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【精讲】变压器非电量保护

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【精讲】变压器非电量保护

发布日期:2021-04-21 作者:厚沃电气 点击:

  近期,在110kVFJ站全站停电检修工作过程中,班组对站内两台主变开展了主变保护(电量及非电量)定检工作。本次检修工作的完成进一步保障了该地区的用电可靠性,提升了地区电网的稳定运行水平。

说到继电保护,大部分电力小白的第一印象一定是:保护装置通过采集的电压、电流、频率、阻抗等电气量信号来判断被保护设备的状态来决定其是正常状态、异常状态还是故障状态。

而非电量保护,仿佛保护界的一股清流,一直被埋没在保护界角落不被发现

哪怕即使被注意到了,电力小白也可能会说,那个非电量保护是不是就是瓦斯保护嘛,那这个还不简单?

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那当然不全对啦image.pngimage.png

内容讲解前,首先让我们了解一下什么是变压器非电量保护?

变压器非电量保护是为保障变压器的安全可靠运行而通过非电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,而是非电量,除了瓦斯保护,还包括:温度保护、油位保护、防爆保护(压力保护)等。

首先,让我们来了解变压器非电量保护之------瓦斯保护

有同学会问了:

变压器的主保护不是差动保护嘛image.pngimage.png

瓦斯保护怎么成主保护了?它凭什么成为主保护?它配吗image.pngimage.png

这是因为变压器的电量保护(差动保护、电流速断保护、零序保护等)对变压器内部故障不灵敏的。

这主要是内部故障一般是从匝间短路开始的,短路匝内部的故障电流虽然很大,但反映到线电流却不大,只有当故障发展到多匝短路或对地短路时保护装置才能切除电源,这时的故障的严重性已经扩大。因此电量保护不能作为变压器内部故障的主保护。

而瓦斯保护又是如何灵敏判别变压器内部故障而成为变压器主保护的呢?

欲知其义,必识其器!

变压器.png

安装在变压器上面那个圆圆的貌似枕头的就是我们的变压器油枕

油枕是用于变压器的一种储油装置,当变压器油的体积随着油温的变化而膨胀或缩小时,油枕起到储油补油作用,能保证油箱内充满油。油枕的装备,使得变压器与空气的接触面大大减少,并且从空气中吸收的水分、灰尘和氧化后的油垢都沉淀在油枕的底部的沉积器中,从而大大减缓了变压器油的劣化速度。

本体瓦斯继电器就是安装在变压器的油箱和油枕之间的管道内,利用变压器内部故障而使油分解产生气体或造成油流涌动时,使瓦斯继电器的接点动作,接通指定的控制回路,并及时发出信号告警(轻瓦斯)或启动操作机构自动切除变压器(重瓦斯)。

瓦斯保护不仅能反映变压器油箱和内部各种故障,而且能反映出差动保护反映不出来的不严重的匝间短路,和任何继电器不能发觉的铁芯故障及其内部进入空气等。

瓦斯保护一般分为轻瓦斯和重瓦斯两类。

轻瓦斯:变压器内部过热。或局部放电,使变压器油油温上升,产生一定的气体,汇集于继电器内,使得瓦斯继电器一组接点导通,产生轻瓦斯信号。

重瓦斯:变压器内产生严重短路时,会产生大量气体对变压器油产生冲击,使得一定的油冲向继电器的挡板,使得瓦斯继电器重瓦斯动作于跳闸。

瓦斯继电器可以准确灵敏的动作于变压器的内部故障,可以说是主变保护的“葵花宝典”了,当然是主变的主保护啦!

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聊完本体瓦斯保护,有童鞋会问了:

那个有载瓦斯继电器和本体瓦斯保护一样么?为什么还要设置有载瓦斯继电器呢?

这是因为有载调压变压器有2个油箱,有载调压装置一个,主变本体一个,它们是互相分开的。因此需要对它们都设置瓦斯保护,所以有载瓦斯保护和本体瓦斯保护本质都是一样的,只是保护的对象不同罢了~

同样,安装在油枕上面的还有监测油位异常继电器属于变压器非电量保护之---油位保护;当由于变压器内部发热等造成油位过高或当变压器漏油等原因是的油位过低等,油位继电器会上送油位异常告警信号。

对于我们变电站常用的油浸式变压器,其实际使用寿命主要决定于固体绝缘的寿命。决定绝缘老化速度的主要是温度、水和氧气;而对于运行的变压器绝缘寿命就主要取决于热效应啦。适宜的运行温度对延长变压器的使用寿命极为重要。因此,我们需要对变压器的温度进行监测、控制,保障变压器的安全稳定运行。接下来我们一起学习保障变压器温度控制在合理范围内运行的主变非电量保护之------温度保护

变压器温度监测的部件当然是变压器油温表和绕温表。在讲解变压器温度保护之前,我们先了解一下变压器油温表和绕温表。

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温度计有两支指针,有实时温度测量的黑色指针,还有指示最高温度的红色指针,红色指针在仪表透镜上与调节钮连接在一起;红色指针为黑色指针走过的历史最高温度。当温度上升时,黑色指针会推动红色指针,并将其推到最高温度的指示位,当黑色指示针返回的时候红色指针不返回;这样,我们可通过红色指针的读数,得知黑色指针走过的历史最高温度(显示该温度计所达到的z最高温度) 。  

故主变压投运前,应先对指针复位调节时,使红色指针与黑色指针的右侧对齐。主面油面温度计大指针下方还会有小指针,一般有四个指针K1、K2、K3,分别用于启动及停止风机、油温过高告警、超温跳闸等信号值。 

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此类温度计属于压力式温度计,主要有压力包(弹性元件为波纹管)、毛细管、温包组成。当压力式温度计量安装于变压器测温点后,温包整个浸于被测变压器油中。

当被测变压器油温度发生变化时,温包内介质体积随之线性变化。这个体积增量通过毛细管的传递使波纹管产生一个相对应的线性位移量。这个位移量经机构放大后便可指示被测变压器的油温并驱动微动开关输出电信号。

当温度指示达到设定定值时,保护装置就会发出告警信号或者启动/停止风机、超温跳闸(为防止误动作一般不接入)等,就起到了变压器温度控制的作用啦。

而对于绕温表不同的则是由于绕温表的探头不能实际探入绕组内,绕温表探头对绕组的温度感应不够灵敏,需要根据负荷电流对温度进行补偿实现绕组温度测量的更准确image.pngimage.png

说到这里,有同学会问了

为什么油温表有俩呢?一个不行么?

这是因为我们变电站使用的变压器的容量都普遍较大,油箱内空间较大,变压器的发热和散热也是不均匀的,在变压器内不同区域,温度相差可能较大,为了安全起见,需要较准确的测量出变压器的油温,所以在变压器长轴两端各设两个油温表来监测油温,以确保变压器更安全地运行。

同样,在我们的油浸式变压器在运行时,当变压器内部存在异常或过载运行等情况下,油被加热膨胀,内部压力会增加。当压力大到一定的程度,尤其是故障时,有可能使箱体爆裂。因此,在变压器的顶部安装一个压力释放阀,当压力升高到某值时,会向外放油以避免过压力损坏。同时,压力开关的接点闭合,发出压力释放信号或者断路器跳闸命令。这就属于我们变压器非电量保护之----压力保护。

 


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