110kV電力變壓器常見故障和繼電保護(hù)的探討

鄧敏+左育平

摘 要：變壓器是所有電力設(shè)備當(dāng)中的核心部分，企業(yè)需要利用電氣試驗(yàn)與繼電保護(hù)來保證變壓器的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。因此，本篇文章對(duì)電力變壓器常見的一些電氣試驗(yàn)與繼電保護(hù)方案進(jìn)行了一定深度的分析，其中包含一些具體的試驗(yàn)，并且對(duì)一些其中的問題進(jìn)行分析與解決，希望能夠給一些企業(yè)帶來一定的參考。

關(guān)鍵詞：電力變壓器；常見故障；繼電保護(hù)

前言

隨著科技的發(fā)展，我們國(guó)家人民在用電方面的需求是越來越高，因此保證整個(gè)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行就變得越來越重要。因?yàn)檎麄€(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行是極其繁雜的，在這整個(gè)的過程當(dāng)中要每時(shí)每刻保證變壓器的運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定。變壓器承載著輸配電的重要任務(wù)，同時(shí)這也是保證電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，本文針對(duì)變壓器的電氣試驗(yàn)與幾點(diǎn)保護(hù)的基本方案以及常見的一些故障進(jìn)行一定的闡述。

1 電力變壓器常見電氣試驗(yàn)

電力變壓器在使用當(dāng)中常常會(huì)出現(xiàn)一些不同程度的故障問題，針對(duì)類型不同的故障要進(jìn)行相應(yīng)的電氣試驗(yàn)，這樣才能檢測(cè)出設(shè)備的具體故障類型，從而才能有效的進(jìn)行維修。比較常見的電氣試驗(yàn)包括絕緣測(cè)量，耐壓性試驗(yàn)，變比試驗(yàn)以及瓦斯繼電器試驗(yàn)這四種，我系電器的故障，不能夠更好的維修的話就要加一個(gè)直流電阻試驗(yàn)。絕緣測(cè)量是一個(gè)基礎(chǔ)性的試驗(yàn)，利用變壓器一次與兩次對(duì)地進(jìn)行電阻測(cè)量，能夠?qū)收系姆秶M(jìn)行確定，同時(shí)也能夠有效的保證設(shè)備的絕緣強(qiáng)度，以防存在一些漏電與破損的現(xiàn)象。而電器存在相間電阻平衡的問題時(shí)，要選擇直流電阻試驗(yàn)來對(duì)它的穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試。繼電器瓦斯試驗(yàn)是非常復(fù)雜的，而在大型的變壓器故障的檢查與檢修當(dāng)中也是十分必要的，同時(shí)也要按照電力變壓器的運(yùn)行狀況對(duì)他進(jìn)行繼電器的保護(hù)。

2 變壓器繼電保護(hù)原理及原則

2.1 變壓器繼電保護(hù)基本原理

變壓器的接地保護(hù)通常是依靠繼電保護(hù)裝置來進(jìn)行的。它的基本原理是繼電保護(hù)裝置可以有效的對(duì)受保護(hù)區(qū)域之內(nèi)產(chǎn)生的故障產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)，從而去提示維修人員該設(shè)備的安全隱患之處。不能隨意的誤動(dòng)或者拒動(dòng)繼電保護(hù)裝置，這樣才能保證它在判斷故障時(shí)的準(zhǔn)確性。通常情況下，有故障的變壓器與沒有故障的變壓器在電氣量方面會(huì)有比較大的變化，這其中電流與電壓是主要的兩個(gè)表現(xiàn)。變壓器在正常運(yùn)行的時(shí)候電流是額定電流，在發(fā)生故障之后電流會(huì)瞬間增大，并且它也會(huì)遠(yuǎn)大于額定電流，這樣就極易形成系統(tǒng)當(dāng)中的零件燒毀現(xiàn)象。同時(shí)電壓也會(huì)相應(yīng)降低，越接近短路點(diǎn)的話電壓下降的幅度就會(huì)越大。對(duì)于正常運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)生故障的系統(tǒng)在阻抗上會(huì)有一定的變化，即電壓與電流的比值會(huì)減小，這樣就不能對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)行狀態(tài)及位置，也就不會(huì)造成整個(gè)電力系統(tǒng)停止工作。

2.2 變壓器繼電保護(hù)的原則

繼電保護(hù)裝置所發(fā)揮的保護(hù)能力要具有足夠的可靠能力，選擇性，靈敏性以及速動(dòng)性這四個(gè)特性。首先，在可靠能力方面，它是繼電保護(hù)基礎(chǔ)的要求，在執(zhí)行機(jī)電保護(hù)當(dāng)中要對(duì)故障正確判斷，同時(shí)要給出相應(yīng)的預(yù)警信號(hào)。繼電保護(hù)裝置也要保證設(shè)備運(yùn)行的性能，不能夠進(jìn)行誤動(dòng)或者拒動(dòng)。不相信發(fā)生短路故障之后，也需要繼電保護(hù)裝置能夠有相應(yīng)的選擇性，它指的是在發(fā)生故障之后僅僅針對(duì)保護(hù)區(qū)域之內(nèi)的出口動(dòng)作，這樣能夠讓維修人員更快的判斷出故障發(fā)生的位置，從而達(dá)到減少資源浪費(fèi)的目標(biāo)，這樣才能夠不對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的工作性能造成影響。通常故障都是在瞬間發(fā)生的，所以才對(duì)故障進(jìn)行判斷的時(shí)候也要有靈敏和快速的特點(diǎn)，從性能上，繼電保護(hù)裝置要有這很強(qiáng)的靈敏性，這樣在設(shè)備發(fā)生故障的時(shí)候能夠進(jìn)行預(yù)警報(bào)告，與此同時(shí)，將故障的產(chǎn)生范圍縮小到一定程度。并且繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作也要迅速，要在最短的時(shí)間內(nèi)做出正確的判斷，這樣維修人員能夠及時(shí)的找到變壓器故障的位置，減少損失。

