针对不同的变压器故障或不正常运行状态,我们应该设置什么样的继电保护类型呢?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-05
安装35KV变压器为什么要继电保护

继电保护基本任务是:当电力系统发生故障或异常工况时,在可能实现的最短时间和最小区域内,自动将故障设备从系统中切除,或发出信号由值班人员消除异常工况根源,以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。
(1) 自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除,使故障元件免于继续遭到破坏,保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。
  (2) 反应电气元件的不正常运行状态,并根据运行维护的条件(如有无经常值班人员)而动作于信号,以便值班员及时处理,或由装置自动进行调整,或将那些继续运行就会引起损坏或发展成为事故的电气设备予以切除。此时一般不要求保护迅速动作,而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时,以免暂短地运行波动造成不必要的动作和干扰而引起的误动。
  (3) 继电保护装置还可以与电力系统中的其他自动化装置配合,在条件允许时,采取预定措施,缩短事故停电时间,尽快恢复供电,从而提高电力系统运行的可靠性。
变压器一般装设的保护及其保护作用如下:
⑴气体保护。保护变压器油箱内的各种故障及油面的降低。其中轻瓦斯保护动作信号,重瓦斯保护动作于跳开变压器各电源侧的断路器。(油浸式变压器)
⑵纵差动保护或电流速断保护。对变压器绕组、套管及引出线上的故障,应根据容量的不同,装设纵差保护或电流速断保护。
⑶外部相间短路时,应采用如下保护:
一过电流保护一般用于降低变压器(小型)。
二复合电压启动的过流保护一般用于升压变压器及过电流保护灵敏性不满足要求的降压变压器上(用于中型)。
三负序电流及单项式低电压启动的过电流保护,一般用于大容量升压变压器和联络变压器。
四外部接地短路时,应采用以下保护:对中性点直接接地电力网,由外部接地短路引起过电流时,如变压器中性点接地运行,应装设零序电流保护。
五过负荷保护。对400KVA以上的变压器,当数台并列运行,或单独运行并作为其他负荷的备用电源时,应根据可能过负荷的情况,装设过负荷保护。

变压器故障可以分为油箱外和油箱内两种故障,油箱外得故障主要是套管和引出线上发生相间短路和接地短路。油箱内的故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的烧损等。

变压器的不正常运行状态主要有变压器外部短路引起的过电流、负荷长时间超过额定容量引起的过负荷、风扇故障或漏油等原因引起的冷却能力下降等。此外,对于中性点不接地运行的星形接线变压器,外部接地短路时有可能造成变压器中性点过电压,威胁变压的绝缘;大容量变压器在过电压或低频率等异常工况下会使变压器过励磁,引起铁芯和其他金属构件的过热。

油箱外故障与线路的故障基本相同,都包括单相接地故障、两相接地故障、两相不接地故障和三相故障几种形式,故障时也都会出现电压降低、电流增大等现象。油箱内故障要比线路故障复杂,除了包括相间故障和接地故障外,还包括匝间故障、铁芯故障等,电气量变化的特点也较为复杂。

变压器(Transformer)是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有:电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。按用途可以分为:电力变压器和特殊变压器(电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等)。电路符号常用T当作编号的开头.例: T01, T201等。

工作原理:
变压器是利用电磁感应原理制成的静止用电器。当变压器的原线圈接在交流电源上时,铁心中便产生交变磁通,交变磁通用φ表示。原、副线圈中的φ是相同的,φ也是简谐函数,表为φ=φmsinωt。由法拉第电磁感应定律可知,原、副线圈中的感应电动势为e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2为原、副线圈的匝数。由图可知U1=-e1,U2=e2(原线圈物理量用下角标1表示,副线圈物理量用下角标2表示),其复有效值为U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ,令k=N1/N2,称变压器的变比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k,即变压器原、副线圈电压有效值之比,等于其匝数比而且原、副线圈电压的位相差为π。
进而得出:
U1/U2=N1/N2
在空载电流可以忽略的情况下,有I1/ I2=-N2/N1,即原、副线圈电流有效值大小与其匝数成反比,且相位差π。
进而可得
I1/ I2=N2/N1
理想变压器原、副线圈的功率相等P1=P2。说明理想变压器本身无功率损耗。实际变压器总存在损耗,其效率为η=P2/P1。电力变压器的效率很高,可达90%以上。

变压器维修专家通意达提醒您,针对当下电力企业的发展,变压器继电保护方案主要从以下方面入手,分别为瓦斯保护、差动保护和过电流保护。企业应从变压器的原理,运行中所需的技术支持入手,以保持变压器正常的工作状态为前提,进行设计、维持和继电保护处理。
 1.瓦斯保护。该保护在变压器运行中较为常见,是一种电力变压器内部的装置,以气体变压器为主。瓦斯保护的目的是保证电力变压器油箱内部的气体可以及时排出,防止油箱温度突然上升,并且确保了绝缘油的基本性能,防止出现漏电和短路等安全隐患。针对不同的变压器故障,瓦斯保护的原理不同。在正常运行状态下,变压器信号由油箱的上触点连通中间变压器发出,当系统存在故障时,则警报信号由油箱的下触点连通信号回路发出,并辅以跳闸应急处理,此时可以确保故障的正确预警,并且降低了故障的可能范围,提高了故障排除和维修的效率。
2.变压器的差动保护。差动保护实际上是利用了变压器高压端和低压端电流和相位的不同,根据变压器的运行原理,将两侧的不同电流互感器进行连接,形成环流。通过判断电流变化来判断是否存在故障,此方法也被称为相位补偿,分别将变压器星形侧和三角形侧的电流互感器连接成三角形和星型。正常状态下,星型互感器和三角形、星形之间的电流差值为零或者接近于零,此时差动保护无动作,而在出现故障时,继电器的两侧电流差值会增大,并且是快速增大,此时的电流值为继电保护装置的两侧互感电流所形成的二次电流之和,远大于故障点的短路电路,从而造成系统短路,安装继电保护装置的主要目的就是在系统某处出现故障时做出相应的动作,缩小短路带来的影响。由继电保护装置发出相应的差动信号,预示存在故障,并协助解决故障。差动保护原理清晰,能够保持灵敏度高、选择性好、实现简单等特点,在发电机、电动机以及母线等设备上均能得到广泛应用,作为电器主设备的主保护,优势比较明显。
3.电力变压器的过电流保护和负荷保护。电力变压器过电流保护常用于上述所述两种方案的备用保护方案。过电流保护分为几种,主要是按照不同的短路电流来划分。其中过电流保护主要用于降压变压器。复合电压启动的过电流保护则应用于升压变压器,对其灵敏度不足具有弥补作用。负序电流和单相式低电压启动的过电流保护,则多应用于系统联络变压器和63MV-A及以上大容量升压变压器。与之相对应的变压器负荷保护主要应用于故障预防,变压器长期处于大负荷状态下,会导致其电流增大,负荷保护就是通过降低负荷来控制过电流。该装置通常指采用一只电流继电器与某个单相线路相连的一对一的接线方式,一般在经过一定延时后动作于信号,或延时跳闸。

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