电力变压器继电保护研究

发表时间:2021/6/24   来源:《中国电业》2021年6期   作者:李恒 翟晨宇 付昊
[导读] 电力系统的正常运行与否,对日常的生产与生活产生了很大的影响
         李恒 翟晨宇 付昊
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         摘要:电力系统的正常运行与否,对日常的生产与生活产生了很大的影响,与其关联可谓十分密切。近些年来,电力系统运行的过程当中,常会受到各个方面因素的干扰与影响,频繁产生电力故障,而电力变压器作为其中不可或缺的构成部分,一旦发生故障,必将产生极大的危害。为了尽可能避免不必要的电力故障发生,继电保护装置的有效应用,取得了良好的效果,使电力系统的故障率得以下降。鉴于此,深入探讨和分析电力变压器的继电保护对策显得十分必要,具有重要的意义。
         关键词: 电力变压器;继电保护;研究
1、变压器继电保护原理及系统构成
         1.1 基本工作原理
         变压器保护功能的实现,主要是通过监测变压器运行关键参数的变化情况,然后在所设定的保护规则下改变变压器运行状态,实现故障状态下的变压器保护。其前提是继电保护系统的良好工作状态。对于变压器有着多种保护模式,如瓦斯保护、差动保护等,其工作原理各不相同,但均是建立在变压器运行状态参数测量分析的基础上的,然后执行保护动作程序,来达到变压器保护的目的。
         1.2 变压器继电保护系统构成
         就变压器继电保护系统而言,其构成主要有三部分:一是信号采集部分,主要负责变压器运行参数的监测和收集,然后对收集到的运行数据予以上传处理;二是信号处理部分,根据设定好的处理程序,分析并处理所接收到的变压器监测数据,判断是否达到保护动作阈值范围;三是信号输出部分,主要是执行保护系统处理后的结果,发挥其变压器状态调节和保护的功能。通常对于不同保护来说,会采用不同类型的继电器,其原理及构成也有较大差异,但总体结构有很大相似性。
2、电力变压器继电保护的有效对策
         2.1电力变压器的瓦斯保护方式
         所谓瓦斯保护,针对的为电力变压器运用相关变压器油当成绝缘和冷却介质的一种电力变压器保护方式。通常来说,处于变压器油箱故障情况下,受到故障点电弧与电流的影响,此时变压器油和绝缘材料由于较热出现分解而形成大量的气体。而电力变压器和气体排出量、相应速度密切相关。以上述气体达到保护目的的设备便是瓦斯。这种保护方式以气体继电器装置为目标,将其装设到油箱与油枕间的管道中。对于电力变压器较小故障的情况,此时油箱中形成很少的气体,速度缓慢,而借助其上端的油枕,使相应气体可以顺着管道向上走,让气体继电器中的油面得以降低,在降低至动作门槛后,瓦斯会形成一定动作,产生相应的警示信号。一旦产生严重故障,故障处周围温度将提高,并形成大量气体,导致变压器中的压力增加,同时让变压器油通过油箱的管道朝油枕流淌,达到一定的保护目的。依靠此种保护方式的优势在于不但可以体现出电力变压器中的各类故障,而且也能够呈现出相应的铁心故障与匝间短路问题。如果电力变压器中存在空气,能形成一定的反应,所以,凭借应对快速、敏感性强的优点,使瓦斯保护发挥出良好的保护作用。当然,瓦斯保护也存在不足,在外部影响方面的抵抗能力不高,当出现外部的故障问题后难以迅速进行应对,需要配合其他类型的保护措施共同运用。
         2.2零序方向过流保护
         零序过流保护主要作为变压器中性点接地运行时接地故障后备保护。接地短路发生时,经由故障点流向各个接地中性点,这是零序功率方向。由此,接地中性点存在于线路两侧,保证零序电流保护选择性,要使用功率方向元件,为准确对零序功率方向判断,使用到零序功率方向继电器。

因为只对单相接地故障反应,而系统中的其他非接地出现短路故障,零序电流不会产生,使得零序电流保护时任何故障都无法对其产生干扰。
         2.3电力变压器的差动保护方案
