浅谈主变非电量保护

2015-1-28 16:28| 发布者: administrator| 查看: 745| 评论: 0

摘要: 摘要：本文介绍了主变压器非电量保护的重要性、结构组成、工作原理以及配置应用。　　关键词：主变压器,非电量,瓦斯保护,压力释放,温度保护,冷却器故障,油位异常　　主变压器是现代电力系统中的主要电气设备之一， ...

摘要：本文介绍了主变压器非电量保护的重要性、结构组成、工作原理以及配置应用。
　　关键词：主变压器,非电量,瓦斯保护,压力释放,温度保护,冷却器故障,油位异常
　　主变压器是现代电力系统中的主要电气设备之一，按照现在制造的电力变压器的结构，变压器运行的可靠性很高。但是，由于变压器发生故障时造成的影响很大，为提高电力系统的安全运行水平，电力变压器保护的配置必须比较完善。电量保护固然重要，非电量保护亦不可忽视。故除应配置相过流保护、零序过流保护、阻抗保护、间隙过流和间隙过压保护、过负荷保护等电量保护外，反应变压器本体内部故障的非电量保护也必须引起足够重视，如：变压器瓦斯保护、压力释放、变压器油温、油位等，作为变压器故障或异常报警的非电量保护亦非常重要。
　　非电量保护，顾名思义就是指由非电气量反映的故障动作或发信的保护，一般是指保护的判据不是电量（电流、电压、频率、阻抗等），而是非电量，如瓦斯保护（通过油速整定）、温度保护（通过温度高低）、防暴保护（压力）、油位保护等。
　　主变压器非电量保护由保护装置、电气回路及安装在变压器上的非电量保护元件组成。保护元件包括气体继电器、压力释放阀、油压突变继电器、油位指示器、油温度控制器、绕组温度控制器等。
　　非电量保护可对输入的非电量接点进行SOE记录和保护报文记录并上传，主要包括本体重瓦斯、调变重瓦斯、压力释放、冷控失电、本体轻瓦斯、调变轻瓦斯、油温过高等，经压板直接出口跳闸或发信报警。对于冷控失电，可选择是否经本装置延时出口跳闸，最长延时可达300分钟。还可选择是否经油温过高非电量闭锁，投入时只有在外部非电量油温过高输入接点闭合时才开放冷控失电跳闸功能。
　　非电量保护工作原理简单来说就是：利用温度、压力、流速等非电气物理量对变压器实施保护、指示、报警、控制、监测。
　　非电量保护配置如下：
　　1、瓦斯保护是变压器内部故障的主要保护元件，对变压器匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线及绝缘劣化和油面下降等故障均能灵敏动作。当油浸式变压器的内部发生故障时，由于电弧将使绝缘材料分解并产生大量的气体，其强烈程度随故障的严重程度不同而不同。瓦斯保护就是利用反应气体状态的瓦斯继电器（又称气体继电器）来保护变压器内部故障的。
　　变压器本体应装设轻瓦斯及重瓦斯保护，轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳闸。在瓦斯保护继电器内，上部是一个密封的浮筒，下部是一块金属档板,两者都装有密封的水银接点。浮筒和档板可以围绕各自的轴旋转。在正常运行时，继电器内充满油，浮筒浸在油内，处于上浮位置，水银接点断开；档板则由于本身重量而下垂，其水银接点也是断开的。当变压器内部发生轻微故障时，气体产生的速度较缓慢，气体上升至储油柜途中首先积存于瓦斯继电器的上部空间，使油面下降，浮筒随之下降而使水银接点闭合，接通延时信号，这就是所谓的“轻瓦斯”；当变压器内部发生严重故障时，则产生强烈的瓦斯气体，油箱内压力瞬时突增，产生很大的油流向油枕方向冲击，因油流冲击档板，档板克服弹簧的阻力，带动磁铁向干簧触点方向移动，使水银触点闭合，接通跳闸回路，使断路器跳闸，这就是所谓的“重瓦斯”。重瓦斯动作，立即切断与变压器连接的所有电源，从而避免事故扩大，起到保护变压器的作用。
　　2、有载开关应装设重瓦斯保护，并动作于跳闸。
　　3、变压器本体应设置油位保护，装设油位继电器。当油位异常：油面过高和过低均应动作于信号，有载调压开关宜设置油位保护，油面过高和过低动作于信号。
　　4、变压器应装设温度保护：绕组温度保护和上层油温保护。当运行温度过高时，变压器绕组温度和上层油温均分两级（即低值和高值）；低值动作于信号，高值动作于跳闸，且两级信号的设计应能让变电站值班员能够清晰辨别。
　　5、变压器本体应安装压力释放阀保护，设置压力释放阀的个数须符合国标要求，压力释放应动作于信号。压力释放保护，作为变压器重要的非电量保护，是靠油箱体释放阀的微动开关来实现的。即当油浸设备内部发生事故时，油箱内的油被汽化，产生大量气体，使油箱内部压力急剧升高。当油箱压力升高到释放阀开启压力时，其微动开关迅速闭合，同时释放阀在2ms内迅速开启，使油箱的压力很快降低，同时其微动开关迅速闭合，接通跳闸回路，断开变压器各侧断路器。可以有效防止变压器油箱的变形，甚至爆裂。
　　6、当变压器配置有油压突变继电器时，该继电器应动作于信号。
　　7、自然油循环风冷、强迫油循环风冷变压器，应装设冷却系统故障保护，当冷却系统部分故障时应发信号。冷却器故障保护主要有：失电或三相缺相；冷却器内油压--水压差偏小（水冷却器）；电机热元件动作；备用冷却器投入不成功等。对的复杂的冷却器还有其它保护。
　　8、对强迫油循环风冷变压器，应装设冷却器全停保护。当冷却系统全停时，延时整定出口跳闸。主变冷却器全停并不是立即引起机组跳闸，必须满足主变的油温达到一定的温度和主变冷却器全停这两个条件才去使机组跳闸的。
　　9、为防止变压器冷却系统电源故障导致变压器跳闸停电，强迫油循环变压器的冷却系统必须有两个相互独立的冷却系统电源，并装有自动切换装置。
　　10、对有两组或多组冷却系统（“油泵+片式散热器”方式或冷却器方式）的变压器，应具备自动分组延时启停功能。