电力变压器故障类型分析与继电保护方式研究

发表时间:2021/2/24   来源:《基层建设》2020年第27期   作者:姜朋
[导读] 摘要:随着现代生活和生活方式的不断提升,社会对电能的需求量在增加,电力企业供电质量有了更高的要求。
        宿迁三新供电服务有限公司沭阳分公司  江苏省沭阳县  223600
        摘要:随着现代生活和生活方式的不断提升,社会对电能的需求量在增加,电力企业供电质量有了更高的要求。电力变压器时时刻刻都要接受来自外界的负荷,尤其是来自电力系统短路故障的负荷。因此,电力变压器在工作时偶尔会出现故障,进而影响了整个系统的正常运作。一旦电力变压器出现故障,那么电力系统就会受到干扰,甚至停运,尤其是容量较大的变压器故障,对系统的影响力更甚。基于此,本文就对电力变压器故障类型与继电保护方式有关内容展开分析,希望能够给有关人士提供一定的参考价值。
        关键词:电力变压器;故障类型;继电保护
        1电力变压器的有关概述
        在电力企业中运用的电力变压器内容较多,按照作用来分,变压器可以分为特种变压器和电力变压器,特种变压器是特殊行业中使用的特种设备,电力变压器在社会中应用较为广泛,主要包括铁芯、绕线以及绝缘套管等。电力变压器中还有其他如储油罐、冷却装置、引线继电器、吸湿器开关以及各种调压装置等重要组成部分。
        2电力变压器的故障类型分析
        通常情况下,电力变压器会出现两种故障,一是油箱内部故障;二是外部故障。在变压器油箱内部以及高压/低压侧绕组间出现的短路、匝间短路等现象就叫做油箱内部故障。变压器内部故障更具危害性,该故障会引发电弧现象,不但会烧坏铁芯,还会干扰绝缘性,同时因为温度上升,绝缘材料和变压器油会生产气体,大量的气体充斥在油箱内,极可能引发爆炸事故,因此继电保护装置要有极快的反应速度,这样才能尽快切断电路。发生在变压器绕组引出线与绝缘套管上的故障就叫做油箱外部故障。除了上述两种故障,还有一些其余的故障,比如由于外部接地短路出现的过电流和过电压现象,以及由于变压器外部相间短路出现的过电流现象;由于负荷过重而出现过负荷现象;由于漏油而出现的故障等。另外,如果使用的变压器容量较大,那么在其运作的时候,由于磁通密度与铁芯的饱和磁通密度是相似的,一旦出现过电压或低频率现象,那么就会出现励磁故障。以上种种故障均会烧坏绕组、铁芯以及其他金属部件,影响变压器的绝缘性。
        3做好电力变压器继电保护的方法分析
        3.1瓦斯保护
        变压器局部发生击穿或短路故障时,常常是破坏绝缘或变压器油产生气体。监视气体发生的速度,分析气体的各种特征及成分,可以间接地推测故障发生原因、部位和严重程度,在变压器出现突然性严重故障时自动报警或切断电源。瓦斯保护分为两种:一是轻瓦斯保护动作于信号,另一种是重瓦斯保护动作于断路器跳闸。进行瓦斯保护是常见的变压器保护方法,变压器发生故障,一般要对变压器的油位变化和内部状态进行客观反映,例如瓦斯量和尤未出现下降,此时瓦斯保护装置就会发生锁死。瓦斯保护设备迅速作出反应之后,与跳闸电路进行连通,进行外部线路的故障反馈和内部保护,可以进行瓦斯保护动作的驱动。
        3.2差动保护
        变压器的差动保护通过变压器的高低侧压电流和相位就能达到保护的目的。通常情况下,变压器的高压侧和低压侧的电流互感器在运行时进行环流接线,然后将高低压侧的互感器电流进行比较,比较结果跟变压器的电压相同。变压器高、低压侧的电流互感器二次电流和差动继电器的电流都为零,这时差动继电器无法产生保护的作用。如果变压器内部发生故障,高、低压侧的电流互感器二次电流和差动继电器的电流之间的差值会产生电流短路的现象,如果高、低压侧的电流互感器二次电流比继电器的电流大,继电器会自动切断电流从而达到保护的作用。差动保护装置具有灵活性、通用性以及反应速度快等特点,因此广泛应用在电器设备中,例如发电机、电动机和电抗器等。
        3.3变压器过电流保护
        除了差动继电保护装置和瓦斯保护装置以外,还可以通过变电器的过电流处安装保护装置。变压器的过电流保护分为三种:复合式启动保护、负序式保护、低电压启动式保护。

变压器过电流保护方法比较复杂,它既要保证启动装置以后变压器能够安全运行,又要在启动装置时要跳开变压器两边的附属断路器,这样才能使得电流得到适当的调整。
        3.4变压器的过负荷保护
        通常情况下,变压器过负荷的三相都是对称的,所以只用在一相上装置一个保护装置即可,并利用延时来发送信号。而双绕组变压器则要将保护装置安装在主电源侧。如果是绕组容量一样的单侧电源三绕组降压变压器,那么就要将保护装置安装在电源侧;如果容量不一样,就要在绕组容量最小的一侧安装保住装置。对于两侧均有电源的三绕组降压变压器和联络变压器来说,其每一侧均要安装保护装置;如果只有一侧有电源,那么就要将保护装置安装在发电机一侧或无电源一侧;如果三侧均有段元,那么每一侧都要安装保护装置。
        4电力变压器日常维护措施分析
        4.1日常维护保养
        首先,一定要清除变压器高低压套管上的灰尘,保证高低压套管的清洁。其次,要多注意观察配变的油位和油色,要定期检测油温;再次,摇测配变的绝缘电阻,看各引线有没有松动的地方,及时予以检查。最后,加强用电负荷的测量,在用电高峰期,加强对每台配变的负荷测量,必要时增加测量次数,对三相电流不平衡的配电变压器及时进行调整,防止中性线电流过大烧断引线,造成用户设备损坏,配变受损。
        4.2防止外力破坏
        第一,一定要多加考虑变压器的安装地点,一方面要满足用户电压的要求,另一方面要考虑的是,如果将变压器安装于太偏远的地区,会不方便运行人员进行维护,同时也要防备不法分子偷盗。第二,避免在配电变压器上安装低压计量箱。第三,不允许私自调节分接开关。第四,要定期巡视线路,对于由于一些障碍物碰到导线上引起低压短路烧坏配电变压器的事故,要及时地消除障碍物。对于工作人员来说,做好变压器的日常管理是至关重要的事情,一定要做到勤检查、勤维护、勤测量,及时发现问题及时处理,采取各种措施来加强配电变压器的保护,减少因为人为的疏忽引起变压器故障的发生,以保证配电网安全、稳定、可靠运行。
        5结语
        总而言之,继电保护作为发电厂安全运行保障的重要基础,电力能源的安全稳定生成运行才能够确保电力事业的可持续发展的有力支撑。作为电力系统中的重要设备,电力变压器影响了电网的稳定运行。出现故障时,应第一时间做好设备安全的防护,采用相对的措施对电力系统稳定性进行维护,实施保护策略,针对电力变压器的各种故障进行有针对性的解决,这对保障供电可靠性具有重要的意义。
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