电力变压器的继电保护策略分析.pdf

电力应用模具制造 2023年第9期电力变压器的继电保护策略分析王忠权1，彭宇南2（1.北京惠通盛电力工程有限责任公司房山分公司，北京100000；2.国网冀北电力有限公司超高压分公司，北京102488）【摘要】电力系统是维护一个地区可持续发展的核心要素之一，而其中相应的技术也需要随时代的进步不断创新和优化，所以在我国智能变电站的应用越来越广泛。对电力系统运作环节而言，其也因受到诸多因素的干扰而出现故障，继而阻碍到城市发展的脚步。在这种背景下，一定要主动做好继电保护装置的应用，旨在确保电力系统的稳定运作。关键词：电力变压器；继电保护；策略中图分类号：TM727文献标识码：BDOI：10.12147/ki.1671-3508.2023.09.069Analysis of Relay Protection Strategy for Power TransformersWang Zhongquan1，Peng Yunan2（1.Beijing Huitong Sheng Electric Power Engineering Co.,Ltd.,Fangshan Branch,Beijing 10000,CHN；2.State Grid Jibei Electric Power Co.,Ltd.,Ultra High Voltage Branch,Beijing 102488,CHN）【Abstract】The power system is one of the core elements for maintaining sustainable development in a region,and the corresponding technologies need to be continuously innovated and optimized with the progress of the times.Therefore,the application of intelligent substations inChina is becoming increasingly widespread.For the operation of the power system,it will alsomalfunction due to various factors,which will hinder the pace of urban development.Based onthis background,it is necessary to actively apply relay protection devices to ensure the stableoperation of the power system.Key words:power transformer；relay protection；strategy1引言电力变压器是电网系统中最主要的一次设备。隔离、稳压等一系列的工作是电力工作的保障，正是由于其工作范围涉及到电网的方方面面，一旦发生了问题，就会对电网的稳定性和使用者的生产、生活造成很大的影响。因此，对电力系统中的变压器进行继电保护是非常必要的1。2电力变压器的继电保护特点通常，当变压器发生故障问题后，就会在无形中形成相应的应对反应，具体与以下几点存在着密切的联系：一是不同种类元器件；二是其他不同的方面，科学判断存在的故障问题，在此基础上借助切实可行的处理方式，充分展示出继电保护设计方案的功效。因此，继电保护存在着较多的特点，具体体现在以下几个方面：可靠性：除了保护动作无拒动，保护没有动作无误动；选择性：能在最小范围内将存在的故障问题排除掉，确保电力系统得以稳定运作下去；灵敏性：基于继电保护设备提出处于所有故障状态下，均能够充分展示出故障，不会受到相关因素的干扰，从而进行保护；速动性：当形成保护动作后会在第一时间排除相关故障，降低因故障问题对电力系统运作水平产生的不利影响。借助以上这些特征，让其实际使用效果更为明显2。220电力应用模具制造 2023年第9期3电力变压器的故障因此，要对变压器进行有效的安全防护，必须对其进行全面认识，根据不同的情况进行相应的防护。