继电保护技术在变压器故障解决中的应用分析

发表时间:2021/9/2   来源:《中国电气工程学报》2021年4期   作者:张虹
[导读] 近年来,电力行业的不断扩大,科学技术的不断发展与进步

        张虹
        国网山西省电力公司晋中供电公司,山西晋中030600
        摘要:近年来,电力行业的不断扩大,科学技术的不断发展与进步,然而继电保护技术也被广泛的应用。因此,对已经习惯于电力生活的现代人来说,停电相当于使人们的生活重归黑暗,所以相关的专业维护人员在日常的工作中应该始终关注对变压器的维护。变压器作为变压器中十分重要的电器元件,对它的保护和维护也是十分重要的,如变压器发生故障而相关的保护措施不能快速制动的话,变压器就会产生较为严重的故障,所以对继电保护技术的相关研究是十分重要的。
        关键词:继电保护技术;变压器;故障解决;应用
        引言
        变压器在实际运行中会存在很多干扰,要想提高其稳定性和高效性,就要有效协调变压器自动化和继电保护的关系,促使变压器能够朝着智能化方向发展。在此期间,我们需要针对变压器运行存在的问题进行及时的完善,以便电力企业能够获得可持续发展以及为社会各界提供安全性、智能性电力支持。
        1继电保护技术的具体内涵
        继电保护装置是指为了保护相关的电气元件,在变压器出现故障的时候较为快速和准确的切除出现的故障,由此达到不伤害元件,降低经济损失的目的。在变压器出现故障时,通过进行高压电测量来监控在配电、用电以及输电过程中的各个环节的相关的电气元件的使用状态,当相关的电气元件出现问题时,能够通过机电保护的可靠性,尽快发出报警信号,使相关的专业人员能够尽快发现电气元件出现了问题,并作出迅速的反应。继电保护技术能够在发现问题并迅速示警之后,通过相关的动作使得电气元件的断路器跳闸,从而能够迅速从保护电气元件的方面出发,来切除故障。在经过这样的保护机制之后,继电保护技术能够自动重合闸门,在使用电器元件的通路中自动投入备用电源,并自动减轻相关电气元件的负荷,通过遥控、监控等对变压器进行进行维护。因此对继电保护技术的相关阐述,我们能够发现,继电保护装置具有选择性,表现在对相关的部件进行断路保护时是具有选择性的,具有速动性,是指当相关的电器元件发生故障时,能够迅速做出反应,对电器元件进行保护,具有非常灵敏的反应,能够迅速发出预警,并且具有其可靠性,能够迅速做出反应,对任何变压器元件都具有保护性。这种继电保护装置具有一种机械记忆式的保护,即出现问题之后,会迅速依照相关的程序对相关的问题做应急处理,以此达到降低经济损失,降低安全隐患的作用。
        2变压器故障类型分析
        2.1变压器的绕组故障
        众所周知,绕组作为整个变压器中的核心电气部件,其主要的功能是将电能进行传输与转换,是电气控制回路电压输入与输出的关键。变压器的绕组故障通常指发生在绕组中的某些故障,例如变压器线圈或者绝缘中的故障,线圈短路、断路、接线松动、位移或是线圈烧损都可能引起变压器绕组故障。变压器线圈导线表面如果没有进行光滑处理,在出厂后其表面仍带有毛刺,当变压器在电气控制运行过程中受到磁力作用时,导线上的毛刺损伤绝缘,从而导致线圈匝间发生短路;再者,如果变压器工作环境恶劣,当水分进入线圈绝缘层后,变压器在其运行过程中也极易发生线圈匝间短路;此外,线圈接头点焊质量不够牢靠,会导致线圈引出线与套管导电杆连接不稳定,如此一来,变压器在运行过程中会因为接头持续发热而引起局部绝缘迅速老化,当绝缘情况恶化到一定程度时,线圈被过大的电流熔断,绕组发生断路。变压器在正常工作状态时一旦发生较为严重的外部短路状况,在电磁力与机械力的双重作用下,绕组的结构会产生塑性变形,其形状会产生不可逆的变化,导致电路传输以及散热状况恶化,这通常也是变压器绕组发生变形的主要原因之一。


