电力变压器继电保护范例6篇

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电力变压器继电保护范文1

关键词 电力变压器继电保护

中图分类号:TM41文献标识码: A

前言

在电力系统的运行中,继电保护装置处于非常重要的地位,这就要求相关的企业和工作人员要加强对其工艺和技术的设计,保证其在电力系统运行中的作用。

一. 电力变压器不正常状态

变压器的不正常运行状态主要有:变压器外部相问短路引起的过电流和外部接地短路引起的过电流和中性点过电压;负荷超过额定容量引起的过负荷;油箱漏油引起的油面降低或冷却系统故障引起的温度升高。此外,对大容量变压器,由于其额定工作时的磁通密度接近于铁芯的饱和磁通密度,在过电压或低频率等异常运行方式下,还会发生变压器的过励磁故障。这些不正常的运行状态会使绕组、铁芯和其他金属构件过热,威胁变压器绝缘。

二. 电力变压器继电保护装置配置原则

在电力系统运行中,当电力系统发生故障或异常工况时,继电保护装置应实现在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。其配置原则如下:

(一).对由外部相间短路引起的变压器过电流,根据变压器容量和运行情况的不同以及对变压器灵敏度的要求不同,可采用过电流保护、复合电压起动的过电流保护、负序电流和单相式低电压起动的过电流保护或阻抗保护作为后备保护、带时限动作于跳闸。

(二).当在变压器油箱内部发生故障(包括轻微的匝间短路和绝缘破坏引起的经电弧电阻的接地短路)时,由于故障点电流和电弧的作用,将使变压器油及其它绝缘材料因局部受热而分解产生气体,它们将从油箱流向油枕的上部。当故障严重时,油会迅速膨胀并产生大量的气体,此时将有剧烈的气体夹杂着油流冲向油枕的上部。因此,变压器应安装瓦斯保护装置。

(三).对于6.3MV・A 及以上的常用工作变压器和并列运行的变压器,10MV・A 及以上厂备用变压器和单独运行的变压器,以及2MV・A 及以上用电流速断保护灵敏性不满足要求的变压器,应装设差动保护装置。对高压侧电压为330kV 及以上的变压器,可装设双重差动保护装置。

三 电力变压器继电保护装置设计方案

(一) 瓦斯保护

为反应变压器油箱内部各种短路故障和油面降低, 对于0.8MVA及以上的油浸式变压器均应装设瓦斯保护。瓦斯保护是变压器的主要保护, 它可以反映油箱内的一切故障。包括:油箱内的多相短路、绕组匝间短路、绕组与铁芯或与外壳间的短路、铁芯故障、油面下降或漏油、分接开关接触不良或导线焊接不良等。瓦斯保护动作迅速、灵敏可靠而且结构简单,但是它不能反映油箱外部电路(如引出在线)的故障,另外,瓦斯保护也易在一些外界因素的干扰下误动作, 所以不能作为保护变压器内部故障的唯一保护装置。

(二) 差动保护设计

变压器差动保护动作电流设计原则是将变压器两侧的电流互感器二次侧按正常时的“环流接线”,当变压器正常运行时,差动继电器中的电流等于两侧电流互感器(CT)的二次电流之差,它近于0,差动继电器不动作,保护也不会动作。即在电流互感器二次回路端线且变压器处于最大符合时,差动保护不应动作。由于高性能计算机芯片的出现,在变压器1 套保护装置中包含主保护、各侧全部后备保护的2 套主变压器微机型保护装置已开发,并得到广泛应用。因此,为反应电力变压器引出线、套管及内部短路故障,对高压侧电压为330kV 及以上的变压器,可装设双重差动保护,达到反应变压器绕组和引出线的多相短路及绕组匝间短路的纵联差动保护或电流速断保护作为主保护,瞬时动作于断开各侧断路器的目的。双重差动保护装置中,CT 的二次绕组分配可以按下列方法进行设计:将第1 套保护电流回路接原差动保护CT 二次绕组,即接独立CT,旁代时需切换;第2 套保护接原后备保护CT 二次绕组,即接主变套管CT,旁代时不需切换。虽然旁代时第2 套保护对降压变压器的高、中压侧来说,其保护范围不包括独立CT 到变压器套管的引线,缩短了差动保护范围,但可以保障旁代时2 套保护都在运行。这样当变压器正常运行或外部故障时,差动继电器中的电流等于两侧电流互感器的二次电流之差接近于0(实际为由多种原因引起的不平衡电流,由于不平衡电流小)差动保护不动作,保护也不会动作。当变压器内部(包括变压器与电流互感器之间的引线)任何一点故障时,差动继电器中的电流等于两侧电流互感器的二次电流之和为故障点短路电流,大于继电器动作电流,继电器动作,跳变压器各侧断路器切除故障,同时发动作信号,起到保护作用。

