基于220kV變電站變壓器運行與繼電保護探究

邵軍

（國網(wǎng)安徽省電力公司霍山縣供電公司 安徽霍山縣 237200）

基于220kV變電站變壓器運行與繼電保護探究

邵軍

（國網(wǎng)安徽省電力公司霍山縣供電公司 安徽霍山縣 237200）

220kV變電站是電網(wǎng)系統(tǒng)常用電壓等級，是電網(wǎng)的重要組成部分，其變壓器運行情況與繼電保護情況對整個電網(wǎng)系統(tǒng)運行穩(wěn)定、安全與否具有巨大影響。基于220kV變電站變壓器，本文著重闡述了變壓器運行及其異常情況，變電站變壓器繼電保護常見故障，并提出了一些220kV變電站變壓器運行及繼電保護優(yōu)化措施，旨在提高變壓器運行穩(wěn)定可靠性，保障繼電保護正常運行。

220kV；變電站變壓器；運行；繼電保護

前言

誠然，當前我國電網(wǎng)系統(tǒng)建設日臻完善，電網(wǎng)系統(tǒng)運行自動化、信息化水平有了大幅提升，但變電站變壓器運行與繼電保護過程中仍受許多因素影響，難以從根本上徹底避免繼電保護故障的發(fā)生。而故障的發(fā)生無疑會給變壓器安全運行造成不利影響。220kV作為常用電壓等級，對其變電站變壓器運行與繼電保護進行研究是減少故障發(fā)生的前提與基礎。

1 220kV變電站變壓器運行及異常分析

在電網(wǎng)系統(tǒng)中，變電站變壓器的主要作用就是用于改變系統(tǒng)工作電壓，其運行大致過程是：將從電廠輸出的電壓進行升壓處理轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘?，傳輸至較遠供電區(qū)域，當電能到達用戶附近后在對高壓電進行降壓處理，轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪弘?，從而滿足不同用戶用電需求，實現(xiàn)電能的正常供配[1]。在變電站這一工作過程中，電壓由高到低調(diào)節(jié)的實現(xiàn)是依靠變壓器來得以完成的，也就是說變壓器的正常運行是保障變電站功能正常發(fā)揮，電壓正常及時調(diào)節(jié)，整個電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要前提條件。只有變電站變壓器運行正常，用戶生產(chǎn)生活所需電能才能正常輸送。

但由于溫度、天氣、作業(yè)人員等各種因素的影響，使得220kV變電站變壓器在日常運行過程中不可避免的會發(fā)生異常情況，主要表現(xiàn)在：變壓器內(nèi)部溫度不斷升高，油面持續(xù)降低，導致變壓器工作電流異常。造成變壓器運行異常的原因主要有外部短路、超負荷運行等。作為變電站最核心、最關鍵部件，必須要采取保護措施來保障變壓器正常穩(wěn)定運行，實施繼電保護。根據(jù)保護對象的不同，220kV變電站變壓器繼電保護裝置主要有電流差動保護、過負荷保護和瓦斯保護等。

2 220kV變電站變壓器繼電保護常見故障

2.1 干擾故障

從電力電磁學角度分析，變電站變壓器運行是依據(jù)磁場作用來實現(xiàn)對傳輸電能電壓調(diào)節(jié)的，這一工作方式說明變電站變壓器在日常運行過程中由于傳輸距離較遠，傳輸線路位于戶外，可能會因受到電磁干擾而使自身運行穩(wěn)定性、安全性下降。變壓器斷路自身故障、一次系統(tǒng)故障、工作人員接觸外殼故障等是220kV變電站變壓器運行中幾種常見的電磁干擾，而高壓開關場是220kV變電站變壓器主要干擾源[2]。一旦變壓器在運行過程中遭受電磁干擾，電能傳輸就會受到阻礙，且干擾還會與被干擾的回路和設備之間形成回路，使變壓器傳輸電壓不穩(wěn)定。

2.2 電壓故障

變電站變壓器工作環(huán)境較差，在運行過程中會受到多種外界因素的共同影響，而在各種因素的共同影響下，變壓器運行穩(wěn)定性與電能電壓傳輸可靠性會受到嚴重威脅與阻礙，引發(fā)變壓器運行電壓異常、電壓故障，甚至導致傳輸中斷。若發(fā)生了電壓故障沒有得到及時解決，很容易進一步造成變壓器內(nèi)部故障，在影響變壓器運行電壓穩(wěn)定性的同時，還會給變壓器本身造成一定損傷。

3 220kV變電站變壓器運行與繼電保護優(yōu)化措施

3.1 及時有效處理運行異常

當220kV變電站變壓器運行出現(xiàn)異常時，必須要在發(fā)現(xiàn)后的第一時間內(nèi)做出恰當?shù)奶幚泶胧?。根?jù)以往經(jīng)驗總結與運行異常的具體表現(xiàn)，最快找出異常發(fā)生的具體位置，并分析異常發(fā)生的原因[3]。對變壓器油箱油位、油色進行檢查，對油溫進行檢測，查看油位、油溫是否正常；加強對變壓器工作電流、電壓的狀態(tài)監(jiān)測，確保當電流或電壓異常時，及時發(fā)現(xiàn)，及時處理。如，漏油時，油位降低會導致瓦斯繼電保護動作轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)送信號，需要及時修補漏油部位，恢復油位正常高度。另外，還需要對主接線、隔離開關等進行詳細檢查，及時消除安全隱患。

