電力變壓器繼電保護(hù)配置及常見(jiàn)故障分析

張斌

【摘 要】變壓器在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著舉足輕重的作用，是整個(gè)電力系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的組成部分。它在運(yùn)行的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)因?yàn)楦鞣N因素影響而發(fā)生故障，給電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全和穩(wěn)定造成威脅。本文從電力變壓器基點(diǎn)保護(hù)配置方法以及常見(jiàn)故障問(wèn)題入手，闡述了有關(guān)預(yù)防措施，以供同行參考。

【關(guān)鍵詞】變壓器；繼電保護(hù)；配置；問(wèn)題

電力變壓器是電力網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分，它在提高變壓器工作可靠性、保證電力系統(tǒng)安全方面有著重要的意義。但是在實(shí)際運(yùn)行中，變壓器經(jīng)常會(huì)因?yàn)楦鞣N自然因素、內(nèi)在因素的影響而發(fā)生故障，這些故障涉及到變壓器各個(gè)組成部分，包含有內(nèi)在故障和外在故障兩種，從而威脅到電力系統(tǒng)的供電可靠性和安全性。因此，在目前工作中，我們根據(jù)變壓器容量大小以及變壓器工作特點(diǎn)來(lái)有針對(duì)性的選擇繼電保護(hù)裝置十分必要，這也是保證變壓器科學(xué)運(yùn)行的重要方法。

1.電力變壓器繼電保護(hù)裝置的重要性分析

近年來(lái)，在我國(guó)的電力系統(tǒng)當(dāng)中，因?yàn)樽儔浩鞴收隙l(fā)的供電事故以及安全問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成嚴(yán)重的損失，更是威脅到居民的生命財(cái)產(chǎn)安全，甚至是引發(fā)不良的社會(huì)損失。這些事故的產(chǎn)生提醒我們，在電力系統(tǒng)工作中必須要做好變壓器保護(hù)工作，這對(duì)于保證電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定和安全有著至關(guān)重要的意義。

1.1繼電保護(hù)概念

繼電保護(hù)是目前電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)工作的研究最為突出，它是研究電力系統(tǒng)故障以及危害的基礎(chǔ)上，以探測(cè)其對(duì)策反事故控制為主要的工作方式，它在應(yīng)用的過(guò)程中是以觸電的繼電器來(lái)保護(hù)電力系統(tǒng)以及元件，從而避免電力設(shè)施與電力元件的故障損害。為此在工作中被廣泛的稱之為繼電保護(hù)器。在繼電保護(hù)工作中，其主要的任務(wù)在于當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或者異常的時(shí)候，我們可以在最短時(shí)間以及區(qū)域內(nèi)將這些故障加以控制，從而使得這些故障及時(shí)有效的消除，避免了對(duì)周邊其他設(shè)施所造成的危害和影響。

1.2工作原理

繼電保護(hù)裝置在應(yīng)用的過(guò)程中必須要提前設(shè)置好合理的分區(qū)以及保護(hù)元件，確保這些元件處于正常運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)在工作中是處于正常運(yùn)行狀態(tài)還是發(fā)生了故障，是保護(hù)區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障的功能。保護(hù)裝置要實(shí)現(xiàn)這一功能，需要根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎(chǔ)來(lái)構(gòu)成。

2.電力變壓器繼電保護(hù)配置分析

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民生活水平的提高，人們?cè)谏町?dāng)中對(duì)于用電穩(wěn)定性、可靠性也提出了新要求。變壓器作為保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，它在整個(gè)電力系統(tǒng)中的影響越來(lái)越大。因此，在目前的工作中加強(qiáng)其繼電保護(hù)管理裝置配置十分關(guān)鍵，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行效率、按照技術(shù)規(guī)程操作已成為人們關(guān)心的重點(diǎn)課題。在目前的配電裝置選擇上，主要的配置原則為：

（1）針對(duì)變壓器內(nèi)部的各種短路及油面下降應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，其中輕瓦斯瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯瞬時(shí)動(dòng)作于斷開(kāi)各側(cè)斷路器。

（2）應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)，瞬時(shí)動(dòng)作于斷開(kāi)各側(cè)斷路器。

（3）對(duì)由外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流，根據(jù)變壓器容量和運(yùn)行情況的不同以及對(duì)變壓器靈敏度的要求不同，可采用過(guò)電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電 流保護(hù)、負(fù)序電流和單相式低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)或阻抗保護(hù)作為后備保護(hù)， 帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。