2.3 電力變壓器繼電保護(hù)方案設(shè)計(jì)

企業(yè)要按照變壓器的原理運(yùn)行當(dāng)中需要的技術(shù)手段入手，將保證變壓器的正常工作作為大前提，從而給出相應(yīng)的處理方案。繼電保護(hù)裝置的主要工作就是對(duì)發(fā)生障礙的地方進(jìn)行預(yù)警與剔除，并且在信號(hào)的傳達(dá)過程中要保證高準(zhǔn)確度，依照我們國(guó)家目前對(duì)變壓器運(yùn)行的有關(guān)規(guī)定，我們給出了相應(yīng)的保護(hù)方案設(shè)計(jì)。第一種是瓦斯保護(hù)方案。瓦斯保護(hù)在變壓器運(yùn)行中是非常常見的，它是一種電力變壓器之內(nèi)的裝置，通常是以氣體變壓器為主。瓦斯保護(hù)主要是對(duì)電力變壓器油箱當(dāng)中的氣體能夠快速排出進(jìn)行保證，以防油箱的溫度驟然上升，同時(shí)也能夠保證了絕緣油的性能，以防存在一些漏電與短路的安全隱患。在正常的運(yùn)行過程當(dāng)中，電信的信號(hào)是由油箱上觸點(diǎn)連通之間的變壓器發(fā)出，系統(tǒng)發(fā)生故障的時(shí)候，警報(bào)信號(hào)是由油箱下觸點(diǎn)連通信號(hào)的回路發(fā)出的，同時(shí)會(huì)相應(yīng)的產(chǎn)生跳閘進(jìn)行應(yīng)急處理，這個(gè)時(shí)候能夠保證故障的預(yù)警正確，同時(shí)也能夠有效的縮小故障發(fā)生的范圍，這樣能夠大大提升故障排除與維修的效率。第二種是變壓器差動(dòng)保護(hù)。差動(dòng)保護(hù)的實(shí)質(zhì)是運(yùn)用變壓器的高壓與低壓端電流和相位的差異，依照變壓器的運(yùn)行原理，把兩側(cè)不同的電流互感器相連從而形成一個(gè)環(huán)流。利用對(duì)電流的變化判斷，從而判斷出是否存在故障的問題，這一方式也被叫做相位補(bǔ)償法，將變壓器星形側(cè)與三角形側(cè)的電流互感器分別連接成三角形與星形。在正常的運(yùn)行狀況之下，相應(yīng)的電流差值接近于零或等于零，這個(gè)時(shí)候差動(dòng)保護(hù)就不會(huì)工作。故障發(fā)生的時(shí)候，繼電器兩側(cè)的電流差值會(huì)在一個(gè)比較短的時(shí)間內(nèi)加大，這個(gè)時(shí)候上述提到的電流值就是兩側(cè)互感電流形成的電流之和，遠(yuǎn)大于故障點(diǎn)的短路電流，這樣就會(huì)形成系統(tǒng)短路的問題，繼電保護(hù)裝置就是為了當(dāng)系統(tǒng)當(dāng)中出現(xiàn)短路時(shí)能夠產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作來減小短路產(chǎn)生的影響。繼電保護(hù)裝置會(huì)發(fā)出差動(dòng)信號(hào)，讓維修人員能夠清楚的了解到故障發(fā)生的位置。差動(dòng)保護(hù)的原理非常簡(jiǎn)單清晰，并且能夠很好的保證靈敏度、選擇性強(qiáng)的等優(yōu)點(diǎn)，因此，作為電氣主設(shè)備的主要保護(hù)方式是有著非常明顯的優(yōu)勢(shì)的。第三種是過電流保護(hù)與負(fù)荷保護(hù)，這種方案適用于以上兩種方案的備用方案。過電流保護(hù)通常按照不同的短路電流大小劃分為幾種。它主要用在降壓變壓器當(dāng)中。復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)往往使用在升壓變壓器當(dāng)中，能夠?qū)浹a(bǔ)它的靈敏度較差的特性。負(fù)荷保護(hù)通常使用在系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器的大容量升壓變壓器當(dāng)中。對(duì)應(yīng)的變壓器負(fù)荷保護(hù)通常是用來對(duì)故障進(jìn)行預(yù)防，變壓器長(zhǎng)期處在一個(gè)高負(fù)荷的狀態(tài)之下，這會(huì)讓他的電流增加，負(fù)荷保護(hù)就是運(yùn)用負(fù)荷降低的方式來對(duì)過電流進(jìn)行控制。這一裝置往往是使用一個(gè)電流繼電器與一個(gè)單相線路相連從而形成一個(gè)一對(duì)一的接線方式，通常在產(chǎn)生信號(hào)或跳閘的時(shí)候有一定延時(shí)性。

結(jié)束語(yǔ)

在我們國(guó)家電網(wǎng)的迅速發(fā)展有著非常強(qiáng)大的意義，變壓器又是電網(wǎng)運(yùn)行當(dāng)中最核心的部分，因此它的運(yùn)行穩(wěn)定程度就直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效果。繼電器實(shí)驗(yàn)與繼電保護(hù)是保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基本方式，需要整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)正確的使用及電保護(hù)方案，這樣才能夠有效的減小設(shè)備發(fā)生故障的幾率，同時(shí)也能夠在發(fā)生故障時(shí)及時(shí)的進(jìn)行處理。并且在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中也要具體的運(yùn)行情況進(jìn)行分析。

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