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        感溫元件在主變內部故障保護中的應用研究

        2014-09-01 07:37:14孫豪杰周建成
        新媒體研究 2014年11期
        關鍵詞:變壓器

        孫豪杰+周建成

        摘要瓦斯保護是變壓器的主保護,它對變壓器的安全運行起著非常重要的作用。而變壓器運行時的溫度控制,是瓦斯保護,乃至整個變壓器保護過程及其關鍵的影響因素。文章介紹了瓦斯保護用于主變內部故障保護的工作原理和優(yōu)勢,結合實際情況具體闡述了感溫元件在瓦斯保護中的應用。

        關鍵詞變壓器;主變內部故障;主變保護;感溫元件

        中圖分類號:TM772 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)11-0113-01

        瓦斯保護是變壓器繼電保護中的主保護,它能有效地反應變壓器的內部故障,對變壓器的安全運行起到至關重要的作用。雖然,瓦斯保護具有結構簡單、動作迅速和靈敏可靠的優(yōu)點,但是瓦斯保護也不可避免地會因一些特殊因素干擾而產生誤動作。因此,在主變內部故障的保護中應用感溫元件,作為瓦斯保護動作的判據具有非常重要的意義。

        1主變內部故障的保護

        1.1 主變保護的定義

        主變,其實就是指一個單位或者一個變電站的總降壓變壓器,而其他作為配電使用的變壓器則一般被稱為配電變壓器。主變的容量一般都比普通的配電變壓器大,在實際的使用和運行過程中常常會因為各種環(huán)境因素或者變壓器自身的缺陷而導致很多內部故障的發(fā)生,例如:變壓器內部多相短路、匝間短路、匝間與鐵芯或外皮短路等短路現象;因使用時間過長、電線發(fā)熱而導致的鐵芯故障;以及分接開關接觸不良或導線焊接不良。因此,主變的保護就需要可靠性更高的工作才能完成。而瓦斯保護不僅能反映變壓器油箱內部的各種故障,還能有效反映不嚴重的匝間短路及鐵芯故障。此外,當變壓器內部進入空氣時,瓦斯保護也能有所反映。所以,瓦斯保護是最重要的主變保護措施之一,對變壓器的安全運行有非常重要的作用。

        1.2 瓦斯保護

        1)瓦斯保護的定義。瓦斯保護,是變壓器油箱內繞組短路故障及異常的主要保護,也稱非電量保護。瓦斯保護具有結構簡單、動作迅速和靈敏度高的優(yōu)點。其工作原理是:當主變壓器的內部發(fā)生故障時,在故障點會相應產生有電弧的短路電流,油箱內局部過熱,促使變壓器油分解并產生氣體,即瓦斯。瓦斯從油箱向油枕部位流動,沖擊氣體繼電器。這種氣體沖擊的強烈程度會隨故障的嚴重程度不同而不同,如果主變內部故障比較輕微,則氣體沖擊力小,反之,氣體沖擊強烈。這種反應氣流與油流而動作的保護即稱為瓦斯保護。

        2)重瓦斯保護。主變內部故障的瓦斯保護主要分為輕瓦斯保護和重瓦斯保護兩種。輕瓦斯保護主要作用于信號,而重瓦斯保護則主要作用于跳閘。重瓦斯保護是油箱內部故障的主保護,它能反映變壓器內部的各種故障。當變壓器內部發(fā)生嚴重故障時,則產生強烈的瓦斯氣體,油箱內壓力突然劇增,并產生很大的油流向油枕方向沖擊,因油流沖擊檔板,檔板克服彈簧的阻力,帶動磁鐵向干簧觸點方向移動,使水銀觸點閉合,接通跳閘回路,使斷路器跳閘,這就是所謂的“重瓦斯”。重瓦斯動作,立即切斷與變壓器連接的所有電源,從而避免事故擴大,起到保護變壓器的作用。

