對電力變壓器繼電保護設計的探討

李 由

重慶渝電工程監(jiān)理咨詢有限公司

對電力變壓器繼電保護設計的探討

李 由

重慶渝電工程監(jiān)理咨詢有限公司

電力資源是我國重要的戰(zhàn)略資源之一。隨著城市化進程的不斷加快，電力資源的消耗速度也有所增加，強化電力設施建設勢在必行。本文就電力變壓器繼電保護設計展開探究，并總結(jié)出電力變壓器機電保護設計的主要設計方案。

電力變壓器；繼電保護；設計；探究

電力變壓器繼電保護系統(tǒng)主要是根據(jù)電力系統(tǒng)所出現(xiàn)的電力數(shù)值的變化情況以實現(xiàn)電力變壓器繼電系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)功能。電力變壓器繼電保護系統(tǒng)存在的目的是，無論電力變壓器的工作狀態(tài)如何，或是處于什么樣的情形都要保證整個系統(tǒng)的安全。

1 電力變壓器繼電保護系統(tǒng)的工作原理與基本組成

1.1 電力變壓器繼電保護系統(tǒng)的工作原理

電力變壓器繼電保護系統(tǒng)的工作原理是電力變壓器繼電系統(tǒng)根據(jù)電力系統(tǒng)中電力數(shù)值的波動情況而產(chǎn)生的一種進行自我調(diào)節(jié)的功能。整個電力變壓器繼電系統(tǒng)處于安全可靠的運行狀態(tài)是電力變壓器繼電保護系統(tǒng)進行正常工作的基本前提條件。根據(jù)實際運行情況的不同，繼電保護系統(tǒng)發(fā)揮保護作用的原理也會有所差別。通過對具體運行狀態(tài)參數(shù)的分析和測量，再找出不同狀態(tài)下的數(shù)據(jù)參量，能夠判斷繼電保護系統(tǒng)是否處于正常的工作狀態(tài)。與此同時，這些參數(shù)也能作為繼電保護系統(tǒng)不同運行狀態(tài)的依據(jù)，從而形成不同的原理。當繼電保護系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，其工作原理是先測量后執(zhí)行；當其處于非正常工作狀態(tài)時，則需要將系統(tǒng)故障情況下產(chǎn)生的物理參量與其正常運行時得到的結(jié)果進行對比。

1.2 電力變壓器繼電保護系統(tǒng)的基本組成

通過不斷的發(fā)展，電力變壓器繼電保護系統(tǒng)已經(jīng)到達了微機型的繼電保護系統(tǒng)的狀態(tài)。通過研究分析發(fā)現(xiàn)，這種類型的繼電保護系統(tǒng)的組成主要包括以下三個方面：首先，要介紹的是電力系統(tǒng)的信號采集部分，它的工作內(nèi)容具體是收集電力系統(tǒng)內(nèi)部的電力數(shù)值情況，再將所收集得到的結(jié)果傳送到電力系統(tǒng)的繼電保護裝置；其次，是電力系統(tǒng)的信號處理部分，它能夠?qū)⑶懊骐娏ο到y(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)進行分析和處理，并依據(jù)一定的規(guī)律將所出現(xiàn)的問題進行歸類整合；最后要進行說明的是電力系統(tǒng)的信號輸出部分，它主要是將最終輸出的信號傳遞到電力系統(tǒng)當中，從而進行有效的調(diào)節(jié)。

2 電力變壓器繼電保護設計優(yōu)化方法

2.1 差動保護設計

將變壓器兩側(cè)的電流互感器二次側(cè)壓，如果變壓器處于正常運行的狀態(tài)，那么差動繼電器中的電流為其兩側(cè)電流互感器CT的二次電流之差，其數(shù)值趨于0。如果差動繼電器不發(fā)生任何動作，那么其保護也不會有任何作為。也就是說，如果在電流互感器二次回路端線，并且變壓器處于最大符合的狀態(tài)下，差動保護是不會產(chǎn)生任何動作的。隨著計算機芯片性能的提升，對位于變壓器1套保護裝置中所具有的主保護以及各側(cè)全部后備保護的兩套主變壓器微機型保護裝置進行了全力開發(fā)，其成果已經(jīng)被廣泛應用于實際工程中。所以，在330kV及以上高壓側(cè)電壓的變壓器可以采用安裝雙重差動保護的方法對電力變壓器引出線、套管及其內(nèi)部短路故障進行反應，從而實現(xiàn)電力變壓器繞組及其引出線的縱聯(lián)差動保護，同時也可以將電流速斷保護作為主保護，另外也能達到將瞬時動作于斷開各側(cè)斷路器的目的。

