变压器瓦斯保护及防范措施毕业论文.doc
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1、毕业设计说明书题目:变压器瓦斯保护及防范措施 学 部: 电气信息学部 专 业: 电气工程及其自动化 班 级: 2009级 学 号: 学生姓名: 指导教师: 二一三 年 六 月 变压器瓦斯保护及防范措施中文摘要变压器作为电力系统输电不可或缺的装置,其可靠性和安全性对整个电网的可靠,持续供电起着关键作用。文中介绍了电力变压器在运行过程中的一些常见故障,根据不同故障的故障现象,装设不同的变压器保护装置。对变压器的瓦斯保护装置、工作原理进行了详细的分析,并就一类典型故障的维修展开了较深的叙述,对变压器的安全运行和安全生产具有一定的指导意义。首先,本文阐述了变压器的故障范围,故障分类,相应的保护装置及各
2、类故障的发展情况,包括其基本工作原理,保护范围。从宏观上对变压器的瓦斯保护作了介绍,为变压器的瓦斯保护动作及误动作叙述奠定了基础。其次,本文从变压器瓦斯保护原理及瓦斯产生的渠道着手,提出了变压器保护动作的主要原因,瓦斯保护装置动作的处理及瓦斯动作信号处理对策,着重区别了轻瓦斯保护,阐述了瓦斯气体点燃及色谱分析等。并在瓦斯保护动作的基础上,提出了防止变压器瓦斯保护误动作的措施,变压器瓦斯信号动作后运行人员必须对变压器进行检查,查明动作原因,及时到现场提取继电器气样、油样和本体油样,分别作点燃实验和色谱分析实验。针对由于运行、维护不当等多种原因造成变压器本体瓦斯保护误动而导致变压器跳闸的问题,进行
3、了全面深入的分析,从安装、运行、检验、投运、检修、注意事项等多方面提出了治理措施。最后,从良庆S9-M-20/10变压器的维修着手展开了变压器大修的工艺流程、变压器油的故障与处理、变压器干燥处理的方法、装配线圈、装配变压器,及变压器检修的相关实验等方面的叙述。 关键词:变压器 误动 瓦斯保护 色谱分析 检修试验 线圈Transformer gas protection and preventive measuresABSTRACTPower System transformer,as an integral transmission device,its reliability and sec
4、urity of the entire network of reliable, continuous power supply plays a key role. This paper introduces a power transformer in running some of the common faults,the installation of a different transformer protection devices. Gas protection device on the Transformer made a more detailed analysis of
5、the safe operation of the transformer and production safety have some significance.First of all,fault classification and the corresponding protection device.Gas from the macro on the transformer protection is introduced, in order to protect the motor and transformer gas malfunction laid the foundati
6、on for the narrative.Secondly, this article from the transformer protection principle of gas and gas produced channels to start with the action proposed main transformer protection,focusing on a distinction between light and heavy gas to protect the gas protection, elaborated Methane gas ignited and
7、 the chromatographic analysis.and, in the gas protection on the basis of action is proposed to prevent the transformer malfunction of gas protection measures, the operating personnel must inspect the transformer to identify the reasons for the action in time to the scene to extract the relay gas sam
8、ples, Oil samples and bulk oil sample, respectively, for chromatographic analysis.In response to operation, maintenance and other causes of improper body transformer malfunction caused the gas to protect the transformer tripping problem, a comprehensive, put into operation, maintenance, operation, i