         对于电力变压器继电保护管理工作而言,可以运用差动保护的方案,这种保护方式主要体现出电力变压器两端电流的差额情况,进而形成一定动作完成保护的目的。根据此种保护设备的运作原理获得良好的效果。电力变压器两端的电流互感器同极性端以串联形式处于回路当中,而差动继电器则以并联形式处于环路当中,有关流入差动继电器的电流为两端电流互感器的电流差,具体为:I=I1-12。通过科学选用两端电流互感器的变比与接线,确保其处于运作与区外故障的情况下,两端的二次电流向量一致,此时流入差动继电器的电流数值是零,相关保护设备没有形成动作。
         2.4复压闭锁方向过流保护
         复压闭锁方向过流保护主要作为变压器相间故障的后备保护。其主要原理就是在过流保护的基础上增加复压闭锁的功能,以防止在变压器过载的情况下引起保护误动作。复压闭锁元件则主要由一个低压元件和一个负序元件通过或的关系构成,即只要低压元件或负序元件的其中一个动作即可开放复压过流保护,在这个情况下只要电流达到动作值即可动作出口。
3、电力继电保护装置的调试
         3.1继电保护装置的调试技术要求
         对于电力系统来说,继电保护装置可以保障电力系统安全的运行,当电网出现故障发生时,继电保护装置为了有效的保障电网安全、可靠的运行,就会对断路器发出跳闸的命令,继电保护装置可以及时的分析和处理出现的故障,从而有效的将故障电网切除。因此,为了确保电网运行的安全性和稳定性,在电力继电保护装置运行的过程中,相关工作人员应该做好装置的调试工作,充分的了解施工图纸,选择适宜的调试方法,严格的规范装置调试规程的规范性。相关工作人员应该严格的按照保护装置的说明书进行调试工作,根据电力继电保护装置的实际情况,制定相应的调试方法。并且还要做好现场调试的安全措施,只有做好继电保护装置的调试工作,才能确保电力系统的正常运行,确保继电保护装置运行的有效性。
         3.2严格继电保护装置调试人员的技术水平
         在进行电力继电保护装置运行的过程中,相关调试人员的技术水平可以直接影响电网的运行质量。随着我国科学技术的不断发展,对电力系统运行的安全性和可靠性的要求也在不断的提高。为了有效的确保保护装置运行的安全性和可靠性,应该对继电保护装置进行调试工作。严格要求继电保护装置调试工作人员的技术水平,有效的提高电力继电保护装置的调试效率。为了有效的提高继电保护装置的技术水平,应该定期对继电保护装置调试人员进行专业的技术培训工作,充分的了解和掌握电力系统的相关知识,增强调试工作人员的实践能力,培养调试工作人员良好的调试习惯。不断的使用先进的科学技术,在调试工作完成之后对继电保护装置进行试验,确保保护装置运行的可靠性,不断的提高调试工作人员综合技术水平,不断的对继电保护装置进行改进和完善,对电力继电保护装置的运行起到一定的保护作用。
结语:电力资源目前是人们生活和实际工作中都不能缺少的,就部分企业来说,突发的电力事故可能会造成严重的经济影响。而作为保证电力安全稳定运行的电力变压器来说,就更需要通过计量保护来保证其故障时的安全。随着我国的科学技术进一步成熟,其实继电保护技术也在不停地进行更新,就目前的电子信息化时代到来来说,云端分享平台的创设可以使继电保护更加的智能和自动化,这也是电力变压器继电保护未来的主要发展方向。
参考文献:
         [1]苟海山.电力变压器继电保护研究[J].科技风,2019(06):174.
         [2]朱德强.电力变压器继电保护技术的应用[J].科技经济导刊,2018,26(32):80.
         [3]孟夏,金光明,张晓春,等.电力系统两相接地故障继电保护装置调试及分析[J].电工技术,2020(2):122-124.
         [4]吴涛.变电站继电保护二次回路的设计、实施及相关问题研究[D].长春:长春工业大学,2019,11(56):31-32.
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