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行业动态

非电量保护的作用与工作原理

添加时间:2022-06-08 14:43:01   浏览次数: 次    【 】   打印   关闭窗口

与温度相关非电量信号
本体油温高告警/跳闸

调压油温高告警/跳闸

本体绕组温高告警/跳闸

调压绕组温高告警/跳闸

冷却器全停

冷控失电动作

冷控失电延时

油温80°C报警/油温95°C跳闸

绕温90°C报警/绕温105°C跳闸

电力变压器温控器保护原理及设置原则

为保护变压器的安全运行,其冷却介质及绕组的温度要控制在规定的范围内,这就需要温度控制器来提供温度的测量、冷却控制等功能。当温度超过允许范围时,提供报警或跳闸信号,确保设备的寿命。温度控制器包括油面温度控制器和绕组温度控制器。变压器上通常会有三块温度指示表,两个油面温度,一个绕组温度。

三块表内部通常会有四对辅助接点,对应表针上四个定值温度。第一、二个温度,如果有风冷,一般用来控制风冷启停;三块温度表第三个温度都是报警;第四个温度是(配合功能压板)跳闸。

1. 测温原理

(1)油面温控器的测温原理

温控器主要由弹性元件、毛细管和温包组成,在这三个部分组成的密闭系统内充满了感温液体,当被测温度变化时,由于液体的“热胀冷缩"效应,温包内的感温液体的体积也随之线性变化,这一体积变化量通过毛细管远传至表内的弹性元件,使之发生相应位移,该位移经齿轮机构放大后便可指示该被测温度,同时触发微动开关,输出电信号驱动冷却系统,达到控制变压器温升的目的。

(2)绕组温度控制器的测温原理

变压器油面温度是可以直接测量出来的,但绕组由于处于高压下而无法直接测量其温度,其温度的测量是通过间接测量和模拟而成的。绕组和冷却介质之间的温差是绕组实际电流的函数,电流互感器的二次电流(一般用套管的电流互感器)和变压器绕组电流成正比。电流互感器二次电流供给温度计的加热电阻,产生一个显示变压器负载的读数,它相当于实测的铜——油温差(温度增量),这种间接测量方法提供一个平均或最大绕组温度的显示即所谓的热像。(有时,绕组温度表会取变压器高压侧套管的某相电流作为补偿温度,所以有些变压器在高压侧会有一相多一组CT)

(3)测量值的远程显示原理

为了将测量值传送到控制室作远程指示,温度控制器将铜或铂电阻传感器阻值的变化或温度变化产生的机械位移变为滑线变阻的阻值变化,模拟输出为4-20mA电信号,在远方转化为数字或模拟显示。使用滑线变阻的形式,其优点是接线比较简单,对于较长的传输途径不需要补偿线路,电流信号对杂散磁场和温度干扰不敏感。

2. 设置原则

大型电力变压器应配备油面温度控制器及绕组温度控制器,并有温度远传功能,为能全面反映变压器的温度变化情况,一般还将油面温度控制器配置双重化,即在主变的两侧均设置油面温度控制器。02

与变压器有载调压相关非电量信号
调压轻/重瓦斯

调压油温告警/跳闸

调压绕组温高告警/跳闸

调压压力释放

变压器调压方法有两种:一种是停电情况下,改变分接头进行调压,即无载调压;另一种是带负荷调整电压(改变分接头),即有载调压。

调压瓦斯保护动作机理

分接开关在正常运行时,由于档位的切换,绝缘油的灭弧动作会产生气体,但气体总量不大,且可通过排气管路正常排出,正常情况下不会造成主变压器有载调压重瓦斯保护动作。瓦斯继电器组成

 

 

瓦斯继电器内部由1个油浮和1个挡板组成。


正常运行时,瓦斯继电器内部充满变压器油,分接开关本体故障时将有气体产生,当累积到一定量时,轻瓦斯触点导通,轻瓦斯保护动作。当分接开关内部严重故障时,高温高压气流迅速在油室内流动,当流速达到或超出瓦斯继电器设计值时,挡板被推动,重瓦斯触点导通,重瓦斯保护动作跳闸。有载分接开关工作原理

变压器二次侧感应电动势的大小与一、二次侧绕组匝数之比成正比,当一台无分接开关的变压器制作完成后,其一、二次绕组匝数之比是固定的,变压器的变比也是固定的。

但如果是一台调压变压器,这就要配合使用分接开关,其原理是在一次侧(高压侧)改变绕组匝数,抽出多个绕组抽头,这些抽头被称为分接头。 有载分接开关组成

有载调压分接开关一般由选择开关和切换开关两部份组成,在改变分接头时,选择开关的触头是在没有电流通过情况下动作,而切换开关的触头是在通过电流的情况下动作,因此切换开关在切换过程中需要接过渡电阻以限制相邻两个分接头跨接时的循环电流,所以能带负荷调整电压。

