初探變壓器繼電保護(hù)在水電站中的應(yīng)用

周 輝

（中水集團(tuán) 毛爾蓋水電有限公司，四川 黑水 623503）

0 引言

變壓器繼電保護(hù)在水電站中的運(yùn)用十分廣泛，當(dāng)然也十分重要。那么繼電保護(hù)裝置在水電站中是如何發(fā)揮其作用的呢？在水電站中沒有繼電保護(hù)裝置的保護(hù)是不可能的。繼電保護(hù)決定了水電站的各項工作程序能否安全有效的進(jìn)行。變壓器繼電保護(hù)裝置分為很多個繼電器，在水電站的電力系統(tǒng)的哪個環(huán)節(jié)發(fā)生了故障，這時候繼電保護(hù)裝置就會馬上檢測到并且很快的發(fā)出相應(yīng)的信號給工作人員，讓工作人員在第一時間內(nèi)對發(fā)生故障的環(huán)節(jié)作出相應(yīng)的處理和彌補(bǔ)，大大減少了不必要的更擴(kuò)大化的損失。我們從整體分析，繼電保護(hù)它是屬于一種自動化設(shè)備，亦或者說是一種有效的措施，能夠起到對電力系統(tǒng)中的事故、故障進(jìn)行控制或者隔離的作用?，F(xiàn)在在我國大大小小的水電站中使用這種變壓器繼電保護(hù)設(shè)備是很常見的，下面將更為細(xì)致的從三個大方面對其進(jìn)行探討，也提出更為有效的改進(jìn)措施。希望對一些水電站有一定的啟示作用。

1 變壓器繼電保護(hù)的基本原理及工作任務(wù)

1.1 電氣量保護(hù)

首先提到的一個保護(hù)是電氣量的保護(hù)，如果水電站中的電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)了故障的話，一般而言，其內(nèi)部的電流、電壓都會有一定的變化，比如說電壓變得低了、電流比之前增強(qiáng)了或者同時變強(qiáng)等等相應(yīng)的變化。在這些變化發(fā)生的時候，設(shè)置在一端的變換器就會檢測到與正常運(yùn)行下參數(shù)的不同來發(fā)現(xiàn)到這種變化，就這樣可以形成針對不同原理的保護(hù)裝置。

1.2 非電氣量保護(hù)

另外一種就是與之不同的非電氣量保護(hù)，前面提到的電氣量保護(hù)是對電壓、電流的變化，非電氣量保護(hù)則是對變壓器使用過程中在溫度或者壓力等方面的變化進(jìn)行檢測。一旦水電站的電力系統(tǒng)發(fā)生故障，溫度也發(fā)生了一些變化的話，繼電保護(hù)裝置就相當(dāng)于一個開環(huán)自動控制設(shè)備，能夠針對溫度發(fā)生變化時發(fā)出的信號進(jìn)行有效控制。所有的控制環(huán)節(jié)包括：保護(hù)部分、控制部分、邏輯部分和執(zhí)行部分。我們可以在被保護(hù)的環(huán)節(jié)輸入相關(guān)信號，再與測量的部分進(jìn)行一些比較，那么該電力系統(tǒng)是否處于正常工作的狀態(tài)，就可以很明了了，還有一個部分叫做“邏輯部分”，在這一部分就是要求我們根據(jù)輸出的性質(zhì)或者順序什么的進(jìn)行科學(xué)的推理和分析，最后判斷出設(shè)備發(fā)出的動作是不是合乎之前推理的邏輯的，最后還有一個執(zhí)行部分，顧名思義，就是根據(jù)判斷的結(jié)果發(fā)出相應(yīng)的執(zhí)行動作，也就是發(fā)出相應(yīng)的信號，以此來及時阻斷故障部分。

1.3 變壓器繼電保護(hù)的根本任務(wù)

變壓器繼電保護(hù)，系統(tǒng)的說其根本的任務(wù)肯定是保護(hù)的作用。具體一點(diǎn)來說就是，變壓器繼電保護(hù)裝置可以將電力系統(tǒng)中有故障的部分及時的與其它正常工作的部分隔離開來，不會繼續(xù)影響其它設(shè)備，盡量讓整個電力系統(tǒng)被毀壞的部分越少越好，盡快保證水電站的電力系統(tǒng)能夠馬上恢復(fù)，不影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。通常設(shè)備發(fā)生故障的時候，變壓器的繼電保護(hù)設(shè)備就會發(fā)揮其效應(yīng)了，會發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警信號來提醒工作人員準(zhǔn)備快速的采取措施來及時的對故障部分進(jìn)行消除，減少損失。而且繼電保護(hù)設(shè)備還可以聯(lián)系實(shí)際情況對發(fā)生故障的部分進(jìn)行自動回復(fù)，這也就使得整個供電網(wǎng)絡(luò)的供電更安全可靠。

2 變壓器繼電保護(hù)在水電站中的具體安裝應(yīng)用

2.1 對屏上設(shè)備進(jìn)行保護(hù)

首先就是要在屏上進(jìn)行安裝保護(hù)，就是要接地的一端（也就是“端子”）和所要保護(hù)的部分很好的進(jìn)行連接，另外為了有效的阻隔故障部分蔓延，所以要用一些阻燃性質(zhì)的材料。真正進(jìn)行安裝的話，就是在安裝的時候?qū)⒁粋€空端子將帶正電的正電源與跳閘回路之間的端子排隔離開來，由于安裝在保護(hù)屏上的各個設(shè)備單元都有明顯的標(biāo)志，設(shè)備接地端子與保護(hù)屏體要可靠連接，而且采用阻燃材料進(jìn)行端子的制作！在安裝過程中要，同時也要用空端子將強(qiáng)弱電端子隔離開來，然后交流電路的回路里也要用試驗端子來進(jìn)行可靠連接，控制跳閘的連接片安裝在上面。這些零件連接好以后，必須要先實(shí)驗檢測再投入使用，保證屏上設(shè)備這一塊的保護(hù)安裝可靠。