以油箱为边界，将变压器的故障划分成了两种类型，一种是外部故障，另一种是内部故障，前者是指在油箱中的匝间短路、相间短路以及单相接地短路，它们都是十分危险的，因为短路电流会形成高温的电弧，这种电弧还会对变压器油箱中的油进行加热。汽油加热后会裂开，生成能引起罐子爆炸的巨大的煤气。一般有可能是因为一些外界因素引起的，比如，油箱外引线、变压器的外观变形、绝缘套管的加热等。除了这些故障，还有一些不正常的情况，如：变压器的外相之间发生了短路，由外接地线产生的过流，零线过压负荷超出其标称能力所造成的超载，石油泄漏造成的油面降低，当大容量变压器不正常工作时，会产生过激等现象。4电力变压器继电保护配置类型4.1瓦斯保护在变压器中，气体保护是一种经常使用的保护方法，通过这种方法，能够客观、公正地将变压器内部的情况反馈给使用者。在现实生活中，内部的故障问题主要包括：变压器绕组断线、铁芯短路、绝缘性下降等。如果在变压器内部发生了上述问题，那么就会造成油位急剧下降，这时，气体保护设备能够将变压器内部的故障情况自动地反馈到脱闸电路中，从而为对变压器内部进行有效保护奠定了基础。4.2差动保护因为气体保护存在局限性，即只能将变压器存在的内在故障反映出来，但是难以实现对外部故障的充分反应，而差动保护除了可以从源头上确保变压器短路故障问题，还能保护以下几种故障问题：一是变压器引出线故障；二是套管的相间短路故障3。对差动保护加以分析后可知，其保护装置主要是由以下几个部位一起构成：一部分是电流互感器；另一部分是继电器。从客观的角度出发来讲，如果看到两个极性一致的电流互感器处于串联的状态，还在相同回路之上，那么这个时候电流继电器需要跨接在此回路之上。在做好以下几项工作之后：一是对电压比进行科学选择；二是对接线形式加以选择，且基于常规运作的状态下，这个时候就会看到如下情形：流入差动继电器没有差动保护的电流大，且保护不进行动作。反过来，倘若保护区内出现故障问题，那么流入差动继电器就远远高于差动保护的动作电流，这个时候就可以让保护作用得到充分发挥。4.3过负荷保护电力系统的负荷容量受环境、负荷波动和季节变化等因素的影响；由于与气温的波动等一系列的原因，使变压器的实际载流量超出了其标称的载流量，从而造成了一种非常规的工作状况：超载，若长期超载，则会导致绝缘的老化，也会降低电力变压器的使用寿命，更严重的过负载还会导致电力事故，进而对国民经济与正常的生产生活产生影响，因此，需要安装过负载保护。电力变压器有正常和事故的过载，二者均要根据所述的过载的数量来决定其所能承受的工作时间，一旦出现该现象，过载保护设备就会发出信号。因此，必须注意变压器的超负荷大小、超负荷时间及超负荷状态的监测。4.4后备保护在电力系统中，一般采用微分保护和气体保护两种保护方法。另外，在实际应用中，还必须设置与之配套的备用保护设备，该设备包括两大类，一类是相间的，另一类是对地的。对电力系统中出现的故障进行了分析，提出了一种基于电力系统的电力系统故障诊断方法。要想使过流保护更有效，更好地发挥其作用，就必须在变压器中引入开关，使相应的继电器能够自行起动，从而使过流保护更加有效，从而保证了起动电压的稳定、可靠，从而对减小起动电压的大小起到了积极的作用。5电力变压器常见故障分析5.1瓦斯保护故障引起气体保护故障的原因包括：在给变压器添加变压器油时，没有提前将里面的气体排出，导致了变压器在使用过程中发生了故障，这时开启瓦斯保护器，能完全消除变压器中的煤气。如果在变压器中发生了一次短路，造成了大量的煤气泄漏，这时瓦斯保护器就会被触发。在燃气保护动作完成后，对其进行一系列检测，若未发现故障原因，则应采集燃气，并对其进行分析，并检查这种气体与空气的混合情况。若在断路器中检测到含有微量气体，则应从断路器中直接排出断路器内的气体。当煤气发生自燃时，应考虑到变压器的内部问题。在这种情况下，维护人员应 221电力应用模具制造 2023年第9期加大对其的维护力度，使其彻底失效，从而提高了变压器的使用寿命，改善了运行状况4。5.2后备保护故障在电力系统中，备用保护是电力系统中对电力系统中的重要组成部分，而备用保护又是电力系统中的重要组成部分。