電力變壓器繼電保護(hù)研究

張臻偉　王詩璇　李鑫

摘要：近些年來，電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程當(dāng)中，常會(huì)受到各個(gè)方面因素的干擾與影響，頻繁產(chǎn)生電力故障，而電力變壓器作為其中不可或缺的構(gòu)成部分，一旦發(fā)生故障，必將產(chǎn)生極大的危害。為了盡可能避免不必要的電力故障發(fā)生，繼電保護(hù)裝置的有效應(yīng)用，取得了良好的效果，使電力系統(tǒng)的故障率得以下降。鑒于此，深入探討和分析電力變壓器的繼電保護(hù)對策顯得十分必要，具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：電力變壓器;繼電保護(hù);措施

1 繼電保護(hù)的組成及工作原理

供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，會(huì)引起電流的增加和電壓的降低，以及電流電壓間相位角的變化，因此故障時(shí)參數(shù)與正常運(yùn)行的差別就可以構(gòu)成不同原理和類型的繼電保護(hù)。例如，利用短路時(shí)電流增大的特征，可構(gòu)成過電流保護(hù)：利用電壓降低的特征可構(gòu)成低電壓保護(hù)：利用電壓和電流比值的變化，可構(gòu)成阻抗保護(hù)：利用電壓和電流之間的相位關(guān)系的變化，可構(gòu)成方向保護(hù)：利用比較被保護(hù)設(shè)備各端電流大小和相位的差別可構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)等。此外也可根據(jù)電氣設(shè)備的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)反映非電量的保護(hù)。

2 繼電保護(hù)的特點(diǎn)

2.1可靠性高

繼電保護(hù)的可靠性高，是因?yàn)橛泻侠淼呐渲?、質(zhì)量技術(shù)性能優(yōu)良的繼電保護(hù)裝置以及正常的運(yùn)行維護(hù)與管理。在繼電保護(hù)系統(tǒng)中，信息管理技術(shù)采用了方法庫和數(shù)據(jù)倉庫，使得系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí)更加方便，在運(yùn)行過程中，整個(gè)信息管理系統(tǒng)由以往分散式的傳輸轉(zhuǎn)變?yōu)榧惺降倪\(yùn)輸，即集中于網(wǎng)絡(luò)中心的數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫，這樣即便其中一個(gè)客戶的工作站有問題的出現(xiàn)，也不會(huì)對整個(gè)信息系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成影響。

2.2實(shí)用性強(qiáng)

在生產(chǎn)運(yùn)行中所出現(xiàn)的一些實(shí)際問題，通過繼電保護(hù)能夠有效的對二次部分中各類數(shù)據(jù)之間的使用和共享予以解決。由于其能分析系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，這就更便于工作人員的操作，其實(shí)用性更強(qiáng)，繼電保護(hù)運(yùn)行的水平在一定程度上得以提高。

2.3實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控

因微機(jī)保護(hù)裝置有串行通信的作用，其能與遠(yuǎn)方的變電站的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行相互間的通信聯(lián)絡(luò)，而使得整個(gè)微機(jī)保護(hù)都具備了遠(yuǎn)程監(jiān)控性，從而更加保障了無人變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

3? 常見故障類型

3.1 電流互感器故障

在變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)當(dāng)中，電磁感應(yīng)是電力互感器運(yùn)行的原理，其主要功能即是將原本較大數(shù)值電流實(shí)現(xiàn)對小電流的轉(zhuǎn)換。在運(yùn)行過程中，如果電流互感器絕緣部位出現(xiàn)故障如破裂等情況，則將使電流出現(xiàn)竄出等問題，并因此對系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，甚至可能因此導(dǎo)致安全事故的出現(xiàn)。

3.2 計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)故障

在現(xiàn)今計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，在繼電保護(hù)工作當(dāng)中，計(jì)算機(jī)型變壓器繼電保護(hù)裝置也逐漸得到了應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，如果存在輸入功率不足的問題，則將因此使系統(tǒng)控制在電壓數(shù)值輸出方面存在減少的情況，并因此影響到系統(tǒng)電力數(shù)值的正常運(yùn)行。

3.3 二次回路故障

在繼電保護(hù)系統(tǒng)中，電壓互感器是其中的核心部分，能夠在運(yùn)行中排除電力系統(tǒng)中過高的電壓。當(dāng)電壓互感器承受較大電阻負(fù)載時(shí)，在承受的二次電壓數(shù)值方面，同一次電壓數(shù)值具有正比的關(guān)系。此時(shí)，如果出現(xiàn)電阻降低等情況，則很可能因此導(dǎo)致短路問題的發(fā)生。在開口三角電壓數(shù)值不穩(wěn)定時(shí)，則將因此導(dǎo)致故障問題的發(fā)生。這是因在電壓互感器中，其中的鐵芯很容易因電壓升高而影響到穩(wěn)定性，對此，在實(shí)際對繼電保護(hù)系統(tǒng)故障進(jìn)行處理時(shí)，電壓互感器短路問題是需要重視的部分。

4 提高電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的措施

4.1 完善規(guī)章制度

根據(jù)繼電保護(hù)的特點(diǎn)，健全和完善保護(hù)裝置運(yùn)行管理的規(guī)章制度是十分必要的。繼電保護(hù)設(shè)備臺(tái)賬、運(yùn)行維護(hù)、事故分析、定期校驗(yàn)、缺陷處理等檔案應(yīng)逐步采用計(jì)算機(jī)管理跟蹤檢查、嚴(yán)格考核、實(shí)行獎(jiǎng)懲，有效促進(jìn)繼電保護(hù)工作的開展。同時(shí)電力系統(tǒng)在管理中應(yīng)加強(qiáng)對繼電保護(hù)工作的獎(jiǎng)懲力度，建議設(shè)立年度繼電保護(hù)專業(yè)勞動(dòng)競賽獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)，并制定獎(jiǎng)勵(lì)辦法進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，從而增強(qiáng)繼電保護(hù)人員的榮譽(yù)感和責(zé)任心。

