CN112103918B - 一种数字式变压器瓦斯继电保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字式变压器瓦斯继电保护方法，包括以下步骤：1)安装数字式电磁流量计和压力变送计；2)通过屏蔽通讯线连接到综合保护测控装置；3)实时测量的瞬时流量Q和压力P，设定过流量定值为Qset、过压力定值为Pset；4)当Q大于Qset同时P大于Pset时，综合保护测控装置发出保护动作信号，变压器高低压侧断路器同时跳闸，当只有一个大于设定值时，综合保护测控装置只发出相对应流量或压力的保护启动信号并报警；5)综合保护测控装置与后台主机进行通讯；本发明设计的变压器的瓦斯继电保护更为准确，避免了因地震或者接点接触不良造成误动作，采用流量、压力两个信号共同进行确认，提高了动作的可靠性。

Description

一种数字式变压器瓦斯继电保护方法

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，具体涉及一种数字式变压器瓦斯继电保护方法。

背景技术

传统的变压器瓦斯继电器为机械式结构，是变压器的一种重要的非电量保护装置，装在变压器的储油柜和油箱之间的管道内，利用变压器内部故障而使油分解产生气体或造成油流涌动时，使瓦斯继电器的接点动作，接通指定的控制回路，并及时发出信号告警(轻瓦斯)或启动保护元件自动切除变压器(重瓦斯)。

轻瓦斯主要反映在运行或者轻微故障时由油分解的气体上升入瓦斯继电器，气压使油面下降，继电器的开口杯随油面落下，轻瓦斯触点接通发出信号，当轻瓦斯内气体过多时，可以由瓦斯继电器的气嘴将气体放出。当变压器油箱内部发生故障时，故障点温度上升，导致故障点周围的油温随之上升，继而导致溶解于油内的空气变少，多余的空气会被挤出，同时若有局部放电或者电弧现象发生，会将绝缘油电离分解，产生瓦斯气体。当故障比较轻微时，故障产生的气体比较少，形成的气泡较小，这些气泡最终汇集在瓦斯继电器拱顶位置，迫使继电器内部的油位缓慢下降，导致漂浮于油面的上浮子也随之下降，到达设定值后，接点闭合，接通报警回路。

重瓦斯主要反映在变压器严重内部故障(特别是匝间短路等其他变压器保护不能快速动作的故障)产生的强烈气体推动油流冲击挡板，挡板上的磁铁吸引触点，使触点接通而致使开关跳闸。当变压器油箱内部发生严重故障时，会在短时间内产生大量气体，形成快速而猛烈的上升气流，变压器油箱内部的气压、油压产生巨变，同时产生的强大油流会冲击瓦斯继电器的挡板，带动触点方向移动，使触点闭合，接通跳闸回路。

瓦斯保护的保护范围是变压器内部的故障，包括：(1)变压器内部的多相短路。(2)匝间短路，匝间与铁芯或外皮短路。(3)铁芯故障(因发热而烧损)。(4)油面下降或漏油。(5)分接开关接触不良或导线焊接不良。瓦斯保护不仅能够反应变压器油箱内部的各种故障，而且还能够反映出差动保护反应不出来的不严重的匝间短路铁芯或变压器内部进人空气等故障。现有瓦斯保护的优点：不仅能反映变压器油箱内部各种故障，而且还能反映差动保护所不能反映的不严重的匝间短路和铁芯故障，此外，当变压器内部进入空气时也有所反映。因此，是灵敏度高、结构简单、动作迅速的一种保护。

现有瓦斯保护的缺点：近年来，瓦斯继电器发展较为缓慢，容易造成主变的误动作，主要缺点是：(1)无法实现精确整定，由于是机械结构，一般采用专用仪器进行整定，并且整定过程较为复杂，无法进行精细化整定；(2)长时间运行后，接点可能会因为会发生接触不良造成关键时候不能动作；(3)瓦斯保护抵抗外界干扰的性能较差，例如发生地震时就容易误动作，一般发生五级以上的地震就会发生误动作，(4)在安装瓦斯继电器时不能很好地解决防油问题或瓦斯继电器不能很好的防水，导致漏油腐蚀电缆绝缘或继电器进水而造成误动作；(5)动作时间较长。传统瓦斯继电器从故障至触发保护进行跳闸整个过程亦有延时过长、有可能错过最佳跳闸时间的问题，一旦变压器内部发生严重的匝间短路或套管内部电弧短路故障，故障电弧能量急剧释放，安装在油枕连接管处的瓦斯继电器通常难以及时感受油流涌动的变化，传统瓦斯继电器来不及动作，而此时故障点附近油箱箱壁已经发生塑性形变、开裂甚至发生爆炸。因此，迫切需要设计一种数字式变压器瓦斯继电保护方法，以解决现有瓦斯保护无法实现精确整定等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种数字式变压器瓦斯继电保护方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种数字式变压器瓦斯继电保护方法，包括以下步骤：