(三)过电流保护设计

图一过电流保护示意图

如图一所示,为反应变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流,以及在变压器内部故障时,作为差动保护和瓦斯保护的后备保护,变压器应装设过电流保护。过电流保护通常是指变压器启动电流按躲开最大负荷电流来整定的一种保护装置。它主要在其各侧母线故障时起作用,特别是中、低压侧母线的故障。主要分为以下3 种情况:

1.低压变压器过电流保护设计

变压器低压侧一般采用三相式三卷变压器,高、中压侧的阻抗保护很可能对压侧短路起不到保护作用,不能满足作为相邻元件后备保护的要求,这时可以同时在其高、中压侧均装设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,低压侧装设复合电压闭锁过流保护。复合电压闭锁过流保护装置的电流元件应按大于变压器的额定电流整定,即

I=K1/K2×I0(1)

K1 为可靠系数,取1.2-1.3 ;K2 为返回系数,取0.85 ;I0 为变压器的额定电流。同时,为了正确反映各侧的不对称短路残压,此装置还应安装一套低电压锁闭元件。电压元件的动作电压应低于运行中可能出现的最低工作电压,如大容量电动机启动引起的电压降低等,其计算如下:

U=U0/K1×K2(2)

U0 为校验点故障时,电压继电器装设母线上的最大残压;K1 为可靠系数,取1.2-1.25 ;K2 为返回系数,取1.15-1.2。

2.高压变压器的保护设计

如果变压器高压侧的过电流保护对低压侧母线有规定的灵敏系数时,则在变压器低压侧断路器与高压侧短路器上可配置过电流保护装置,当低压侧母差保护校验停运或故障拒动及开关与TA间故障时,此装置成为低压侧母线的主保护及后备保护。但是,如果短路为非金属性的,经弧光短路时,阻抗保护可能灵敏度不足或整定延时长于2.0s。因此,最好在高压侧设一个保护变压器热稳定的反时限过流保护,其整定值应由变压器的热稳定要求决定。

3.对于负序过电流的保护设计

在负序保护作为信号发射使用的时候,因为断路在合闸的时候三相并非同时,在整个电力系统的起动过程中大电流以及过流过程引起电流互感器的不平衡以及相邻近设备发生相间短路故障时都会引起较大的负序电流,可用延时来躲过。因此,动作时间应大于相邻设备的速断保护动作时间与断路器的分闸时间之和。当负序保护作为相间短路保护的后备保护时,即投跳闸时,动作时间应大于相邻设备及本设备的相间后备保护的动作时间。

结束语

综上所述,做好电力运行中变电器继电保护装置的设计,保证电力系统安全正常高效的运行。促进我国电力事业的发展。

参考文献

[1]裴斌,吕勇. 探讨电力变压器的继电保护设计[J].城市建设理论研究,2014, (15).

电力变压器继电保护范文2

关键词:电力变压器继电保护电流保护气体保护差动保护

中图分类号:TM411 文献标识码: A 文章编号:

1 引言

电力变压器是供配电系统中最重要的电气设备,它的故障将对供配电系统的正常运行造成严重的影响,同时大容量的变压器也是十分贵重的器件,因此对电力变压器的下列故障及异常运行方式,应装设相应的保护装置:绕组及其引出线的相同短路和中性点直接接地侧的单相接地短路;绕组的匝间短路;外部相间短路引起的过电流;中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压;过负荷;油面降低;变压器温度升高或油箱压力升高或冷却系统故障。

对于高压侧为6~10kV的车间变电所主变压器来说,通常装设有带时限的过电流保护。如果过电流保护动作时间大于0.5~0.7s,那么还应装设电流速断保护。容量在800kV•A及以上的油浸式变压器和400kV•A及以上的车间内油浸式变压器,按规定就装设瓦斯保护,又称气体继电保护。容量在400kV•A及以上的变压器,当数台并列运行或单台运行并作为其他负荷的各用电源时,应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护。过负荷保护及瓦斯保护在变压器内部有轻微故障时,动作于信号,而其他保护包括瓦斯保护在变压器内部有严重故障时,一般动作于跳闸。

对于高压侧为35kV及以上的工厂总降压变电所主变压器来说,也应装设过电流保护、电流速断保护和瓦斯保护;在有可能过负荷时,也需装设过负荷保护。如果单台运行的变压器容量在10000kV•A及以上或并列运行的变压器每台容量在6300kV•A及以上时,则要求装设纵联差动保护来取代电流速断保护。

