在电力系统中, 电力变压器是输配电力不可缺少的重要设备, 在机床电器、照明、医疗设备、机械电子设备等中广泛应用到了电力变压器。而在电力变压器在运行的过程中, 通常会出现各种故障, 这些故障的存在会威胁到电力系统的安全持续运行, 尤其是大容量变压器出现故障, 对整个电力系统的影响最更为严重。在电力系统飞速发展的如今, 对继电保护提出了的要求更高, 为此, 要加强电力变压器继电保护装置的功能, 从而以确保电力系统得以安全稳定运行有着重要的意义。
在电力变压器运行中, 内部故障和外部故障是常见的两种故障种类。内部故障是指在变压器油箱内所发生的各种故障。包括单相接地短路、绕组的相间短路、匝间短路以及铁芯的绕损等。内部故障危险性非常高, 因为短路电流所产生的电弧, 不仅会使绕组绝缘遭到破坏, 其铁芯会被烧坏, 其还有可能提高变压器油和绝缘材料受热, 而使得大量气体的产生, 最终会导致变压器油箱爆炸。外部故障是指在油箱外部所出现的故障, 包括引出线相接短路和接地短路。
变压器的不正常运行状态即变压器在故障状态运行的状态, 变压器在不正常的运行状态运行, 会加快绝缘材料老化、使得铁芯、绕组和其他金属构件热量过高, 从而降低绝缘强度, 减少变压器的使用寿命, 导致其他故障的发生。因此, 电力变压器要装设继电保护装置, 以及时将短路故障切断, 防止更大的损坏的发生。
继电保护的可靠性高, 是因为有合理的配置、质量技术性能优良的继电保护装置以及正常的运行维护与管理。在继电保护系统中, 信息管理技术采用了方法库和数据仓库, 使得系统的维护和升级更加方便, 在运行过程中, 整个信息管理系统由以往分散式的传输转变为集中式的运输, 即集中于网络中心的数据库和规则库, 这样即便其中一个客户的工作站有问题的出现, 也不会对整个信息系统的正常运行造成影响。
在生产运行中所出现的一些实际问题, 通过继电保护能够有效的对二次部分中各类数据之间的使用和共享予以解决。由于其能分析系统、统计数据, 这就更便于工作人员的操作, 其实用性更强, 继电保护运行的水平在一定程度上得以提高。
因微机保护装置有串行通信的作用, 其能与远方的变电站的微机监控系统进行相互间的通信联络, 而使得整个微机保护都具备了远程监控性, 从而更加保障了无人变电站的继电保护系统的安全运行。
瓦斯保护又称为气体继电保护, 它是对油浸式变压器内部故障加以保护的装置。瓦斯保护是变压器的主要保护措施。它可以将变压器油箱内的故障和油面降低情况反映出来。气体继电器的两个输出触点为轻瓦斯和重瓦斯。因为在变压器正常运作时, 瓦斯继电器的上下油杯并不是装满油的, 油杯在平衡锤的作用下, 其上下触点是分开的。当变压器出现轻微故障时, 就会降低油面, 平衡锤的力矩因小于上油杯内剩余的油的力矩而降落, 从而接通上下触点, 自动发出报警信号, 这就是轻瓦斯动作。当变压器出现严重故障时, 因故障会有大量气体的产生, 这些气体就会带动油流由变压器油箱迅猛地穿过联通管, 而进入到油枕, 在瓦斯继电器有油流过时, 挡板就会受到冲击, 降低下油杯, 从而接通下触点, 产生跳闸, 这就是重瓦斯动作。
变压器如果发生漏油, 这也会导致继电器内的油将逐渐流尽。此时先是继电器的上油杯出现降落, 使上触点接通, 自动发出报警信号, 如果油面持续降低, 下油杯会降落, 接通下触点, 使得继电器跳闸。
差动保护主要用来对变压器内部引出线和绝缘套管的相间短路故障加以保护, 同时还可以对变压器内的匝间保护加以保护。差动保护是利用比较变压器高、低压侧的电流大小和相位来实现的。在变压器一次、二次侧所装电流互感器之间是差动保护的保护区。纵联差动和横联差动是差动保护的两种形式, 其中的纵联差动用于对单回路的保护, 而横联差动则是用于双回路的保护。变压器在正常运作时, 差动继电器中的电流与两侧电流互感器的二次电流之差相等, 此时差动继电器和继电保护都不会出现动作。当变压器内部任一点出现故障时, 故障点短路电流大于继电器动作电流, 此时继电器会出现动作, 跳变压器各侧断路器将故障切除, 同时自动发出动作信号。由于差动保护既可以对区内外故障作出正确区分, 还能在无其他元件的保护配合下, 无延时地将区内各种故障予以切除, 为此, 差动保护作为变压器的主保护各种电气主设备和线路的保护中得到了广泛的应用。
可作为瓦斯保护和差动保护后备保护的过电流保护, 其可以反应出外部相间短路所导致的过电流, 其装置通常是装设在变压器的电源侧。因变压器容量和类型及系统短路电流都不相同, 为此, 电流保护采用的起动方式也要不同。如果实际情况需要, 为满足灵敏性和选择性还可以采用阻抗保护来实现。
当变压器的高压侧在500k V状态下, 其额定磁密几乎为饱和状, 当频率出现降低或电压出现升高时, 变压器就容易导致过励磁, 安装励磁保护装置, 可将变压器的过励磁引起的过电流反映出来, 从而可防止变压器绝缘老化, 保持变压器的正常使用寿命。
变压器正常运行时所出现的过负荷情况可由变压器的过负荷保护来反应。过过负荷装置仅在变压器有过负荷可能的情况下才进行装设, 通常动作于信号。在大多数情况下, 变压器的过负荷一般都是三相对称的, 为此, 只需要在一相上进行一个电流继电器的装设, 并经过一定时间延长动作于信号来进行过负荷保护。过负荷保护装置要装设在主电源侧。
总之, 电力系统在运行过程中会因多种因素的影响而使得电气热备出现各种故障, 电力变压器作为电力系统中输配电力不可缺少的重要设备, 为此, 要科学合理地进行继电保护装置的设置, 以确保电力系统的安全稳定经济运行。
摘要：电力变压器在运行的过程中, 通常会出现各种故障, 这些故障的存在会威胁到电力系统的安全持续运行, 尤其是大容量变压器出现故障, 对整个电力系统的影响最更为严重。在电力系统飞速发展的如今, 对继电保护提出了的要求更高, 为此, 要加强电力变压器继电保护装置的功能, 从而以确保电力系统得以安全的运行有着重要的意义。
关键词：电力变压器,特点,保护措施
[1] 王梅义.高压电网继电保护运行技术[M].电力工业出版社, 2008, 10.
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