在备用保护的配置过程中，一是要强化对变压器内发生的各种故障的保护；维护人员应尽量减少误动作的发生。继电保护的失效原因有：过电流保护。过流保护，是基于负载电流数值，将无源端输出信号和时间信号相结合，从而延长变压器的保护时间。当中、低电压母线在同一时间发生故障时，将使故障电流流入变压器绕组，使其直接损坏，并使其工作特性受到极大的影响。要想彻底消除此种现象，就必须加强对继电保护的检测，在检测时，应着重对低电压端的接线进行有无发生继电保护，进而通过对不同情形的全面分析，提出了相应的对策。一种零序电流的保护（SFT）。当电网的不对称性较大时，将会引起零序电流。在这种情况下，检修人员应按照三相电压的大小，使其与断路器母线之间建立起一个有效的联接，从而解决了零序保护问题，确保电网稳定、持续、安全运行，以满足人民群众对电能的使用要求。5.3油位偏高或偏低在低压情况下，气体保护极易引起一系列故障。造成油位差的原因有：低温，长期存在漏油或渗透问题。由于变压器的油面很高，因此极易发生溢油的情况。在变压器平稳工作时，其油面上下波动的大小取决于油面温度，而外界因素和负载因素则是影响其波动的因素。维护人员要对油面进行彻底检测，如有低于油面的现象，应及时采取措施提高油面，将其回复到原来的水平。为了保证变压器的稳定、可靠和安全运行，必须在油面高度较高的情况下，对变压器进行排气处理。6继电保护的发展趋势保护软件的创新。智能化以及自动化的电力变压器保护发展是大势所趋，所以在有关软件发展上早已有所行动，但该软件开发必然是有关程序数据记录等若干个方面实施，数据上传来实现保护数据共享的，所以能够借助相关信息以及合理措施来让变压器气量与非气量保护水平得到稳步提升。因此，在软件创新的基础上需要对各种数据信息进行充分利用，便于实现对人力资源以及财力资源的有效节约，同时要定期或者是不定期对相关软件加大更新力度，促使保护人才从以往的常规保护转变为现在的创新发展上，这一发展趋势也是今后发展的关键转变，尤其是针对电力应用方而言，也是一次重大的转变。基于电子信息的继电保护5。网络化以及信息化必然会在今后发展道路上得到普遍的认可与推崇，随之也会衍生出变压器安全数据库的科学构建。在该数据库中，需要结合各项数据的有效存储，其中也涵盖了数之不尽的故障信息，而借助这一终端的变压器进行保护数据库，能够为以下几种技术作为支持：一种是电气量保护技术，另一种是非电气量保护技术。特别是在日后发展道路上，必然会衍生出自动化以及智能化的技术，这些技术手段能够充分展示在电力变压器继电保护方面，基于其数据库科学构建的基础上，就能够实现对故障部位的科学判断以及应急反应。本文着重从变压器故障、异常工况及各种保护装置的构成等方面进行了深入探讨，并提出了变压器安全稳定工作的重要意义。目前，电子信息科技和计算机技术都有了长足的发展，变压器继电保护的自动化和智能化趋势越来越明显，而且，随着微机保护的普及，它的实现也相对简单，对设备自身存在问题或部件发生故障，可进行自动检测，具有运行后报警、记录等功能，这些功能对确保系统的安全可靠运行起到了重要作用。在系统发生故障后，可以对其进行事故分析，并可以快速恢复系统稳定运行。由于其具有众多的优势，因此备受电力系统继电保护工作者的青睐。参考文献1郑彦凤,范宸华.电力变压器故障类型与继电保护方式研究核心探究J.科技创新导报,2021,16(35):21+23.2张亮,胡双进,张力,等.海洋核动力平台主变压器继电保护应用研究J.船电技术,2021,39(04):3335.3刘闯.电力输配电线路的运行维护与故障排除技术探究J.石化技术,2021,24(09):199.4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,2021(02):159.5钱伟.电力变压器的继电保护技术的应用实践J.集成电路应用,2020,37(06):6869.第一作者简介：王忠权，男，1985年7月生，汉族，山西大同人，本科，中级工程师，研究方向：电力系统。（收稿日期：2023-06-19）DMM 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