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變壓器設(shè)計(jì)技術(shù)問題的探討
隨著我國電力事業(yè)在不斷的向前發(fā)展，超高壓輸電線路變得更加普遍，在一定程度上擴(kuò)大了大容量超高壓的大型電力變壓器的應(yīng)用，所以變壓器運(yùn)行的好壞直接體現(xiàn)了整個(gè)電網(wǎng)的可靠程度。因此我們必須要懂得電力變壓器的內(nèi)部構(gòu)造，只有這樣才能制造出設(shè)置性能良好的機(jī)器。
電力變壓器的故障通?？梢苑譃橛拖鋬?nèi)部故障和油箱外部故障兩種。油箱內(nèi)部故障主要是指發(fā)生在變壓器油箱內(nèi)包括高壓側(cè)或低壓側(cè)繞組的相間短路、匝間短路、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)側(cè)繞組的單相接地短路以及鐵芯的繞損等。變壓器內(nèi)部故障非常危險(xiǎn)，因?yàn)楣收蠒r(shí)產(chǎn)生的電弧，不僅會損壞繞組的絕緣、燒壞鐵芯，而且由于絕緣材料和變壓器油因受熱分解而產(chǎn)生大量的氣體。油箱外部故障常見的主要是變壓器繞組引出線和絕緣套管上發(fā)生的相間短路和接地短路。
1、變電器配置原則
在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，電力系統(tǒng)不可避免的會發(fā)生故障或異常情況，繼電保護(hù)裝置應(yīng)自動將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，這就要求必須在短時(shí)間和小區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。除此之外還可以發(fā)出信號，讓我們的工作人員解決問題的產(chǎn)生原因。為了減輕或避免設(shè)備的損壞，也為了減小相鄰地區(qū)供電所產(chǎn)生的影響。常用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，以及靈敏性不高的變壓器，他們都不能滿足要求。這樣的話就要讓變壓器裝設(shè)差動保護(hù)裝置。如果變壓器油箱內(nèi)部出現(xiàn)故障，是在在電流和電弧之間的相互作用之間，那么變壓器油及其它絕緣材料就會分解產(chǎn)生氣體，原因是因?yàn)榫植渴軣嵋鸬摹Ｋ鼈儠挠拖湎蛴驼淼纳喜苛?。如果出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)，油會迅速膨脹涌動還會伴隨著產(chǎn)生大量的氣體，這個(gè)時(shí)候就會有劇烈的氣體產(chǎn)生。對由外部相間短路引起的變壓器過電流，我們可以根據(jù)變壓器容量，運(yùn)行情況的不同，對變壓器靈敏度的要求不同，可以通過各種后備保護(hù)，以此來帶時(shí)限動作于跳閘。
2、變壓器的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)
2.1差動保護(hù)設(shè)計(jì)
兩側(cè)的電流互感器二次側(cè)按正常時(shí)的“環(huán)流接線”，當(dāng)電路變壓器正常運(yùn)行時(shí)候，差動繼電器中中的電流很小很小，接近沒有電流。會使得差動繼電器和保護(hù)同時(shí)不發(fā)生任何的動作。還有一種情況下差動保護(hù)也不會有動作電流，那就是當(dāng)變壓器處于大符合并且電流互感器二次回路端線時(shí)?，F(xiàn)如今，高性能計(jì)算機(jī)芯片在不斷發(fā)展，在變壓器1套保護(hù)裝置中的一些設(shè)備都已得到開發(fā)，而且已經(jīng)得到廣泛性的應(yīng)用。
2.2瓦斯保護(hù)設(shè)計(jì)
如果變壓器內(nèi)部發(fā)生很多的故障。這些故障的產(chǎn)生就要求我們更加重視瓦斯保護(hù)措施的實(shí)施。在故障發(fā)生時(shí)，比如漏油現(xiàn)象，鐵心局部被損壞，線圈出現(xiàn)斷線和油面出現(xiàn)下降等問題，這些情況下就會導(dǎo)致所有的保護(hù)都無法動作，就只存在瓦斯保護(hù)。氣體繼電器是瓦斯保護(hù)重要部分，位置存在在變壓器油箱與油枕之間的連接導(dǎo)油管中。瓦斯保護(hù)有兩種：一種是輕瓦斯保護(hù)動作于信號，工作人員為了正確的判斷故障性質(zhì)，問題的關(guān)鍵，可以通過氣體的數(shù)量、顏色、化學(xué)成分和可燃性等來判斷，運(yùn)行人員必須要進(jìn)行迅速處理，對于發(fā)現(xiàn)的故障，要能及時(shí)進(jìn)行處理；另一種是重瓦斯保護(hù)動作于斷路器跳閘，對于氣體發(fā)生的速度進(jìn)行監(jiān)視，對于氣體的各種特征及成分分析，通過這樣可以間接地推測故障發(fā)生原因、部位和嚴(yán)重程度，在變壓器出現(xiàn)突然性嚴(yán)重故障，它就會自動報(bào)警或者切斷電源。
