淺談35Kv變電站建設(shè)繼電保護(hù)裝置工程

李紅光 何昆 周黎黎

摘要：當(dāng)今電力是世界使用最為廣泛、地位最為重要的能源之一，保障電力系統(tǒng)在運(yùn)行以及工作中的安全性，可以在一定程度上促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期健康發(fā)展。為了保證電力設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少其在運(yùn)作過(guò)程中產(chǎn)生的安全問(wèn)題，有必要對(duì)于繼電保護(hù)進(jìn)行更為深入的研究，以從根本上遏制大范圍停電現(xiàn)象的產(chǎn)生。繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)和整定計(jì)算，對(duì)于城市電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定和安全來(lái)說(shuō)，有著不可忽視的作用，并且其也是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的一項(xiàng)刻不容緩的工作。

關(guān)鍵詞：35Kv變電站、保護(hù)裝置

隨著社會(huì)的發(fā)展繼電保護(hù)有著不可替代的作用，變配電站的實(shí)際運(yùn)行中，經(jīng)常會(huì)有發(fā)生異常的故障，或者是由于電力操作人員的不良操作引發(fā)的電力系統(tǒng)故障，這是，就需要繼電保護(hù)裝置在其中發(fā)揮消除故障，迅速以及有選擇性的切斷故障的作用，從而不至于造成整個(gè)電力運(yùn)行系統(tǒng)的癱瘓。對(duì)于 35k V 的變電站來(lái)說(shuō)，其應(yīng)用范圍是極其廣泛的，其主要應(yīng)用于城市中的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和一般居民生活的電力網(wǎng)絡(luò)，還有就是應(yīng)用于農(nóng)村以及企業(yè)中的電網(wǎng)建設(shè)。35k V變電站的高效以及穩(wěn)定運(yùn)行，不僅僅關(guān)乎著城市中工業(yè)電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行的穩(wěn)定，影響著城市的建設(shè)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展，還在一定程度上影響了下一級(jí)變電站的安全運(yùn)行。

一、繼電保護(hù)裝置基本原理

1、35KV 線(xiàn)路電流速斷保護(hù)

以電流的大小來(lái)選擇保護(hù)范圍。分為瞬時(shí)保護(hù)和帶有時(shí)限的電流保護(hù)為主。采用星型接線(xiàn)方式，并且采用二相接線(xiàn)方式，電流保護(hù)采用瞬時(shí)電流速斷保護(hù)。

2、35KV線(xiàn)路過(guò)電流保護(hù)

當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生短路故障時(shí)，母線(xiàn)電壓急劇下降，導(dǎo)致其電流超過(guò)電路進(jìn)行正常工作時(shí)的電流，即從這個(gè)現(xiàn)象出發(fā)，來(lái)判斷電路中是否發(fā)生了故障，繼電器的選擇性通過(guò)動(dòng)作時(shí)限響應(yīng)時(shí)間的大小來(lái)劃分，并且根據(jù)有無(wú)時(shí)限劃分成兩種不同的工作類(lèi)型，二相星型接線(xiàn)方式的選取，保證了可以根據(jù)電流的時(shí)限來(lái)對(duì)于電路系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，繼電保護(hù)裝置可以在一定的響應(yīng)時(shí)間之內(nèi)，延長(zhǎng)其響應(yīng)的電路范圍。

3、平行雙回線(xiàn)路橫聯(lián)方向差動(dòng)保護(hù)

是反應(yīng)平行雙回線(xiàn)路的電流之差的大小和方向。這種繼電保護(hù)裝置以電流工作元件以及電壓工作元件為主，電流元件主要是為了判斷故障發(fā)生的類(lèi)型，電壓工作元件主要是為了判斷故障發(fā)生的位置以及范圍，雙向回路可以保證在最短的響應(yīng)時(shí)間之內(nèi)，采用相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作來(lái)維持電路系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，由于存在動(dòng)作保護(hù)區(qū)的盲點(diǎn)，因此，在實(shí)際的工作流程中，進(jìn)行故障切除的時(shí)間往往要超過(guò)預(yù)期的時(shí)間。

4、變壓器瓦斯保護(hù)

瓦斯保護(hù)采用的主要設(shè)備是瓦斯繼電器，瓦斯繼電器通過(guò)連接在變壓器的油箱上，可以對(duì)于多種電路故障類(lèi)型的判斷以及排除，例如電路連接發(fā)生的多相短路，鐵芯故障，以及油箱老化等等，其工作的原理主要如下，當(dāng)變壓器產(chǎn)生工作不正常現(xiàn)象時(shí)，里面的油就會(huì)在一定工作條件之下分解，分解產(chǎn)生的氣體通過(guò)油枕傳遞到瓦斯繼電器上，使得繼電器發(fā)生響應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)際的情形更多的是瓦斯繼電器通過(guò)油箱內(nèi)油位的改變來(lái)判斷變壓器是否發(fā)生工作異常，瓦斯保護(hù)根據(jù)變壓器故障程度的不同可以劃分成輕度瓦斯保護(hù)以及重度瓦斯保護(hù)，兩者的區(qū)別在于作用的對(duì)象不同，輕瓦斯保護(hù)的作用對(duì)象為信號(hào)，而重瓦斯保護(hù)作用的對(duì)象卻是閘開(kāi)關(guān)。同時(shí)，引發(fā)兩者作用的故障現(xiàn)象的程度有著很大的不同，前者是由于油面降低導(dǎo)致的輕微的觸電連接，而后者則是由大量的油面分解產(chǎn)生的氣流沖擊而導(dǎo)致繼電器的浮點(diǎn)閉合的現(xiàn)象。

