摘要:电力资源是我国经济发展及公众生产生活所需的基础性能源,在各个领域中具有广泛的应用前景。随着社会的发展,国内外对于电力资源的需求量也显著提升,电力变压器作为重要的电力设备,集广泛应用于电力资源生产、输送、供应等多个环节,其运行的稳定性、供电的可靠性、电力承载的安全性将直接影响各个领域的发展。文章介绍了几种常见的电力变压器保护技术,并探讨电力变压器保护技术的未来发展趋势。
关键词:电力变压器;保护技术;现状;发展趋势
引言
为了能够满足能源开发、工业布局、符合调整、经济运行的需求,我国电力系统的规模逐渐扩大。电力系统运行的基本要求为保证电能的质量、实现安全可靠的供电,并且也需要注重系统运行的经济性。电力变压器是电力系统中重要的组成部分,负责传递电能及转换电压。一旦电力变压器出现故障,不仅会影响电力系统的稳定运行,降低电力输送的效率,还会造成昂贵的维修成本,为此,需要重视电力变压器保护技术的应用,降低电力变压器的故障率。
一、电力变压器保护技术现状
在现代科学技术的支撑下,电力变压器保护技术及器件都呈现出创新趋势,如数字信号处理器提高了电力变压器保护的效率。但当前电力变压器保护技术还未完全成熟,主要表现为:其一,电力变压器种类、规格、用途繁多,运行环境较为复杂,对于分段跳闸、动作方向等后备保护技术要求也有所不同。当前电力变压器保护技术通常以典型方式进行组合,虽然能够满足不同电力变压器的需求,但成本较高;其二,电力变压器保护报警装置灵敏度不足,当变压器漏电时,报警装置无法有效核定漏电量;其三,当电力变压器漏电量超过标准后会击穿保护装置,导致变压器损坏。以上现象说明当前我国电力变压器保护技术还没有实现突破与创新,发展较为滞后。
二、常见的电力变压器保护技术
(一)瓦斯保护
瓦斯保护是油浸式电力变压器的主保护技术。当电力变压器油箱出现轻微故障时,再点互作用下绝缘材料分解会产生少量气体并积存在继电器上部空间内,使油中的浮筒随油面下降,水银触点闭合接通延时信号,即轻瓦斯保护;当电力变压器油箱故障较为严重时,继电器上部迅速积聚大量气体,油流冲击油枕,水银触点闭合接通跳闸回路,即重瓦斯保护。瓦斯保护具有动作快、灵敏度高、可靠性强、结构简单的优势,但只能用于反映油箱内的故障,并不能作为电力变压器的唯一保护技术。同时,瓦斯保护会在地震等影响下产生误动作。
(二)自动断开保护
规模较小的变压器设备中经常会用到自动断开保护。该方法使用优势较为明显,包括操作简单、便捷性高、线路简单。但是新时期,由于变压器设备对系统保护提出了更为严格的要求,自动断开技术的灵敏度较低,从提高实用性的角度出发,相关作业人员要积极提高自动断开技术的灵敏度。从而建立自动断开、瓦斯保护共同作用的结果,促进变压器设备的稳定运行。
(三)差动保护
差动保护属于继电保护技术的范畴,是指将电力变压器看做一个节点,当电力变压器正常运行时,流入变压器及流出变压器的电流相等,差动电流为零。当电力变压器出现故障时,流入变压器与流出变压器的电流会产生差值,一旦差动电流大于所设定的标准电流差值,上位机便会作出警示,并断开电力变压器的电源。
差动保护不需要与保护区外相邻元件保护进行动作值及动作时限上的配合,因此在区内故障时能够瞬间动作,但不能反映变压器内部轻微的匝间短路故障。
(四)过励磁保护
过励磁故障虽然不会对电力变压器造成明显的损坏,但会缩短变压器的使用寿命。当电力变压器出现过励磁故障时,其铁芯的工作磁密会显著升高,一旦达到饱和磁密就会增加铁损。同时,铁芯磁密饱和会导致磁场泄漏,造成元件损害。过励磁保技术一般应用于500KV变压器保护中,其原理为通过频率及电压改变判断电力变压器是否正常运行,当变压器电压、电流瞬时间大幅度变化时,过励磁保护装置会切断电源,保护变压器及内部元件。
(五)冷控失电保护
冷控失电保护技术适用于大型电力变压器保护中,在运行过程中,电力变压器冷却器控制回路电源消失,即为冷控失电故障。该故障发生后,电力变压器会继续运行一段时间,但由于冷却器失灵,电力变压器顶层油温会迅速升高,继而引发严重的安全事故。冷控失电保护是指当顶层油温达到规定温度后,报警装置会发出信号,并下达跳闸指令,继而保护电力变压器。
(六)计算机保护
计算机保护属于一种半自动化保护技术,是指通过实时监测电力变压器,了解电力变压器的实际运行情况,利用计算机技术对电力变压器进行系统化、集中化管理,当电力变压器出现故障时,保护系统会对故障进行自动定位,维修人员根据计算机显示的位置排除故障。虽然计算机保护能够提高电力变压器排障效率,但其智能化与自动化程度不足,还没有实现故障的自动排除,因此对于电力变压器的保护也具有一定的局限性。
三、电力变压器保护技术未来发展趋势
(一)电力变压器保护技术将朝向智能化及自动化发展
为提高电力变压器运行的稳定性与安全性,降低电力变压器维修成本,减少电力变压器维修工作量,电力变压器保护技术势必朝向智能化及自动化发展。保护软件是电力变压器保护技术的载体,在软件创新上应该注重优化应用大量的数据,以此来尽可能减少人力成本,尽量通过软件更新来使保护人才由基础常规保护转变为创新发展。
(二)基于电子信息的继电保护
信息化和网络化背会在未来广泛应用,自然也会带来电力变压器安全数据库的成立。电力变压器继电保护数据库内部,应该主要是根据继电保护实际工作中的各项数据的整体储存,其中也包括了大量的故障信息,而通过这一终端的电力变压器进行保护数据库,可以更好地为变压器电气量及非电气量保护技术更新作为支持。
结束语
电力变压器保护常见技术包括瓦斯保护、自动断开保护、差动保护、过励磁保护、冷控失电保护及计算机保护。当前我国电力变压器保护技术还没有实现突破与创新,发展较为滞后。未来,电力变压器保护技术将朝向智能化、自动化发展,为此要创新保护软件,构建电力变压器保护数据库,为电力变压器保护技术的发展奠定基础。
参考文献
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