2 变压器的电流保护

变压器的过电流保护

变压器的过电流保护主要对变压器外部故障进行保护,也可作为变压器内部故障的后备保护。变压器过电流保护的组成、原理与线路过电流保护的组成、原理完全相同。变压器过电流保护动作电流的整定计算公式与线路过电流保护的基本相同,只是式中的取为(为变压器的额定一次电流)。变压器过电流保护的动作时间按“阶梯原则”整定,与线路过电流保护完全相同。但是对车间变电所(电力系统的终端变电所),其动作时间可整定为最小值(0.5s)。

变压器过电流保护的灵敏度,按变压器低压侧母线在系统最小运行方式下发生两相短路时的高压侧穿越电流值来检验,要求Sp1.5。

变压器的电流速断保护

变压器的电流速断保护主要是对变压器的内部短路故障进行保护。其组成、原理与线路的电流速断保护完全相同。变压器电流速断保护动作电流的整定计算公式也与线路电流速断保护的基本相同,只是式中的取为低压母线的三相短路电流周期分量有效值换算到高压侧的短路电流值,即变压器电流速断保护的速断电流按不小于低压母线三相短路电流周期分量的有效值来整定。

变压器电流速断保护的灵敏度,按其保护装置装设处(即高压侧)在系统最小运行方式下发生两相短路的短路电流Ib来校验,要求Sp1.5。

变压器的电流速断保护,与线路电流速断保护一样,也有“死区”。弥补死区的措施,也是配备带时限的过电流保护。

变压器的过负荷保护

变压器过负荷保护的组成、原理与线路的过负荷保护完全相同。其动作电流的整定计算公式与线路过负荷保护的基本相同,只是式中的取为变压器的额定一次电流。

3 变压器的气体保护

变压器的气体保护即为气体断电保护,又称瓦斯保护,是保护油浸式电力变压器内部故障的一种基本的继电保护装置。

气体保护的主要器件是气体继电器。它装设在变压器的油箱与储油柜之间的连通管上。为了使油箱内产生的气能够顺畅地通过气体继电器排往储油柜,变压器安装应取1%~1.5%的倾斜度;而变压器在制造时,连通管对油箱顶盖也有2%~4%的倾斜度。

气体继电器主要有浮筒式和开口杯式两种类型,现在广泛应用的是开口杯式。在变压器正常运行时,气体继电器容器中的上、下开口油杯都是充满油的;而上、下油杯因各自平衡锤的作用而升起,此时上、下两对触点都是断开的。

当变压器油箱内部发生轻微故障时,由故障产生的少量气体慢慢升起,进入气体继电器的容器,并由上而下地排除其中的油,使油面下降,上油杯因其中盛有残余的油而使其力矩大于另一端平衡锤的力矩而降落。此时上触点接通信号回路,发出音响和灯光信号,这称之为“轻瓦斯动作”。

当变压器油箱内部发生严重故障时,由故障产生的气体很多,带动油流迅猛地由变压器油箱通过连通管进入储油柜。大量的油气混合体在经过气体继电器时,冲击挡板,使下油杯下降。此时下触点接通跳闸回路(通过中间继电器),使断路器跳闸,同时发出音响和灯光信号(通过信号继电器),这称之为“重瓦斯动作”。

4 变压器的差动保护

前述线路及变压器的各种保护有一个共同的特点,就是动作参数的整定必须与相邻元器件的保护相配合,因此就不能快速切除被保护线路末端附近的故障,这在高压电网中往往不能满足系统稳定性的要求,对发电机、变压器等贵重电气设备也不能满足快速切除故障以减轻损失和避免事故扩大的要求。

而变压器差动保护,从原理上不反应相邻元器件上发生的故障,因而不需与相邻元器件的保护配合,所以可实现保护范围内全范围速动。

差动保护分纵联差动和横联差动两种形式,纵联差动保护用于单回路,横联差动保护用于双回路。

变压器的差动保护主要用来保护变压器内部以及引出线和绝缘套管的相间短路,并且也可用来保护变压器内部的匝间短路,其保护区在变压器一、二次侧所装电流互感器之间。纵联差动保护是利用比较被保护元器件各侧电流的幅值和相位原理而构成的。

参考文献:

[1]江文 许慧中 供配电技术[M] 北京:机械工业出版社 2005

[2]夏国民 供配电技术[M] 北京:中国电力出版社 2004

电力变压器继电保护范文3

【关键词】电力变压器;继电保护;可靠性研究

0前言

在电力系统中,电力变压器具有重要的作用,是构成电力系统的重要组成部分,承载着整个电力系统的输配电任务。如果电力变压器发生故障,会直接影响电力系统的正常工作,并且会严重威胁供电的可靠性。继电保护系统,是保证电力变压器安全运行的基本装置,通过对变压器工作元件的有效检测及监控,能够及时发现电力变压器的故障点,有效防止了故障的扩大化,保证了电力系统运行的安全稳定性。电力变压器的可靠性研究,是电力系统运行的重要指标。