3、過電流保護(hù)設(shè)計(jì)
3.1低壓變壓器過電流保護(hù)設(shè)計(jì)
三相式三卷變壓器是變壓器低壓側(cè)會用的方式，但是對于高，中壓變壓器不起作用，它不能滿足相鄰元件后備保護(hù)的要求，這時(shí)就可以在其高、中壓側(cè)均裝設(shè)保護(hù)設(shè)備，以此來達(dá)到保護(hù)電流的目的。實(shí)施的保護(hù)設(shè)備分別是復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)及零序方向過電流保護(hù)與間隙保護(hù)這三種保護(hù)。而對于低壓變壓器來說，裝設(shè)復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)是非常有必要的。我們來講一下復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)裝置的的內(nèi)部構(gòu)造原件。首先要了解電流元件的規(guī)格大小，規(guī)格的要求就是要讓變壓器的額定電流整定盡量的大一些。同時(shí)，還應(yīng)安裝一套低電壓鎖閉元件，目的就是為了反映不對稱短路殘壓，來更好，更明顯的發(fā)現(xiàn)問題是關(guān)鍵。對于電壓元件的動作電壓應(yīng)該小于運(yùn)行中可能出現(xiàn)的低工作電壓，舉個(gè)例子來說，如大容量電動機(jī)啟動引起的電壓降低等，U=UO/K1×K2是它計(jì)算公式，UO為校驗(yàn)點(diǎn)故障時(shí)，電壓繼電器裝設(shè)母線上的大殘壓；可靠系數(shù)是K1，返回系數(shù)是K2。不管是哪個(gè)系數(shù)，都會有一定的取值范圍。通過這些方式來保護(hù)設(shè)備。
3.2高壓變壓器的保護(hù)設(shè)計(jì)
配置過電流保護(hù)裝置可以有效的控制變壓器高壓側(cè)的過電流保護(hù)對低壓側(cè)母線規(guī)定的靈敏系數(shù)。電流保護(hù)設(shè)備配置的位置就在變壓器低壓側(cè)斷路器與高壓側(cè)短路器上。這個(gè)裝置保護(hù)的主要對象就是低壓側(cè)母線的主保護(hù)和它的后備保護(hù)。注意，如果短路是非金屬性的，它的阻抗保護(hù)的靈敏度經(jīng)過弧光短路時(shí)會變得沒那么靈敏，這就會導(dǎo)致時(shí)間的延長。所以，設(shè)置一個(gè)反時(shí)限過流保護(hù)，位置是在高壓一側(cè)，目的是為了保護(hù)變壓器熱穩(wěn)定的，熱穩(wěn)定的大小就是要整定值決定的。同時(shí)，就是掌控動作電流的不平衡電流在低壓側(cè)另安裝保護(hù)或在低壓側(cè)中性線上裝設(shè)零序電流保護(hù)，就是為了跳高壓側(cè)短路器。
3.3負(fù)序過電流保護(hù)設(shè)計(jì)
當(dāng)相間后備保護(hù)按遠(yuǎn)后備原則配置時(shí)，要注意一定的原則，就是做到應(yīng)該躲過安裝處的負(fù)序電流，還要注意電流保護(hù)的后備段在靈敏度上之間的相互作用，只有這樣才可以防止負(fù)序過電流保護(hù)非選擇性動作。在設(shè)計(jì)變壓器的過程中，首先要測量的就是離散值，它包括反時(shí)限、定時(shí)限和負(fù)序過過負(fù)荷報(bào)警回路動作電流。工作人員對于反時(shí)限、定時(shí)限和負(fù)序過負(fù)荷報(bào)警回路的動作電流范圍必須要加強(qiáng)重視。才能設(shè)計(jì)出更合理的設(shè)備裝置。
4、結(jié)束語
通過整篇文章的闡述，我們了解到在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，變壓器繼電保護(hù)裝置有其自身的要求特點(diǎn)。即必須具備靈敏性和快速性。這樣做到這些要求，才能準(zhǔn)確反映機(jī)器產(chǎn)生的故障原因，才能在短時(shí)間內(nèi)把故障問題解決。一切工作都要做好預(yù)防，只有這樣才能更好的提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。才能安全的向用戶連續(xù)供電。