        1.3 主變內部故障保護中感溫元件的應用

        1)主變溫度檢測的重要性。電力變壓器運行時的溫度控制是其正常、有效運行的關鍵步驟。變壓器的油溫越高,油的劣化速度越快,從而又反過來促使變壓器油的溫度進一步升高。隨著變壓器溫度的不斷升高,變壓器繞阻可能出現絕緣老化、變脆,電器特性變壞等現象。而由主變內部故障的類型和瓦斯保護的動作原理可以看出,當變壓器內部產生故障時,有一共同特點即:故障點局部溫度升高,使油流速加快或絕緣材料分解,致使瓦斯保護動作。由此分析認為主變內部故障保護可應用感溫元件。當變壓器油溫升高到給定值時,感溫原件就動作,同時自動開啟變壓器冷卻風扇,發(fā)出報警信息。所以,利用感溫元件對運行中的變壓器上層油溫加以監(jiān)視,并收集相關溫度數據,可作為內部故障保護動作的判據。

        2)感溫元件。主變內部故障保護過程中的測溫一般多采用鉑熱電阻(Ptl00)溫度傳感器。該溫度傳感器具有測量精確、靈敏度高和性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)勢。工作時,這種鉑熱電阻元件的電阻值會隨著溫度的不斷變化而變化。鉑熱電阻溫度傳感器的測溫范圍可達-200℃~800℃。一般按照0℃時鉑熱電阻的電阻值R(℃)大小將其進行分類,例如:可分為10歐姆(分度號為Ptl0)和100歐姆(分度號為Ptl00)。雖然它們的測溫范圍不因電阻值的大小而改變,但是,10歐姆鉑熱電阻感溫原件的耐溫性能明顯優(yōu)于100歐姆的鉑熱電阻。因此,10歐姆鉑熱電阻主要用于650℃以上的溫區(qū);而100歐姆鉑熱電阻主要用于650℃以下的溫區(qū),當100歐姆鉑熱電阻用于650℃以上的溫區(qū)時,不允許有A級誤差。

        3)感溫元件絕對動作溫度的設置。由于總降壓變壓器使用的一般是A級絕緣變壓器油,而A級絕緣變壓器油的最高運行溫度為105℃,閃點在135℃左右(如果變壓器牌號不同,則閃點溫度會出現細小差異)。所以,一般情況下,主變感溫系統(tǒng)的絕對動作溫度設置為110℃。當然,如果能夠控制主變感溫系統(tǒng)的動作溫度不能超過105℃,則相對是最安全的。此外,主降變壓器的平均油溫最高也不能超過85℃。因為只有在這種情況下,才能控制變壓器的最熱點溫度不會超過98℃(有些變壓油會接觸到這個溫度),從而確保變壓器的安全運行,盡可能地延長其工作壽命。

        4)主變測溫系統(tǒng)的工作原理。一般說來,主變測溫系統(tǒng)主要由變送器、冷風回路、報警回路和延時跳閘回路構成。其工作原理:隨著主變的內部溫度逐漸升高,溫度計將絕緣油的溫度信號轉為模擬電信號。然后,通過變送器輸送到風冷回路、報警回路及延時跳閘回路。進行邏輯判斷后,自動執(zhí)行相應的動作和操作,以確保主變壓器安全、穩(wěn)定的運行。例如,當主變壓器油溫度達到55℃時,感溫原件就會動作,同時自動啟動風冷系統(tǒng),進行主變壓器油溫的降溫;而當主變壓器油溫度達到85℃時,監(jiān)控機系統(tǒng)就會發(fā)報警信號;而達到105℃時,就會與延時跳閘回路相結合,再執(zhí)行對應的操作,達到保護主變壓器的作用。

        2結論

        瓦斯保護是主變壓器繼電保護中的主保護,也稱非電量保護,它能有效地反應變壓器的內部故障,對變壓器的安全運行起到至關重要的作用。雖然,瓦斯保護具有結構簡單、動作迅速和靈敏度高的優(yōu)點。但是,主變壓器油溫的升高,不僅極大地限制了瓦斯保護的作用效果,也給變壓器的安全運行帶來了諸多不可避免的安全隱患。因此,一定要利用感溫原件將變壓器的溫度控制在限定范圍內,才可以使絕緣材料不容易老化.經久耐用.從而延長電力變壓器的使用壽命。因此,在變壓器設計時和實際運行時,控制運行溫度是非常重要和關鍵的。

        參考文獻

        [1]湯燕.主變溫度常見故障分析[J].科技信息,2010(33).

        [2]王翰.淺析主變瓦斯保護[J].科技創(chuàng)新導報,2011(34).

        endprint

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