1)在油浸式变压器主体及油枕的连接管上安装数字式电磁流量计，电磁流量计上方的管壁上开孔安装压力变送计，实时测量连接管中的流量和压力；

2)电磁流量计和压力变送计通过屏蔽通讯线连接到综合保护测控装置，并采用4-20mA模拟量信号的方式传递；

3)综合保护测控装置采集的电磁流量计的瞬时流量值为Q、采集的压力变送计的压力为P，并在综合保护测控装置内设定瞬时流量值的过流量定值为Qset、设定压力的过压力定值为Pset；

4)实时测量的瞬时流量Q和压力P与综合保护测控装置中设定的过流量定值Qset和过压力定值Pset比较，当Q大于Qset同时P大于Pset时，综合保护测控装置发出保护动作信号，变压器高低压侧断路器同时跳闸，当只有一个大于设定值时，综合保护测控装置只发出相对应流量或压力的保护启动信号并报警；

5)综合保护测控装置与后台主机进行通讯，在后台主机画面设置画面报警以及报警信息，两个信号量存储在后台主机上，在历史画面上进行显示以观察其变化量，提前对故障做出判断。

具体的是，所述步骤1中电磁流量计的上方管壁开孔处安装有取压管，取压管上安装有油压传感，油压传感经取压管接入压力变送计。

具体的是，所述步骤3中综合保护测控装置对采集的瞬时流量Q和压力P的模拟量信号转化为数字量信号，并实时显示。

具体的是，所述步骤4中的当Q大于Qset同时P小于Pset时，综合保护测控装置发出流量的保护启动信号并报警，当Q小于Qset同时P大于Pset时，综合保护测控装置发出压力的保护启动信号并报警。

具体的是，所述步骤2中的4-20mA模拟量信号信号输入端的屏蔽通讯线上安装有设置时间值可调整的滤波器，且滤波时间值默认为20ms，用于防止信号干扰造成跳闸。

具体的是，所述综合保护测控装置的输入信号设置有断线判别保护功能，用于防止线路断路造成误动作。

具体的是，所述步骤4中综合保护测控装置内还设定瞬时流量值的低流量定值为Qreset、设定压力的低压力定值为Preset，当Q小于Qreset或P小于Preset时，相对应的流量或压力动作信号复位。

本发明具有以下有益效果：

本发明设计的数字式变压器瓦斯继电保护方法使

1)变压器的瓦斯继电保护更为准确，避免了因地震或者接点接触不良造成误动作，采用流量、压力两个信号共同进行确认，提高了动作的可靠性；

2)瓦斯继电保护的保护定值可进行随时调整，并能实现精确调整，降低了调整检测费用；

3)流量、压力两个信号量通过通讯在后台主机存储显示，在历史画面上进行显示以观察其变化量，提前对故障做出判断；

4)实现快速动作。

具体实施方式

以下对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地进一步详细的说明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种数字式变压器瓦斯继电保护方法，包括以下步骤：

1)在油浸式变压器主体及油枕的连接管上安装数字式电磁流量计，电磁流量计上方的管壁上开孔安装压力变送计，实时测量连接管中的流量和压力；

2)电磁流量计和压力变送计通过屏蔽通讯线连接到综合保护测控装置，并采用4-20mA模拟量信号的方式传递；

3)综合保护测控装置采集的电磁流量计的瞬时流量值为Q、采集的压力变送计的压力为P，并在综合保护测控装置内设定瞬时流量值的过流量定值为Qset、设定压力的过压力定值为Pset；

4)实时测量的瞬时流量Q和压力P与综合保护测控装置中设定的过流量定值Qset和过压力定值Pset比较，当Q大于Qset同时P大于Pset时，综合保护测控装置发出保护动作信号，变压器高低压侧断路器同时跳闸，当只有一个大于设定值时，综合保护测控装置只发出相对应流量或压力的保护启动信号并报警；

5)综合保护测控装置与后台主机进行通讯，在后台主机画面设置画面报警以及报警信息，两个信号量存储在后台主机上，在历史画面上进行显示以观察其变化量，提前对故障做出判断。

本发明的一种实施例：1、在油浸式变压器主体及油枕的连接管加装安装数字式电磁流量计，电磁流量计上方管壁适当位置开孔，及油压传感经取压管接入压力变送计，对连接管内油的流量及压力进行持续实时测量，分别测出实时瞬时流量值Q及压力P，电磁流量计及压力变送器均采用4-20mA模拟量信号传递到综合保护测控装置，信号电缆采用带屏蔽层的通信线。