5、變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)

這種保護(hù)裝置采用環(huán)流保護(hù)的原理，通過(guò)電流在臂中進(jìn)行環(huán)流，繼電器中就會(huì)同時(shí)出現(xiàn)兩種不同方向，但是相同大小的電流，產(chǎn)生極性相消的情況，所以差動(dòng)保護(hù)不動(dòng)作;當(dāng)在主變高、低壓側(cè)電流互感器之間產(chǎn)生短路，繼電器中也會(huì)出現(xiàn)兩種方向相反的電流，但是此時(shí)電流的大小已經(jīng)不相同，就會(huì)導(dǎo)致繼電器發(fā)生動(dòng)作，在差動(dòng)繼電器電流為疊加電流，所以差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作[30]。在實(shí)際運(yùn)行中由于變壓器的勵(lì)磁涌流、繞組接線(xiàn)組別和電流互感器實(shí)際變比與計(jì)算變比存在誤差等因素的存在，導(dǎo)致繼電器會(huì)產(chǎn)生一定的誤識(shí)別的可能，消除這種方法可以通過(guò)整定電流，對(duì)于電流進(jìn)行相位協(xié)調(diào)，以及采用一定的電流變流器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

二、主變壓器繼電保護(hù)裝置設(shè)置

采用了電力變壓器為主要的電力設(shè)備，因此，在實(shí)際工作環(huán)境中繼電保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)必須根據(jù)其故障的類(lèi)型以及正常工作的情況進(jìn)行故障保護(hù)的，從降低電路的響應(yīng)時(shí)間以及提高電路工作的穩(wěn)定性入手，進(jìn)行下面的主保護(hù)，后備保護(hù)，輔助保護(hù)的設(shè)計(jì)。

1、主保護(hù)：瓦斯保護(hù)是經(jīng)常采用的主保護(hù)類(lèi)型，其主要以檢測(cè)電路工作過(guò)程中的變壓器內(nèi)部油面的變化為主，判斷故障發(fā)生的標(biāo)準(zhǔn)，另外根據(jù)電路的速斷保護(hù)的工作標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于反應(yīng)器的短路現(xiàn)象進(jìn)行判斷。直接接地的電網(wǎng)短路，和由引出線(xiàn)接地引發(fā)的電路短路，都是幾種較為常見(jiàn)的短路類(lèi)型。

2、后備保護(hù)：過(guò)電流保護(hù)，用以外部短路及變壓器內(nèi)部短路。

3、異常運(yùn)行保護(hù)：過(guò)溫度保護(hù)，用以檢測(cè)變壓器的油溫過(guò)高;風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)電流必須被控制在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)，一般是以不超過(guò)變壓器相電流正常工作電流的 60%為主，啟動(dòng)的方式使用自動(dòng)控制系統(tǒng)，另外，在風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程中，需要時(shí)時(shí)對(duì)于油箱的油溫進(jìn)行檢測(cè)，防止油溫因?yàn)椴徽５碾娏鞫奶?，過(guò)負(fù)荷保護(hù)，變壓器過(guò)負(fù)荷時(shí)發(fā)出信號(hào)。

三、 變電站的自動(dòng)裝置

對(duì)于架空線(xiàn)路的故障大多數(shù)為雷擊、外拋物及樹(shù)木碰觸導(dǎo)線(xiàn)、絕緣子臟污等短路現(xiàn)象。此時(shí)值班運(yùn)行人員送電后可以恢復(fù)供電，但操作恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，由于用戶(hù)的設(shè)備已停運(yùn)，這樣就影響了用戶(hù)，因此在設(shè)計(jì)上采用自動(dòng)控制的三相接線(xiàn)的閘裝置，這樣就可以防止斷路器因?yàn)殡娐饭收习l(fā)生的跳閘對(duì)于電路中其它設(shè)備的工作影響，通過(guò)采用在斷路之后，閘裝置還可以實(shí)現(xiàn)短暫的閉合的工作設(shè)計(jì)，在最大限度上減小了電路故障對(duì)于電路產(chǎn)生電力傳輸?shù)膿p失[27]。根據(jù)變電站在工作過(guò)程中采用電力負(fù)荷的不同，選擇合適的備用電源的控制時(shí)間，供電的可靠連續(xù)性得以提高，人身設(shè)備的安全得以保證等。

四、結(jié) 論

35KV 變電站繼電保護(hù)裝置提高對(duì)重要負(fù)荷供電的可靠性，裝設(shè)于變電站內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了備用變壓器的自動(dòng)投入和運(yùn)行切換的操作，從根本上改變?nèi)斯さ归l切換慢的狀況，提高了備用變投入操作的快速性和可靠性，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的變壓器切換。自動(dòng)裝置可作為調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的終端運(yùn)行，也可作為獨(dú)立的現(xiàn)場(chǎng)單元設(shè)備運(yùn)行。

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