基于500kV電力變壓器的繼電保護(hù)問(wèn)題研究

劉洋

摘 要：500 kV電力變壓器在當(dāng)前發(fā)電廠和變電站中有廣泛應(yīng)用，是電力系統(tǒng)中的主要設(shè)備之一，一旦它的運(yùn)行出現(xiàn)故障就會(huì)導(dǎo)致電廠供電質(zhì)量下降，電網(wǎng)難以正常工作，會(huì)給電力企業(yè)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此，加強(qiáng)對(duì)500 kV電力變壓器繼電保護(hù)的重視，把握其運(yùn)行的特點(diǎn)和規(guī)律，對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行事前分析和解決，從而降低電力供電系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，使其可以更好的為社會(huì)提供供電服務(wù)。

關(guān)鍵詞：500 kV；電力變壓器；繼電保護(hù)

中圖分類號(hào)：TM588 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）27-0113-02

隨著電力能源在社會(huì)發(fā)展中的重要性不斷凸顯，500 kV電力變壓器的運(yùn)行質(zhì)量也逐漸受到了人們的廣泛關(guān)注，它是電力系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備之一，關(guān)系著整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

對(duì)于電力企業(yè)來(lái)說(shuō)，要想保證供電服務(wù)質(zhì)量的良好，就必須要在結(jié)合自身實(shí)際的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)關(guān)注500 kV電力變壓器的繼電保護(hù)，對(duì)于其運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決，確保其具有較高的靈敏度和可靠性，降低安全隱患的發(fā)生。

1 500 kV電力變壓器的繼電保護(hù)裝置

從500 kV電力變壓器的實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，它的繼電保護(hù)裝置基本性能包含有靈敏性、可靠性以及快速性等。

首先，靈敏性指的是采用靈敏系數(shù)來(lái)予以表示的，繼電保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)越高就表示它對(duì)故障反應(yīng)的能力越好[1]；

其次，可靠性指的是在繼電保護(hù)過(guò)程中，繼電保護(hù)裝置不會(huì)出現(xiàn)拒動(dòng)作；

第三，快速性指的是繼電保護(hù)裝置對(duì)于異常和故障問(wèn)題進(jìn)行消除時(shí)的時(shí)間成本較低。

由于供電系統(tǒng)包含有多個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，因此，繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用就顯得十分有必要，它可以在檢測(cè)供電系統(tǒng)運(yùn)行情況、控制斷路器工作以及故障問(wèn)題記錄等方面都發(fā)揮著不可替代的作用。

2 500 kV電力變壓器繼電保護(hù)裝置的常見(jiàn)問(wèn)題

2.1 500 kV電力變壓器方面

一般情況下，500 kV電力變壓器常見(jiàn)的故障主要集中發(fā)生在油箱部位，表現(xiàn)形式有兩種，即油箱內(nèi)部和外部。油箱內(nèi)部故障主要包括有高低壓側(cè)繞組間的相間短路、輕微匝間短路、中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的側(cè)繞組處單相接地短路以及鐵芯繞損燒壞等等；而外部故障則主要表現(xiàn)為絕緣套管和引出線上發(fā)生相間短路和接地短路等。

電力變壓器內(nèi)部一旦發(fā)生故障，就會(huì)產(chǎn)生電流和電弧、給繞組絕緣以及鐵芯等的損壞現(xiàn)象，甚至于還會(huì)導(dǎo)致變壓器受熱分解出大量的氣體，由此而引起爆炸，這就需要繼電保護(hù)裝置第一時(shí)間有效的解除內(nèi)部故障[2]。

2.2 500 kV電力變壓器繼電保護(hù)常見(jiàn)的問(wèn)題

2.2.1 瓦斯保護(hù)

在500 kV電力變壓器的繼電保護(hù)裝置中，會(huì)因?yàn)樽儔浩髟跒V油和加油時(shí)沒(méi)有及時(shí)的將內(nèi)部空氣排出，導(dǎo)致變壓器在運(yùn)行時(shí)油溫升高逐步排出空氣，進(jìn)而引起瓦斯保護(hù)信號(hào)動(dòng)作，與此同時(shí)，還會(huì)不同程度的受到500 kV電力變壓器穿越性短路的影響，容易引起瓦斯保護(hù)信號(hào)動(dòng)作。

