芻議電力變壓器的繼電保護(hù)

趙全法

摘 要：電力系統(tǒng)要安全穩(wěn)定地運(yùn)行，繼電保護(hù)裝置發(fā)揮著重要的作用。面對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，需要在變壓器的使用上有效地應(yīng)用繼電保護(hù)裝置，通過繼電保護(hù)性能的充分發(fā)揮，使電力變壓器的運(yùn)行更加可靠。本論文針對(duì)電力變壓器的繼電保護(hù)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：電力變壓器 繼電保護(hù)裝置 運(yùn)用

中圖分類號(hào)：TM41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082 （2017） 04-0238-01

引言

電力企業(yè)是中國(guó)的基礎(chǔ)能源單位，隨著近年來(lái)電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，就要對(duì)電力變壓器合理應(yīng)用。電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行，繼電保護(hù)裝置所發(fā)揮的作用是需要高度重視的，特別是對(duì)電力變壓器的保護(hù)，不僅使變壓器運(yùn)行安全，而且能夠保證變壓器持續(xù)運(yùn)行，提高運(yùn)行效率，降低故障發(fā)生率。

一、電力變壓器的繼電保護(hù)方案

電力變壓器要科學(xué)有效地運(yùn)行，就要對(duì)可能發(fā)生的故障進(jìn)行分析，以采取相應(yīng)的繼電保護(hù)方案，做到保護(hù)到位。一旦有故障發(fā)生，繼電保護(hù)裝置就可以及時(shí)作出反應(yīng)，啟動(dòng)斷路器將故障線路切斷，并發(fā)出警報(bào)信號(hào)，讓運(yùn)維人員采取必要的技術(shù)措施，確保故障及時(shí)消除[1]。繼電保護(hù)裝置對(duì)變壓器實(shí)施保護(hù)，還可以起到一定的后備作用。

1.電力變壓器的繼電保護(hù)采用差動(dòng)保護(hù)方案

通常在電力變壓器的套管以及引出線部位都會(huì)出現(xiàn)短路故障。變壓器的容量如果超過6.3兆伏安，就需要對(duì)速斷保護(hù)裝置進(jìn)一步強(qiáng)化，當(dāng)變壓器處于并列運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)候，就要對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行檢查，保證其正常運(yùn)行。電力變壓器如果有備用電壓器，或者是變壓器處于獨(dú)立運(yùn)行狀態(tài)，就需要對(duì)后備保護(hù)時(shí)限合理控制。如果短路故障已經(jīng)超過0.5秒，就需要采用快速切斷保護(hù)措施。如果變壓器的容量已經(jīng)超過6.3兆伏安，速斷保護(hù)就很難發(fā)揮保護(hù)作用，此時(shí)，就要采用縱差聯(lián)動(dòng)保護(hù)[24]。當(dāng)高壓側(cè)電壓已經(jīng)超過330千伏的時(shí)候，采用雙重差動(dòng)保護(hù)就可以對(duì)故障有效解決。對(duì)于變壓器組的控制，啟動(dòng)斷路器就可以發(fā)揮保護(hù)作用。如果沒有連接斷路器，就可以采用差動(dòng)保護(hù)措施。

2.電力變壓器的繼電保護(hù)采用瓦斯保護(hù)方案

電力變壓器運(yùn)行中，如果存在故障，為了能夠讓故障充分實(shí)現(xiàn)，就需要采取瓦斯保護(hù)措施。如果線路產(chǎn)生短路、油面降低等等，采用瓦斯保護(hù)方案可以保證油浸式變壓器良性運(yùn)行。對(duì)于變壓器而言，瓦斯保護(hù)是非常重要的，能夠?qū)⒐收嫌行У胤从吵鰜?lái)。比如，電力變壓器的油箱內(nèi)部、繞組匝間或者鐵芯如果存在短路問題，啟動(dòng)瓦斯保護(hù)就可以確保保護(hù)各位靈敏，加之結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，如果電路存在故障，瓦斯保護(hù)就可以立即啟動(dòng)。瓦斯保護(hù)還會(huì)受到諸多因素的影響而引起誤動(dòng)作，因此需要對(duì)影響因素予以高度關(guān)注。

3.電力變壓器的繼電保護(hù)采用過電流保護(hù)方案

電力變壓器的繼電保護(hù)采用過電流保護(hù)方案，如果變壓器運(yùn)行中存在電流故障，救護(hù)立即反映。如果瓦斯保護(hù)不發(fā)揮作用，過電流保護(hù)就可以發(fā)揮后備保護(hù)作用。復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過程中，也需要采用電流保護(hù)措施。另外，還要實(shí)施必要的阻抗保護(hù)，通常電流保護(hù)靈敏度不高的情況下就可以采用阻抗保護(hù)，由于其具有較高的靈敏度，因此應(yīng)用是非常廣泛的。

