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。其作用原理是:變壓器內部故障時,在故障點產生往往伴隨有電弧的短路電流,造成油箱內局部過熱并使變壓器油分解、產生氣體(瓦斯),進而造成噴油、沖動斯繼電器,瓦斯保護動作。
瓦斯保護分為輕瓦斯保護及重瓦斯保護兩種。輕瓦斯保護作用于信號,重瓦斯保護作用于動作跳閘,重瓦斯保護作用于切除變壓器。
輕瓦斯保護
輕瓦斯保護繼電器由開口杯、干簧觸點等組成。運行時,繼電器內充滿變壓器油,開口杯浸在油內,處于上浮位置,干簧接點斷開。當變壓器內部發生輕微故障或異常時,故障點局部過熱,引起部分油膨脹,油內的氣體被逐出,形成汽泡,進入氣體繼電器內,使油面下降,開口杯轉動,使干簧接點閉合,發出信號。
重瓦斯保護
重瓦斯保護繼電器由檔板、彈簧及干簧接點等構成。
當變壓器油箱內發生嚴重故障時,很大的故障電流及電弧使變壓器油大量分解,產生大量汽體,使變壓器噴油,油流沖擊檔板,帶動磁鐵并使干簧觸點閉合,作用于切除變壓器。
應當指出: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。當變壓器少數繞組發生匝間短路時,雖然故障點的故障電流很大,但在差動保護中產生的差流可能不大,差動保護可能拒動。此時,靠重瓦斯保護切除故障。
壓力保護也是變壓器油箱內部故障的主保護。其作用原理與重瓦斯保護基本相同,但它是反應變壓器油的壓力的。
壓力繼電器又稱壓力開關,由彈簧和觸點構成。置于變壓器本體油箱上部。
當變壓器內部故障時,溫度升高,油膨脹壓力增高,彈簧動作帶動繼電器動接點,使接點閉合,切除變壓器。
當變壓器溫度升高時,溫度保護動作發出告警信號。
油位是反映油箱內油位異常的保護。運行時,因變壓器漏油或其他原因使油位降低時動作,發出告警信號。
為提高傳輸能力,對于大型變壓器均配置有各種的冷卻系統。在運行中,若冷卻系統全停,變壓器的溫度將升高。若不即時處理,可能導致變壓器繞組絕緣損壞。
冷卻器全停保護,是在變壓器運行中冷卻器全停時動作。其動作后應立即發出告警信號,并經長延時切除變壓器。
非電量保護 ,顧名思義就是指由非電氣量 反映的故障動作或發信的保護,一般是指保護的判據不是電量(電流、電壓、頻率、阻抗等),而是非電量,如瓦斯保護(通過油速整定)、溫度保護(通過溫度高低)、防暴保護(壓力)、防火保護(通過火災探頭等)、超速保護(速度整定)等。
非電量保護可對輸入的非電量接點進行SOE記錄和保護報文記錄并上傳,主要包括本體重瓦斯、調變重瓦斯、壓力釋放、冷控失電、本體輕瓦斯、調變輕瓦斯、油溫過高等,經壓板直接出口跳閘或發信報警。對于冷控失電,可選擇是否經本裝置延時出口跳閘,最長延時可達300分鐘。還可選擇是否經油溫過高非電量閉鎖,投入時只有在外部非電量油溫過高輸入接點閉合時才開放冷控失電跳閘功能。
瓦斯繼電器裝在變壓器本體上,為露天放置,受外界環境條件影響大。運行實踐表明,由于下雨及漏水造成瓦斯保護誤動次數很多。
為提高瓦斯保護的正確動作率,瓦斯保護繼電器應密封性能好,做到防止露水露氣。另外,還應加裝防雨蓋。2100433B
電量保護主要是差動\過負荷等與電壓電流相關的保護非電量保護就是除此之外的保護,通常包括瓦斯,溫度,壓力等
1。溫度保護。溫度保護又分為油溫度保護和繞組溫度保護,用信號溫度計實現。當油溫或繞組溫度超過規定值時,溫度計接通觸點,即報警或跳閘。2。壓力保護。用壓力釋放閥或壓力繼電器實現。當油箱內的壓力超過限值,...
