探討水電站發(fā)電機(jī)變壓器繼電保護(hù)

劉曉慶

摘?要：水電站發(fā)電機(jī)變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行是水電站正常工作的基礎(chǔ)，變壓器的繼電保護(hù)設(shè)備在水電站運(yùn)行中發(fā)揮著重要的作用?？偟膩碚f繼電保護(hù)設(shè)備不但是水電機(jī)組重要的保護(hù)電器，而是還會(huì)影響整個(gè)水電站的正常運(yùn)行，當(dāng)水電站出現(xiàn)故障不能正常運(yùn)行時(shí)，繼電保護(hù)設(shè)備就會(huì)發(fā)出警報(bào)，從而提醒守職的工作人員;也可以將水電站運(yùn)行的指令提前設(shè)定好，對(duì)容易出現(xiàn)故障的地方進(jìn)行隔離。本文著重針對(duì)水電站發(fā)電機(jī)變壓器繼電保護(hù)進(jìn)行分析闡述，僅供參考。

關(guān)鍵詞：水電站;發(fā)電機(jī);變壓器;繼電保護(hù)

繼電保護(hù)設(shè)備的工作原理是一旦水電站在具體的運(yùn)行過程中電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，而此時(shí)問題元件上的電流和電壓都會(huì)發(fā)生不同程度的變化，而繼電保護(hù)通常在元件上安裝變換器，變換器通過自身的監(jiān)測(cè)功能，對(duì)出現(xiàn)故障的電流以及電壓的參數(shù)及時(shí)進(jìn)行隔離，進(jìn)而保證變壓器穩(wěn)定安全運(yùn)行。

一、變壓器繼電保護(hù)的裝置及設(shè)計(jì)原則

（一）變壓器經(jīng)常遇到的故障分析

變壓器經(jīng)常遇到的故障根據(jù)位置不同一般分為油箱內(nèi)故障和油箱外故障兩種。油箱內(nèi)故障主要是指當(dāng)同向的繞組出現(xiàn)匝間短路的情況后，大電流系統(tǒng)側(cè)不同的電相接連出現(xiàn)短路的現(xiàn)象。油箱外故障是指變壓器器繞組的引出斷線以及引出絕緣套管出現(xiàn)的故障。除了油箱內(nèi)故障和油箱外故障這兩種故障外，在實(shí)際的運(yùn)行過程中，還會(huì)因?yàn)楦鞣N突發(fā)情況而出現(xiàn)系統(tǒng)故障的情況，因?yàn)槟承┮蛩囟鴮?dǎo)致變壓器出現(xiàn)不同程度的負(fù)荷故障，當(dāng)油箱內(nèi)部的油位超過正常的水平時(shí)就會(huì)讓變壓器的溫度升高，從而導(dǎo)致整個(gè)變壓器系統(tǒng)運(yùn)行癱瘓。

（二）水電站變壓器的保護(hù)措施

當(dāng)水電站的變壓器出現(xiàn)短路的情況時(shí)，水電站的整個(gè)電力系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)不同程度的電流短路。短路電流會(huì)讓變壓器的溫度不斷升高，當(dāng)溫度升高到一定峰值后，變壓器內(nèi)部的元件就會(huì)被瞬間燒斷，造成不可挽回的損失。更為嚴(yán)重的是如果故障發(fā)生的位置是油箱內(nèi)部的話就會(huì)引起火災(zāi)等事故。因此為了有效的保證變壓器的安全運(yùn)行，將出現(xiàn)故障的事件降至最低，常常需要對(duì)變壓器進(jìn)行切斷處理，也就是說當(dāng)變壓器出現(xiàn)短路情況時(shí)，需要快速報(bào)警并及時(shí)的將整個(gè)變壓器運(yùn)行系統(tǒng)切斷。

一般來說大型的水電站變壓器通常都是采用縱差保護(hù)的方式對(duì)電力系統(tǒng)的過激磁閉鎖元件、差動(dòng)速斷元件等進(jìn)行保護(hù)的，在具體的保護(hù)裝置中，通常都是依靠比率來進(jìn)行制定差動(dòng)元件。當(dāng)變壓器正常運(yùn)行或者發(fā)生外部故障的時(shí)候，流出電流和流入電流處于相同狀態(tài)，這種情況下縱差保護(hù)系統(tǒng)不會(huì)被觸發(fā);但是如果變壓器的運(yùn)行狀態(tài)不正?；蛘甙l(fā)生內(nèi)部故障的時(shí)候，只有流入電流而沒有流出電流就會(huì)很容易的觸發(fā)縱差保護(hù)系統(tǒng)。對(duì)于縱差保護(hù)系統(tǒng)被觸發(fā)的情況在處理的過程中一定要將變壓器做切除處理，只有把變壓器切除，才能保證整個(gè)變壓器電力系統(tǒng)的安全。