1电力变压器继电保护可靠性的概念

对于一个电力变压器系统而言,必须确保继电保护的可靠性,是确保电力系统正常工作的重要影响因素。通常情况下,电力变压器的继电保护可靠性是指在一定的时间范围内,系统元件及设备都处于安全运行的状况,能够实现电力变压器规定的各种功能。继电保护的可靠性,主要包括了系统发生故障时的失效数据处理,为异常工作区域的检测和消除提供依据,有效避免了元件的损坏,防止电力故障区域对邻近区域的供电产生影响,是一种系统可靠性的准确测评,协调了系统的经济型和可靠性。电力继电器的可靠性涉及到整个继电保护的装置,能够对继电保护装置规定范围内的故障进行快速检测,实现了短时间和小区域的故障排查。因此,继电保护可靠性已经成为现代电力继电器中应用的技术性手段,为电网系统的安全、稳定工作提供了基本的保障,防止了电力事故给社会和人们带来的负面影响。

2电力变压器继电保护装置的工作状态

电力变压器继电保护装置的工作状态,主要包括检修状态、调试状态、、检修状态、正常工作状态、误动作状态、拒动作状态。检修状态是针对装置本身做检查的时候的一种功能,没有后台或远传信号功能。调试状态和检修状态差不多,是对装置进行设置或改动程序时用到的一种状态,装置本事具备的功能不会工作。正常工作状态时,如果电力变压器发生故障的情况下,保护装置就会发出跳闸指令或信号提示,开关元件将会跳闸。误动作状态,是在继电保护元件本来不应该发生的动作,产生的一种错误动作状态。拒动作状态,则是在继电保护装置正常工作时,元件发生故障,系统将会拒绝动作的一种状态。

3电力变压器中继电保护装置可靠性的分析

在电力系统中,继电保护系统是为了提高电力变压器工作性能而安装的各种装置,也就是说,继电保护的基本属性是一种电机装置。继电保护装置是由测量元件、执行保护工作的设备、逻辑装置和定制调整部分构成的,这四部分相辅相成,共同完成电力变压器的检测工作,保证了电力变压器顺利完成供电任务。继电保护可靠性,对于电力系统是不可或缺的,具有重要的作用。如果继电保护装置不能够正常工作,那么电力系统将会受到严重的影响,将会造成社会的重大损失,很可能诱发严重的安全事故。电力变压器继电保护系统的可靠性判断,包括了装置本身是否正常工作,还包含很多综合因素,例如故障的原因、性质、规律和产生的方式,结合以上因素,能够准确的判断出继电保护装置的可靠性。

4提高电力变压器继电保护可靠性的措施

4.1加强继电保护可靠性的验收

验收环节是电力变压器继电保护的基础性工作。通过对电力变压器继电保护系统的验收,能够保证继电保护工作的完善进行,进一步确保电力系统运行的安全、稳定性。我国的电力变压器系统中,继电保护工作的验收环节,首先是工作人员完成继电保护的调试工作,然后进行专业的验收,严格的执行继电保护装置的检查工作,检查合格后,需要填写继电保护装置的验收单,最后,将验收单交由档案工作人员进行存档。继电保护的验收工作是在厂部的监督下,由各项专门的工作人员完成相应的验收项目。如果遇到继电保护装置发生变动,需要将变动情况统计,经过相关负责人的确认、签字后,进行存档工作,方便以后进行查询。只有在电力保护系统的试运行合格后,才能够进行电力保护系统程序参与到具体的电力变压器系统工作过程中。

4.2对继电保护装置可靠性进行仔细的巡检

采取必要的预防工作,能够有效避免电力系统的安全问题。因此,我国电力系统的管理中,需要对继电保护装置进行必要的日常监测和维护工作,能够及时发现装置中存在的安全隐患,能够在安全事故发生之前将装置的故障排除,避免了电力系统的安全事故的产生。可以看出,继电保护装置的仔细巡检十分重要,其中,包括对二次回路的巡检,都能够预防电力变压器继电保护装置的故障产生。检查工作的主要内容包括:装置的开关是否良好,设备的指示灯是否正常工作,报警装置是否完好,继电器接口是否存在松动,二次回路是否有发热现象,二次回路系统是否完整。以上继电保护装置的巡检工作,要求工作人员具有强烈的责任感,保证仔细、全面的进行巡检任务。

