220kV變電站變壓器運行及繼電保護分析

劉洋

【摘 ?要】220kV變壓器運行的效率，直接影響著電網(wǎng)系統(tǒng)運行的質(zhì)量，對此則需要做好220kV變壓器運行維護操作，依照對其造成干擾的因素，采取針對性措施，保證220kV變壓器體系處于穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而保證整個電力體系運轉(zhuǎn)的高效性與穩(wěn)定性。要重點對220kV變電站變壓器運行現(xiàn)狀進行分析，并采取有效的繼電保護措施，減少各項因素造成的不良影響。文章就此方面內(nèi)容進行了簡要分析。

【關(guān)鍵詞】220kV變電站;變壓器;繼電保護

引言：隨著智能電網(wǎng)系統(tǒng)的快速發(fā)展，大量的220kV變電站在國內(nèi)被建設(shè)。而智能電網(wǎng)安全、穩(wěn)定地運行，則需要依靠有關(guān)設(shè)備的正常運行，以及科學(xué)合理的變電站運行模式及其運行效率，這樣才能為電力用戶提供最優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。因此，需要結(jié)合變壓器運行原理，采取繼電保護措施，對220kV變電站運行模式進行優(yōu)化，在保證基礎(chǔ)功能有效發(fā)揮的前提下，提高其運行綜合效率，滿足社會生產(chǎn)生活需求。

1.220kV變電站變壓器運行原理

220千伏變電器屬于配電所體系運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵裝備。就繞組種類，裝備關(guān)鍵種類可分成雙繞組變電器、自耦變電器、三繞組變電器。電壓高度和繞組匝數(shù)比為正，對應(yīng)的電流值為負向繞組匝比。變壓器根據(jù)功能可分為升降機和降壓變壓器兩種。前者主要應(yīng)用于電源系統(tǒng)的一端，后者主要應(yīng)用于電源的末端。變壓器的電壓值應(yīng)與電源系統(tǒng)中的電壓相適應(yīng)。為了確保在不同負荷下，電壓始終保持在合理范圍內(nèi)，變壓器抽頭開關(guān)有時需要切換。根據(jù)開關(guān)的切換方式，變壓器主要包括負荷調(diào)節(jié)負荷、無負荷、無負載電壓調(diào)節(jié)兩大類。其中，前者主要應(yīng)用于接收電源末端的變壓器現(xiàn)場。變壓器的原理及實際操作中使用的變壓器電壓和電流的過程基本上是相同的，這主要是高電壓設(shè)備和母線電壓，根據(jù)某些標(biāo)準(zhǔn)比例測量儀表和繼電保護，電壓負荷在電壓互感器兩個電壓100 v，電流互感器的兩個電流對應(yīng)1或5。當(dāng)前變壓器和負載的兩種將導(dǎo)致線路短路連接，關(guān)注的是，我們必須堅決避免打開，否則將對設(shè)備和人員安全造成嚴(yán)重威脅，甚至對電流互感器造成損壞。

在變壓器運行中，為了保證在不同負載下保持電壓，需要切換變壓器分接器。在電力工業(yè)的快速發(fā)展中，220kV變電站變壓器安全運行已成為影響系統(tǒng)運輸效率的重要因素，因此需要做好繼電保護研究工作，優(yōu)化設(shè)備運行。

2 220kV變電站變壓器繼電保護措施

2.1 繼電保護的作用與要求

繼電保護的主要作用是將系統(tǒng)中的異常部分或故障部分，與系統(tǒng)中正常運行部分分開或隔離，以保護正常運行部分。它之所以能發(fā)揮作用，因為一個繼電保護裝置具有測量、邏輯、執(zhí)行幾方面的功能，測量出信號并與整定值進行對比，再根據(jù)結(jié)果進行邏輯判斷，然后再執(zhí)行。繼電保護的基本要求包括選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。選擇性要求正確選擇系統(tǒng)中的故障元件并切斷，以減小停電范圍。速動性要求系統(tǒng)出現(xiàn)故障后迅速切斷電路，避免故障元件產(chǎn)生更壞的結(jié)果。靈敏性要求系統(tǒng)啟動的閾值范圍小，不因故障范圍存在過渡電阻、故障所處在的位置與性質(zhì)而遲緩?？煽啃砸笙到y(tǒng)該做出保護動作就產(chǎn)生相應(yīng)的動作，既不會誤動，也不會不動。