二、水電站變壓器繼電保護(hù)的對(duì)策

（一）工作原理創(chuàng)新

新型的繼電保護(hù)設(shè)備屬于數(shù)字化的保護(hù)裝置，這種設(shè)備的優(yōu)勢(shì)就在于可以通過接收數(shù)字信息對(duì)變壓器進(jìn)行保護(hù)，可以滿足變壓器所需要的電量保護(hù)，同時(shí)可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行創(chuàng)新配置，從而實(shí)現(xiàn)變壓器的全方位保護(hù)。相比傳統(tǒng)的水電站繼電保護(hù)設(shè)備來說，新型的繼電保護(hù)裝置有一個(gè)新的特性，那就是比率差動(dòng)，這種新特性可以通過改變斜率比率制動(dòng)曲線而完成不平衡電流曲線的模擬工作，還有一點(diǎn)值得贊揚(yáng)的是新型繼電保護(hù)裝置可以通過工頻故障分量提高比率差動(dòng)的靈敏度，繼電保護(hù)裝置不再受負(fù)電荷的影響，增強(qiáng)了變武器抗飽和的能力。具體的保護(hù)原理就是繼電保護(hù)裝置通過差電流以及制動(dòng)電流的工頻變化對(duì)故障進(jìn)行分析，然后通過浮動(dòng)門檻和電流制動(dòng)所形成的橫差進(jìn)行保護(hù)。

（二）發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的保護(hù)配置

在水電站發(fā)電機(jī)變壓器繼電保護(hù)工作中，必須要保證所用的保護(hù)裝置能夠滿足實(shí)際要求，定子接地保護(hù)裝置中主要是通過基本零序電壓對(duì)定子繞組進(jìn)行保護(hù)，主要的保護(hù)方式是中性點(diǎn)繞組保護(hù)，主要的保護(hù)原理是利用零序電壓和三次諧波的運(yùn)算進(jìn)行分析，最后對(duì)定子的出口回路進(jìn)行準(zhǔn)確定位。只有不斷提高定子保護(hù)配置的適應(yīng)能力才能更好的保證運(yùn)行效率。轉(zhuǎn)子的接地故障問題通常是激勵(lì)電路存在接地故障，但是這些故障問題不會(huì)直接的被顯露出來，在后續(xù)的過程中，這些故障會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)的整體運(yùn)行造成影響。最后直接限制水電站整體的發(fā)展。所以轉(zhuǎn)子的保護(hù)配置還會(huì)對(duì)故障情況做報(bào)警處理，為維修人員提供參考。

（三）水電站發(fā)電機(jī)變壓器的繼電保護(hù)配置

在水電站發(fā)電機(jī)變壓器的繼電保護(hù)配置過程中，常用的變壓器主要有變壓器和工廠變壓器兩種。其中工廠變壓器的繼電保護(hù)配置具有很大靈活性，靈活性就表現(xiàn)在繼電保護(hù)配置是安裝在干呀開關(guān)設(shè)備上的，這些繼電保護(hù)配置是可以隨時(shí)去除的，這在很大程度上有效的保護(hù)了變壓器設(shè)備，提高了變壓器的整體運(yùn)行效率。所以在水電站發(fā)電機(jī)變壓器繼電保護(hù)工作中，要根據(jù)水電站的具體情況合理選擇繼電保護(hù)裝置，保證繼電器可以安全平穩(wěn)運(yùn)行，提高水電站的工作效率，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

（四）增加發(fā)電機(jī)出口斷路失靈的保護(hù)

傳統(tǒng)的水電站主線連線方式都是在發(fā)電機(jī)和變壓器中間加入出口斷路器，這種裝置可以最大程度上實(shí)現(xiàn)保護(hù)工作。工作原則具體來說就是當(dāng)變壓器運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過斷開發(fā)電機(jī)出口斷路將發(fā)電機(jī)和變壓器分離開來。所以在實(shí)際的運(yùn)行工作中，一定要將發(fā)電機(jī)出口斷路失靈的保護(hù)工作重視起來，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。

三、結(jié)語

變壓器的繼電保護(hù)工作是水電站正常運(yùn)行的基礎(chǔ)工作，所以要將變壓器的繼電保護(hù)工作落到實(shí)處，不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和裝置更新，確保水電站工作的順利開展。

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