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介紹了常見的三種配變非電量保護:溫度保護(油面溫控、繞組溫控、電子溫控),壓力保護(壓力釋放閥),瓦斯保護(氣體繼電器)等,給出了其相應的施工細節。最后提出了配變非電量保護與微機保護裝置的配合應注意的問題。
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壓力保護是油浸電力變壓器非電量保護的一個重要組成部分,該文通過分析壓力保護涉及到的防爆管、壓力釋放閥、壓力突變繼電器的工作原理,結合油浸電力變壓器工作和故障特性,闡明了不同壓力保護之間的關系,論述了壓力保護在非電量保護中的作用和整定原則。
非電量保護,顧名思義就是指由非電氣量反映的故障動作或發信的保護,一般是指保護的判據不是電量(電流、電壓、頻率、阻抗等),而是非電量,如瓦斯保護(通過油速整定)、溫度保護(通過溫度高低)、防暴保護(壓力)、防火保護(通過火災探頭等)、超速保護(速度整定)等。
非電量保護可對輸入的非電量接點進行SOE記錄和保護報文記錄并上傳,主要包括本體重瓦斯、調變重瓦斯、壓力釋放、冷控失電、本體輕瓦斯、調變輕瓦斯、油溫過高等,經壓板直接出口跳閘或發信報警。對于冷控失電,可選擇是否經本裝置延時出口跳閘,最長延時可達300分鐘。還可選擇是否經油溫過高非電量閉鎖,投入時只有在外部非電量油溫過高輸入接點閉合時才開放冷控失電跳閘功能。
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。其作用原理是:變壓器內部故障時,在故障點產生往往伴隨有電弧的短路電流,造成油箱內局部過熱并使變壓器油分解、產生氣體(瓦斯),進而造成噴油、沖動斯繼電器,瓦斯保護動作。
瓦斯保護分為輕瓦斯保護及重瓦斯保護兩種。輕瓦斯保護作用于信號,重瓦斯保護作用于動作跳閘,重瓦斯保護作用于切除變壓器。
輕瓦斯保護
輕瓦斯保護繼電器由開口杯、干簧觸點等組成。運行時,繼電器內充滿變壓器油,開口杯浸在油內,處于上浮位置,干簧接點斷開。當變壓器內部發生輕微故障或異常時,故障點局部過熱,引起部分油膨脹,油內的氣體被逐出,形成汽泡,進入氣體繼電器內,使油面下降,開口杯轉動,使干簧接點閉合,發出信號。
重瓦斯保護
重瓦斯保護繼電器由檔板、彈簧及干簧接點等構成。
當變壓器油箱內發生嚴重故障時,很大的故障電流及電弧使變壓器油大量分解,產生大量汽體,使變壓器噴油,油流沖擊檔板,帶動磁鐵并使干簧觸點閉合,作用于切除變壓器。
應當指出: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。當變壓器少數繞組發生匝間短路時,雖然故障點的故障電流很大,但在差動保護中產生的差流可能不大,差動保護可能拒動。此時,靠重瓦斯保護切除故障。
壓力保護也是變壓器油箱內部故障的主保護。其作用原理與重瓦斯保護基本相同,但它是反應變壓器油的壓力的。
壓力繼電器又稱壓力開關,由彈簧和觸點構成。置于變壓器本體油箱上部。
當變壓器內部故障時,溫度升高,油膨脹壓力增高,彈簧動作帶動繼電器動接點,使接點閉合,切除變壓器。
當變壓器溫度升高時,溫度保護動作發出告警信號。
油位是反映油箱內油位異常的保護。運行時,因變壓器漏油或其他原因使油位降低時動作,發出告警信號。