2.2 變壓器故障與保護配置

從繼電保護角度觀察，變壓器保護的對象不僅針對故障，還包括異常運行方式。變壓器故障分為油箱內(nèi)故障和油箱外故障。前者是指繞組相間短路、接地短路、線圈匝間短路、鐵心燒損等;后者是指套管及引線上發(fā)生的相間短路、接地短路。變壓器異常運行方式是指因變壓器外部相間短路引起過電流、外部接地短路引起過電流與中性點過電壓、變壓器過負荷、因漏油引起的油面降低、過勵磁等現(xiàn)象。針對變壓器故障與異常運行方式，變壓器應(yīng)配置主保護和后備保護。變壓器主保護包括瓦斯保護、縱聯(lián)差動保護（容量在10000kVA及以上單獨運行的變壓器，容量為6300kVA及以上并列運行的變壓器）或電流速斷保護（容量在10000kVA及以下的變壓器，電流主保護動作時限大于0.5s時）等。變壓器后備保護主要用于防止變壓器外部短路，其中用于防止外部相間短路的有過電流保護（降壓變壓器），用于防止外部接地短路的有零序電流保護、零序過電壓保護、過負荷保護、過勵磁保護及其他保護等。

2.3 變壓器繼電保護的維護

（1）繼電保護裝置檢驗

查詢變壓器故障的根本就是檢驗繼電保護裝置。變壓器在存在故障的情況下運行時會改變設(shè)備定值范圍，導(dǎo)致故障在短時間內(nèi)難以處理。技術(shù)人員在發(fā)現(xiàn)變壓器運行故障的時候，就需要立即檢驗繼電保裝置，確定改變定值的范圍，然后通過改變接電線路控制運行故障。另外，還需要對回路升壓進行校驗，在完成兩次檢驗工作之后都不能拔掉設(shè)備上的插件，防止由于變壓器繼電失誤再次產(chǎn)生故障。

（2）定值區(qū)的控制過程

變壓器繼電運行檢測需要以定值區(qū)的控制為基礎(chǔ)，技術(shù)人員大多是通過分析機械特性和檢查焊接點卻行微機保護的定值區(qū)。在控制定值區(qū)的過程中，技術(shù)人員需要對其中的數(shù)值進行規(guī)范化處理，通過對定值區(qū)的確定提高變壓器的輸電能力，進一步提升電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在實際解決變壓器繼電運行過程中定值規(guī)范問題的過程中，技術(shù)人員可以用大截面的銅線或者導(dǎo)線固定在接地網(wǎng)上，保證設(shè)備的安全和穩(wěn)定運行。

（3）保護裝置的維護措施

設(shè)備的檢測和維修是保證裝置能夠長期穩(wěn)定運行的主要依據(jù)，特別是對于220KV變電站變壓器這種容易產(chǎn)生運行故障的設(shè)備，技術(shù)人員更應(yīng)該加大設(shè)備的檢測和維護力度。技術(shù)人員需要按照相關(guān)規(guī)定對變壓器和繼電保護裝置進行定期觀察、檢測和維護，在發(fā)現(xiàn)設(shè)備產(chǎn)生故障的時候，需要及時采取措施。在電網(wǎng)設(shè)備運行的過程中，電力系統(tǒng)本身容易發(fā)生短路，部分設(shè)備的外殼也會發(fā)生火花放電現(xiàn)象，技術(shù)人員需要及時處理這些現(xiàn)象，降低電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生故障的可能性。

2.4變壓器的抗干擾措施

（1）在干擾源處降低干擾

干擾源對變壓器的干擾是最主要的影響，當(dāng)變壓器在運行過程中受到干擾的時候，技術(shù)人員應(yīng)該在第一時間找到干擾源，從源頭上降低變壓器受到的干擾。技術(shù)人員可以通過減小設(shè)備的接地阻抗，對其電壓進行有效控制，從而調(diào)整輸電線路。同時，電力企業(yè)需要建設(shè)低阻抗接地網(wǎng)，降低220KV變電站與地面之間的電位差，避免產(chǎn)生二次回路干擾。

（2）在二次回路上降低干擾

在處理二次回路干擾的過程中，技術(shù)人員需要將一次和二次回路之間的耦合切斷，并且對使用帶的屏蔽層電纜進行控制，也可以將控制室兩端和開關(guān)場之間的接地進行合理的處理，以降低暫態(tài)感應(yīng)電壓在，通過屏蔽感應(yīng)電流降低二次回路產(chǎn)生的干擾。

（3）提高抗干擾水平

提高裝置配線的抗干擾水平也是降低變壓器在運行過程中受到干擾的措施之一。提高抗干擾水平的主要措施是需要通過屏蔽控制電纜的干擾來實現(xiàn)的，這就需要技術(shù)人員將繼電保護裝置的開關(guān)場進線處的電容進行接地處理或者在微機保護盤上展開陣對交流和直流電源的導(dǎo)線。。

3 結(jié)語

電力變壓器是變電站的主要設(shè)備，也是輸變系統(tǒng)的心臟，對于保障城市電網(wǎng)的安全可靠具有關(guān)鍵的作用，所以必須做好變壓器的運行維護工作。繼電保護是變電站安全穩(wěn)定運行的“哨兵”和“警衛(wèi)”，可以確保一次設(shè)備的安全，避免故障范圍擴大，所以應(yīng)當(dāng)重視繼電保護的運行維護與風(fēng)險控制。

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（作者單位：國網(wǎng)山西省電力公司太原供電公司）