3.電力變壓器繼電保護(hù)故障和應(yīng)對(duì)策略分析

變壓器作為電力系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的問(wèn)題，它在發(fā)生故障之后能夠及時(shí)的將這些故障問(wèn)題處理掉，避免威脅到其他設(shè)備。在目前的電力系統(tǒng)中，為了保證變壓器運(yùn)行安全，防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大，確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定與安全，繼電保護(hù)故障的預(yù)防和處理就顯得十分的必要。在目前的工作中，常見(jiàn)的繼電保護(hù)故障問(wèn)題主要有以下幾種：

3.1相間故障的后備保護(hù)存在問(wèn)題及解決方法

近年來(lái)，在變壓器系統(tǒng)中，絕大多數(shù)的中、低變壓器母線故障的發(fā)生都是因?yàn)閿嗦菲髟诙搪返臅r(shí)候未曾有效的中斷或者是拒動(dòng)而引起的。同時(shí)在高壓電力保護(hù)當(dāng)中，因?yàn)闆](méi)有足夠靈敏度的斷路器，從而使得整個(gè)故障問(wèn)題較為嚴(yán)重。在目前的工作中，這些問(wèn)題的出現(xiàn)主要原因如下：

3.1.1電壓閉鎖元件靈敏度不足

在變壓器工作的過(guò)程中，當(dāng)電流保護(hù)達(dá)不到預(yù)計(jì)的靈敏度要求的時(shí)候，經(jīng)常在工作的過(guò)程中都是采用復(fù)合式電流保護(hù)裝置來(lái)進(jìn)行控制，這種方法主要應(yīng)用在低壓變壓器中。高、中壓側(cè)電壓很高，不足以啟動(dòng)低電壓元件。解決高、中壓側(cè)電壓元件靈敏度不足的方法一般采用三側(cè)電壓閉鎖并聯(lián)的方式，低壓側(cè)可只采用本側(cè)電壓。這種方式要注意電流靈敏度提高后，在低壓側(cè)故障切除時(shí)可能會(huì)因自啟動(dòng)電流過(guò)大而造成誤動(dòng)。

3.1.2電流元件的靈敏度不足

對(duì)于220kV大容量主變而言，由于低壓側(cè)加裝了限流電抗器，使低壓母線的短路電流大幅度下降，遂造成高壓側(cè)過(guò)流保護(hù)的電流元件對(duì)低壓母線的短路故障靈敏度不足。如果兩臺(tái)變壓器中壓側(cè)并聯(lián)運(yùn)行，則靈敏度就更差。所以，運(yùn)行方式的合理安排、保護(hù)的合理配置對(duì)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，防止大面積停電均有非常重要的意義。

3.2主變保護(hù)的直流配置

當(dāng)10kV母線故障發(fā)生在10kV斷路器柜內(nèi)時(shí)，弧光竄入直流系統(tǒng)造成整個(gè)直流操作電源消失，引起變壓器損壞的事故在全國(guó)已發(fā)生多起，前述的某變電站即是一例。為保證2套雙重化保護(hù)的完全獨(dú)立，以防弧光竄入直流系統(tǒng)引起全站直流停電，變電站要有兩段直流母線，兩套保護(hù)分別由一段母線供電。

3.3主變差動(dòng)保護(hù)用電流互感器的位置

當(dāng)旁路斷路器帶主變斷路器運(yùn)行時(shí)，有的做法是將差動(dòng)保護(hù)用電流互感器切換至套管電流互感器，這使得差動(dòng)的保護(hù)范圍縮小，當(dāng)套管至旁路斷路器間發(fā)生短路故障時(shí)差動(dòng)保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。由于旁路斷路器電流互感器與主變套管電流互感器間在電氣一次布置上還有一段較長(zhǎng)的距離，不排除在這段距離內(nèi)發(fā)生故障的可能性，所以旁代時(shí)應(yīng)將差動(dòng)保護(hù)用電流互感器切換至旁路電流互感器。

4.結(jié)束語(yǔ)

以上僅對(duì)運(yùn)行中變壓器保護(hù)存在的若干問(wèn)題進(jìn)行分析并提出了補(bǔ)救措施。對(duì)于新建、擴(kuò)建、改造的變壓器，應(yīng)選用新型的微機(jī)保護(hù)，以滿足所有運(yùn)行設(shè)備都必須由兩套交、直流輸入和輸出回路相互獨(dú)立，并分別控制不同斷路器的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)這一基本要求，以保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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