4.2 變電所應(yīng)當(dāng)采取的抗干擾措施

（1）控制電纜、模擬量電纜屏蔽層兩端可靠接地。連接開關(guān)場導(dǎo)入電子設(shè)備間繼電保護(hù)裝置的電纜，應(yīng)在開關(guān)場與電子設(shè)備兩端，實(shí)施屏蔽層接地處理，增強(qiáng)抗干擾能力。（2）高頻電纜屏蔽層兩端接地處理，安設(shè)并行接地粗導(dǎo)線。在變電所安設(shè)100mm2粗導(dǎo)線，依次向各耦合電容進(jìn)行焊接分叉，高頻電纜和粗導(dǎo)線分布相鄰，提高抗干擾能力。（3）輻射對繼電保護(hù)系統(tǒng)的干擾，可以采取杜絕輻射源的辦法。（4）在抗靜放電干擾的措施中，接地是最有效且經(jīng)濟(jì)的方法。將能產(chǎn)生靜電的電子設(shè)備設(shè)置良好的接地裝置，以保證所產(chǎn)生的靜電能迅速導(dǎo)入地下。（5）交直流不混用電纜，強(qiáng)弱電不共用電纜，以此來有效預(yù)防因?yàn)椴煌妷旱燃?jí)及交直流之間電磁耦合導(dǎo)致的干擾，且可以防范同一電纜芯線間絕緣損壞導(dǎo)致相異類型電源串入引發(fā)的保護(hù)邏輯混亂。

4.3 保護(hù)裝置和微機(jī)保護(hù)的軟件抗干擾

（1）微機(jī)保護(hù)裝置需要用電磁干擾來防護(hù)在變電站的改造中，當(dāng)電磁型的保護(hù)變?yōu)槲C(jī)型保護(hù)時(shí)，需用防電磁干擾的措施，要嚴(yán)格的執(zhí)行微機(jī)保護(hù)裝置的安裝，需有屏蔽層電纜，還需兩端的屏蔽層也要接地才行。（2）微機(jī)保護(hù)裝置的接地要嚴(yán)格按規(guī)定執(zhí)行在微機(jī)保護(hù)裝置內(nèi)部都是電子電路，經(jīng)常受到強(qiáng)電場與強(qiáng)磁場的干擾，外殼接地進(jìn)行屏蔽，對改善微機(jī)保護(hù)運(yùn)行環(huán)境是有利的。微機(jī)保護(hù)可靠性方面，要在抑制干擾源與敏感回路抗干擾能力的提高上努力。（3）開展RAM自檢，判斷RAM工作狀態(tài)由CPU向RAM輸入數(shù)據(jù)，判斷RAM工作狀態(tài)。開展EPROM檢測，得出數(shù)據(jù)存放在EPROM末尾地址，微機(jī)保護(hù)常規(guī)運(yùn)行中也以同等方式對EPROM中數(shù)據(jù)開展運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果和CRC校驗(yàn)碼相符則正常，反之則告警。

4.4 做好智能監(jiān)測系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的智能化軟件系統(tǒng)被應(yīng)用在電網(wǎng)之中，使得電力工作人員對電網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控工作，變得更加簡單，易于操作，在很大程度上提高了電力系統(tǒng)監(jiān)控的準(zhǔn)確性，提高了繼電保護(hù)裝置的可靠性。尤其是通過智能監(jiān)測工作，不僅能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)裝置中的零件溫度、震動(dòng)等安全系數(shù)進(jìn)行合理監(jiān)測，更能夠提高整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)測功能。所以，做好智能監(jiān)測系統(tǒng)的研究與應(yīng)用，提高人機(jī)交互的可靠性則成為今后繼電保護(hù)防護(hù)研究工作的重點(diǎn)所在。

4.5 不斷地引入高新技術(shù)

近些年來，隨著我國科學(xué)的快速發(fā)展，我國的電力技術(shù)與國外相比較，差距也越來越小了。但是在高新細(xì)節(jié)技術(shù)上仍存在著一定的差距。因此，為了進(jìn)一步提高我國繼電保護(hù)水平，提高我國電網(wǎng)的安全性，就必須做好國外高新細(xì)節(jié)技術(shù)上的引進(jìn)，將其融入我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)之中，提高繼電保護(hù)裝置在故障問題上的檢測與判斷能力。并且要加強(qiáng)其他學(xué)科在電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)中的應(yīng)用，從而更加快速地處理電力故障，提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的最佳職能。

5 結(jié)論與展望

發(fā)展繼電保護(hù)技術(shù)，令電路在繼電保護(hù)裝置的保護(hù)下，能夠完善安全運(yùn)行，帶來的不僅是社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力，更帶來了國民發(fā)展的效益繼電保護(hù)裝置和安全自動(dòng)化必須滿足可靠性、安全性、靈敏度和速度要求。不僅要突出設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，更要做到面面俱到，在電流環(huán)路中產(chǎn)生環(huán)流錯(cuò)誤導(dǎo)致電路的正常運(yùn)行受到干擾時(shí)，切斷故障區(qū)域與電路的聯(lián)系，控制電力系統(tǒng)故障的波及范圍，最大限度縮減損失，用這種方法來保證電力系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性，確保電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

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