2、在综合保护测控装置内，对采样的瞬时流量值Q及压力P模拟量信号转化为数字量以实现精确控制，在综合保护测控装置内对上述两个定值进行设定，两个定值分别为过流量定值Qset以及过压力定值Pset。

3、实时测量数据瞬时流量Q及压力P与综合保护测控装置内的设定保护定值过流量定值Qset以及过压力定值Pset进行比较。

4、当测量的瞬时流量Q及压力P分别大于设定定值时，综合保护装置发出保护动作信号，变压器高低压侧断路器同时跳闸；只有其中一个超定值时，只发出该量保护启动信号并报警，当Q大于Qset同时P小于Pset时，综合保护测控装置发出流量的保护启动信号并报警，当Q小于Qset同时P大于Pset时，综合保护测控装置发出压力的保护启动信号并报警。

5、综合测控装置与后台主机进行通讯，在后台主机画面设置画面报警以及报警信息，两个信号量在后台主机存储，在历史画面上进行显示以观察其变化量，提前对故障做出判断。

为保证测量信号不发生误动作而造成较大损失，需要对测量的流量及压力信号进行处理，包括以下措施：

1、为防止信号干扰造成跳闸，在4-20mA模拟量信号信号输入端的屏蔽通讯线上安装有设置时间值可调整的滤波器，且滤波时间值默认为20ms。

2、综合保护测控装置的输入信号设置有断线判别保护功能，在信号线路因故断路的情况下，可以识别保护，以防造成误动作。

3、信号动作符合回路特性，综合保护测控装置内还设定瞬时流量值的低流量定值为Qreset、设定压力的低压力定值为Preset，当输入信号Q大于定值Qset或者P大于过压力定值Pset时分别发出动作信号，当Q小于Qreset或P小于Preset时，相对应的流量或压力动作信号复位。其中Qreset<Qset且Preset<Pset。

本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (7)

1.一种数字式变压器瓦斯继电保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在油浸式变压器主体及油枕的连接管上安装数字式电磁流量计，电磁流量计上方的管壁上开孔安装压力变送计，实时测量连接管中的流量和压力；

2)电磁流量计和压力变送计通过屏蔽通讯线连接到综合保护测控装置，并采用4-20mA模拟量信号的方式传递；

3)综合保护测控装置采集的电磁流量计的瞬时流量值为Q、采集的压力变送计的压力为P，并在综合保护测控装置内设定瞬时流量值的过流量定值为Qset、设定压力的过压力定值为Pset；

4)实时测量的瞬时流量Q和压力P与综合保护测控装置中设定的过流量定值Qset和过压力定值Pset比较，当Q大于Qset同时P大于Pset时，综合保护测控装置发出保护动作信号，变压器高低压侧断路器同时跳闸，当只有一个大于设定值时，综合保护测控装置只发出相对应流量或压力的保护启动信号并报警；

5)综合保护测控装置与后台主机进行通讯，在后台主机画面设置画面报警以及报警信息，两个信号量存储在后台主机上，在历史画面上进行显示以观察其变化量，提前对故障做出判断。

2.根据权利要求1所述的数字式变压器瓦斯继电保护方法，其特征在于，所述步骤1中电磁流量计的上方管壁开孔处安装有取压管，取压管上安装有油压传感，油压传感经取压管接入压力变送计。

3.根据权利要求1所述的数字式变压器瓦斯继电保护方法，其特征在于，所述步骤3中综合保护测控装置对采集的瞬时流量Q和压力P的模拟量信号转化为数字量信号，并实时显示。

4.根据权利要求1所述的数字式变压器瓦斯继电保护方法，其特征在于，所述步骤4中的当Q大于Qset同时P小于Pset时，综合保护测控装置发出流量的保护启动信号并报警，当Q小于Qset同时P大于Pset时，综合保护测控装置发出压力的保护启动信号并报警。

5.根据权利要求1所述的数字式变压器瓦斯继电保护方法，其特征在于，所述步骤2中的4-20mA模拟量信号信号输入端的屏蔽通讯线上安装有设置时间值可调整的滤波器，且滤波时间值默认为20ms，用于防止信号干扰造成跳闸。

6.根据权利要求5所述的数字式变压器瓦斯继电保护方法，其特征在于，所述综合保护测控装置的输入信号设置有断线判别保护功能，用于防止线路断路造成误动作。

7.根据权利要求1所述的数字式变压器瓦斯继电保护方法，其特征在于，所述步骤4中综合保护测控装置内还设定瞬时流量值的低流量定值为Qreset、设定压力的低压力定值为Preset，当Q小于Qreset或P小于Preset时，相对应的流量或压力动作信号复位。