3.2 優(yōu)化設備操作

變電站變壓器運行依托于各種設備的正常運行以及設備整體運行的協(xié)調(diào)、穩(wěn)定可靠。優(yōu)化設備操作，可以有效減少變壓器運行過程中故障的發(fā)生，減少由設備故障給變壓器運行所帶來的影響。對于220kV變電站變壓器來說，送電應選取有載分接開關模式，當設備處于送電狀態(tài)時，應對裝有保護裝置的電源側(cè)進行充電，且其電源的斷開應最后進行；當送電操作終止時，必須要對設備中性點進行及時接地處理?？紤]到變電站會定期進行一次大修，對于大修后的變壓器，在將其投入運行前應進行相位測定，以保證變壓器相位正常，同時對于空載電流的拉合應控制在一定范圍內(nèi)，通常不超過2A[4]。除了變壓器之外，還需要對其他設備操作進行優(yōu)化處理，優(yōu)化其他設備操作同樣需要嚴格按照配套的使用說明與相關操作規(guī)范對設備進行使用，并定期對設備進行檢修維護，更換損壞嚴重、老化嚴重零部件。

3.3 做好各項保護措施

保障220kV變電站變壓器安全穩(wěn)定運行，繼電保護工作良好，減少各類故障發(fā)生，需要全面做好各項保護措施，包括狀態(tài)保護、運行保護、防干擾保護等。對變壓器運行狀態(tài)進行保護需要使用繼電狀態(tài)保護來實現(xiàn)，繼電狀態(tài)保護中提供有過流保護、差動保護與氣體保護，可以針對變壓器運行過程中的不同狀態(tài)采取相應的狀態(tài)保護。由短路造成的變壓器過流故障，需要采用過流繼電保護將其消除；由負荷過大、短路等引起的變壓器運行故障可以采用差動保護來將其消除，通過防止變壓器跳閘從而保障變壓器穩(wěn)定運行；氣體保護的主要對象是油箱，根據(jù)油箱可能出現(xiàn)的漏油、變色等異常現(xiàn)象，采用預防控制策略對油箱狀態(tài)進行監(jiān)測與調(diào)控，減少油箱故障發(fā)生，為變壓器的正常運行營造良好環(huán)境。

防干擾保護，主要是消除繼電保護裝置在運行過程中所受到的一切干擾，從而保障繼電保護裝置保護功能正常發(fā)揮。它是220kV變電站變壓器繼電保護中的一個重要保護部分，主要有防護干擾源、防回路干擾和防配線干擾等。防護干擾源，顧名思義就是對干擾的來源進行防護，從源頭上杜絕干擾對變壓器運行產(chǎn)生的影響，主要是通過降低接地電阻，保證變壓器電位來實現(xiàn)的。防回路干擾通過主動切斷一次回路、二次回路耦合方式，并安裝屏蔽線，從而消除回路中存在的一切干擾，提高變壓器抗干擾能力[5]。防配線干擾利用繼電保護作用來消除配線因素對變壓器運行產(chǎn)生的負面影響，提高變壓器配電運行穩(wěn)定性。

運行保護需要通過繼電保護裝置來保障變壓器安全穩(wěn)定運行。這就需要通過定期檢查與維護來保障繼電保護裝置能夠正常工作，并嚴格遵循繼電保護裝置原則與相關規(guī)范來對各種保護裝置進行操作。依據(jù)實際需要可以采用一體化方式來對所有繼電保護裝置進行統(tǒng)一規(guī)范的使用，以提高繼電保護裝置整體工作效率，發(fā)揮運行保護功能，為變電站變壓器運行提供安全保障機制。

總而言之，完善220kV變電站變壓器運行與繼電保護，還必須要全面做好各項檢查與保護、維護工作，具體內(nèi)容見圖1。

4 總結

變電站變壓器在電網(wǎng)系統(tǒng)中的重要作用不言而喻，而220kV變電站變壓器在我國電網(wǎng)中占據(jù)較大一部分比例，對其運行與繼電保護進行研究是減少變壓器故障發(fā)生，保障變壓器穩(wěn)定可靠運行的重要工作。隨著我國電網(wǎng)建設規(guī)模的不斷擴大與建設的日益成熟，變電站工作者必須要全面做好各項保護工作，為變壓器的安全、穩(wěn)定、可靠運行提供良好條件。

圖1 220kV變電站變壓器繼電保護措施

[1]林中海.220kV變電站變壓器運行及其繼電保護措施探究[J].電子制作，2014，19：196.

[2]于舒琴.關于220kV變電站變壓器運行與繼電保護措施的探析[J].低碳世界，2014，23：95～96.

[3]高華為.淺談220kV變電站變壓器運行和繼電保護措施[J].機電信息，2011，09：18～19.

[4]許凱，叢會鸞，魏延路.淺談220kV變電站運行中繼電保護回路系統(tǒng)的應用[J].科協(xié)論壇（下半月），2013，11：92～93.

[5]郭堅.220kV新城灣變電站變壓器中性點接地方式改造及實施[D].華北電力大學，2013.

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1004-7344（2016）20-0085-02

2016-6-27