2.2 對電纜進(jìn)行控制

對電纜進(jìn)行控制中，我們首先就是要保證選擇性保護(hù)設(shè)備的交流回路中用的控制線纜界面可以控制電纜截面，畫出對應(yīng)的誤差曲線圖，再選擇與電壓降相對應(yīng)的電纜截面。其中電纜里面的電纜芯也可以根據(jù)纜線的機(jī)械強(qiáng)度多少來決定，一般可能會受到一些高壓線的干擾或者特別的搞磁場的排斥，所以我們可以在這方面進(jìn)行回避，采取一些相應(yīng)的措施，比如說可以比實(shí)際操作的時候高1 米多，以此來達(dá)到回避的目的。電纜安置的槽將其堵住，不讓積水進(jìn)入，這一點(diǎn)也是十分重要不可小覷的。

2.3 設(shè)置變壓器瓦斯保護(hù)

設(shè)置瓦斯繼電保護(hù)的過程中，箭頭要指向油枕的那個方向，再然后就是給變壓器加油，在這個過程操作之前，必須要把瓦斯的信號位置進(jìn)行改變，最后就是將保護(hù)裝置中積壓的氣體放出，一直放到放氣口冒油就可以了。

2.4 接地點(diǎn)的選擇

前面提到了，端子要接地。通常來說，電壓與電流的互感設(shè)備二次側(cè)中，只要其中一個接地就可以了。在差動保護(hù)設(shè)備和幾組電流互感設(shè)備都連上了之后，就像前面提到的，在保護(hù)屏上將端子接地。

3 水電站中變壓器繼電保護(hù)的改造

目前我國采用的一些變壓器繼電保護(hù)都是老舊的，對一些故障可能不能靈敏的進(jìn)行應(yīng)對，所以我們不妨可以探討一下水電站中變壓器繼電保護(hù)的改造。我們將討論的就是將傳統(tǒng)的變壓器繼電保護(hù)改造成水輪發(fā)電機(jī)變壓器。改造后的保護(hù)裝置在性能方面大大增強(qiáng)，處理過程都是采用的數(shù)字化，相較于傳統(tǒng)的保護(hù)裝置，這種數(shù)字性能可以對實(shí)際中的需要隨時做出調(diào)配。

3.1 對保護(hù)原理進(jìn)行創(chuàng)新

對變壓器繼電保護(hù)裝置的改造就是著眼于其保護(hù)原理進(jìn)行創(chuàng)新的。之前提到的繼電保護(hù)可能或多或少會受到負(fù)電荷的影響，但是改造后的保護(hù)裝置可以檢測到很小的比率差，檢測到這些比率差后，制成的曲線圖可以對故障發(fā)生的部分進(jìn)行高靈敏的區(qū)分和判斷，這種判斷和區(qū)分和傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置相比，顯然會更快更準(zhǔn)確。

3.2 采用高性能的硬件平臺

采用高性能的硬件平臺就是在對系統(tǒng)改造的過程中，采用雙核處理器，然后每個處理器系統(tǒng)又是有很多個獨(dú)立的微處理器構(gòu)成的，再結(jié)合數(shù)字信號處理硬件系統(tǒng)，就形成了一個高性能的硬件平臺，在這個硬件平臺上，可以對故障程度動態(tài)計算，使得繼電保護(hù)作出的動作更精準(zhǔn)。

3.3 增設(shè)發(fā)電機(jī)出口斷路器失靈保護(hù)功能

老舊的電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)與變壓器間有一個發(fā)電機(jī)出口斷路器，這個斷電器可以隔離故障部分，保護(hù)仍在正常工作的部分，可以有效減少因故障產(chǎn)生的損失。在對變壓器繼電保護(hù)進(jìn)行改造之后，在發(fā)電機(jī)出口斷路器處增加一個失靈保護(hù)設(shè)備，避免因為斷路器失靈所帶來的更嚴(yán)重的后果。如果電力系統(tǒng)發(fā)生故障，斷路器失靈的話，依靠繼電保護(hù)裝置自身發(fā)出動作，時間花費(fèi)很長，不能迅速的隔離故障區(qū)，原本正常工作的部分可能都會受到影響，從而導(dǎo)致整個電力系統(tǒng)癱瘓。所以這樣看來，改造的繼電保護(hù)措施中，增設(shè)發(fā)電機(jī)出口斷路器失靈保護(hù)功能是十分必要和重要的。

4 結(jié)語

總之，通過上文水電站中變壓器繼電保護(hù)進(jìn)行了具體闡釋，繼電保護(hù)裝置對水電站的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行具有十分重要的作用?，F(xiàn)代科技在不斷進(jìn)步，繼電保護(hù)也要創(chuàng)新進(jìn)行改造，相信在以后的變壓器繼電保護(hù)升級改造及技術(shù)升級中，肯定會有更多更好的技術(shù)為水電站的工作人員所使用，以此來提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

［1］胡紹富，陳海軍.王甫洲水電站繼電保護(hù)系統(tǒng)[J].水電站機(jī)電技術(shù)，2012.

［2］張寶慶，張政.界牌水電站的繼電保護(hù)裝置[J].民營科技，2011.

［3］黎超.變壓器繼電保護(hù)在中小水電站中的運(yùn)用[J].科技資訊，2011.