9、nspection of the control measures put forward.Finally, was initiated from the Liang Hing S9-M-20/10 , transformer maintenance process of transformers overhaul , the failure of the transformer oil processing transformer drying method , the assembly coil assembly transformer and transformer maintenanc
10、e experiments the narrative . With a full range of cognitive transformer !Key words: Transformer;Malfunction; Gas Protection;Chromatography analysis ; Maintenance test ;coil目录第一章 绪论11.1 课题的背景及意义11.2 变压器故障保护发展现状921.3 变压器瓦斯保护231.3.1 瓦斯保护概述41.3.2 瓦斯保护的控制41.4 本文主要工作4第二章 变压器瓦斯保护62.1变压器瓦斯保护的含义和作用762.1.1变压
11、器瓦斯保护的含义62.1.2变压器瓦斯保护的作用62.2瓦斯保护工作原理62.3 变压器瓦斯保护的范围82.4变压器瓦斯保护检验92.4.1瓦斯继电器内部和机械部分的检验1192.4.2 瓦斯保护安装的检验102.4.3瓦斯保护的检验周期102.5 瓦斯保护运行时的措施511第三章 瓦斯保护动作123.1瓦斯保护动作的原因123.1.1 轻瓦斯保护动作的原因7123.1.2 重瓦斯保护动作的原因8123.2瓦斯保护装置动作的处理133.2.1 瓦斯继电器动作跳闸4133.3 瓦斯保护动作后处理措施143.3.1 重瓦斯保护动作的处理步骤143.3.2 轻瓦斯保护动作的处理步骤143.4继电器中
12、气体的鉴别10143.4.1 瓦斯气体点燃13153.4.2 点燃试验与色谱分析15第四章 变压器瓦斯保护误动作分析及防范措施174.1 瓦斯保护误动作的分析174.1.1几起瓦斯保护误动导致变压器跳闸情况174.2 防范措施194.2.1 安装与投放194.2.2 检修、运行与维护15194.3变压器瓦斯保护的反事故措施20第五章 变压器典型故障维修215.1变压器大修的工作项目6215.1.1 大修前应做的准备工作215.2 良庆 S9-M-20/10变压器的检修215.2.1 变压器油的故障与处理。22225.2.2 良庆 S9-M-20/10变压器的维修方案255.2.3 装配变压器3
13、3第六章 变压器运行维修相关注意事项34第七章 结论36参考文献37附录39附录真空滤油机操作使用规程39附录 烘房运行维护措施40致谢41第一章 绪论1.1 课题的背景及意义电力变压器作为联系不同电压等级网络的设备,是电力系统中极其重要组成部分,它在电力系统的发电,输电,配电等各个环节中被广泛使用。随着近些年来,电力系统规模的不断扩大,电压等级的提高,增加了很多大容量的变压器,因而它的安全运行与否,是整个电力系统能否连续稳定工作的关键,也是电力系统可靠工作的必要条件。而且电力变压器本身造价昂贵,一旦发生故障而遭到破坏,将给维修带来很大困难,造成大的经济损失。因此,必须根据变压器的容量和重要程
14、度,并考虑到可能发生的各种故障类型和不正常运行状态,来装设性能良好、工作可靠的继电保护装置。分析电力变压器的故障,可分为短路故障和不正常运行状态两种,而变压器的短路故障,又可按发生在变压器的内外部情况分为内部故障和外部故障。变压器的内部故障主要是指各相绕组之间发生的相间短路、绕组的线匝之间发生的匝间短路、绕组或引出线通过外壳发生的接地短路故障等。变压器的外部故障主要是指外部绝缘套管和引出线上发生的相间短路和直接接地短路故障。19变压器的不正常运行状态主要有:由于外部相间短路引起的过电流和外部接地短路引起的过电流和中性点过电压:由于负荷超过额定容量引起的过负荷以及由于漏油造成的油面降低;由于外加
15、电压过高或频率减低引起的过励磁;变压器油温升高和冷却系统故障等。根据上述故障类型和不正常运行状态,变压器应装设以下保护:3 (1)瓦斯保护对于变压器油箱内的各种故障以及油面的降低,应装设瓦斯保护,它反应于油箱内部所产生的气体或油流而动作,同时也能反应绕组的开焊故障。 (2)纵联差动保护或电流速断保护为反应变压器绕组和引出线的相间短路故障,中性点直接接地侧绕组和引出线的接地短路故障以及绕组匝间短路故障,应装设纵联差动保护或电流速断保护。保护动作后,跳开变压器各电源侧的断路器。 (3)反应外部相间短路的后备保护动作于变压器的外部故障和作为主保护的后备保护,根据变压器容量和应用情况,可分别采用过电流