4.3完善继电保护可靠性的技术水平

随着我国科学技术水平的快速提升,材料不断更新换代,变压器的容量也大幅度的增加,对电力变压器继电保护系统可靠性提出了更高的要求。我国的继电保护装置呈现了自动化水平越来越高的趋势。在电力系统中,微处理技术也得到了开发和利用,其中主要包含了监控和数字保护两种设备,经过微处理技术,继电保护可靠性得到了进一步的完善,具有更加优异的使用性能,已经替代了传统的电流电压互感器装置。在电力变压器继电保护装置中,要完善设备的技术水平,提高继电保护系统的安全保护功能,进而保证了继电保护的可靠性。

4.4组织工作人员的专业技能培训

科学技术的发展,推动了材料和装置的更新换代。工作人员的综合素质直接决定了继电保护工作的质量。通过组织工作人员进行定期和不定期的专业技能培训,不断更新工作人员的知识体系,带动全体员工的积极、努力、用心的完成分内的工作。主要的方法有:组织工作人员观看相关的网络教学视频;邀请专家进行继电保护工作的讲座;开设专门的继电保护讲解课堂;组织比赛,进行等级评定等。工作人员的技术培训,是提高工作人员技术水平的主要途径。同时,还要建立绩效考核制度,激发工作人员的积极性和使命感,不仅可以有效的提高继电保护工作的质量,还能够防止人为因素产生的不必要损失,是提供工作人员综合素质水平的有效措施。保证了工作人员的技能水平和综合素养,可以促进继电保护可靠性的科学管理。

5结语

综上所述,要想保证电力系统的正常工作,必须要求继电保护系统具有一定的可靠性。在科学技术发达的前景下,电力变压器也得到了快速的发展,电力变压器的继电保护系统要追随时展的步伐,调整继电保护管理手段,通过加强继电保护可靠性的验收,对继电保护装置可靠性进行仔细的巡检,完善继电保护可靠性的技术水平,组织工作人员的专业技能培训,提高电力变压器继电保护可靠性,完成继电保护系统的高质量管理,有效控制电力系统的故障发生。

【参考文献】

[1]金益毅.浅谈电力变压器的继电保护[J].硅谷,2010.

电力变压器继电保护范文4

[关键词]500kV;电力变压器;继电保护

中图分类号:TM41 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)40-0107-01

一、500kV电力变压器的继电保护装置概述

继电保护装置能够在电力系统及其元件出现故障问题时,及时检测到故障并立即触发报警信号,再由控制系统接收报警信号并进行保护装置动作,从而实现对故障问题的有效排除,确保系统的正常运行。一般来说,继电保护装置的基本性能主要有灵敏性、可靠性、快速性和选择性等几种。其中,灵敏性一般是采用灵敏系数来加以表示的,装置灵敏系数越高,则其反应故障的能力也越好;可靠性是表现在继电保护过程中,装置不会发生拒动作;快速性体现在装置消除异常与故障问题的时间问题上;而选择性则是在可能的最小的区间内切除故障,以确保设备供电的正常。在供电系统当中,继电保护装置在检测系统运行情况、控制断路器工作以及记录故障问题等方面,有着极为重要的作用。

二、500kV电力变压器继电保护的相关问题分析

1.500kV电力变压器的常见继电保护问题

(1)瓦斯保护。在500kV电力变压器的继电保护中,往往容易因变压器在滤油、加油时未将内部空气及时排出,而导致变压器运行过程中油温升高将空气逐步排出,引起瓦斯保护信号动作。同时,受到500kV电力变压器穿越性短路的影响,也易于造成瓦斯保护信号动作。另外,由于内部严重故障、油位迅速下降等,也容易引起瓦斯保护动作及跳闸。

(2)差动保护。差动保护主要是通过对500kV电力变压器的高压侧和低压侧电流大小及相位差别加以利用,从而实现保护。由于差动保护灵敏度相对较高,能够无延时对各种故障做出选择性的准确切除,且又具有选择性好、实现简单以及区分故障性能好等特点,使得差动保护在当前大多数电路保护中受到广泛应用。

(3)过励磁保护。在500kV电力变压器的工作过程中,若在其高压侧出现500kV的高压,那么此期间变压器的磁密度会接近饱和状态,此时如果有频率降低、电压升高等情况出现,将很容易导致变压器发生过励磁现象。过励磁保护便是基于此原理来反映过励磁引起的过电流,以延长变压器使用寿命。

(4)过电流保护。电力变压器过电流保护作为瓦斯保护和差动保护的后备,通常可以根据变压器的容量以及短路电流的不同情况,进行过电流保护、复合电压启动的过电流保护以及负序电流及单项式低电压启动的过电流保护等。其中,过电流保护常用于降压变压器;复合电压启动的过电流保护通常是在升压变压器,或是在过电流保护的灵敏度不够等情况下方才采用;而负序电流及单项式低电压启动的过电流保护,则在63MV-A及以上大容量升压变压器,以及系统联络变压器较为常用。

