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变压器基本工作原理(整理2篇)

时间: 2024-09-14 栏目:办公范文

变压器基本工作原理范文篇1

关键词:变电站一次设备常见故障排除方式

经济快速发展,电力系统稳定性逐渐提升,安全性成为经济发展的重要保证,由于影响因素比较多,因此在设备管理阶段,需要从根本运行方面入手,保证电网的稳定性。在日常工作中,要及时对故障进行调整,保证电网的正常运行。变电站是电网系统的中心枢纽,承担电网系统的发电、输电等工作,只有做好管理工作,才能实现其有序进行。

1.变电站一次设备的主要构成和作用

变电站一次设备主要是由变压器、隔离开关和电压器组成的,考虑到作用和特点等变化,需要对承担交换电能的作用进行分析,做好故障的排除工作,为了保证电压的稳定性,需要掌握变电站组成。

变压器主要承担交换电能的作用,为了实现电网和用电设施的电流、电压的转换,需要稳定电压,合理进行操作。以在电压稳定性作为基础,开断依据以回路负荷作为基础,以交换功能以及电压以及电流作为基础,为了实现整体保护作用,需要合理应用灭弧装置,如果回路电流出现异常,则需要以电流保护作为基础,进行后续操作。根据电流应用要求可知,在承载力以及开断操作过程中,要尽量维持稳定性,对变压器进行调整,使其在运行中发挥重要的作用。以电容处理作为基础,为了_到无功效果,要掌握功率和系数,提升应用优势[1]。

2.变电站一次设备常见的故障

根据变电站应用形式的具体要求,在实施过程中要做好故障分析工作,依据处理要求进行实施。以下将对变电站一次设备常见的故障进行分析。

2.1变压器

以变压器常见故障作为基础,为了避免出现渗漏或者其他故障,则需要提前对故障进行掌握,以外侧依附黑亮油液作为基础,变压器出现漏油或者渗油的现象,会导致变压器焊接质量不高,甚至出现密封性差的现象。在外力作用的影响下,如果不及时进行密封,则会出现严重的膨胀的现象,为了避免出现渗漏或者膨胀的现象,需要对温度进行测量,避免出现温度异常的情况。此外以变压器温度调整作为基础,需要对变压器的原件属性掌握,铁芯容易出现短路的现象,涡流以及漏磁常见,如果出现设备发热或者其他现象,会导致线圈绝缘性降低,短路现象明显。以变压器超负荷运行机制作为基础,要定期进行维修和保养,对散热电阻性能进行掌握,做好排除处理工作,提升其应用性能[2]。

2.2隔离开关

隔离开关常见的故障是开关接触不良,变压器的隔离开关如果出现接触不良或者其他现象,则会导致接线部位接触不合格,出现温度异常的现象。造成隔离开关接触不良的原因比较多,以开关应用原理作为基础,在接触面设计过程中容易出现不同程度的问题,需做好隔离开关的安装工艺,避免出现接触不稳定的现象。此外为了避免出现严重的摩擦现象,要做好保养工作,按照人工操作规范执行,避免出现其他类型的故障。

2.3高压低压电容器设计

高压低压断路器的故障比较多,多是由于错误操作引起的,如果存在拒绝操作或者运行异常的现象,则会导致断路器受到影响,如果电压或者电网比较大,断路器的合闸器件存在一定的局限性,如果操作不合理则会出现失误操作的现象。对电路和零线进行处理的阶段,为了避免出现错误操作或者操作异常的现象,要做好电路的保护工作,以故障评价和判断作为基础,需要做好排除处理工作,按照要求进行判断,保证故障处理的有效性。

变电站电容器常见的故障包括:开路损坏、短路或者漏电等,针对损耗量的具体要求,需要做好电容量的调整工作,此外由于变电站点容易损坏比较常见,要做好检查工作,避免出现严重的损坏或者漏洞[3]。

3.变电站一次设备故障的排除方式

针对变电站管理机制的具体要求,在实施过程中要做好故障的排除工作,按照要求进行应用。以下将对变电站一次设备故障的排除方式进行分析。

3.1变压器设备的排除技巧

某变电站一台110KV、31.5MVA的变压器出现异常以及短路的现象,导致主变压器开关跳开,经过检查后发现,高压组温度比较高,出现严重的变形现象,导致变压器底座存在锈蚀的现象。工作人员对其进行分析后证明,是由于电压器短路引起的,短路后变压器在原件出现松散的情况,加上变压器垫块位移现象严重,绕组失去了稳定性,导致故障增加。在故障排除的过程中,工作人员需要对变压器的原件进行清洁处理,考虑到绝缘性以及线路检测的具体要求,对开路情况调整后,加入拉紧装置,能保证结构的稳定性和完整性。考虑到绝缘设置以及夹件的要求,需要做好绝缘设置工作,按照变压器应用要求实施,开展短路试验,提升冲击能力,最大程度排除故障,进而提升其应用效果[4]。

