电力变压器继电器保护研究

电力变压器继电器保护研究

 黄玉慧

霍林河坑口发电有限责任公司 内蒙古 通辽市029200

摘要：随着工业生产水平和人们生活水平的提高,整个社会的用电需求量显著增加,这就对电力系统提出了更高的要求。而变压器作为整个电力系统的重要组成部分,对保障电网系统稳定性发挥着重要作用,因此,加强电力变压器的继电保护功能,减少变压器所引发的安全事故,能够为用户创造一个安全稳定可靠的电力资源供应环境。

关键词：电力变压器；继电保护

继电保护是一整套设备, 从互感器二次回路、经继电保护装置到断路器跳闸线圈, 具体包括设计、整定、配置、调试几方面技术内容。由测量部分、逻辑部分及执行部分共同构成了继电保护, 逻辑信号经测量有关电气量, 再经适当处理后给出, 负责对保护装置是否该动作进行判断;使保护装置依据一定逻辑关系, 确定是否跳闸或发出信号使断路器, 这是逻辑部门的任务;执行部门则是将保护装置承担的任务全部完成。

1 继电保护概述

继电保护是确保电力变压器乃至整个电力系统正常稳定运行的重要措施。一旦电力系统出现异常情况或者供电出现故障,继电保护能够在其有效距离内以最短的时间向值班人员发出故障信号,以确保值班人员能够及时发现问题,消除故障[1]。同时,继电保护系统也可以根据故障的实际情况,自动切除某些故障设备,尽量减少故障的蔓延,控制故障的发生范围。

当发生故障时,继电保护装置能够快速灵敏的做出相应的反应动作,其动作具有一定的选择性,且动作的结果具有可靠性。其中,灵敏性一般用灵敏系数表示,灵敏系数的高低直接反映出继电保护对于故障的处理能力。可靠性是指继电保护装置不会发生拒动作。快速性是指继电保护装置能够快速做出反应动作,并将故障的负面影响降低到最小。选择性是当系统发生故障时,在最小的区域内切除故障以维持供电。继电保护装置的经济性主要表现在整个装置系统的前期投入、运行及维护成本等方面,以及因装置不完善引发的误动或者拒动行为对社会经济造成的影响等方面,需要全面综合的考虑[2]。

2 电力变压器常见的运行故障问题

2.1 内部短路

电力变压器内部短路一般表现为相间短路、绕组短路、中性点接地短路、单项接地短路,如果电力变压器出现内部短路,则通常表现为继电保护装置失灵或者继电保护装置异常运行。在这种情况下,一般很难对正在运行的电力变压器进行切除或者停止等控制性动作。更为严重的情况下会造成继电保护装置出现烧毁或者瘫痪。

2.2 外部短路

电力变压器的外部短路故障主要与电力变压器的外接线或者外接端子有关,当其受到污染或者异物堵塞时往往就会造成外部短路,进而造成电力变压器受到损害,同时也会威胁到继电保护装置的功能与安全性。需要特别注意的是,一旦电力变压器的高压侧出现外部短路,由于其电压过高则后果不堪设想。

2.3 继电保护引起的故障

当电力变压器正常运行时,继电保护装置能起到正常的保护作用。如果继电保护装置出现功能性障碍,则当电力变压器出现高温、放电等安全隐患时,继电保护装置不能及时有效的启动,甚至会加剧电力变压器的故障,造成重大损失[3]。