2.500kV电力变压器常见故障

一般来说,500kV电力变压器的常见故障类型主要有两类,即油箱内部故障和油箱外部故障。油箱内部故障,常见的有高、低压侧绕组间的相间短路,轻微匝间短路、中性点接地系统的侧绕组处单相接地短路,铁芯绕损烧坏等故障。电力变压器内部发生故障时,往往会产生一些电流及电弧,给绕组绝缘、铁芯等造成损坏,严重时甚至会使变压器油受热分解大量气体,引起爆炸。为此,需要继电保护及时、有效地对这些内部故障予以切除。油箱外部故障,最常见的有绝缘套管和引出线上发生相间短路、接地短路等。

三、500kV电力变压器继电保护问题的解决对策

为了使500kV电力变压器的正常、稳定运行,保障系统供电的可靠性和整个电网运行的安全性和稳定性,并尽最大限度避免一旦停运给整个电网造成巨大的经济损失,可以考虑从以下几个步骤对电力变压器继电保护问题进行有效、彻底解决。

1.利用微机及相关信息,处理继电保护故障

首先,应对微机提供的故障信息加以充分利用,以排除简单的继电保护故障;其次,应重视对人为故障的处理,例如在有些继电保护故障发生后,单从现场的信号指示并无法找到发生故障的原因,可能与工作人员的重视程度不够、措施不力有关,对于这种情况,需要如实反映,以便分析和避免浪费时间。另外,还应重视对故障录波和事件记录的充分利用,包括微机事件记录、故障录波图形、装置灯光显示信号等。通过这些记录,能够对一、二次系统进行全面检查,此时若发现继电保护正确动作是由一次系统故障所致,则可判断不存在继电保护故障处理的问题;若发现故障主要出在继电保护上,则应该尽可能维持原状,做好故障记录,通过制定相应的故障处理计划后再进行故障处理。

2.合理应用检查方法

在变压器继电保护出现误动时,可采用逆序检查法,从故障发生的结果出发,逐级往前查找微机事件记录及故障录波等;

在出现拒动时,可采用顺序检查法,通过外部检查绝缘检测定值检查电源性能测试保护性能检查的顺序,进行检验调试。另外,在检查继电保护装置的动作逻辑和动作时间时,还可应用整组试验法来进行。通过短时间内再现故障的方式,来判断继电保护发生故障的原因并加以解决。

3.继电保护常见故障的解决

结合瓦斯故障的处理方式来看,在发生瓦斯保护动作时,可通过复归音响,密切监视变压器电流、电压及温度,检查直流系统绝缘接地情况以及二次回路是否存在故障等来排除故障。

若检查发现瓦斯继电器内存在氧化,则应即刻排出瓦斯继电器的气体,同时收集并检查气体,若气体无色、无臭且不可燃,则变压器仍可继续运行;若气体为白色、淡黄色,并带刺激味或为灰黑色且可燃,则说明变压器内部发生故障,需要取油样化验其闪点,若其闪点较前次低于5℃以上时,应停运变压器,并联系检修进行内部检查。

五、结束语

继电保护是保障电力系统安全、稳定运行的重要装置。本研究对500kV电力变压器继电保护的相关问题以及电力变压器常见故障进行探讨,可以看出,电力变压器继电保护问题的处理,除了可以利用微机及相关信息处理之外,还可通过合理正确利用检查方法和针对性处理等方式加以解决,从而提高继电保护系统的工作可行性,减少故障问题的发生。另外,在500kV电力变压器继电保护中应用差动保护,还能够较为全面顾及到电力变压器内外部故障,进一步保障电力系统的安全、稳定运行。

参考文献:

电力变压器继电保护范文5

【关键词】电力变压器 差动保护 单片机

一、引言

电力变压器作为发电厂和变电所的主要设备,它的故障将对供电可靠性和电力系统的运行带来严重的影响,针对变压器内、外部故障和励磁涌流产生的情况,通过单片机对变压器进行数据采集、分析、判断,实现变压器微机差动保护,系统中采用新型控制算法进行补偿调整,解决了正确区分内短路情况和可靠地躲过励磁涌流的问题,有效提高了微机保护装置的可靠性。

图一 系统设计总体框图

二、系统总体设计

采用ST公司基于ARM-Cortex-M3内核的高性能32位单片机为核心,研究适用于电力变压器的微机保护系统,同时,对电力变压器实际运行中可能发生的各种类型故障和不正常运行方式下各种整定原理进行分析判断,制定具体的软件保护方案,在现有的变压器微机保护理论和工程实践基础上,在算法以及保护原理上进行一些突破性的研究。