3.2隔离开关故障排除

根据变电站检查的要求可知,在故障分析过程中需要做好解锁工作,如果存在无法适应的现象,则要按照操作流程和要求进行处理。以开关原件以及变电站设备接触部位的稳固性作为基础,做好检查工作,如果开合阶段存在卡滞的现象,则需要做好开关的检查工作,必要时更换,工作人员要对更合理开关定期检查,如果存在残渣的现象及时清理,更换弧罩。在断路器故障排除阶段,可以综合采用各种措施,做好牢固性检查工作,以设备负荷监测作为基础,按照接地线路连接程序进行应用。

3.3电容器故障排除方式

某配电站配备的2台电容器在运行的过程中,存在被烧坏的现象,如果接触更大的接触器,仍然存在风险。工作人员对线路进行接线实验的过程中应用万用表对故障进行排除和检查,发现故障的原因是由于电路接线不合理引起的,考虑到电容器以及放电电阻的方式要求,可以最大程度减少触点压力,避免类似事件的出现。此外在电容器故障排除的过程中,借助电容量对其进行检测后,可以对档位进行调整,以CX插座测试为例,要检查是否存在误差,保证电容量数据误差最低,保证其正常运行。

4.结束语

针对变电站一次设备常见的故障特殊性,需要做好排除工作,结合应用要求实施,避免出现处理不当或者排除方案不合理的现象。

参考文献:

[1]张伟,董小清,王成成.变电站一次设备常见故障及排除技巧[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2015,07(01):230-231.

[2]董宝强.浅谈变电站运行中常见的几种高低压设备故障及排除方法[J].现代国企研究,2015,04(12):97.

变压器基本工作原理范文篇2

关键词:变压器;相间短路保护;原理;预防措施

中图分类号:TN715+文献标识码:A文章编号:1006-8937(2015)02-0102-02

1变压器保护装设的基本原则

变压器是电力系统中的重要供电元件,而其对于保证供电系统的稳定性和安全性都有着重大的意义,所以重视并优化变压器保护装设对于提高发电系统的运行效率以及经济效益都有着显著的作用。而对于变压器保护装设合理工作的基本原则,首先应该结合供电系统实际运行环境以及其不同的设计方案来构建,并保证其具体配置能达到可靠性、选择性、速动性、灵敏性这四个基本要求。但由于变压器类型与重要程度上的差异性,在对其实际的保护方案中,也必须根据不同工程的具体需要来提供可靠的继电保护装置。变压器一般装设以下保护:

瓦斯保护、纵差动保护或电流速断保护、过电流保护、零序电流保护以及防御对称过负荷的过负荷保护。而在对于变压器主保护的具体要求中,不同容量和机能的变压器都采用不同的主保护措施,电压在10kV及以下、容量在10MVA及以下的变压器采用电流速断保护;而一般采用纵差保护来维持电压在10kV以上、容量在10MVA以上的变压器的安全运行;对于电压在220kV以上的变压器设备应装设数字式保护。当然,在对细分后的继电保护措施也有着不同的具体设计方案,以下简单介绍变压器差动保护和后备保护的基本工作原理和要求。

1.1变压器相间短路差动保护的基本原理和要求

差动保护能防御变压器绕组和引线的多相短路、中性点直接接地电网侧绕组和引线的电路以及绕组匝间的短路现象,而其工作原理是根据基尔霍夫电流定理制成的,如图1所示。

差动保护把被保护的电路看作是一个节点,在稳定状态下即流进设备的电流和流出的电流相等,此时差动电流等于零。而当设备出现故障时,差动电流大于零,即此时流进设备的电流和流出的电流不相等。当差动电流大于差动保护装置的整定值时,上位机报警保护出口动作,将相关设备的各侧断路器跳开,使故障设备断开电源。

在对差动保护能高效维持变压器安全、稳定工作的基本要求中要做到以下几点:①能减小供电系统稳态情况下的不平衡电流,并当通过外部最大稳态短路电流时始终能维持各侧用的电流互感器的稳定运行;②能减小电流互感器的二次负荷,并相应的控制变压器差动保护专用的D级电流互感器中励磁电流的产生,并严格将差动保护回路的二次负荷控制在10%误差以下,而为实现这一工作目的,一般采用适当增大导线截面、缩短控制电缆长度这两方面的措施来尽量减少控制电缆的电阻或者采用弱电控制用的电流互感器等来实施运行方案;而为了进一步改善在一次侧电流较大的情况下,电流互感器容易饱和的情况,变压器差动保护设计方案一般采用带小气隙的电流互感器来减少不平衡电流,从而改善了电流互感器常见的暂态特征,有效地提高了变压器运行的安全性和稳定性。

1.2变压器相间短路后备保护的基本原理和要求

变压器一般采用过电流保护或复合电压闭锁过流保护作为后备保护,其是对变压器主保护工作的补充,也可以说是对相邻线路的后备保护,其原理图如图2所示,是指当主保护出现运行故障时而产生了很短工作延时,另一个保护将启动并动作,将故障回路跳开,从而严格保障系统电路的安全性。