2.2 瓦斯保護設計

除了瓦斯保護可以動作，像差動保護以及其他有關保護設計通常是都不能進行動作的。瓦斯保護主要是依靠氣體繼電器來實現(xiàn)動作的，其位于變壓器油箱和油枕之間的連接導油管中。瓦斯保護主要有兩種：首先輕瓦斯保護動作于信號，然后依照氣體的屬性，包括：顏色、可燃性、數(shù)量以及化學成分來判斷保護的理由以及電力變壓器繼電保護裝置故障的性質(zhì)。據(jù)此，有關工作人員則可以及時察覺故障的發(fā)生并有針對性地對故障進行處理。首先重瓦斯保護動作于斷路器跳閘，然后通過監(jiān)視確定氣體發(fā)生的速度，并對氣體的不同特征以及相關成分進行剖析，從而根據(jù)有關分析間接地推測、判斷造成故障的原因、故障出現(xiàn)的部位以及故障的嚴重程度。

2.3 過電流保護設計

(1)低壓變壓器過電流保護設計。三相式三卷變壓器通常用于變壓器低壓側(cè)，在低壓側(cè)短路時高、中壓側(cè)的阻抗保護通常無法發(fā)揮作用，起不到保護功能，因此難以達成作為相鄰元件所具有的后備保護需求。在這種情況下可以在低壓側(cè)安置復合電壓閉鎖過流保護，并同時在其高、中壓側(cè)都設計并安裝復合電壓閉鎖過流保護以及零序方向過電流保護或間隙保護等。

(2)高壓變壓器的保護設計。在電力變壓器高壓側(cè)的過電流保護對低壓側(cè)母線規(guī)定有靈敏系數(shù)的時候，可以在電力變壓器低壓側(cè)斷路器和電力變壓器高壓側(cè)上設計安裝過電流保護裝置。如果電力變壓器低壓側(cè)母差保護發(fā)生校驗停運現(xiàn)象，或者是因為故障出現(xiàn)拒動問題以及開關與TA間出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象的時候，過電流保護裝置可以作為電力變壓器低壓側(cè)母線的主保護以及后備保護。不過需要注意的是，一旦出現(xiàn)的是非金屬性短路，在通過弧光短路的時候，則容易出現(xiàn)阻抗保護靈敏度不足以及整定延時超過2s等情況。基于以上分析，應該在電力變壓器的高壓側(cè)也安裝一個保護變壓器熱穩(wěn)定的反時限過流保護裝置，并且該裝置的整定值必須根據(jù)電力變壓器的熱穩(wěn)定要求進行設置。

(3)負序過電流保護設計。在進行配置的時候，必須避免被保護電力變壓器所連接相鄰線路發(fā)生一相斷線時在流過保護安裝位置的時候出現(xiàn)負序電流。另外，為了不引起負序過電流保護出現(xiàn)非選擇性動作，在靈敏度方面應當配合相鄰線路零序電流保護的后備段。

3 結(jié)束語

總而言之，從以上的分析當中我們不難看出，電力變壓器繼電保護系統(tǒng)在整個電力系統(tǒng)之中占據(jù)著十分重要的位置。因此，相關工作人員對于電力變壓器繼電保護系統(tǒng)當中可能存在的故障與問題應該及時進行解決，以充分保證電力系統(tǒng)的正常運行工作。與此同時，通過以往的工作經(jīng)驗以及調(diào)查研究，我們會發(fā)現(xiàn)，二次回路故障和電流互感器故障等問題是電力變壓繼電保護系統(tǒng)中最容易出現(xiàn)的問題。

[1]王攀.電力變壓器繼電保護設計[J].電氣時代.2014(07)：43.

[2]韓澍，趙洪梅.電力變壓器的繼電保護[J].科技信息.2015(34)：132. [3]李俊狄.關于電力變壓器繼電保護設計的探究[J].建筑工程技術與設計，2016，(6)：1293.

個人簡介，李由，身份證號：500112198608180456