三、系统硬件设计

硬件部分主要包括单片机控制核心模块、数据采集模块、开关量输入和输出模块、通信模块。

(一)数据采集模块

数据采集模块从电力变压器的电流互感器、电压互感器上取得二次模拟电量,然后经过变换成单片机控制核心模块能够处理的数字量。从电力变压器的互感器上取得的二次数值信息、输入范围对STM32单片机不适用,故需要降低和变换,变换后的信号送到模拟低通滤波器滤除高次谐波分量,滤波后信号再次送到互感器,这时互感器二次侧的电流、电压信号已经变成了幅值较小的弱电信号,这个信号经过一定的调理稳压后就可以得送入单片机主控器进行信号处理。

(二)单片机控制核心模块

单片机控制核心模块是微机保护装置的核心部分,将变压器电压、电流、中性点的数据信息送入到stm32单片机,单片机根据当前继电保护数据库进行整定计算,通过计算和分析后就可向继电保护发出故障判别处理信号,执行跳合闸操作。微机差动保护整定原则:①当变压器内部发生短路故障时,应快速动作跳闸。当出现外部故障伴随很大的穿越电流时,应可靠不动作。②正常的变压器发生任何形式的励磁涌流和过激励应可靠不动作。故障的变压器空载投入时,伴随产生较大的励磁涌流,此时应可靠动作。

(三)开关量输入和输出模块

(1)开关量输入

对微机保护装置的开关量输入,在变电站、发电厂的设备中例如一个电动机或者是电动门,输入开关量就是这些设备的接通或断开状态的反馈。输出开关量就是开关这些设备的指令;就像控制继电器的开关一样。

(2)开关量输出

输出开关量就是开关这些设备的指令,主要包括保护的本地和中央信号,以及跳闸断路器口等。一般都采用控制小型中间继电器的方法,为提高抗干扰能力,需加屏蔽和光电隔离。

(四)人机接口单元和通信接口单元

实现人机数据交换和变压器保护数据的远程通信。

四、系统软件设计

为保证电力变压器数据的质量,对送入到单片机控制核心的信息须通过软件数字滤波,滤除其中高次谐波分量,然后数据进行相应整定计算和故障分析;在单片机中使用可变比率制动特性的差动过流算法,能很好的区分出变压器内外部故障;在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下,变压器会产生很大的励磁涌流,二次谐波分量算法的单片机应用也很好的解决了这个问题。

(一)软件数字滤波器

继电保护装置一般动作在故障发生后的最开始瞬间过程中,这时的电流、电压信号存在各种误差、高次谐波、各种暂态分量,所以要获得精确的结果,可通过单片机执行滤波和运算程序达到滤波的目的。数字滤波的算法有很多种,此系统中采用非递归型数字滤波器滤波。

图二 采样数据滤波方框图

(二)变压器内外部故障的鉴别算法

鉴别变压器内外部故障是继电保护的最重要的任务,单片机微机差动保护使用智能算法有效的解决了这个问题,可变比率制动特性的差动过流算法具有独特的整定保护优势。

(三)变压器励磁涌流的鉴别算法

空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下,变压器都会产生很大的励磁涌流,涌流的存在常常导致差动保护误动。使用二次谐波分量算法,依据二次谐波电流的信号特征判断变压器的励磁涌流存在与否。

五、总结

变压器作为电力系统的重要电气设备,它的安全可靠运行关系到整个电力系统的稳定,根据电力系统被保护变压器发生故障或不正常运行时的特征差别,配置单片机微机保护以满足对电力变压器的继电保护要求,同时分析解决了变压器微机保护的干扰等问题,有效提高了微机保护装置的可靠性。

参考文献:

电力变压器继电保护范文6

关键词:差动继电器;保护;原理;故障分析

随着我国现代化建设的不断加快,电力系统的发展也越来越迅速。电力系统的保护问题一直是我们关心的课题,主变压器差动继电器做为变压器的主保护,是电力系统安全的关键,对它的研究更显得至关重要。本文从主变压器差动继电器保护原理与故障出发,对主变压器差动继电器进行了系统的研究和介绍。

1 主变压器差动继电器保护原理

主变压器差动继电器是一种保护型的继电器,它的主要作用就是保护发电机、点攻击和变压器等。在电力系统的使用中非常广泛,基本上所有的大型电气设备,都是采用差动继电器的保护装置。一般分为BCH型的差动继电器、JCD型的差动继电器、LCD-16型的差动继电器等构成的变压器差动保护。主要原理还是在当变压器内部出现严重的故障时,在任意的一相差动电流大于差速断整定值的时候,差动速断保护就会瞬时动作,跳开高低压各侧开关完成对变压器的保护。