為提高傳輸能力,對于大型變壓器均配置有各種的冷卻系統。在運行中,若冷卻系統全停,變壓器的溫度將升高。若不即時處理,可能導致變壓器繞組絕緣損壞。
冷卻器全停保護,是在變壓器運行中冷卻器全停時動作。其動作后應立即發出告警信號,并經長延時切除變壓器。
為了提高設備運行的可靠性,保證設備的安全,大型電力變壓器均設置了電量和非電量保護。變壓器內部故障時如果這些保護能正確運作,及時切斷電源,便限制了電能轉化為熱能和化學能,也限制了油體積的劇烈膨脹及絕緣紙和絕緣油分解成氣體。這樣就可以將故障控制在允許的范圍內,有效保護主變,避免故障擴大,減少損失。由于電量保護本身固有的特點,當故障在電量保護的靈敏度或故障種類之外時,就必須依靠非電量保護來保證主變的安全。
一、瓦斯保護原理及設置原則 。
電力變壓器的電量型繼電保護,如差動保護、電流速斷保護、零序電流保護等對變壓器內部故障是不靈敏的,這主要是內部故障從匝間短路開始的,短路匝內部的故障電流雖然很大,但反映到線電流卻不大,只有故障發展到多匝短路或對地短路時才能切斷電源。
變壓器內部故障的主保護是瓦斯保護,它能瞬間切除故障設備,但氣體繼電器的靈敏度卻取決于整定值(流速)。
1、輕瓦斯保護 。
(1)保護原理
內部故障比較輕微或在故障的初期,油箱內的油被分解、汽化,產生少量氣體積聚在瓦斯繼電器的頂部,當氣體量超過整定值時,發出報警信號,提示維護人員進行檢查,防止故障的發展。
(2)設置原則
氣體容積動作整定值一般為250~300mL,其動作接點應接入報警信號。
2、重瓦斯保護
(1)保護原理
變壓器油箱內部發生故障時,油箱內的油被分解、汽化,產生大量氣體,油箱內壓力急劇升高,氣體及油流迅速向油枕流動,流速超過重瓦斯的整定值時,瞬間動作切除主變。
(2)設置原則
由于變壓器內部故障產生電弧時,故障點附近的油將被高溫分解,由液態的高分子電離分解為氣態的氫氣及烴類氣體。少量氣體首先溶于變壓器油中,當產氣速率大于溶解速率時,就在故障區域產生氣泡。分解的氣體占了變壓器油的空間,必定有同體積的變壓器油被擠向儲油柜。油流和氣體是同時發生的,一定的產氣速率必定有一定的油流速通過瓦斯繼電器,而產氣的速率則取決于燃弧功率:因此為把故障范圍限制在盡可能小的區域內,通過變壓器瓦斯繼電器油的流速整定值就應該小于最小故障功率的產氣速率。所以,瓦斯繼電器流速的整定應考慮最小的故障功率以及地震和強迫油循環變壓器油泵同時全部啟動的影響,并考慮壓力釋放閥保護與重瓦斯保護的配合。
二、壓力釋放閥的保護原理及設置原則
1、保護原理:
壓力釋放閥是用來保護油浸電氣設備的裝置,即在變壓器油箱內部發生故障時,油箱內的油被分解、氣化,產生大量氣體,油箱內壓力急劇升高,此壓力如不及時釋放,將造成變壓器油箱變形、甚至爆裂。
安裝壓力釋放閥可使變壓器在油箱內部發生故障、壓力升高至壓力釋放閥的開啟壓力時,壓力釋放閥在2ms內迅速開啟,使變壓器油箱內的壓力很快降低。當壓力降到關閉壓力值時,壓力釋放閥便可靠關閉,使變壓器油箱內永遠保持正壓,有效地防止外部空氣、水分及其他雜質進入油箱,且具有動作后無元件損壞,無需更換等優點,目前已被廣泛應用。
2、設置原則及運行要求:
由于大多數變壓器廠家規定壓力釋放閥接點作用于跳閘,曾發生過多次因壓力釋放閥的二次回路絕緣降低引起跳閘停電事故。為此,變壓器運行規程(DL/T 572—95)規定“壓力釋放閥接點宜作用于信號” 。但當壓力釋放閥動作而變壓器不跳閘時,可能會引發變壓器的缺油運行而導致故障擴大。為此,可采用瓦斯繼電器與之相配合來保護變壓器:當壓力釋放閥動作導致油位過低時, 瓦斯繼電器的下部浮子下沉導通,發出跳閘信號。
