变压器故障状态及保护措施.pdf
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1、Telecom Power Technology 201 Sep.25,2023,Vol.40 No.18 2023 年 9 月 25 日第 40 卷第 18 期运营维护技术DOI:10.19399/ki.tpt.2023.18.067变压器故障状态及保护措施余文强(国网湖北省电力有限公司随州供电公司,湖北 随州 441399)摘要:变压器广泛应用于电力系统,其运行性能与电力系统的运行性能息息相关。变压器的维修成本较高,要尽可能避免其损坏。在变压器出现故障时,要及时切断电源。根据变压器故障的严重程度和重要程度,将变压器故障分为故障状态和非正常运行状态。对各类故障状态进行分析,根据故障原因设置相
2、应的保护装置,确保变压器稳定、可靠运行,避免事故进一步扩大造成恶劣影响,从而降低维修成本。关键词:变压器;故障;保护装置;案例分析Transformer Failure State and Protection MeasuresYU Wenqiang(State Grid Hubei Electric Power Co.,Ltd.,Suizhou Power Supply Company,Suizhou 441399,China)Abstract:Transformers are distributed in all links of power system,and their operat
3、ion performance is closely related to the operation performance of power system.The maintenance cost of transformer is high,so its damage should be avoided as much as possible.When the transformer fails,cut off the power supply in time.According to the severity and importance of transformer fault,tr
4、ansformer fault is divided into fault state and abnormal operation state.All kinds of fault states are analyzed,and corresponding protection devices are set according to the fault causes.The protection device can ensure the stable and reliable operation of the transformer,avoid the bad influence cau
5、sed by the further expansion of the accident,and thus reduce the maintenance cost.Keywords:transformer;fault;protection device;case analysis0引言电力系统的可靠、稳定、安全运行与国民生活和生产息息相关1。近年来,随着社会对电能质量和电能需求的不断提高,我国建成了许多超高压、特高压输电系统2。其中,变压器设备在电力系统中扮演着重要角色,是不可或缺的设备之一3。如果变压器发生故障,可能会影响电力系统的正常运行,严重时将导致电力系统崩溃4。变压器损坏时维修比较麻
6、烦,且维修时间成本、经济成本、人工成本较高5。继电保护装置可以保护变压器,保障电力系统安全、可靠运行6。因此,需确保继电保护装置能在指定时间内动作,若动作不及时或没有动作将无法及时切断故障而损坏变压器,甚至烧毁变压器7。除此之外,若继电保护装置误动作,也会影响电力系统供电的稳定性8,9。文章通过总结变压器常见的故障类型,按故障严重程度、变压器的容量大小,将故障分为故障和非正常运行状态 2 类,并分析故障产生的原因10-12。针对不同的故障原因,安装相应的变压器保护装置。下面通过分析一个变压器动作保护案例,强调保护装置的重要性,并给出清除故障的方法。1变压器故障状态1.1故障运行状态按照变压器的
7、故障位置,可以将故障运行状态分为变压器油箱外故障和变压器油箱内故障 2 种。变压器油箱外故障是指绝缘套管发生接地短路故障、引出线发生相间短路故障或引出线发生接地短路故障。变压器油箱内故障指变压器各相绕组发生相间短路或接地短路、每一相绕组发生匝间短路或者变压器铁芯损坏。当发生变压器油箱内故障时,会在损坏绝缘与硅钢片铁芯的同时产生大电流,释放大量的热量。这些热量会导致油温升高,使变压器油箱内的油发生气化,导致油箱内气压升高,严重时引发爆炸。因此,相比于变压器油箱外故障,变压器油箱内故障的危害更大,故障切除时间也更短。1.2非正常运行状态变压器的非正常运行状态存在多种类型。例如:变压器外部短路,导致
8、变压器绕组电流过大;变压器风扇故障导致冷却能力变差,工作温度升高,从而缩短变压器的使用寿命,降低变压器的工作效率。由于变压器的额定点设计在硅钢片的饱和拐点处,电压、频率偏移会导致变压器铁芯过饱和使得变压器铁芯过热,降低了变压器的工作效率,缩短了其使用寿命。收稿日期:2023-08-15作者简介:余文强(1989),男,湖北孝感人,硕士研究生,工程师,主要研究方向为电网运行与管理。2023 年 9 月 25 日第 40 卷第 18 期Sep.25,2023,Vol.40 No.18Telecom Power Technology 202 变压器油箱密封性能过差会导致油泄漏,影响变压器散热。此外,
9、变压器过载运行时间过长,也会导致变压器绕组温度升高,绕组绝缘层受损,严重时甚至会因烧毁绕组绝缘层而发生绕组匝间短路或绕组相间短路。2变压器保护措施变压器的保护措施应具备瓦斯保护、纵差保护、外部相间短路时后备保护、电流速断保护、过载保护、过励磁(过饱和)保护以及一些非电量的保护功能。2.1瓦斯保护瓦斯保护主要是在变压器发生油箱内故障时动作,能够在变压器发生油箱内部绕组匝间短路或相间短路、铁芯性能恶化、绕组断路、变压器油泄漏、变压器油减少以及分断开关故障等故障时,保障变压器稳定运行。按照故障的严重程度,可以将瓦斯保护分为2种,即轻瓦斯保护和重瓦斯保护。其中,轻瓦斯保护主要是将故障转换成故障信号,帮
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