探析继电保护技术在变压器故障解决中的应用论文_刘焕聚1,孙庆森2,邹浩2

(1.国网山东省电力公司电力科学研究院 山东省济南市 271200;

2.国网山东省电力公司泰安供电公司 山东省泰安市 271000)

摘要:变压器在电力系统中的地位作用是不言而喻的。在电力系统发生敌障,如果保护装置不能快速启动。变压器则会发生严重损坏.甚互发生烧毁现象。变压嚣发生故障的原因很多。类型也有很多种,针对这些故障必须要有较为全面的保护举措.继电器保护技术就是其中之一。

关键词:继电保护;变压器;故障解决

一、电力变压器继电保护装置的基本含义

电力变压器继电保护装置的主要作用是确保电力系统稳定运行,给予用户提供可靠和安全的供电服务,其中电力变压器继电保护的主要功能有以下几点。①一旦电力变压器系统产生动作信号或者故障信息就能够快速做出回应,确保继电保护功能和设计能力能够充分发挥出来。②若是变压器产生异常问题或者故障问题时,能够迅速命令继电保护动作将电力变压器切点,并隔离线路异常问题和故障问题,减少故障事故带来的影响。③电力变压器继电保护能够减少异常问题或者故障问题带来的经济损失,确保电网和电力变压器运行的经济性和稳定性。电力变压器继电保护装置主要具有四种性能,即灵敏、快速、可靠以及选择等多种性质。其中灵敏性是指继电保护对于设备设定的动作故障和相关异常情况能够及时可靠的完成中断动作。而继电保护装置的快速性则是指设备在发生故障时能够以最快的速度促使断路器跳闸,从而断开故障,终止异常状态。

二、电力变压器保护配置

2.1差动保护配置

差动保护配置的主要元件有:谐波制动元件、异常判定元件和其他元件等等。差动保护可以区分为:①对差动元件来讲,其作用就是在电力变压器故障时,自动将各侧开关断开;②对谐波元件来说,其作用就是当变压器空投时,可以很好的预防励磁电流的影响,防止误动;③对于启动元件来讲,其作用就是当差流越限和突变时,如果超过标准电流,则差动保护装置自动启动,发生动作;④对于TA判别元件来说,其作用主要是判断回路情况,当发生情况不正常时发出警报,其闭锁保护是否需要启动可以通过控制元件来决定。差动保护利用的主要是波形识别原理,该原理与谐波制动原理比较是有区别的,特别在二次谐波方面,变压器空载时,可以将故障电流和励磁电流有效区分。空载造成的内部故障,差动保护在短时间内就会启动。

2.2瓦斯保护配置

瓦斯保护是以气体反应状态进行的继电保护,多应用于大中型的油浸式变压器继电保护中,包括重瓦斯保护和轻瓦斯保护两种。前者在二次回路故障或者油面骤然急剧下降状态自动跳闸保护装置,后者则在发现故障瞬间发出警报。瓦斯保护具有高灵敏度、低成本的优点,不过该保护装置只能用于变压器内部的故障保护反应,不能对外部故障做出保护反应。

2.3后备保护装置

该装置一般由主变差动和侧母线连接元件组成,一般设置成相间阻抗和复合电压过流保护,此外,还有接地故障过流保护的装置。不管变压器发生何种故障,一般均会有电压的大幅降低和电流的急剧增加。当低(中)压侧发生故障时,受主变抗阻的影响,必然会给高压侧电压造成一定的影响,从而给高压侧复合电压闭锁启动造成影响。因此,一旦变压器发生了问题和故障,后备保护就会即时开启,确保变压器故障范围不再扩大。

三、电力变压器一般故障分析

变压器在正常运行时如果发生内外的故障.其非电量和差动保护为主的内部保护装置和外部后备保护装置都可以进行正确的工作。但断路器与低(中)压侧流变之间故障时则存在动作的育区。也称之为主变区盲区故障。产生这些故障的主要原因是:变压器正常工作.主变区发生短路故障时.如果故障在差动保护范围外。则保护系统没法启动.主变后备保护感知侧母绒电压下降和保护电流的增大。低(中)压侧后备保护正确动作而跳开侧断路器。而问题故障仍然存在.但在变压器的高压侧.主变阻抗较大.侧电压变化则不是十分凸显.虽然电流发生急剧变化,但电压闭锁不能开放。电流过流不能得到保护.该故障得不到及时排除。变压器最终会损毁。

四、继电保护技术在变压器盲区故障解决中的有效运用

此处所指的盲区故障主要指主变区盲区故障.从盲区的产生可以看出,故障的原因是,主变阻抗较大,造成高压侧复合序电压动作的不稳定,针对性处置的举措就是对其进行逻辑完善,利用这个特征,可以考虑对序电压的闭锁功能进行开放。

4.1基于高压侧后备保护的逻辑改进

如图1和图2所示,分别是两圈和三圈变压器主变高压后备保护逻辑图,图1的逻辑为:增加一与门电路,在高压侧电流大于规定值和低压侧断路器断开两个条件同时满足时.按照逻辑规定,在一定时间内跳高压侧断路器。图2的逻辑为:设置一与或门电路.当中压或低压侧断路器断开,同时高压侧电流比规定值大时.按照逻辑规定,在一定时间内跳高、中、低压三侧断路器。原理如下:低(中)压倒断路器和流变产生故障时,主变低(中)的后备保护敏感性很强,可以很好的感受到低f中)压侧的电压下降.所以必须在主变高压侧后备保护中增加逻辑“或”的f-I电路.让其后备保护闭锁条件由低压、中压、高压侧复合电压经“或”的逻辑输出,从而很好的解决其电压产生过流保护时。产生不了动作的问题。中(低)后备保护复合电压可只取本侧压变电压。

4.2基于低(中)压侧后备保护的逻辑改进

两圈变压器的主要逻辑为:设置一与门电路。当低压侧电流比规定值大和低压侧断路器断开两个条件同时满足时.按照逻辑规定,一定时间内跳高压侧断路器。对于三圈变压器来说,其主要逻辑为:设置有一与门电路,当低(中)压侧电流比规定值大,且低(中)压侧断路器断开,按逻辑动作,在规定时间内,跳低(中)、高压侧断路器。以上举措就是利用侧断路器位置和侧电流大小实施电流互感器和断路器之间有效故障判别.有效防止短路故障造成主变损毁。

结语

随着中国特色社会主义市场经济的不断深入推进,电力企业得到了前所未有的发展,电力保障和支撑作用越来越重要,随着电力自动化程度的越来越高,电网规模的不断扩大,对电网的稳定性要求越来越高,变压器是关键设备,起着关键作用,所以在原变电系统中,除了原继电保护设备,还需增设外部和后备保护装置,增设辅助判断依据,增加内部逻辑的判断,确保不管发生何种故障,均能有效消除变压器故障,确保电力系统的安全性和可持续发展。

参考文献

[1]缪玉生,肖虎.继电保护技术在变压器故障解决中的应用[J].科技创新与应用,2014.

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[3]陈新,吕飞鹏,蒋科,等.基于多代理技术的智能电网继电保护在线整定系统[J].电力系统保护与控制,2010.

论文作者:刘焕聚1,孙庆森2,邹浩2

论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期

论文发表时间:2017/7/19

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