由于变压器类型与重要程度上的差异性,在对其实际的保护方案中,也必须根据不同工程的具体需要来提供可靠的继电保护装置,而在对于变压器后备保护的具体要求中,不同容量和机能的变压器都采用不同的后备保护措施,过电流保护措施适用于降压变压器;对于大容量的变压器组则采用负序电流和单项式低压过电流保护,以此来避免额定电流大而导致电路元件灵敏度达不到要求的情况。

2变压器短路原因分析

就笔者在实践工作中的经验并且从变压器的短路事故统计中可以发现,短路事故中变压器损坏的主要原因是变压器本身的抗短路能力以及承受短路动稳定能力不足,其中,变压器的质量不达标严重影响了供电系统的运行效率,多数变压器是经过多次相间短路冲击下,或者是使用期较长,在经过多次过电流冲击之下,导致绕组变形的加剧而损坏,并且动作失灵。而变压器在短路情况发生时最容易发生变形的是低压绕组和平衡绕组、后使高中压绕组、铁芯和夹件。变压器在遭受突发短路时,高低压两侧都都会受到较大强度的短路电流冲击,并且大部分都因为不能及时跳闸而发生短路事故,而且往往在断路器还没有及时断开的很短时间内,短路电流产生与电流平方成正比的较强电动力将作用于变压器的绕组上,其中又具体分为辐向力和轴向力,在遭受短路情况时,此电动力中的辐向力会对高压绕组施以较强的张力,并使低压绕组受到压缩,因此,低压绕组会很容易产生变形,从而改变了变压器保护设备的内部特征,并严重降低了其工作效率。而在突发短路时产生的轴向力使绕组压缩、扭曲、鼓包和匝间短路。使高压低压绕组发生轴向位移。而在另一方面,由于在实践工作中对于变压器相间电路保护工作流程和方法都还不够科学、系统,因此,建立一个在适应实际供电系统运行环境的电路保护程序也是不可或缺的工作环节,而且其对于提高供电系统的运行效率、稳定性乃至经济效益都有着非凡的意义。

3预防变压器短路现象的具体措施

3.1加强变压器的质量检测工作

要保证变压器的质量要求,首先要规范对变压器的全过程管理工作。在订购变压器设备时,应该十分注意对于变压器的选型,要注意一些不同变压器应具备的特征细节,例如110kV有载调压变压器中压侧不宜设调压线圈并且降压变压器最好能有67%及以上的自冷能力,而且优先选用已通过专业突发短路试验并检测合格的产品,并就所购变压器突发短路试验的试验报告进行分析,并进行相应的核算工作。而在对所购变压器进行出厂检测时,也要保变压器的各项性能在特殊短路情况实验下的数值能满足实际工作的需求,如在变压器出厂时应进行绕组变形试验来检验绕组承受突发短路时产生的轴向力的能力,并通过频响实验检验其相间频响特性是否具有良好的一致性,并将变压器的各项实验数据制表并科学分析,而为了保证实验数据具有代表性和准确性,需要通过多次试验来积累原始数据,并将多次结论前后进行对比,以检查变压器是否能正常运行,而这样的检查工作应该变压器投入使用后就定期开展,以保证变压器的良好运行状态,例如可以每5年对变压器进行一次绕组变形测试,以便对绕组变形的实时情况及变压器的健康状况充分的掌握,以此来控制变压器相间短路现象发生的概率。

3.2合理进行变压器相间短路的保护工作

要保证变压器保护装设合理高效的工作,首先要严格遵守变压器保护装设合理工作的基本原则,并应该结合供电系统实际运行环境以及其不同的设计方案来构建,并保证其具体配置能达到可靠性、选择性、速动性、灵敏性这四个基本要求。在实践工作中,要根据现实情况来制定相应的变压器保护方案,并依据各个电路保护策略的具体特征,最终选择最优方案。并在处理相应的问题时,能做到对电路的及时保护,并在技术和管理上采取有效措施,改善变压器运行条件,最大限度防止或减少变压器的出口短路。

为减少变压器低压侧出口短路几率,可装设绝缘热缩保护材料在母线桥上,而对于110kV及以上电压等级变压器出现出口短路、近区短路等故障时,应该立即对变压器的油作色谱分析。如色谱分析异常,应立即申请变压器停运,并做进一步的检查试验;如色谱分析正常,还应在短期内进行一次色谱分析,确认变压器的合理运行状态,并作出调查报告。而加强开关柜管理也是一项关键的工作,当变压器发生出口或近区短路时,应确保开关正确动作切除故障,也能控制短路现象的扩散,保证其他线路的安全。

4结语

总而言之,要降低变压器短路问题发生的几率,首先要保证变压器本身的质量合格,并且做到定期检查和修理;而在另一方面,变压器相间电路保护工作也是一项至关重要的环节,只有完善了变压器电路保护工作的各个工作流程,才能进一步提高供电系统的稳定性和安全性,并在一定程度上提升相关机构的经济效益,而且能改善现今越发频繁的变压器短路现象给人们日常生活带来的影响。所以,变压器相间短路保护应该逐渐成为我们的工作重心之一,并且值得进一步深化的研究和探讨。

参考文献:

[1]周旭,包玉胜,尤旦峰,等.变压器相间后备保护的改进[J].电力系统自动化,2002,(7).

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