电能用户要求供给的电源电压在一定允许范围内变化,并且要求电压调整时不断开电源,有载调压装置能在不停电情况下进行调压,保证供电质量。

有载分接开关分类

变压器有载分接开关按结构方式分为复合式(FY、V型)和组合式(ZY、M型)两大类。之所以将有载分接开关放在独立油室,是为了防止有载切换中产生的污油与变压器油箱内清洁油相混合。

复合式(V型)是把分接选择器和切换开关功能结合在一起;

调压方式:其触头是在带负荷下选择切换分接头。此时电动机构既可以完全独立,也可以与分接开关结合一体。

组合式(M型)是由“分接选择器”和“切换开关”组合而成,切换开关(切换芯)在独立油室,分接选择器在变压器主油箱。通过切换开关筒底齿轮机构的基底和分接选择器槽轮机构的支座进行机械连接,通过联结导线进行电连接。

组合式(M型)优点:选择器使用寿命长,切换芯易于更换和保养。

调压方式:分接选择器动触头在无负载下选择分接头,再切换开关触头把负载电流转换到已选的另一分接头上。03

与变压器压力释放相关非电量信号
本体压力释放

调压压力释放

压力突变(速动油压)

电力变压器压力释放阀的保护原理及设置原则

1. 保护原理

压力释放阀是用来保护油浸电气设备的装置,即在变压器油箱内部发生故障时,油箱内的油被分解、气化产生大量气体,油箱内压力急剧升高,此压力如不及时释放,将造成变压器油箱变形、甚至爆裂。

安装压力释放阀可使变压器在油箱内部发生故障,压力升高至压力释放阀的开启压力时,压力释放阀在2ms内迅速开启,使变压器油箱内的压力很快降低。

当压力降到关闭压力值时,压力释放阀便可靠关闭,使变压器油箱内永远保持正压,有效地防止外部空气、水分及其他杂质进入油箱,且具有动作后无元件损坏,无需更换等优点,目前已被广泛应用。

2. 设置原则及运行要求

由于大多数变压器厂家规定压力释放阀接点作用于跳闸,曾发生过多次因压力释放阀的二次回路绝缘降低引起跳闸停电事故。为此,变压器运行规程(DL/T 572-95)规定“压力释放阀接点宜作用于信号" 。但当压力释放阀动作而变压器不跳闸时,可能会引发变压器的缺油运行而导致故障扩大。

为此,可采用瓦斯继电器与之相配合来保护变压器:当压力释放阀动作导致油位过低时,瓦斯继电器的下部浮子下沉导通,发出跳闻信号。

压力突变保护比重瓦斯/压力释放保护更先进

主变压器内部的绝缘油由于运行及故障原因会产生压力变化及体积膨胀,对于内部故障(如匝间短路、单相接地等故障)所导致的油箱压力变化,目前是通过对重瓦斯的监测和压力释放进行本体的保护,但是这两种保护均是对设备故障后期的粗放型保护,而且不能进行主设备内部动态非电量参数的实时监测。而压力突变继电器是感受油箱内部压力变化速率(以下简称压速率),压速率大表示油箱内部产生气体的速率更快(故障电流更大),是对故障过程的保护;压力突变保护在参数机理上就比油流和压力释放保护更先进。

速动油压继电器为什么安装在侧面?

1. 速动油压继电器通过一个50mm蝶阀安装在变压器邮箱侧壁上与储油柜中油面的距离为1~3m;

2. 小型变压器安装到油箱中部即可;

3. 当变压器装有循环油泵时,继电器不应装在靠近出油管的区域,以免在启动和停止油泵时,继电器感应油压变化出现误动作;

4. 根据油箱内由于事故造成的动态压力增长来动作的,油压增长速度越高,动作越迅速;

5. 油压波在变压器油中传播速度极快;

6. 动作特性:变压器内部压力以100kPa/sec速度上升时,继电器动作响应时间为0.2~0.3s。04

与变压器油位相关非电量信号
本体油位高/低报警

开关油位高/低报警

油枕上装有油位表,通过油位表显示油位高、低发出“油位异常信号”(注意:本体油箱与有载油箱有两个独立的油循环系统)。 


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