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电力变压器的继电保护技术探讨

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 电力变压器的继电保护技术探讨 作者:王科 来源:《中国科技博览》2015 年第 31 期 [摘 要]电力系统的安全运行是各项事业发展的重要保证,但是电力变压器在运行中往往会 出现很多故障,这对电力系统会造成重要影响。电力系统对继电保护的要求也越来越高,如何 提高继电保护装置的功能,是摆在我们面前的重要课题。基于此,文章主要分析了电力变压器 的继电保护技术要点,以供参考。 [关键词]电力 变压器 继电保护 中图分类号:TD101 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)31-0065-01 引言 电力变压器是电力系统中十分重要的器件,其可靠稳定运行对电网正常运行有着决定性作 用,如果大大容量变压器受损,对电力系统的危害十分严重。要想从根本上保证电力变压器功 能有效的发挥,需要加强继电保护,更好处理电力传输时出现的问题,进而保证电力的安全性 和有效性。继电保护的使用可以大幅提高被保护器件的使用效率和运行可靠性,变压器的继电 保护装置还能有效控制由变压器故障产生的影响,有利于发挥变压器功能。 1 继电保护概述 当电力系统出现单相接地、两相接地、三相接地、短路等的话就是很明显的出现了故障。 而如果电力系统在运行中出行超负荷、超电压、产生振荡、本身同步运行的发电机却异步运行 时等,就是非正常运行状态。继电保护装置主要是为了电力系统在发生故障时,继电保护装置 将会运用自身的工作原理,将损失降低到最小化,使电力系统设备不损坏或者损坏的程度降 低。那么我们就要求继电保护装置要具有一定的可靠性、灵敏性、及时性、速度型,还要有选 择性。它自身的工作责任及工作方法将决定主要的工作状态。之所以要具有及时性,就是要求 继电装置在电力系统运中出现故障时发出的信号进行感知,并及时地调整或者及时地将主要引 起事故的设备进行切断。及时地对系统进行提醒、规范、预防,以减少在运行中出现故障的可 能性,使电力系统处于正常运行状态。 2 电力变压器的故障种类 我们一般可以将变压器的部故障分为两大类:一类是油箱内故障;另一类是油箱外故障。 油箱内故障有很多的原因可以导致其发生,其中包括绕组的相间短路、匝间短路、接地短路及 经铁芯烧毁等原因。变压器油箱内如果发生故障的话,我们必须要引起高度重视,因为随时会 发生危险,主要因为当变压器内充满了变压器油的时候,如果发生故障,那么短路电流将会使 变压器油迅速地去分解气化,这个时候大量的可燃性气体(瓦斯)就会产生,那么油箱会爆炸 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 很容易引起油箱爆,导致人员的伤亡。对于油箱外的故障主要划分为套管和引出线上发生的相 间短路和接地短路。电力变压器如果发生故障和非正常的运行状态,那么主要是由于外部相间 短路、接地短路引起的相间过电流和零序过电流,负荷超过其额定容量引起的过负荷、油箱漏 油引起的油面降低,以及过电压、过励磁等原因造成的。 3 电力变压器继电保护配置原则 (1)针对变压器内部的各种短路及油面下降应装设瓦斯保护,其中轻瓦斯瞬时动作于信 号,重瓦斯瞬时动作于断开各侧断路器。(2)应装设反应变压器绕组和引出线的多相短路及 绕组匝间短路的纵联差动保护或电流速断保护作为主保护,瞬时动作于断开各侧断路器。 (3)对由外部相间短路引起的变压器过电流,根据变压器容量和运行情况的不同以及对变压 器灵敏度的要求不同, 可采用过电流保护、复合电压起动的过电流保护、负序电流和单相式 低电压起动的过电流保护或阻抗保护作为后备保护,带时限动作于跳闸。(4)对 110kV 及以 上中性点直接接地的电力网,应根据变压器中性点接地运行的具体情况和变压器的绝缘情况装 设零序电流保护和零序电压保护,带时限动作于跳闸。(5)为防御长时间的过负荷对设备的 损坏,应根据可能的过负荷情况装设过负荷保护,带时限动作于信号。(6)对变压器温度升 高和冷却系统的故障,应按变压器标准的规定,装设作用于信号或动作于跳闸的装置。 4 电力变压器继电保护装置配置分析 电力变压器继电保护装置种类很多,有主保护和后备保护之分,一般按照可靠性、灵敏 性、速动性和选择性四个基本原则配置变压器继电保护方式,再适当考虑经济性条件选择最优 的保护方式,下面分别对几种常见保护进行分析。 4.1 瓦斯保护 瓦斯保护是电力变压器继电保护中最常用的保护方式之一,瓦斯保护分为轻瓦斯保护和重 瓦斯保护两种,重瓦斯保护动作直接跳开断路器,轻瓦斯保护动作发出声光报警信号,提醒工 作人员。瓦斯保护应用于油浸式电力变压器,工作原理是通过检测油箱内气体数量的多少,决 定保护是否动作。当变压器内出现相见短路或接地等故障时,故障点电流和电弧会产生大量热 能,将部分变压器油蒸发分解成气体,气体冲击油枕来触发瓦斯保护动作。瓦斯保护灵敏度较 高,结构简单,成本较低,对于绕组短路且匝数较少的变压器来说,检测电量的保护很难动 作,过热的故障点产生大量气体,只有瓦斯保护才能正确动作,但其只能反应变压器内部故 障,无法在外部故障出现时及时隔离变压器,瓦斯保护采用机械结构,发生严重故障时动作时 间较长,难以短时间内跳开断路器。 4.2 过负荷保护 过负荷发生时大多三相对称,依旧可以运行一段时间,但不允许长时间过负荷运行,一般 使用单个电流继电器检测单相电流,经一定延时作用于信号,报警给工作人员。过负荷保护装 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 置的安装要根据不同的负荷情况和变压器用途来选择,对于双绕组升压式变压器应安装在发电 机侧,对于降压变压器应安装在高压侧,对于直接带负荷的三绕组升压变压器一二次侧均应安 装电流互感器,对于三绕组变压器如果三侧均有源,均应装设过负荷检测装置。 4.3 差动保护 电力系统中差动保护的使用越来越多,差动保护可以正确的区分出被保护元件是否发生故 障,判断自身保护区内是否存在故障,并能瞬时切除故障,使区外其他电气设备不受影响

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