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變壓器設計技術(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，在一定程度上擴大了大容量超高壓的大型電力變壓器的應用，所以變壓器運行的好壞直接體現(xiàn)了整個電網(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置性能良好的機器。
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，因為故障時產(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，繼電保護裝置應自動將故障設備從系統(tǒng)中切除，這就要求必須在短時間和小區(qū)域內(nèi)進行。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差動保護裝置。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，原因是因為局部受熱引起的。它們會從油箱向油枕的上部流。如果出現(xiàn)嚴重故障時，油會迅速膨脹涌動還會伴隨著產(chǎn)生大量的氣體，這個時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，以此來帶時限動作于跳閘。
2、變壓器的繼電保護設計
2.1差動保護設計
兩側(cè)的電流互感器二次側(cè)按正常時的“環(huán)流接線”，當電路變壓器正常運行時候，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同時不發(fā)生任何的動作。還有一種情況下差動保護也不會有動作電流，那就是當變壓器處于大符合并且電流互感器二次回路端線時?，F(xiàn)如今，高性能計算機芯片在不斷發(fā)展，在變壓器1套保護裝置中的一些設備都已得到開發(fā)，而且已經(jīng)得到廣泛性的應用。
2.2瓦斯保護設計
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措施的實施。在故障發(fā)生時，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，這些情況下就會導致所有的保護都無法動作，就只存在瓦斯保護。氣體繼電器是瓦斯保護重要部分，位置存在在變壓器油箱與油枕之間的連接導油管中。瓦斯保護有兩種：一種是輕瓦斯保護動作于信號，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、化學成分和可燃性等來判斷，運行人員必須要進行迅速處理，對于發(fā)現(xiàn)的故障，要能及時進行處理；另一種是重瓦斯保護動作于斷路器跳閘，對于氣體發(fā)生的速度進行監(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、部位和嚴重程度，在變壓器出現(xiàn)突然性嚴重故障，它就會自動報警或者切斷電源。
3、過電流保護設計
3.1低壓變壓器過電流保護設計
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的要求，這時就可以在其高、中壓側(cè)均裝設保護設備，以此來達到保護電流的目的。實施的保護設備分別是復合電壓閉鎖過流保護及零序方向過電流保護與間隙保護這三種保護。而對于低壓變壓器來說，裝設復合電壓閉鎖過流保護是非常有必要的。我們來講一下復合電壓閉鎖過流保護裝置的的內(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，還應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該小于運行中可能出現(xiàn)的低工作電壓，舉個例子來說，如大容量電動機啟動引起的電壓降低等，U=UO/K1×K2是它計算公式，UO為校驗點故障時，電壓繼電器裝設母線上的大殘壓；可靠系數(shù)是K1，返回系數(shù)是K2。不管是哪個系數(shù)，都會有一定的取值范圍。通過這些方式來保護設備。
3.2高壓變壓器的保護設計
配置過電流保護裝置可以有效的控制變壓器高壓側(cè)的過電流保護對低壓側(cè)母線規(guī)定的靈敏系數(shù)。電流保護設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。這個裝置保護的主要對象就是低壓側(cè)母線的主保護和它的后備保護。注意，如果短路是非金屬性的，它的阻抗保護的靈敏度經(jīng)過弧光短路時會變得沒那么靈敏，這就會導致時間的延長。所以，設置一個反時限過流保護，位置是在高壓一側(cè)，目的是為了保護變壓器熱穩(wěn)定的，熱穩(wěn)定的大小就是要整定值決定的。同時，就是掌控動作電流的不平衡電流在低壓側(cè)另安裝保護或在低壓側(cè)中性線上裝設零序電流保護，就是為了跳高壓側(cè)短路器。
3.3負序過電流保護設計
當相間后備保護按遠后備原則配置時，要注意一定的原則，就是做到應該躲過安裝處的負序電流，還要注意電流保護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序過電流保護非選擇性動作。在設計變壓器的過程中，首先要測量的就是離散值，它包括反時限、定時限和負序過過負荷報警回路動作電流。工作人員對于反時限、定時限和負序過負荷報警回路的動作電流范圍必須要加強重視。才能設計出更合理的設備裝置。
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)運行中，變壓器繼電保護裝置有其自身的要求特點。即必須具備靈敏性和快速性。這樣做到這些要求，才能準確反映機器產(chǎn)生的故障原因，才能在短時間內(nèi)把故障問題解決。一切工作都要做好預防，只有這樣才能更好的提高系統(tǒng)運行的可靠性。才能安全的向用戶連續(xù)供電。