保护在发展过程中的网络化水平越来越高。通过应用人工智能技术,可以帮助继电保护系统获取更多的电力系统运行信息,以此进行信息数据的有效分析,及时发现和处理电力系统的故障问题。因此,未来计算机网络技术在我国电力系统继电保护工作中的应用会更加广泛。
        3.2安全性优化
        如前所述,IEC61850标准是智能变电站继电保护的主要依据,能够保障标准的统一性,但是也会导致继电保护存在局限性。电网环境处于完全透明的状态当中,因此会受到外部威胁的影响,导致智能变电站的信息安全受到威胁。在继电保护设计当中,应该加强对系统安全的有效防护,防止电力企业遭受严重经济损失。
        3.3实时性优化
        实时性是智能变电站继电保护的基本特点,时延问题容易出现在交换机和合并器链路传播的过程中,这会对保护结构的设计工作产生较大影响。因此,智能变电站数字化互感器的传输受到干扰,出现传输误差加大的问题。多种因素都会导致数字式互感器采样值传输出现抖动,其中交换机和合并器的转发影响最大,应该对其进行合理优化,实现对误差的有效控制。合并器在完成采集器传输数据信息后,排队处理以及接收采集器通信阶段的等待问题,会引起较大的时延。此外,系统交换机的性能也会产生影响,在进行优化时应该针对上述几个方面进行处理。
结束语
        综上所述,电力系统中广泛使用继电保护装置,提高继电保护系统运行的可靠性,奠定整个电力系统健康运行的基础。当前电力技术持续进步与发展,继电保护装置发挥着更大作用,推动智能电网的建设工作。希望通过文中论述,为类似研究提供借鉴,推动我国电力事业的稳步发展。
参考文献
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