電力變壓器的繼電保護(hù)

李秋嶺

摘 要：繼電保護(hù)是電力變壓器應(yīng)對(duì)各類(lèi)突發(fā)問(wèn)題，保持電力變壓器穩(wěn)定的重要系統(tǒng)與設(shè)備，要建設(shè)穩(wěn)定、安全的電力系統(tǒng)，必須重視變壓器的繼電保護(hù)。本文以電力變壓器的正常運(yùn)行為切入點(diǎn)，描述了各類(lèi)干擾對(duì)電力變壓器產(chǎn)生的常見(jiàn)故障，分析了電力變壓器配置繼電保護(hù)的基本原則，在闡述電力變壓器繼電保護(hù)特點(diǎn)的前提下，提供了電力變壓器做好繼電保護(hù)的相關(guān)措施和辦法，為確保電力變壓器和保護(hù)裝置穩(wěn)定、安全運(yùn)行起到系統(tǒng)性和技術(shù)性的保證。

關(guān)鍵詞：電力變壓器；繼電保護(hù)；配置原則；瓦斯保護(hù)；過(guò)載保護(hù)；勵(lì)磁保護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)： TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1各類(lèi)干擾引起的電力變壓器運(yùn)行故障

1.1電力變壓器內(nèi)部短路

電力變壓器相間短路、繞組短路、中性點(diǎn)接地短路、單項(xiàng)接地短路是引起電力變壓器故障的主要原因，同時(shí)也是造成繼電保護(hù)裝置失靈的重要前提，出現(xiàn)內(nèi)部短路，繼電保護(hù)將不能正常動(dòng)作，無(wú)法對(duì)電力變壓器起到切除和停機(jī)的效果，電力變壓器將會(huì)面臨燒毀和癱瘓的危險(xiǎn)。

1.2電力變壓器外部短路

電力變壓器的外接線和外接端子受到污染、異物等影響，出現(xiàn)短路問(wèn)題，這不但會(huì)給電力變壓器形成直接傷害，也會(huì)給繼電保護(hù)設(shè)備帶來(lái)功能和安全影響，如果外部短路發(fā)生在電力變壓器高壓側(cè)，則會(huì)因電壓過(guò)高而出現(xiàn)嚴(yán)重的損害。

1.3繼電保護(hù)裝置問(wèn)題引起的電力變壓器故障

電力變壓器在正常運(yùn)行時(shí)受到繼電保護(hù)裝置的約束和保護(hù)，如果繼電保護(hù)出現(xiàn)功能型障礙，則很容易給保護(hù)電力變壓器的現(xiàn)實(shí)功能造成影響，這會(huì)形成在電力變壓器高溫、放電等嚴(yán)重隱患時(shí)，繼電保護(hù)裝置沒(méi)能啟動(dòng)，造成電力變壓器故障的加劇，進(jìn)而給電力變壓器帶來(lái)毀滅性損傷。

2繼電保護(hù)裝置在電力變壓器的配置原則

2.1行動(dòng)性為主原則

要確保繼電保護(hù)裝置行動(dòng)的準(zhǔn)確性和便捷性，要針對(duì)電力變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能要點(diǎn)，在電力變壓器內(nèi)部配置具有切斷功能的瓦斯保護(hù)裝置，當(dāng)瓦斯超出設(shè)計(jì)范圍時(shí)迅速動(dòng)作，在切斷電力變壓器電源的同時(shí)，確保電力變壓器的穩(wěn)定。

2.2保護(hù)為主原則

繼電保護(hù)裝置的核心功能就是實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)和電力變壓器的保護(hù)，在設(shè)計(jì)和配置繼電保護(hù)中要強(qiáng)調(diào)保護(hù)的有效性，應(yīng)該通過(guò)多種途徑和線路形式，以聯(lián)動(dòng)和差動(dòng)的方式發(fā)揮繼電保護(hù)的功能，做到對(duì)電力變壓器和電網(wǎng)的狀態(tài)與安全防護(hù)。

2.3綜合性原則

繼電保護(hù)裝置具有數(shù)量大，形式多樣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，設(shè)置電力變壓器的繼電保護(hù)應(yīng)該遵循綜合性的原則，通過(guò)電力變壓器不同功能和動(dòng)作，不同靈敏度，不同保護(hù)需要的綜合評(píng)定，建立起繼電保護(hù)的綜合體系，以過(guò)流保護(hù)、阻抗保護(hù)、限時(shí)動(dòng)作等方式，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)對(duì)電力變壓器的控制和調(diào)節(jié)功能。

2.4規(guī)范性原則

在繼電保護(hù)配置中，要規(guī)范處理中性點(diǎn)直接接地的設(shè)置，要根據(jù)電力變壓器和繼電保護(hù)的具體實(shí)際，結(jié)合電力變壓器的相序，通過(guò)電流和電壓的雙重保護(hù)來(lái)發(fā)揮中性點(diǎn)接地的優(yōu)勢(shì)，以規(guī)范的設(shè)計(jì)和布設(shè)，提高繼電保護(hù)對(duì)電力變壓器的系統(tǒng)保護(hù)和功能調(diào)節(jié)的作用。