16、保护、复合电压起动的过电流保护、负序电流及单相式低电压起动的过电流保护、阻抗保护。 (4)反映外部接地短路的接地保护对中性点直接接地电力网内,由外部接地短路引起过电流时,应装设零序电流保护。当电力网中部分变压器中性点接地运行,应根据具体情况,装设专有的保护装置,如零序过电压保护,中性点装放电间隙加零序电流保护等。 (5)过负荷保护对0.4MVA以上的变压器,当数台并列运行,或单独运行并作为其他负荷的备用电源时,应根据可能过负荷的情况,装设过负荷保护。过负荷保护接于一相电流上,并延时作用于信号。 (6)过励磁保护高电压侧电压为500KV及以上的变压器,对频率降低和电压升高而引起的变压器励磁电流的
17、升高,应装设过励磁保护。 (7)非电量保护对变压器本体和有载调压部分的温度,油箱内压力升高以及冷却系统的故障,应按现行变压器标准的要求,装设可作用于信号或动作于跳闸的装置。为实现上述保护内容的功能,适应当今大容量变压器应用的日益增多以及电力系统网络日益复杂化的趋势,并伴随着计算机技术的迅速发展,微机继电保护装置在高压电路中得到了广泛的应用,成为目前继电保护中最重要的保护形式。微机保护相比与传统的保护装置,具有更高的可靠性、快速性和灵敏度,可更大限度的保证电力系统和变压器的安全运行,减少事故的损失。1.2 变压器故障保护发展现状9追溯变压器保护的发展历史,以1931年Ordway提出比率差动的变
18、压器保护标志着差动保护作为变压器主保护时代的到来。电流差动保护也以其原理简单、选择性好、可靠性高的特点在变压器保护中获得了极其成功的应用。但由此带来的技术难题是如何将变压器的励磁涌流与内部故障区分开来。变压器保护的发展史也自此成为一部变压器励磁涌流鉴别技术发展史。1941年,首次提出了利用谐波制动的差动保护,将谐波分析引入到变压器差动保护中,并逐渐成为国外研究励磁涌流制动方法的主要方法。年,Sharp和W.E.GlassBurn提出了利用二次谐波鉴别变压器励磁涌流的方法,并在模拟式保护中加以实现,同时,还提出了差动加速的方案,以差动加速、比率差动、二次谐波制动来构成整个谐波制动式保护的主体,并
19、一直延续至今。微机变压器保护的研究开始于60年代末70年代初。1969年,Rockerfller首次提出数字式变压器保护的概念,揭开了数字式变压器保护研究的序幕,之后,O.P.Malik和Degens对变压器保护的数字处理和数字滤波作出了研究:1972年,Skyes发表了计算机变压器谐波制动保护方案,使得微机室变压器保护的发展向实用化方向迈进。变压器保护在进入数字微机时代后,利用微机强大的运算和处理能力,新的励磁涌流鉴别方法不断被提出,为励磁涌流的鉴别提供了新思路,沿着这个思路,波形比较法、波形对称法和积分性波形对称法相继被提出现在实用的微机变压器保护中识别励磁涌流的方法也主要是:二次谐波闭锁
20、、间断角闭锁、波形对称原理等。实践表明,在过去几十年间,上述原理基本上能达到继电保护要求。然而,随着电力系统以及变压器制造技术的日益发展,利用涌流特征的各种判据在实用中均遇到了一些无法协调的矛盾。为了保障变压器安全、可靠地运行,电力工作者不断深入分析其运行特性,研究新原理,新方法提高变压器保护的性能,对其理论探讨与装置研制一直在不断进行。针对差动保护中的励磁涌流问题,国内外积极研究各种原理予以解决,如:二次谐波制动、间断角、电压制动、磁通特性原理和等值电路法等。另外,将新兴学科和方法(如模糊集合论、专家系统、人工神经网络等)运用到变压器的保护中也是研究的热点之一。而随着计算机及网络技术的迅猛发
21、展,高性能的微处理器芯片层出不穷,微机变压器保护装置的性能不断得到改善,整个微机保护系统正向傻瓜化,人工智能化,网络化,保护、控制、测量、数据通信一体化,标准化方向发展。1.3 变压器瓦斯保护2变压器在运行中,由于内部故障,有时候我们无法及时辨别和采取措施。容易引起一些事故,采取瓦斯继电器保护后,一定程度上避免了类似事件的发生。1.3.1 瓦斯保护概述瓦斯保护是变压器内部故障(变压器匝间和层间短路、铁心故障,套管内部故障、绕组内部断线及绝缘劣化和油面下降等故障)的基本保护,它的主要器件是瓦斯继电器,安装的位置在油箱与油枕之间的联接管道中。当变压器油箱内部发生故障时,短路电流产生的电弧使变压器油
22、和其他绝缘材料分解,从而产生大量的可燃性气体,这种可燃性气体统称为瓦斯气体。故障程度越严重,产生的瓦斯气体越多,流速越快,气流中还夹杂着细小的、灼热的变压器油。瓦斯保护是利用变压器油受热分解所产生的热气流和热油流实施保护动作。在瓦斯保护装置中,反应这些特性的基本器件是瓦斯继电器。在变压器正常工作时,瓦斯继电器的容器内一般是充满变压器油的,它的两对灵敏水银触点是断开的。如果变压器内部出现轻微故障,此时上面一对水银触点闭合,接通信号回路,发出报警信号,即继电器轻瓦斯动作。如果变压器内部发生严重故障,使下面一对水银触点闭合,接通跳闸回路,切断与变压器连接的所有电源,从而起到保护变压器的作用,即继电器
23、重瓦斯保护。1.3.2 瓦斯保护的控制瓦斯继电器的一对接点动作于信号,发出报警信号,另一对接点接通信号继电器和出口中间继电器,作用于跳闸。继电器作用于信号的接点,反映了变压器的轻微故障,故称为轻瓦斯保护。作用于跳闸的接点,反映了变压器的严重故障,故称为重瓦斯保护。变压器在充油或新注入油后,应当经常打开瓦斯继电器内的放气阀门,防止油中的空气在变压器带负载受热上升。当空气进入继电器时,可能使瓦斯继电器动作。为了防止断路器或信号的误动作,可以利用压板,将瓦斯保护切换至作用信号,直至不再存在空溢出为止。瓦斯继电器的接点,是由于油的流动或气流的冲击而闭合。因此,接点的闭合有冲击性,为了使接点发出的脉冲有
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