[发明专利]一种油浸式电力变压器瓦斯保护故障录波装置及方法

说明书

一种油浸式电力变压器瓦斯保护故障录波装置及方法，包括：瞬态油流特征量测量模块、瓦斯继电器开关量输入模块、信号调理与采集模块以及数字核心处理模块；其中，瞬态油流特征量测量模块与信号调理与采集模块，信号调理与采集模块与瓦斯继电器开关量输入模块均与数字核心处理模块相连；本发明基于录波原理及功能要求对装置进行控制，完成对被测变压器油枕连接管内部油流流速与瓦斯继电器动作信息的测量、运算、记录、通信等操作，实现在故障或扰动情况下的变压器暂态油流涌动特征以及瓦斯保护动作情况的故障录波功能。本发明具有构成简单、易于实现、可靠高效等优点，为变压器运行人员获取故障油流特征、分析事故原因、提出相应的反事故措施提供录波数据。

技术领域

本发明属于电力系统领域，涉及一种油浸式电力变压器瓦斯保护故障录波装置及方法，用于测量、记录油浸式电力变压器在故障或扰动状态下的暂态油流涌动特征以及瓦斯保护动作情况。

背景技术

作为一种关键的电力主设备，变压器在电力系统中占有举足轻重的地位，它的稳定运行是保证整个电力系统电能可靠传输、灵活分配、安全使用的重要前提。尤其对于高电压等级、大容量的枢纽变压器，由于自身造价昂贵、结构复杂，且带有大量负荷，无论发生保护拒动或是误动，都将严重影响电力系统的安全稳定运行。变压器内部故障过程伴随有三个主要特征：相电流增加、差电流增加以及故障气体的产生。针对这三个显著特征，继电保护工作者们设计了过电流保护、差动保护以及瓦斯保护等。长期以来，瓦斯保护安装在变压器主油箱与油枕之间的连接管上，以感应由于故障气体产生而出现的绝缘油动态涌动，通过油流流速特征差异来甄别变压器油箱内部各种轻微故障。但由于存在理论建模困难、原理性缺陷、凭经验取门槛值以及机械结构动作性能不足等问题，广泛使用的瓦斯保护越来越难以满足当前大容量、高电压等级电力变压器的更高要求。因误动事故引起的系统停电、变压器爆炸事故时有发生，严重影响到电力系统的安全、可靠运行。

根据南方电网运行事故统计，仅在2011年～2014年的4年时间里，南方电网范围内就发生了8起500kV变压器重瓦斯保护因外部短路发生误动作跳闸事故。在这8起瓦斯保护误动事故中，尤其以发生在2014年4月11日东莞横沥站的重瓦斯保护误动事故最为严重。该站500kV主变重瓦斯保护误动事故共损失负荷604MW，占东莞市总负荷9.44％，损失用电客户203850户，占东莞市总客户9.6％，失压重要用户2个。事故严重影响电网安全稳定运行，造成重大经济损失。由于现场并未安装瓦斯保护故障录波器或类似的油流流速特征记录装置，时至今日，重瓦斯保护误动原因的依旧不明。运行人员只能人为延迟重瓦斯保护动作时间至1s，该策略虽然减低了瓦斯保护在外部短路故障条件下的误动风险，但是一旦发生内部故障，瓦斯保护将因无法及时、可靠动作而失去作用。因此，迫切需要针对瓦斯保护配备相应的数字式故障录波设备，以实现对故障油流特征的实时采集与记录分析，查明瓦斯保护误动原因，提出相应反事故措施。

智能电网是我国电网发展的方向,通过数字化信息网络系统将能源资源开发、输送、转换、输电、以及蓄能与能源终端用户的各种电气设备和其它用能设施连接在一起,通过智能化控制实现精确供能、对应供能、互助供能和互补供能,将能源利用效率和能源供应安全提高到全新的水平。实现智能电网的重要前提是电力生产中相关数据采集和信息集成和共享,数字化变电站正符合智能电网所要求达到的标准。在数字化变电站中，数字化录波器在信息收集环节起着重要作用。

故障录波器是用来记录电力系统中电气量和非电气量以及开关量的自动记录装置。通过记录和监视系统中模拟量和开关量来对系统中发生的故障和异常等事件生成故障特征波形，储存并发送至远方主站，通过对波形进行分析和计算，从而对故障类型、故障发生原因、故障严重程度等进行准确地判断。随着电力系统网络的复杂化、扩大化和区域网互联趋势的到来，电力系统的行为将会越来越复杂，丰富详尽的现场实测数据尤其是故障或非正常运行下的录波数据，无疑将具有越来越重要的价值。它们不仅是分析故障原因、检验继电保护动作行为的依据,也为电力工作者研究了解复杂系统的真实行为、发现其规律提供了宝贵资料。