三、壓力突變保護原理及設置原則
1、保護原理
感應特定故障下油箱內部壓力的瞬時升高,根據油箱內由于事故造成的動態壓力增長來動作的。當變壓器內部發生故障,油室內壓力突然上升,當上升速度超過一定數值,壓力達到動作值時,壓力開關動作,發出信號報警或切斷電源使變壓器退出運行。該保護比壓力釋放閥動作速度更快,但不釋放內部壓力。
2、設置原則
其動作接點應接入主變的報警或跳閘信號,動作值應根據變壓器廠家提供的值進行整定和校驗。
四、溫控器保護原理及設置原則
為保護變壓器的安全運行,其冷卻介質及繞組的溫度要控制在規定的范圍內,這就需要溫度控制器來提供溫度的測量、冷卻控制等功能。當溫度超過允許范圍時,提供報警或跳閘信號,確保設備的壽命。
溫度控制器包括油面溫度控制器和繞組溫度控制器。
1、測溫原理
(1)油面溫控器的測溫原理:
溫控器主要由彈性元件、毛細管和溫包組成,在這三個部分組成的密閉系統內充滿了感溫液體,當被測溫度變化時,由于液體的“熱脹冷縮”效應,溫包內的感溫液體的體積也隨之線性變化,這一體積變化量通過毛細管遠傳至表內的彈性元件,使之發生相應位移,該位移經齒輪機構放大后便可指示該被測溫度,同時觸發微動開關,輸出電信號驅動冷卻系統,達到控制變壓器溫升的目的。
(2)繞組溫度控制器的測溫原理。
變壓器油面溫度是可以直接測量出來的,但繞組由于處于高壓下而無法直接測量其溫度,其溫度的測量是通過間接測量和模擬而成的。繞組和冷卻介質之間的溫差是繞組實際電流的函數,電流互感器的二次電流(一般用套管的電流互感器)和變壓器繞組電流成正比。電流互感器二次電流供給溫度計的加熱電阻,產生一個顯示變壓器負載的讀數,它相當于實測的銅一油溫差(溫度增量)。這種間接測量方法提供一個平均或最大繞組溫度的顯示即所謂的熱像。
(3)測量值的遠程顯示原理
為了將測量值傳送到控制室作遠程指示,溫度控制器將銅或鉑電阻傳感器阻值的變化或溫度變化產生的機械位移變為滑線變阻的阻值變化,模擬輸出為4~20mA電信號,在遠方轉化為數字或模擬顯示。使用滑線變阻的形式,其優點是接線比較簡單,對于較長的傳輸途徑不需要補償線路,電流信號對雜散磁場和溫度干擾不敏感。
2、設置原則
大型電力變壓器應配備油面溫度控制器及繞組溫度控制器,并有溫度遠傳的功能,為能全面反映變壓器的溫度變化情況,一般還將油面溫度控制器配置雙重化,即在主變的兩側均設置油面溫度控制器。
要發揮溫度控制器對變壓器的保護作用,關鍵在于保證控制器的準確性。某220kV變電站因將油溫啟動冷卻器接點與跳閘接點的回路對調,導致變壓器運行中油溫升高,達到啟動冷卻器的溫度值時引起變壓器誤跳閘。所以溫度控制器必須按規程進行定期校驗,并保證接點回路接線的正確,防止因接線錯誤導致變壓器的誤跳閘。
五、油位計的保護原理及設置原則
1、油位計原理:
指針式油位表通過連桿將油面的上下線位移變成角位移信號使指針轉動,間接顯示油位。
2、設置原則
油位是反映油箱內油位異常的保護。運行時,因變壓器漏油或其他原因使油位降低時動作,發出告警信號。
只有充分了解了電力變壓器的非電量保護,才能有效的配合變壓器的電量保護(前面文章發過)共同保護變壓器的安全穩健的運行。