研究220 kV變電站變壓器運(yùn)行及繼電保護(hù)措施

金洋

摘 要：在電力行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，變電站變壓器的運(yùn)行情況至關(guān)重要，關(guān)系著電力輸送安全等問(wèn)題。主要分析了220 kV變電站變壓器的運(yùn)行和繼電保護(hù)的相關(guān)措施，旨在為促進(jìn)電力行業(yè)的健康發(fā)展和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供幫助。

關(guān)鍵詞：變電站；變壓器；繼電保護(hù)；電磁干擾源

中圖分類號(hào)：TM774 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.159

220 kV變電站是電網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分之一，其運(yùn)行效率直接影響著電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。因此，在電力行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，相關(guān)部門(mén)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注220 kV變電站變壓器的運(yùn)行狀況，并結(jié)合變壓器的相關(guān)運(yùn)行原理和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，制訂有針對(duì)性的繼電保護(hù)策略，優(yōu)化變壓器的運(yùn)行模式，全面提升變壓器的綜合運(yùn)行效率，從而保證正常的電力供應(yīng)。

1 220 kV變電站變壓器概述

變電站內(nèi)主要的設(shè)備為變壓器和開(kāi)關(guān)，變壓器屬于變電站日常工作的核心部分，能夠?qū)φ麄€(gè)輸電的電壓實(shí)現(xiàn)有效控制。變電站能夠通過(guò)變壓器針對(duì)其外部電壓實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)性調(diào)整。此外，變電站屬于驅(qū)動(dòng)當(dāng)代城市發(fā)展的重要源動(dòng)力，類似于中轉(zhuǎn)站，可作為衡量國(guó)家發(fā)展的主要考核標(biāo)準(zhǔn)之一。

變電站內(nèi)變壓器的變壓程度能有效反應(yīng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的實(shí)際發(fā)展情況。在經(jīng)濟(jì)技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，220 kV變電站變壓器是否能安全運(yùn)行在一定程度上成為了目前電力系統(tǒng)輸電的關(guān)鍵所在，且受到了各界的廣泛重視。變電站與電力供應(yīng)情況存在直接性聯(lián)系，在優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

2 220 kV變電站變壓器存在的問(wèn)題

2.1 繼電干擾存在異常

變電站能對(duì)輸電線路中的電壓進(jìn)行調(diào)整，主要通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)揮作用。其能將發(fā)電廠內(nèi)發(fā)送出的電能成功地輸送到相對(duì)較遠(yuǎn)的區(qū)域，并完成對(duì)電能的合理性輸送，有效降低了電能的消耗總量。220 kV以上變電站變壓器出現(xiàn)繼電干擾異常情況的主要干擾源包括：①一次系統(tǒng)的干擾，比如雷電；②電力系統(tǒng)自身出現(xiàn)短路故障；③斷路器自身出現(xiàn)故障。這些繼電干擾可能會(huì)對(duì)整條輸電線路起到阻斷作用，促使電磁干擾源與受到干擾的二次回路互相連接，并形成連接回路，最后導(dǎo)致變壓器的輸電電壓產(chǎn)生問(wèn)題。

除此之外，輻射干擾一般涉及步話機(jī)以及高壓開(kāi)關(guān)廠。其中，高壓開(kāi)關(guān)廠產(chǎn)生的電磁干擾影響最為嚴(yán)重。開(kāi)關(guān)廠內(nèi)出現(xiàn)各種耦合時(shí)，比如電感耦合、電容耦合等，會(huì)通過(guò)同一根電纜中的某根芯線產(chǎn)生一定的干擾電流，而這根芯線可感應(yīng)到對(duì)應(yīng)的干擾電壓，并通過(guò)終端連接的設(shè)備產(chǎn)生干擾。針對(duì)220 kV以上的變電站，其內(nèi)部繼電保護(hù)以及有關(guān)控制設(shè)備都安裝在開(kāi)關(guān)廠內(nèi)，該開(kāi)關(guān)廠的干擾作用可成為影響變壓器運(yùn)行的重要因素。

2.2 電壓不穩(wěn)