3做好电力变压器继电保护的方法

3.1瓦斯保护

瓦斯保护作为变压器的主保护，用于对变压器内部故障和不正常运行状态中的油面降低的防护，下面对油浸式变压器的瓦斯保护进行介绍，图1为瓦斯保护的原理接线图，根据故障的严重程度，产生的瓦斯气体量不同，油面降低产生的气体量比较少，瓦斯继电器KG上面的触点闭合产生轻瓦斯信号，不需要跳闸，当变压器内部短路故障产生时，发热严重产生大量的瓦斯气体，由信号继电器KS发出重瓦斯信号，同时发出跳闸命令跳变压器两侧断路器，切除故障，本接线图中采用了带保持线圈的中间继电器KCO，主要是为了防止故障时油速不稳定造成的不能可靠跳闸，KCO为电压起动，电流保持的中间继电器，电压线圈阻抗比较大，为了保证KS能够准确发出重瓦斯信号，所以需要将KCO起动线圈并联R2，提高KS的灵敏度。而XB的作用主要是气体继电器试验时或变压器刚投入运行时，将XB切换至R1处，使重瓦斯仅发信号不跳闸。

1瓦斯保护原理接线图

3.2过流保护

过流保护主要依据电路中流过检测元器件的电流量来判断电力系统的运行状态，在正常运行条件下，流过电路的电流总是在一个相对稳定的范围内波动，如果出现故障，电流将迅速发生改变。例如短路故障，它将造成电流的突然上涨，而过流保护装置检测到大电流后迅速动作，从而防止设备烧坏。在变压器中，过流保护通常与瓦斯保护配合使用，对变压器进行内外部的全方位保护。

3.3差动保护

变压器出现故障时，利用差动保护来进行保护。首先进行分析和判断故障之后，完成对变压器输入和输出端的电流分析，采用差动保护装置进行变压器运行的保护，外部故障可以表现为继电器两侧的电流差值变小，如果是内部故障，继电器的两侧电流数值和继电器的电流会引发触发差动保护。无论是哪一种差动保护动作都会引起出口跳闸，或电流保护和负荷保护，一般是在进行负荷电压启动的时候，运行过电流保护，使升压变压器按照不同的短路电流来进行划分，过电流保护主要用于对变压器进行降压。

3.4完善高压侧后备保护动作

想要完善高压侧后备保护动作，需要在两圈变压器主变高压后备增设门电路，使其逻辑更为合理，在实际保护工作中，低压侧断路器断开并且高压侧电流较大，可以结合设定时间跳高压侧断路器，与两圈变压器后备保护相同，在三圈变压器后备保护工作中，也需要增设门电路，从而加强逻辑性，在实际工作中，如果低压侧断路器断开，或中压侧断路器断开，同时高压侧电流较大，查处规定范围是，需要结合预定时间跳低、中、高三侧断路器。对于中压侧变压器后备保护逻辑改进以及低压侧变压器后备保护逻辑改进工作，需要增设门电路，这时，如果低压侧断路器断开，同时低压侧的电流较大，并且超出规定岗位，需要结合预定时间跳高压侧断路器。

结语

变电站作为电力事业发展的重要组成部分,继电保护作为变电站安全运行保障的重要基础,电力能源的安全稳定生产运行才能确保电力事业的可持续发展的有力支撑。所以在安全防护等方面,必须要采取有效措施发挥重要作用。作为电力系统中的重要设备，电力变压器影响了电网的稳定运行。出现故障时，应第一时间做好设备安全的防护，采用相对的措施对电力系统稳定性进行维护，进行继电保护策略的实施，针对电力变压器的各种故障进行有针对性的解除，这对保障供电可靠性具有重要意义。

参考文献

[1]侯苏育.发电厂继电保护干扰因素及防范对策分析[J].科技创新与应用,2019(30):110-111,113.

[2]李琳,何珊,吕文婷.智能变电站继电保护系统可靠性探究[J].科学技术创新,2019(27):194-195.

[3]黄华进.关于电气工程中的继电保护技术[J].大科技,2019(28):57-58.

[4]施林峰.变电站二次继电保护设计方法及问题[J].科技与创新,2019(2):82-83.

[5]武侠.关于电力变压器继电保护设计的思考[J].山东工业技术,2018:159.

[6]刘玥,管红梅.基于智能变电站的继电保护系统设计与应用[J].中国新通信,2018(13):224