超高壓直流系統(tǒng)中的換流變壓器保護(hù)

PAGEPAGE1超高壓直流系統(tǒng)中的換流變壓器保護(hù)超高壓直流換流變壓器是超高壓直流輸電系統(tǒng)中的核心設(shè)備之一，起到了直流電能轉(zhuǎn)換和輸電的作用。由于其工作環(huán)境惡劣，負(fù)載變化大，且屬于不可替代的重要設(shè)備之一，一旦發(fā)生故障將給輸電系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重的影響甚至于停運(yùn)。因此，相應(yīng)的保護(hù)措施必不可少，本文將從超高壓直流換流變壓器保護(hù)的角度進(jìn)行探討。一、超高壓直流換流變壓器的工作原理超高壓直流輸電系統(tǒng)由兩個(gè)直流電源以不同的電壓極性連接，在兩種電壓之間傳輸能量，控制兩個(gè)電源之間的電壓和電流。其中，換流變壓器是超高壓直流系統(tǒng)中直流到交流的核心部件之一，其具有直流側(cè)和交流側(cè)兩個(gè)獨(dú)立的線圈，通過(guò)通電和斷電間隔進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換。變壓器通過(guò)研究和設(shè)計(jì)，能夠在變流器輸入脈動(dòng)直流電壓的情況下，獲得輸出波形為穩(wěn)定交流電壓的功能。其電源電壓低，電源電流大，工作頻率低，設(shè)備安全控制、保護(hù)等方面要求高，這也導(dǎo)致了超高壓直流換流變壓器容易發(fā)生故障的情況。二、變壓器發(fā)生故障的原因換流變壓器因?yàn)槠洳僮鳝h(huán)境的特殊性，容易發(fā)生各種故障。其中最常見(jiàn)的故障類(lèi)型有電磁、重載、機(jī)械損壞、繞組短路等。1.電磁故障：變壓器的線圈中會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，其強(qiáng)度與電流和線圈型式有關(guān)。因此，在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)大電流的情況下，線圈中的磁場(chǎng)可能會(huì)超負(fù)荷，導(dǎo)致線圈斷路。2.重載故障：超高壓直流換流變壓器在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到許多的負(fù)載變化，如果負(fù)載變化超過(guò)了換流變壓器允許的容量，將會(huì)導(dǎo)致該設(shè)備的過(guò)載故障。3.機(jī)械損壞：變壓器需要冷卻，通常使用強(qiáng)制冷卻帶，這是變壓器的一個(gè)主要組成部分。在擺放或運(yùn)輸過(guò)程中，強(qiáng)制冷卻帶可能會(huì)松動(dòng)，使其與變壓器之間的接觸產(chǎn)生問(wèn)題。同時(shí)，變壓器的機(jī)械部件與軸承在運(yùn)行期間也存在磨損、松動(dòng)等現(xiàn)象，可能會(huì)導(dǎo)致變壓器的損壞。4.繞組短路：由于環(huán)境因素，超高壓直流換流變壓器可能會(huì)發(fā)生繞組短路，如果不能及時(shí)檢測(cè)就會(huì)導(dǎo)致變壓器損壞，影響超高壓直流輸電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。三、變壓器保護(hù)方法1.差動(dòng)保護(hù)：差動(dòng)保護(hù)用于檢測(cè)兩個(gè)電纜轉(zhuǎn)換機(jī)之間的電流差異。因?yàn)楫?dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，不同的電流將流入不同的極端。因此，如果這些電流之間的差異超過(guò)了預(yù)設(shè)的電流，則保護(hù)設(shè)備將自動(dòng)地停止設(shè)備。2.保護(hù)降級(jí)：在變壓器的保護(hù)系統(tǒng)中設(shè)置幾種保護(hù)方案，根據(jù)實(shí)際情況和設(shè)備狀態(tài)，動(dòng)態(tài)調(diào)整保護(hù)等級(jí)和啟用/禁用不同級(jí)別的保護(hù)，從而提高超高壓直流換流變壓器的工作效率。3.無(wú)效啟動(dòng)保護(hù)：當(dāng)變壓器啟動(dòng)或重啟時(shí)，如果未能通過(guò)校準(zhǔn)并指定保護(hù)設(shè)備工作條件，則將激活無(wú)效啟動(dòng)保護(hù)。4.距離保護(hù)：距離保護(hù)是超高壓直流換流變壓器的重要保護(hù)手段。它具有防范系統(tǒng)內(nèi)任何區(qū)域的任何故障的功能。距離保護(hù)可檢測(cè)傳送裝置中的故障類(lèi)型和位置，并將其通知給系統(tǒng)控制器。變壓器是超高壓直流輸電系統(tǒng)中的重要組成部分，為了保證超高壓直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，必須采取一系列有效的保護(hù)措施。