由于變壓器在運(yùn)行的過(guò)程中可能受到多種因素的影響，比如氣體、溫度等，進(jìn)而導(dǎo)致變壓器的運(yùn)行電壓出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，阻斷變壓器的正常輸電。氣體不穩(wěn)定可能直接導(dǎo)致信號(hào)跳躍，在變壓器內(nèi)的油箱產(chǎn)生內(nèi)部故障，整體油面上升。如果變壓器外部出現(xiàn)短路問(wèn)題，則可能直接導(dǎo)致變壓器的溫度上升、油面下降，最終造成電壓不穩(wěn)。此外，變壓器還可能因負(fù)荷過(guò)大而出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定的現(xiàn)象。如果變壓器內(nèi)負(fù)荷、電荷量過(guò)大，且內(nèi)部信號(hào)與磁場(chǎng)出現(xiàn)一系列問(wèn)題，則易使變壓器在電壓調(diào)節(jié)的過(guò)程中產(chǎn)生混亂現(xiàn)象，最后出現(xiàn)電壓不穩(wěn)的問(wèn)題。

3 繼電保護(hù)措施

3.1 變壓器抗干擾的保護(hù)措施

要想實(shí)現(xiàn)變電站的繼電保護(hù)和維護(hù)自動(dòng)裝置的正常運(yùn)行，相關(guān)人員應(yīng)保證二次電子設(shè)備具備基礎(chǔ)性的抗電磁、抗擾能力，并在具體操作和設(shè)計(jì)變電站時(shí)采取有針對(duì)性的措施，保證傳遞至二次設(shè)備的電磁干擾低于設(shè)備的承受水平。具體而言，應(yīng)在干擾源處降低干擾程度，工作人員可通過(guò)降低相關(guān)設(shè)備的接地阻抗，進(jìn)而對(duì)高頻電流注入過(guò)程中所產(chǎn)生的電壓升實(shí)現(xiàn)科學(xué)控制和及時(shí)調(diào)整輸電線路，相關(guān)人員還應(yīng)有效建立低阻抗的接地網(wǎng)，降低220 kV變電站地電位差，從而避免其對(duì)二次回路產(chǎn)生干擾。要想消除電磁干擾對(duì)二次回路造成的影響，工作人員需要成功切斷一次與二次回路之間的耦合，運(yùn)用具備屏蔽層的控制性電纜發(fā)揮作用。此外，工作人員還可在控制室以及開(kāi)關(guān)場(chǎng)兩個(gè)端口實(shí)現(xiàn)接地操作，科學(xué)運(yùn)用整體二次抗電磁干擾的方式發(fā)揮系統(tǒng)的抗干擾作用。

3.2 運(yùn)行狀態(tài)保護(hù)措施

變壓器在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中需要對(duì)其進(jìn)行全面監(jiān)控，有效消除其中、外部短路以及超負(fù)荷所產(chǎn)生的輸電風(fēng)險(xiǎn)，從而提升高壓變電站內(nèi)輸電和變電的實(shí)際工作效率，有效降低經(jīng)濟(jì)成本。氣體保護(hù)指的是針對(duì)變壓器油箱的內(nèi)部故障以及油面降低實(shí)現(xiàn)科學(xué)調(diào)整，并針對(duì)電壓實(shí)現(xiàn)防預(yù)性調(diào)整，從而有效解決信號(hào)式跳閘問(wèn)題。此外，還應(yīng)實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)及電流速斷保護(hù)。工作人員應(yīng)針對(duì)防御變壓器出現(xiàn)的內(nèi)部故障進(jìn)行全面分析，全方位掌握變壓器的運(yùn)行狀況，有效減少其引出線相間短路以及接地短路等現(xiàn)象的出現(xiàn)，以免出現(xiàn)變電站跳閘問(wèn)題。

4 結(jié)束語(yǔ)

電力行業(yè)的發(fā)展情況對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)安定有著重要的意義，電能與人們的生活、工作息息相關(guān)。隨著社會(huì)對(duì)電能總需求量的上升，變電站的電力輸送總量增加，變電站中變壓器的運(yùn)行壓力增大，如何完善變壓器運(yùn)行管理并實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)是當(dāng)前關(guān)系著電力行業(yè)發(fā)展的重要問(wèn)題。筆者闡述了當(dāng)前220 kV變電站變壓器存在的問(wèn)題，并提出了有針對(duì)性的繼電保護(hù)措施，以期為促進(jìn)電力行業(yè)的健康發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

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〔編輯：張思楠〕