浅谈220kV变电站变压器运行及继电保护措施

浅谈220kV变电站变压器运行及继电保护措施

一、220kV变电站变压器运行原理

变压器作为变电站的核心工作设备,其主要是由双绕组变压器、三绕组变压器以及之耦变压器所共同构成,也就是高、低压每一相共同合用一项绕组,由高压绕组中部抽取一头充当低绕组出线变压器。电压高度及绕组匝数其比值为正,相应的电流值则与绕组匝数比值为负。

变压器依据作用功能可分成升压与降压两类变压器。前一类主要是应用在电力系统的送电一端,而后一类则主要是应用在受电一端。变压器的电压值应当能够和电力系统中的电压值相适宜。为了能够在完全不同的负荷状态下确保电压始终保持在合理的范围之内,有时需将变压器分接头进行切换处理。

依据接头切换形式,变压器主要就包括了带负荷有载调压与无负荷无载调压两类。其中前一类大多是应用在受电一端的变压器站点之中。

电压及电流的互感器在实际运行过程中所采用的原理和变压器基本一致,其主要是将高电压设备与母线电压,依据一定的标准比例转变为测量仪表与继电保护等,在规定的电压载负荷之下电压互感器二次电压为100V,相应的电流互感器二次电流则为1A或5A。电流互感器二次绕组在和负荷连接后会导致线路出现短路,需引起关注的是,要坚决避免使其开路,否则便会由于高电压而对设备及人员安全造成严重威胁,甚至致使电流互感器损毁。

二、220kV变电站变压器运行及继电保护措施

1、220kV变电站变压器的运行故障及保护措施

1.1温度异常

变压器的温度出现异常,则代表其运行发生了故障;保护变压器温度不超限的主要仪器是温度敏感应器,它通过检测变压器温度的异常情况,针对其采取相应的预警措施,进而保护变压器的运行安全。

1.2超负荷异常

超负荷异常主要是由过电流故障导致;变电站中变压器的超负荷保护是指在其设备线路中设置过电流保护。当出现超负荷运行时,能够自动跳闸切断电流,进而有效避免和控制由于超负荷运行引起的变压器中过电流事故。

1.3气体保护异常

当变压器油低于正常标准时,就会发出气体异常信号;变压器的气体保护是指当变压器油面降低或者变压器的油箱内部出现故障时,可以立即控制变压器的运行信号,使其跳闸的保护形式。

1.4电流速断异常

在变压器的引线、接线部分出现故障时,会引起电流速断;变电站变压器中最常用的保护形式就是电流速断保护。这种保护形式对变压器保护时也是采用瞬间跳闸的方式进行有效的控制,保护变压器内部结构。

1.5过流继电异常

主要由线路短路造成,监测难度很高;这种保护形式是变压器气体保护和电流速断保护的进一步保护,采用有时间限制的跳闸控制来避免变压器外部出现短路及过电流故障。

2、220kV变电站变压器的继电干扰

2.1变压器继电干扰异常

目前我国使用的220kV变电站变压器中,保护继电装置受到电磁干扰的主要因素有:电网出现短路故障;客观干扰,例如人为因素或自然因素等;变压器的内部结构出现问题导致故障发生;工作人员没有妥善施工处理,在施工时接触到外壳设备,导致内部设备或其它设备出现放点干扰。

当变电站变压器受到电磁干扰时,整个输电线路都会受到干扰甚至出现阻断的现象。电磁干扰源通过各种渠道和受到干扰的回路、设备相连接,形成的闭合的回路,这样会超负荷的增加变压器的输电电压,使变压器发生严重故障。变压器的辐射干扰来源主要分为高压开关场的干扰和移动设备幅射干扰两个方面,而在220kV变电站变压器中,都是采取直接在开关场中安装继电保护设备以及自动控制设备的方法,如此一来,造成电磁干扰的主要原因就来自于高压开关场。

2.2变压器的抗干扰措施

为了保证220kV变电站变压器的继电保护设备和自动控制设备的正常运行,就要保障继电保护设备自身也具有抗电磁干扰能力。而目前抗电磁干扰的措施主要包括:

2.2.1降低干扰源处干扰

主要的方式为减少继电保护设备在接地时的阻抗,对通过继电保护设备高频所产生的电流进行严格控制,整体改善输电线路。同时,改进接地线抗阻的设计方案,完善低阻抗接地网建设工作,尽可能地降低220kV变电站和地面的电位差,从而有效避免产生二次回路的干扰问题。

2.2.2降低二次回路的干扰

有效防止220kV变电站受到电磁干扰的情况,最重要的方法为降低二次回路的电磁干扰,主要的方法包括:切断一次回路和二次回路之间的耦、电缆用屏蔽层进行控制、合理控制开关场和控制室两端的接地电压。只要将屏蔽层电缆在开关场和控制场两端进行接地,就可以将感应电流有效屏蔽以降低感应电压,而且还能有效避免暂态电流产生磁通的情况出现。

2.2.3提高装置配线的抗干扰能力

通过实施针对性的措施,使继电保护盘端的开关场进线处的电容实现接地,保证控制电缆所产生的电磁干扰能够以母线为导体传至控制回路中,从而有效的避免控制电缆的干扰。不仅可以在二次回路线路上提高抗干扰能力,而且还可以在微机保护盘上提高抗干扰的能力。

3、完善变压器继电运行系统

3.1检测继电保护装置

在对220kV变电站变压器运行时的继电运行措施进行检验时,可以通过提升检验回路电流的方式,检测变压器的继电保护装置以保证其安全性。在检测的过程中,要进行变量综合分析,先确定改变定值的范围,然后改变接电线路检测,最后,相关工作人员应采用升压的方式校验回路工作情况,当校验工作完成后也不能立即移除相关插件,避免出现变压器故障问题。

3.2控制微机定值

当通过使用微机的方式监测变压器继电保护情况时,通常会出现定值区数据不准确的问题。为了控制定值的规范,可以通过分析机械特性和焊接点检查来确定微机保护的定值,并且对定值区内的数值进行系统化、标准化以及科学化的处理,以期整体提升变电站的变压器工作效率,从而提高其供电效率和能力。在实际操作的过程中,应在接地网上牢牢固定住大截面的铜线或导线,保证变压器的继电保护装置能够平稳运行。

3.3维护变电设备

只有对变压器和继电保护装置进行定期的监测和维修,才能保证变电站变压器的正常稳定运行。同时,工作人员还应当对电力系统中短路故障、放电现象等进行及时的处理和完善。

三结束语

作为220kV变电站的核心组成部分,变压器及其保护装置不仅承担着保护电网系统正常运行的工作,同时也具有发挥继电保护的作用。继电保护对于220kV变电站的运行有着极其重要的作用价值,对于改善变电站运行环境,提供以稳定的保护措施,保障变电站运行效率意义重大。对此有关的电力企业也应当大力加强对变压器的运行与继电保护工作,促使220kV变电站在电网系统中能够充分的体现出其所应有的价值意义。

参考文献:

[1]汤大海,陈永明,曹斌,等.快速切除220kV变压器死区故障的继电保护方案[A].2013第十四届全国保护和控制学术研讨会论文集[C].2013.

[2]邵军.基于220kV变电站变压器运行与继电保护探究[J].大科技,2016(20).

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