二、電力變壓器運(yùn)行中繼電保護(hù)裝置保護(hù)的具體應(yīng)用

1.繼電保護(hù)裝置的差動(dòng)保護(hù)

電力變壓器運(yùn)行中繼電保護(hù)裝置可以起到差動(dòng)保護(hù)作用，即電流得以加強(qiáng)，通過對(duì)比電流相位，以起到差動(dòng)保護(hù)的作用。對(duì)電力變壓器實(shí)施差動(dòng)保護(hù)，就是對(duì)電流互感器采用環(huán)流接線的方式。如果電力變壓器運(yùn)行正常，沒有內(nèi)部故障產(chǎn)生，差動(dòng)繼電器的電流趨近于“0” [3]。其中的原因是多方面的，主要是由于電流不平衡所導(dǎo)致的。由于電流比較小，繼電保護(hù)裝置無(wú)法有效地啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。

變壓器的內(nèi)部有故障產(chǎn)生，加強(qiáng)差動(dòng)繼電器的電流，就可以發(fā)現(xiàn)電流強(qiáng)度已經(jīng)超過了動(dòng)作電流。當(dāng)繼電保護(hù)裝置啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，就要同時(shí)啟動(dòng)斷路器以將故障線路切斷，同時(shí)發(fā)出故障警報(bào)。繼電保護(hù)裝置的差動(dòng)保護(hù)具有非常高的靈敏度，而且具有良好的選擇性，操作也非常簡(jiǎn)單，不僅可以明確區(qū)分內(nèi)部故障和外部故障，而且可以獨(dú)立運(yùn)行，并不需要采用保護(hù)配合措施。電氣主設(shè)備要處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，就需要采用差動(dòng)保護(hù)措施保護(hù)好線路。

2.繼電保護(hù)裝置的瓦斯保護(hù)

電力變壓器的油箱內(nèi)部如果有故障產(chǎn)生，就要對(duì)故障位置的電流變化予以充分考慮。如果電力變壓器油由于電流變化產(chǎn)生過熱的現(xiàn)象，就會(huì)分解出質(zhì)量比較輕的氣體。這些氣體會(huì)從油箱部位逐漸流向油枕，同時(shí)變壓器油本身的體積也會(huì)快速膨脹，很容易產(chǎn)生嚴(yán)重的故障。當(dāng)氣體向油枕沖擊的過程中，變壓器油的油面就會(huì)逐漸降低，此時(shí)，就會(huì)啟動(dòng)瓦斯保護(hù)信號(hào)[4]。如果電力變壓器產(chǎn)生線路短路的問題，就會(huì)受到故障電流影響，在油隙間的油流速度加快，同時(shí)繞組外側(cè)也會(huì)存在很大的壓力差變化。此時(shí)，繼電器保護(hù)裝置產(chǎn)生誤動(dòng)作的幾率是非常大的。如果電力變壓器產(chǎn)生了穿越性故障，在強(qiáng)電流的作用下，繞組產(chǎn)生動(dòng)作并發(fā)熱，繞組的溫度快速提升，油是體積就會(huì)膨脹，繼電保護(hù)裝置就會(huì)陳恒誤動(dòng)作。

3.繼電保護(hù)裝置的后備過流保護(hù)

電力變壓器的后備過流保護(hù)是保證變壓器穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，包括電力變壓器的線路以及各側(cè)母線都要采用繼電保護(hù)裝置實(shí)施保護(hù)。為了確保雙繞組變壓器處于良性運(yùn)行狀態(tài)，強(qiáng)化繼電保護(hù)裝置的后備過流保護(hù)是非常必要的。對(duì)于電力變壓器的主接線要實(shí)施時(shí)限保護(hù)，以避免故障發(fā)生。三繞組變壓器通過繼電保護(hù)裝置強(qiáng)化后備過流保護(hù)，就是要保護(hù)好主電源的一側(cè)，帶兩段時(shí)限，以在短時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)斷路器將故障線路斷開。此外，還要保護(hù)好主負(fù)荷側(cè)，以保證電力變壓器的靈敏性。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，變壓器是電力系統(tǒng)的核心部件，其運(yùn)行質(zhì)量直接關(guān)乎到電力系統(tǒng)的工作狀態(tài)。采用繼電保護(hù)裝置對(duì)變壓器實(shí)施保護(hù)，可以確保變壓器處于持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，以提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，為電能用戶提供高質(zhì)量的電力服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]雷鈺.電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的探討[J].科技與企業(yè)，2013（19）：285—285.

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[3]尹宇峰.電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)分析[J].城市建設(shè)理論研究，2014（19）：109—109.

[4]謝海涵.電力變壓器繼電保護(hù)的原理及應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2015（11）：145—146.