電力變壓器的繼電保護(hù)

范少成

華電渠東發(fā)電有限公司

電力變壓器的繼電保護(hù)

范少成

華電渠東發(fā)電有限公司

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，城市環(huán)保的要求不斷提高。脫硫脫硝到超低排放的增加，廠(chǎng)用設(shè)備增加，廠(chǎng)用負(fù)荷也不斷增加，對(duì)廠(chǎng)用變壓器繼電保護(hù)也有了相應(yīng)的變化。當(dāng)前，發(fā)電廠(chǎng)的繼電保護(hù)裝置主要分為發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)、變壓器繼電保護(hù)、發(fā)電機(jī)-變壓器繼電保護(hù)三類(lèi)。而對(duì)于發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)也同樣可以分為三類(lèi)，分別為電動(dòng)機(jī)-差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)、中性點(diǎn)間隙過(guò)流保護(hù)。而發(fā)電機(jī)-變壓器繼電保護(hù)又分為斷路器端口閃絡(luò)保護(hù)、發(fā)電機(jī)-變壓器過(guò)勵(lì)磁保護(hù)以及發(fā)電機(jī)-變壓器縱差保護(hù)。

電力變壓器；繼電保護(hù)

電力變壓器作為電力系統(tǒng)中輸配電力的關(guān)鍵部分，具有不可或缺性，而且直接關(guān)系到電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。但在電力變壓器運(yùn)行過(guò)程中，器件老化﹑運(yùn)行故障等經(jīng)常發(fā)生，這必然的會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)安全持續(xù)的運(yùn)行帶來(lái)較大的影響。因此在當(dāng)前電力需求不斷增加的新的形勢(shì)下，電力變壓器繼電保護(hù)的功能需要不斷加強(qiáng)，從而確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

1 繼電保護(hù)的特點(diǎn)

1.1 可靠性高

繼電保護(hù)具有較高的可靠性，這主要是由于繼電保護(hù)配置十分合理，而且質(zhì)量﹑技術(shù)和性能都處于較高的水平，同時(shí)做好日常繼電保護(hù)運(yùn)行的維護(hù)和管理工作。特別是信息管理技術(shù)在繼電保護(hù)系統(tǒng)的方法庫(kù)和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的廣泛應(yīng)用，為繼電保護(hù)系統(tǒng)維護(hù)和升級(jí)帶來(lái)了較多的便利。同時(shí)信息管理系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中采用集中運(yùn)輸?shù)姆绞?，完全區(qū)別于傳統(tǒng)的分散式運(yùn)輸，在這種情況下，即使某個(gè)工作站出現(xiàn)故障，也不會(huì)對(duì)整個(gè)信息系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)不利影響，有利于繼電保護(hù)系統(tǒng)安全﹑可靠的運(yùn)行。

1.2 實(shí)用性強(qiáng)

在繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中存在著一些較為實(shí)際的問(wèn)題，這些問(wèn)題需要在繼電保護(hù)運(yùn)行過(guò)程中有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)二次部分各類(lèi)數(shù)據(jù)的使用和共享，以此來(lái)解決這些實(shí)際問(wèn)題，同時(shí)繼電保護(hù)還能夠有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)，不僅操作上較為簡(jiǎn)便，而且具有較強(qiáng)的實(shí)用性，有效的保障了繼電保護(hù)運(yùn)行的高效性和安全性。

1.3 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控

微機(jī)保護(hù)裝置存在串行通信，能夠與遠(yuǎn)方的變電站微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相互通信，使整個(gè)微機(jī)保護(hù)都實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，從而節(jié)省了人力，更加保障了無(wú)人變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2 電力變壓器常見(jiàn)的繼電保護(hù)故障以及原因

2.1 內(nèi)部原因?qū)е碌墓收?/p>

電力變壓器自身出現(xiàn)了功能以及結(jié)構(gòu)方面的故障都屬于內(nèi)部原因，例如變壓器外殼出現(xiàn)接地問(wèn)題﹑變壓器繞組斷裂等，都會(huì)使電力變壓器繼電保護(hù)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作，并且造成停電或者將電力變壓器移出電力網(wǎng)的情況。變壓器的內(nèi)部故障還可以分為熱故障﹑電故障這兩種性質(zhì)，熱故障就是說(shuō)變壓器整體或者局部溫度過(guò)高；電故障是指變壓器內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)高損壞了絕緣性能的情況。

2.2 外部原因?qū)е碌墓收?/p>

產(chǎn)生外部故障的原因均為外部因素，例如變壓器外殼出現(xiàn)了變形﹑絕緣體出現(xiàn)了破損﹑油箱外引線(xiàn)搭接在一起﹑繞組間放電等，都可能會(huì)對(duì)電力變壓器繼電保護(hù)造成影響并且引發(fā)故障。

3 電力變壓器的繼電保護(hù)措施

3.1 變壓器差動(dòng)保護(hù)