        2.2变压器的分接开关故障
        虽然分接开关内部机械部分的机械原理较为简单,但其实现动作的机械传动结构却比较复杂,此外由于电气控制系统的需要,分解开关还需要经常进行切换操作,也正如此,分接开关发生故障的机率也相对较高。一般情况下,引起分接开关发生故障的主要原因是其产品质量不过关,一旦出现分接开关接触不良、开合不到位时便会出现触头过热、断轴及放电烧损。同时,如果切换开关触点出现接触不良等问题,就会导致绝缘件的机械强度降低,严重时会导致切换开关直接损坏。此外,油室密封情况如果出现问题,会直接导致大、小油两个箱之间互相连通,进而会间接增加变压器油箱可燃性气体含量,最终导致对故障的错误判断。变压器的分接开关故障除了产品质量不过关所导致众多故障外,还有一类常见的故障是绝缘故障。变压器的绝缘故障与其本身的设计紧密相关,如果变压器采用小油路、薄绝缘设计,则会导致变压器的使用寿命缩短,因为在变压器运行不久后就会因为绝缘故障而无法正常使用。绝缘故障也会因为相间加入了绝缘隔板使电场强度的分布被破坏,从而造成变压器相间绝缘裕度不足,引起相间短路。另一个导致绝缘板故障的重要因素是变压器被污染。通常情况下,变压器对内部的清洁度要求是非常高的,因为一旦内部受到极少量金属杂质的污染后都会严重影响爬电距离,进而导致产生局部放电现象。在绝缘纸、绝缘板等部件的设计和生产过程中,往往会因为环境清洁没有做好,从而导致绝缘纸、绝缘板等器件的表面或内部被各种金属导电介质的污染,从而导致变压器在运行过程中,会出现绝缘纸、绝缘板等器件绝缘失效,产生放电,最终导致变压器无法正常工作,出现故障。如果长时间过载使用变压器也会导致绝缘老化,如此导致温度过高,从而影响变压器的正常使用。
        3继电保护对变压器故障的解决方法
        继电保护技术在实际操作中,由于操作方式的不同,工作原理的不同,会导致保护装置在一些阶段产生了错误的判断,对相关的干扰进行隔绝,就要对低压侧的断路器进行设置。在此设置相关的输入压板,防止出现误判时的不相关的元件发生动作,并在更为复杂的变压器中,应该注意改变接线方式或者相关的保护逻辑等方法,以便尽量减少或者避免出现误判问题。(1)高压侧的解决方法。在高压一侧,应该注意,当低压侧的继电保护装置在断开的现实情况下,如果高压侧的电流超出额定电流,就应该对高压侧的继电保护装置在短时间内执行断开连接的任务,即应该迅速完成高压侧跳闸的指令,这是对两圈的变压器而言,对三圈的变压器而言,应该在电流超出额定电流时,相关的后备保护的逻辑就应该变为无论是高压侧,中压侧还是低压侧的断路保护装置的开关都会跳开,都在同一时间进行跳闸行为。(2)低压侧的解决方法。对低压侧的继电保护技术来讲,就是在做盲区内的继电保护,应该不断优化低压侧的后备保护。对两圈的变压器来说,对低压侧的后备保护逻辑进行改进;对三圈的变压器来讲,对中低压侧的后备保护逻辑进行改进,当流经低压侧或中低压侧的电流达到预设定值之后,使高压侧的电路装置在极端的延时时间内迅速断开,从电流感应器跳开的位置和电流的大小来看就能够发现电流感应装置和中低侧的断路装置线之间的故障,发现故障并及时处理,能够在主变压器出现问题之前解决故障,就能够解决由于盲区故障没有解除而导致的二次短路,就能够防止主变压器被损坏。
        结语
        当下,随着我国经济建设的持续开展,国民生活水平也逐渐提升,人们对于自动化设备的依赖也愈加强烈,而电气控制系统作为自动化设备的核心组成部分之一,其硬件质量,特别是变压器的稳定性直接影响自动化设备的可靠性。然而,由于各种因素的作用,变压器会出现各种各样的故障,有的是具体的质量问题,也有抽象的理论问题,这都将影响电气控制系统正常的运行,更将影响自动化设备的正常使用。
        参考文献
        [1]胡定友.?论继电保护技术在变压器故障解决中的应用[J].?环球市场,2019,?000(031):P.189-189.
        
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