電力變壓器繼電保護研究

張臻偉　王詩璇　李鑫

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

關鍵詞：電力變壓器;繼電保護;措施

1 繼電保護的組成及工作原理

供電系統發生故障時，會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，因此故障時參數與正常運行的差別就可以構成不同原理和類型的繼電保護。例如，利用短路時電流增大的特征，可構成過電流保護：利用電壓降低的特征可構成低電壓保護：利用電壓和電流比值的變化，可構成阻抗保護：利用電壓和電流之間的相位關系的變化，可構成方向保護：利用比較被保護設備各端電流大小和相位的差別可構成差動保護等。此外也可根據電氣設備的特點實現反映非電量的保護。

2 繼電保護的特點

2.1可靠性高

繼電保護的可靠性高，是因為有合理的配置、質量技術性能優良的繼電保護裝置以及正常的運行維護與管理。在繼電保護系統中，信息管理技術采用了方法庫和數據倉庫，使得系統的維護和升級更加方便，在運行過程中，整個信息管理系統由以往分散式的傳輸轉變為集中式的運輸，即集中于網絡中心的數據庫和規則庫，這樣即便其中一個客戶的工作站有問題的出現，也不會對整個信息系統的正常運行造成影響。

2.2實用性強

在生產運行中所出現的一些實際問題，通過繼電保護能夠有效的對二次部分中各類數據之間的使用和共享予以解決。由于其能分析系統、統計數據，這就更便于工作人員的操作，其實用性更強，繼電保護運行的水平在一定程度上得以提高。

2.3實現遠程監控

因微機保護裝置有串行通信的作用，其能與遠方的變電站的微機監控系統進行相互間的通信聯絡，而使得整個微機保護都具備了遠程監控性，從而更加保障了無人變電站的繼電保護系統的安全運行。

3? 常見故障類型

3.1 電流互感器故障

在變壓器繼電保護系統當中，電磁感應是電力互感器運行的原理，其主要功能即是將原本較大數值電流實現對小電流的轉換。在運行過程中，如果電流互感器絕緣部位出現故障如破裂等情況，則將使電流出現竄出等問題，并因此對系統的穩定安全運行產生嚴重的影響，甚至可能因此導致安全事故的出現。

3.2 計算機繼電保護故障

在現今計算機技術不斷發展的過程中，在繼電保護工作當中，計算機型變壓器繼電保護裝置也逐漸得到了應用。在實際應用當中，如果存在輸入功率不足的問題，則將因此使系統控制在電壓數值輸出方面存在減少的情況，并因此影響到系統電力數值的正常運行。

3.3 二次回路故障

在繼電保護系統中，電壓互感器是其中的核心部分，能夠在運行中排除電力系統中過高的電壓。當電壓互感器承受較大電阻負載時，在承受的二次電壓數值方面，同一次電壓數值具有正比的關系。此時，如果出現電阻降低等情況，則很可能因此導致短路問題的發生。在開口三角電壓數值不穩定時，則將因此導致故障問題的發生。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定性，對此，在實際對繼電保護系統故障進行處理時，電壓互感器短路問題是需要重視的部分。

4 提高電力系統繼電保護的措施

4.1 完善規章制度

根據繼電保護的特點，健全和完善保護裝置運行管理的規章制度是十分必要的。繼電保護設備臺賬、運行維護、事故分析、定期校驗、缺陷處理等檔案應逐步采用計算機管理跟蹤檢查、嚴格考核、實行獎懲，有效促進繼電保護工作的開展。同時電力系統在管理中應加強對繼電保護工作的獎懲力度，建議設立年度繼電保護專業勞動競賽獎等獎項，并制定獎勵辦法進行獎勵，從而增強繼電保護人員的榮譽感和責任心。

4.2 變電所應當采取的抗干擾措施

（1）控制電纜、模擬量電纜屏蔽層兩端可靠接地。連接開關場導入電子設備間繼電保護裝置的電纜，應在開關場與電子設備兩端，實施屏蔽層接地處理，增強抗干擾能力。（2）高頻電纜屏蔽層兩端接地處理，安設并行接地粗導線。在變電所安設100mm2粗導線，依次向各耦合電容進行焊接分叉，高頻電纜和粗導線分布相鄰，提高抗干擾能力。（3）輻射對繼電保護系統的干擾，可以采取杜絕輻射源的辦法。（4）在抗靜放電干擾的措施中，接地是最有效且經濟的方法。將能產生靜電的電子設備設置良好的接地裝置，以保證所產生的靜電能迅速導入地下。（5）交直流不混用電纜，強弱電不共用電纜，以此來有效預防因為不同電壓等級及交直流之間電磁耦合導致的干擾，且可以防范同一電纜芯線間絕緣損壞導致相異類型電源串入引發的保護邏輯混亂。

4.3 保護裝置和微機保護的軟件抗干擾

（1）微機保護裝置需要用電磁干擾來防護在變電站的改造中，當電磁型的保護變為微機型保護時，需用防電磁干擾的措施，要嚴格的執行微機保護裝置的安裝，需有屏蔽層電纜，還需兩端的屏蔽層也要接地才行。（2）微機保護裝置的接地要嚴格按規定執行在微機保護裝置內部都是電子電路，經常受到強電場與強磁場的干擾，外殼接地進行屏蔽，對改善微機保護運行環境是有利的。微機保護可靠性方面，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工作狀態由CPU向RAM輸入數據，判斷RAM工作狀態。開展EPROM檢測，得出數據存放在EPROM末尾地址，微機保護常規運行中也以同等方式對EPROM中數據開展運算，運算結果和CRC校驗碼相符則正常，反之則告警。

4.4 做好智能監測系統的研究與應用

隨著我國科學技術的快速發展，越來越多的智能化軟件系統被應用在電網之中，使得電力工作人員對電網系統的監控工作，變得更加簡單，易于操作，在很大程度上提高了電力系統監控的準確性，提高了繼電保護裝置的可靠性。尤其是通過智能監測工作，不僅能夠對電力系統裝置中的零件溫度、震動等安全系數進行合理監測，更能夠提高整個系統運行的監測功能。所以，做好智能監測系統的研究與應用，提高人機交互的可靠性則成為今后繼電保護防護研究工作的重點所在。

4.5 不斷地引入高新技術

近些年來，隨著我國科學的快速發展，我國的電力技術與國外相比較，差距也越來越小了。但是在高新細節技術上仍存在著一定的差距。因此，為了進一步提高我國繼電保護水平，提高我國電網的安全性，就必須做好國外高新細節技術上的引進，將其融入我國電力系統繼電保護之中，提高繼電保護裝置在故障問題上的檢測與判斷能力。并且要加強其他學科在電網運行技術中的應用，從而更加快速地處理電力故障，提高繼電保護系統的最佳職能。

5 結論與展望

發展繼電保護技術，令電路在繼電保護裝置的保護下，能夠完善安全運行，帶來的不僅是社會發展的動力，更帶來了國民發展的效益繼電保護裝置和安全自動化必須滿足可靠性、安全性、靈敏度和速度要求。不僅要突出設計的重點，更要做到面面俱到，在電流環路中產生環流錯誤導致電路的正常運行受到干擾時，切斷故障區域與電路的聯系，控制電力系統故障的波及范圍，最大限度縮減損失，用這種方法來保證電力系統的整體穩定性，確保電力系統安全經濟運行。

參考文獻：

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