在變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)所裝的電流互感器之間便是差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)區(qū)域。差動(dòng)保護(hù)的原理就是：通過(guò)比較變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)電流的大小以及它的相位來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)的。差動(dòng)保護(hù)的目的就是對(duì)變壓器的絕緣套管的相間短路故障和變壓器內(nèi)部的引出線(xiàn)進(jìn)行保護(hù)，與此同時(shí)還可以對(duì)變壓器內(nèi)的匝間進(jìn)行一個(gè)保護(hù)。差動(dòng)保護(hù)有兩種形式：①縱聯(lián)差動(dòng)；②橫聯(lián)差動(dòng)?？v聯(lián)差動(dòng)保護(hù)運(yùn)用在對(duì)單回路的保護(hù)之中，橫聯(lián)差動(dòng)就運(yùn)用于雙回路的保護(hù)之中。當(dāng)變壓器的內(nèi)部發(fā)生故障即保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)比較電流的大小和相位會(huì)發(fā)現(xiàn)：變壓器高﹑低壓側(cè)出現(xiàn)較大的差流并大于差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作值，保護(hù)裝置瞬時(shí)出口，動(dòng)作于跳開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器以達(dá)到快速切除故障的目的。當(dāng)故障發(fā)生在變壓器差動(dòng)保護(hù)區(qū)外時(shí)，雖然故障電流依然會(huì)較大，但變壓器高﹑低壓側(cè)出現(xiàn)的差流小于差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作值，保護(hù)裝置不動(dòng)作。因?yàn)?，差?dòng)保護(hù)不僅能夠有效的區(qū)分區(qū)內(nèi)區(qū)外故障，而且能夠快速的將區(qū)內(nèi)各種故障給排除，這也使得差動(dòng)保護(hù)成為了變壓器的主保護(hù)。

3.2 變壓器縱差保護(hù)

為了滿(mǎn)足繼電保護(hù)的可靠性﹑選擇性﹑靈敏性﹑速動(dòng)性要求，變壓器保護(hù)多采用差動(dòng)保護(hù)原理。差動(dòng)保護(hù)的原則是：差動(dòng)繼電器當(dāng)正常運(yùn)行或者區(qū)外故障時(shí)，流入和流出的電流相等；當(dāng)區(qū)內(nèi)故障時(shí)，差動(dòng)繼電器的電流之和不為零。作為變壓器的主保護(hù)，不僅可以區(qū)分變壓器的內(nèi)外故障，而且可以快速可靠的切除區(qū)內(nèi)各種短路故障。在單相雙繞組變壓器中，高低壓側(cè)分別裝設(shè)電流互感器，變壓器正常運(yùn)行或者外部故障時(shí)，流過(guò)變壓器一次側(cè)的電流之和等于零，差動(dòng)保護(hù)不動(dòng)作；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，變壓器內(nèi)部故障電流很大，流入差動(dòng)繼電器的差動(dòng)電流等于短路電流，變壓器的差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。星三角接線(xiàn)的變壓器，正常運(yùn)行和區(qū)外故障時(shí)兩側(cè)相電流相差 30 度，因此，變壓器正常運(yùn)行或者區(qū)外故障時(shí)，計(jì)算的流入差流繼電器的差流不為零，必須減小不平衡電流對(duì)繼電保護(hù)的影響?？v聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流按躲過(guò)最大不平衡電流整定來(lái)保證差動(dòng)保護(hù)的選擇性，因此，保護(hù)的靈敏性隨最大不平衡電流越小而越好。比率制動(dòng)特性廣泛應(yīng)用于零序電流差動(dòng)保護(hù)，勵(lì)磁涌流中的零序分量屬于穿越性電流，因此，受勵(lì)磁涌流影響小，靈敏度高。

3.3 對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行巡檢

采取必要的預(yù)防工作，能夠有效避免電力系統(tǒng)的安全問(wèn)題。因此，我國(guó)電力系統(tǒng)的管理中，需要對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行必要的日常監(jiān)測(cè)和維護(hù)工作，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)裝置中存在的安全隱患，能夠在安全事故發(fā)生之前將裝置的故障排除，避免了電力系統(tǒng)的安全事故的產(chǎn)生?？梢钥闯?，繼電保護(hù)裝置的仔細(xì)巡檢十分重要，其中，包括對(duì)二次回路的巡檢，都能夠預(yù)防電力變壓器繼電保護(hù)裝置的故障產(chǎn)生。檢查工作的主要內(nèi)容包括：裝置的開(kāi)關(guān)是否良好，設(shè)備的指示燈是否正常工作，報(bào)警裝置是否完好，繼電器接口是否存在松動(dòng)，二次回路是否有發(fā)熱現(xiàn)象，二次回路系統(tǒng)是否完整。

綜上，隨著電力變壓器繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展，其在電力行業(yè)的應(yīng)用日漸廣泛，將推動(dòng)電力行業(yè)的快速發(fā)展，推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步。今后還應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)電力變壓器繼電保護(hù)技術(shù)的研究，促進(jìn)技術(shù)革新。

[1] 成花麗.淺談繼電保護(hù)在變電站中的應(yīng)用及特點(diǎn)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2011.

[2] 戴志輝，王增平.繼電保護(hù)可靠性研究綜述[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010.