1.1 BCH型的差动继电器构成的变压器保护原理

目前在我国,BCH型的差动继电器构成的变压器保护应用非常广泛,对于35kV及以下的系统,大多选用BCH型带速饱和变流器的差动保护。在我们的实际使用过程中,大多采用速饱和中间变流器的差动继电器来构成差动保护,从而减小励磁涌流对差动保护。BCH型的差动继电器一般分为BCH-1型的差动继电器和BCH-2型的差动继电器两种。

其中BCH-2型的差动继电器的主要工作原理是,由两个平衡线圈WPh1和WPh2,分别接在差动继电器保护的两个手臂上,其中的一个差动线圈Wcd,接在差动回路中,Wcd和WPh都有抽头可以进行调节。在使用过程中,一般情况下,BCH-2型的差动继电器的保护灵敏度会相对较差,很少适用于大容量的变压器。

BCH-1型的差动继电器主要工作原理是,它没有短路线圈但是增加了一个制动绕组,当被保护变压器外部短路时,短路电流就会流过制动线圈,导致铁芯饱和,磁阻增大,使工作线圈和二次线圈之间的传变作用变坏,增大保护装置的动作电流,最终起到保护的作用,在较大容量的变压器中效果会更明显,所以在电力系统中相对于较大容量的变压器,BCH-1型的差动继电器保护装置应用比较广泛。

1.2 JCD型的差动继电器构成的变压器差动保护原理

JCD型的差动继电器一般分为两种4A和2A,差动部分都是使用鉴别波形间断角和二次谐波制动原理构成的,其中内部设有专用的闭锁元件和整流型差动速断元件。JCD型的差动继电器中,保护装置中的差动原件元件是利用波形判别间断角大小原理构成的。并且每相每侧都装有一个电抗互感器,它的作用分别是滤去非周期分量并起到平衡作用。

1.3 LCD-16型的差动继电器的工作原理

LCD-16型的差动继电器的保护原来主要是差电流原理。在工作中把变压器每侧的CT二次电流直接引入到继电器中,在变电器发生故障时,流入与流出设备的电流大小、相位不同,产生差电流使继电器完成保护。LCD-16型的差动继电器的灵敏度比较高,与调试BCH型的差动继电器和JCD型的差动继电器相比调试更加简单。

2 主变压器差动继电器故障分析

在主变压器差动继电器保护工作中,有很多原因会导致差动继电器产生故障,下面我们从差动继电器的使用、差压、定值等几个方面,对JCD型的差动继电器和LCD-16型的差动继电器的工作故障进行分析。

2.1 JCD的差动继电器的故障分析

JCD的差动继电器是通过制动滤波回路中的电感线圈断线,使继电器失去了制动的电压,当时使用的断角低于65°,由此可见在穿越事故发生时,差动电压就会到了一定数值,而出现保护误动作。这时,我们首先要从继电器的本身分析,继电器薄弱环节是制动回路,里面的原件损坏导致装置不能发出警报,导致出现可能误动的事故隐患。晶体管在保护运行的过程中,由于时间过长导致元件老化和部分位置绝缘性降低,也是导致继电器故障的一个不可忽视的原因。

2.2 LCD-16型的差动继电器保护故障分析

LCD-16型的差动继电器当在差压偏高、定值偏低、调试方法不成熟时都会产生故障。如LCD-16型的差动继电器在运行过程中,尤其是达到满负荷的时候,压差就会偏高,在继电器上不一定会有合适的抽头与之匹配,我们只能取比较接近的抽头来进行整定,并且没有可以调整的合适地方,必然会出现压差偏高。或LCD-16型的差动继电器工作时,继电器的动作值通常选变压器各侧电流及CT变化来计算出数值,从而选择较为接近的电抗器抽头。这样做虽然对保护灵敏度有好处,但是会导致动作值偏低,当出口故障时,继电器理论上虽然能有制动作用,但定值偏低必然会引起误动的可能,所以在使用过程中要适当地加大一些动作定值,才能大大降低保护误动的可能性。另外,一个好的继电器,正确的调试方法是必须的,如果调试方法不成熟也会引起LCD-16型的差动继电器的故障。

3 结束语

主变压器差动继电器在保护变压器方面的良好功能,使其在电力系统中的地位越来越重要。对主变压器差动继电器保护原理与故障进行深入的研究,是促进电力系统发展的一个重要方法。本文从实际出发,根据笔者大量的工作实践,对主变压器差动继电器保护原理与故障进行了分析和探讨,提出了有建设性的意见,在我国主变压器差动继电器的发展道路上进行了有意义的探索。

参考文献

[1]佟志军,郭迎辉,陈凯,等.主变压器差动继电器保护原理与故障分析[J].中国电力教育,2009(6).