2.5特殊性原則

一方面，要設(shè)計(jì)繼電保護(hù)的延時(shí)動(dòng)作，這樣不但可以提高電力變壓器的防御能力，而且有利于繼電保護(hù)裝置的工作性能維護(hù)。另一方面，要根據(jù)電力變壓器的特殊需要更改繼電保護(hù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，使繼電保護(hù)的信號(hào)和動(dòng)作更加符合電力變壓器實(shí)際運(yùn)行的需要。

3電力變壓器加強(qiáng)繼電保護(hù)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)

3.1設(shè)置繼電保護(hù)后的電力變壓器具有可靠性高的優(yōu)勢(shì)

繼電保護(hù)裝置在電力行業(yè)內(nèi)被稱(chēng)為是電氣的守護(hù)神，有了繼電保護(hù)的合理配置，技術(shù)能效和功能價(jià)值就可以得到完全地發(fā)揮，電氣的穩(wěn)定性和安全性才有了可靠地管理和全面地保障。設(shè)置繼電保護(hù)應(yīng)該有兩套獨(dú)立的系統(tǒng)組成，從不同的側(cè)面行使著對(duì)電力變壓器保護(hù)的職能，若一套電力變壓器保護(hù)裝置出現(xiàn)問(wèn)題，另一頭可以立即接管保護(hù)功能，這樣就可以提高電力變壓器的可靠性。

3.2加強(qiáng)繼電保護(hù)后電力變壓器具有靈敏性強(qiáng)的特點(diǎn)

可以通過(guò)對(duì)幾點(diǎn)保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)設(shè)計(jì)來(lái)提高電力變壓器的敏感性，對(duì)于高等級(jí)線路，考慮到在可能的高電阻接地故障情況下的動(dòng)作靈敏度要求，通常來(lái)說(shuō)其最末一段零序電流保護(hù)的電流暫定值不應(yīng)大于300A（一次值）。

3.3加強(qiáng)繼電保護(hù)后電力變壓器具有速動(dòng)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)

速動(dòng)性是指為提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動(dòng)重合閘和備用電源或備用設(shè)備自動(dòng)投入的效果等，保護(hù)裝置應(yīng)盡快地切除短路故障。一般從裝設(shè)速動(dòng)保護(hù)（如高頻保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)）、充分發(fā)揮零序接地瞬時(shí)段保護(hù)及相間速斷保護(hù)的作用、減少繼電器固有動(dòng)作時(shí)間和斷路器跳閘時(shí)間等方面入手來(lái)提高速動(dòng)性。

4電力變壓器進(jìn)行繼電保護(hù)的相關(guān)措施和辦法

4.1做好電力變壓器的瓦斯保護(hù)

瓦斯保護(hù)是反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部氣體的數(shù)量和流動(dòng)的速度而動(dòng)作的保護(hù)，瓦斯繼電器安裝在油箱與油枕之間的連接管道上，氣體繼電器的兩個(gè)輸出觸點(diǎn)為：一個(gè)是反映變壓器內(nèi)部反常情況或較小故障的“輕瓦斯”；另一個(gè)反映出嚴(yán)重故障的“重瓦斯”。瓦斯保護(hù)動(dòng)作后，操作人員應(yīng)從排氣口將氣體進(jìn)行收集并分析。保護(hù)的原因和故障性質(zhì)，將根據(jù)氣體的顏色、數(shù)量、化學(xué)成分等來(lái)決定。

4.2做好電力變壓器的過(guò)載荷保護(hù)

通常情況下，變壓器過(guò)負(fù)荷是三相對(duì)稱(chēng)的，故保護(hù)裝置只采用一只電流繼電器接于一相上，并且經(jīng)一定時(shí)間延長(zhǎng)動(dòng)作信號(hào)。雙繞組變壓器，過(guò)負(fù)荷保護(hù)應(yīng)裝在主電源側(cè)。單側(cè)電源三繞組降壓變壓器，若三側(cè)繞組容量相同，過(guò)負(fù)荷保護(hù)裝在電源側(cè)；若三側(cè)繞組容量不相同，則只有電源側(cè)和繞組容量較小的一側(cè)裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。兩側(cè)電源的三繞組降壓變壓器或聯(lián)絡(luò)變壓器，三側(cè)均裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。

4.3做好電力變壓器的過(guò)勵(lì)磁保護(hù)

當(dāng)電力變壓器頻率降低或電壓升高時(shí)容易引起變壓器過(guò)勵(lì)磁，導(dǎo)致鐵心飽和，勵(lì)磁電流劇增，鐵心溫度上升，嚴(yán)重過(guò)熱會(huì)使變壓器絕緣劣化，壽命降低，最終造成變壓器損壞，故需裝設(shè)過(guò)勵(lì)磁保護(hù)。

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