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电力变压器设计技术问题的探讨

时间:2017-11-10 8:02:53 点击:50

  随着我国电力事业在不断的向前发展,超高压输电线路变得更加普遍,在一定程度上扩大了大容量超高压的大型电力变压器的应用,所以变压器运行的好坏直接体现了整个电网的可靠程度。因此我们必须要懂得电力变压器的内部构造,只有这样才能制造出设置性能良好的机器。

  电力变压器的故障通常可以分为油箱内部故障和油箱外部故障两种。油箱内部故障主要是指发生在变压器油箱内包括高压侧或低压侧绕组的相间短路、匝间短路、中性点直接接地系统侧绕组的单相接地短路以及铁芯的绕损等。变压器内部故障非常危险,因为故障时产生的电弧,不仅会损坏绕组的绝缘、烧坏铁芯,而且由于绝缘材料和变压器油因受热分解而产生大量的气体。油箱外部故障最常见的主要是变压器绕组引出线和绝缘套管上发生的相间短路和接地短路。

  1、变电器配置原则

  在电力系统运行中,电力系统不可避免的会发生故障或异常情况,继电保护装置应自动将故障设备从系统中切除,这就要求必须在最短时间和最小区域内进行。除此之外还可以发出信号,让我们的工作人员解决问题的产生原因。为了减轻或避免设备的损坏,也为了减小相邻地区供电所产生的影响。常用工作变压器和并列运行的变压器,以及灵敏性不高的变压器, 他们都不能满足要求。这样的话就要让变压器装设差动保护装置。如果变压器油箱内部出现故障,是在在电流和电弧之间的相互作用之间,那么变压器油及其它绝缘材料就会分解产生气体, 原因是因为局部受热引起的。它们会从油箱向油枕的上部流。如果出现严重故障时,油会迅速膨胀涌动还会伴随着产生大量的气体,这个时候就会有剧烈的气体产生。对由外部相间短路引起的变压器过电流,我们可以根据变压器容量,运行情况的不同,对变压器灵敏度的要求不同,可以通过各种后备保护,以此来带时限动作于跳闸。

  2、变压器的继电保护设计

  2.1差动保护设计

  两侧的电流互感器二次侧按正常时的“环流接线”,当电路变压器正常运行时候,差动继电器中中的电流很小很小,接近没有电流。会使得差动继电器和保护同时不发生任何的动作。还有一种情况下差动保护也不会有动作电流,那就是当变压器处于最大符合并且电流互感器二次回路端线时。现如今,高性能计算机芯片在不断发展,在变压器1套保护装置中的一些设备都已得到开发,而且已经得到广泛性的应用。

  2.2瓦斯保护设计

  如果变压器内部发生很多的故障。这些故障的产生就要求我们更加重视瓦斯保护措施的实施。在故障发生时,比如漏油现象,铁心局部被损坏,线圈出现断线和油面出现下降等问题,这些情况下就会导致所有的保护都无法动作,就只存在瓦斯保护。气体继电器是瓦斯保护重要部分,位置存在在变压器油箱与油枕之间的连接导油管中。瓦斯保护有两种:一种是轻瓦斯保护动作于信号,工作人员为了正确的判断故障性质,问题的关键,可以通过气体的数量、颜色、化学成分和可燃性等来判断,运行人员必须要进行迅速处理,对于发现的故障,要能及时进行处理;另一种是重瓦斯保护动作于断路器跳闸,对于气体发生的速度进行监视,对于气体的各种特征及成分分析,通过这样可以间接地推测故障发生原因、部位和严重程度,在变压器出现突然性严重故障,它就会自动报警或者切断电源。

  3、过电流保护设计

  3.1低压变压器过电流保护设计

  三相式三卷变压器变压器低压侧会用的方式, 但是对于高,中压变压器不起作用,它不能满足相邻元件后备保护的要求,这时就可以在其高、中压侧均装设保护设备,以此来达到保护电流的目的。实施的保护设备分别是复合电压闭锁过流保护及零序方向过电流保护与间隙保护这三种保护。而对于低压变压器来说,装设复合电压闭锁过流保护是非常有必要的。我们来讲一下复合电压闭锁过流保护装置的的内部构造原件。首先要了解电流元件的规格大小,规格的要求就是要让变压器的额定电流整定尽量的大一些。同时, 还应安装一套低电压锁闭元件,目的就是为了反映不对称短路残压,来更好,更明显的发现问题是关键。对于电压元件的动作电压应该小于运行中可能出现的最低工作电压,举个例子来说,如大容量电动机启动引起的电压降低等, U=UO/K1×K2是它计算公式,UO为校验点故障时,电压继电器装设母线上的最大残压;可靠系数是K1,返回系数是K2。不管是哪个系数,都会有一定的取值范围。通过这些方式来保护设备。

  3.2高压变压器的保护设计

  配置过电流保护装置可以有效的控制变压器高压侧的过电流保护对低压侧母线规定的灵敏系数。电流保护设备配置的位置就在变压器低压侧断路器与高压侧短路器上。这个装置保护的主要对象就是低压侧母线的主保护和它的后备保护。注意,如果短路是非金属性的,它的阻抗保护的灵敏度经过弧光短路时会变得没那么灵敏,这就会导致时间的延长。所以,最好设置一个反时限过流保护,位置是在高压一侧,目的是为了保护变压器热稳定的,热稳定的大小就是要整定值决定的。同时, 就是掌控动作电流的不平衡电流在低压侧另安装保护或在低压侧中性线上装设零序电流保护,就是为了跳高压侧短路器。

  3.3负序过电流保护设计

  当相间后备保护按远后备原则配置时,要注意一定的原则,就是做到应该躲过安装处的负序电流,还要注意电流保护的后备段在灵敏度上之间的相互作用,只有这样才可以防止负序过电流保护非选择性动作。在设计变压器的过程中,首先要测量的就是离散值,它包括反时限、定时限和负序过过负荷报警回路动作电流。工作人员对于反时限、定时限和负序过负荷报警回路的动作电流范围必须要加强重视。才能设计出更合理的设备装置。

  4、结束语

  通过整篇文章的阐述,我们了解到在电力系统运行中,变压器继电保护装置有其自身的要求特点。即必须具备灵敏性和快速性。这样做到这些要求,才能准确反映机器产生的故障原因,才能在最短时间内把故障问题解决。一切工作都要做好预防,只有这样才能更好的提高系统运行的可靠性。才能安全的向用户连续供电。

作者:编辑部 来源:中国变压器网
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