(中山ABB变压器有限公司)
摘要:随着我国经济的发展需要,人们对电力系统的稳定性和安全性等要求也越来越高。电力变压器作为电力系统中不可或缺的重要设备,其运行的安全可靠关系着整个电力系统运行的安全与稳定,所以有必要为变压器配置合适的继电保护设备,当变压器发生故障时,能快速地对故障进行诊断和排除,避免或减小故障带来的经济损失。此文首先介绍了电力变压器继电保护的原理和作用,然后阐述了电力变压器继电保护的应用现状,最后分析了电力变压器继电保护的发展趋势。
关键词:电力变压器;继电保护
引言:
在我国经济飞速发展的重要阶段,整个社会的用电需求日益增长,也就对电力系统的可靠、稳定、安全运行提出了更高的要求。电力变压器是整个电力系统的重要组成部分,在电力输送过程中起到举足轻重的作用,如果其在运行中发生故障而不能被快速处理解决,将会严重影响到整个电力系统的安全。因此只有给电力变压器添加合适的继电保护设备,才能为用户创造一个安全稳定可靠的电力资源供应环境。本文将从继电保护的原理入手,重点阐述继电保护技术在电力变压器保护方面的应用。
一、电力变压器继电保护的原理
电力变压器继电保护原理是当电力系统中的电力数值发生明显变化的情况时,通过继电保护设备发出预设的信号,来实现电力系统的自我调节功能以保护变压器。也就是说,如果变压器内部或所在电力系统出现异常情况或者故障,继电保护设备会及时发出报警信号,运行维护人员收到信号能够及时检查消除故障。故障严重时继电保护装置会自动切除故障设备,避免故障进一步扩大。
电力变压器继电保护按判断依据分:电气量保护和非电量保护。电气量保护是指通过变压器运行的电气量(如电流、电压、频率、阻抗等)的变化范围,在变压器发生故障时触发报警或跳闸以保护变压器。非电量保护是指通过变压器的非电气量(如变压器油的流速、油箱内部压力、变压器温度等)的变化范围,在变压器发生故障时触发报警或跳闸以保护变压器。
二、电力变压器继电保护的应用
1、变压器主保护
1.1差动保护
差动保护是一种最常用的变压器主保护,最常用差动保护是电流差动保护。电流差动保护是当输入电流互感器的两端电流矢量差达到设定的动作值时启动动作元件,以保护范围在输入电流互感器的两端之间的变压器等设备。其遵循的是基尔霍夫定律,即流向一个节点的电流之和等于零。通过这一准则来判断被保护电路是否有故障,是否需要切断电路。
1.2瓦斯保护
瓦斯保护也是一种变压器主保护之一,主要适用于变压器油箱内绕组短路故障及异常时的变压器保护,一般包括轻瓦斯保护和重瓦斯保护。
轻瓦斯保护是当变压器内部故障时,电弧放电会使变压器绝缘材料和变压器油分解,产生大量气体并朝油枕方向流动,造成气体继电器内的油面下降而发出轻瓦斯报警信号。重瓦斯保护是变压器油箱内发生严重故障后,短时内产生大量气体推动变压器油急速朝油枕方向流出,冲击气体继电器的挡板使跳闸信号接通,自动切除变压器。当变压器绕组匝间、饼间或层间短路,绕组之间短路,绕组或引线对地击穿,绕组或引线因故发生断路、套管内部故障等情况下都可能触发轻瓦斯或重瓦斯保护。
1.3压力保护
压力保护也是变压器油箱内部故障的主保护。当变压器内部故障时,温度升高,变压器油膨胀而使油箱内压力急剧增高,触发安装在油箱上的压力释放阀开启,变压器油从压力释放阀喷出,同时压力释放阀的继电器触点闭合,及时切除变压器。
2、变压器后备保护
变压器除了要配置继电主保护外,还要配置后备保护装置,以便在主保护拒动时或者变压器保护区外部发生故障时后备保护能有效的保护变压器。变压器发生短路故障时的后备保护通常有瞬时电流速断保护、定时限过电流(带复合电压闭锁或不带复合电压闭锁)保护、反时限过电流保护、负序过电流保护、中性点零序过流保护。
三、变压器继电保护的发展趋势
变压器故障往往不是一蹴而就的,都有不断发展的过程,前期的继电保护都是在变压器故障发展到比较大时才能起作用。近年来随着计算机技术、电子技术、网络通信技术、人工智能技术等的发展,针对故障初期的继电保护设备越来越多,如局放在线监测装置、油色谱在线监测装置等。当变压器内部有局部放电时,可以通过安装在变压器上的局放在线监测装置检测到而发出报警信号,运行维护人员及时排查解决,以免局放问题进一步发展到短路故障等更严重的问题。当变压器内局部有过热或有能量放电时,会使变压器油老化、分解气体,通过油色谱在线监测装置对变压器油的实时分析,可以及时识别内部故障,在问题的初级阶段得以解决。目前各种智能理论和智能方法已经应用到变压器继电保护中,且取得了良好的效果,相信未来的变压器继电保护必定会更加智能化、集成化。
四、结束语
现阶段,继电保护技术在变压器保护中的普遍应用使电力系统的运行变得更加的安全和稳定。但是随着电力系统的不断升级,对继电保护技术也提出了新的要求。为确保继电保护能适应新的需要,不仅要通过持续改进提高原有继电保护设备的动作有效性和反应灵敏度,而且还要利用新的科学技术创造出新的继电保护设备。因此,加强对电力变压器继电保护的研究具有非常重大的现实意义。
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