2.2.2 差動(dòng)保護(hù)

這種保護(hù)形式主要是通過(guò)對(duì)500 kV電力變壓器的高壓側(cè)和低壓側(cè)電流大小和相位差別進(jìn)行利用，這樣就可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)作用。需要注意的是，差動(dòng)保護(hù)的靈敏度比較高，可以對(duì)各種故障進(jìn)行無(wú)延時(shí)的選擇性切除，而且切除的準(zhǔn)確度也很高。差動(dòng)保護(hù)的基本構(gòu)成，如圖1所示。

變電器內(nèi)部發(fā)生故障，則I=I1+I2+I3=I；如果是外部故障或是無(wú)故障的話，則I=I1+I2+I3=0。

2.2.3 過(guò)勵(lì)磁保護(hù)

在500 kV電力變壓器的運(yùn)行過(guò)程中，如果在它的高壓側(cè)出現(xiàn)500 kV的高壓，那么在此期間變壓器的磁密度就會(huì)接近飽和狀態(tài)，一旦這個(gè)時(shí)候出現(xiàn)頻率降低和電壓升高等現(xiàn)象，就會(huì)特別容易引起變壓器發(fā)生過(guò)勵(lì)磁現(xiàn)象[3]。而過(guò)勵(lì)磁保護(hù)正式基于這種原理來(lái)反映過(guò)勵(lì)磁所導(dǎo)致的過(guò)電流的，有助于變壓器使用壽命的延長(zhǎng)。

2.2.4 過(guò)電流保護(hù)

這種保護(hù)形式屬于是瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)的后備，一般來(lái)說(shuō)，可以依據(jù)變壓器的容量和短路電流的不同狀況進(jìn)行過(guò)電流保護(hù)、復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)以及負(fù)序電流啟動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)等等，其中，過(guò)電流保護(hù)主要適用于降壓變壓器中；復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)則是應(yīng)用在升壓變壓器中，而負(fù)序電流啟動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)則主要是應(yīng)用在63 MV——A及其以上的大容量升壓變壓器中。

3 對(duì)于繼電保護(hù)裝置常見(jiàn)問(wèn)題的解決

3.1 瓦斯保護(hù)方面

3.1.1 輕瓦斯誤動(dòng)處理

瓦斯保護(hù)先是警報(bào)出輕瓦斯的動(dòng)作信號(hào)，之后再進(jìn)一步演變?yōu)橹赝咚箘?dòng)作跳閘。一旦出現(xiàn)輕瓦斯誤動(dòng)，首先要明確故障的產(chǎn)生原因，確定是變壓器本體故障還是其他故障所導(dǎo)致的，其次再對(duì)變壓器的油位以及氣體繼電器充其量進(jìn)行檢查，最后再進(jìn)行信號(hào)的復(fù)歸。

3.1.2 重瓦斯誤動(dòng)處理

和上述流程一樣，先對(duì)故障的原因查明，確定故障是由何種原因?qū)е碌谋Ｗo(hù)誤動(dòng)作，如果電力變壓器沒(méi)有出現(xiàn)故障且氣體繼電器也正常的話，就可以判斷為是二次回路所導(dǎo)致的誤動(dòng)跳閘。

3.2 差動(dòng)保護(hù)方面

首先，采用專業(yè)工具對(duì)各側(cè)各相電流的有效值和相位進(jìn)行詳細(xì)準(zhǔn)確測(cè)量，保證整定計(jì)算值的準(zhǔn)確無(wú)誤，同時(shí)還要對(duì)差動(dòng)保護(hù)的整定值進(jìn)行核算，差動(dòng)保護(hù)的整定，如圖2所示，重視運(yùn)行管理和定期檢驗(yàn)工作。

其次，如果是因?yàn)榻泳€錯(cuò)誤所導(dǎo)致的差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)的話，就需要按照施工圖紙進(jìn)行正確安裝，確保設(shè)備外部二次回路接線正確，并對(duì)保護(hù)裝置的控制系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)以及測(cè)量系統(tǒng)等內(nèi)部接線進(jìn)行嚴(yán)格檢查和核定，保證接線的正確無(wú)誤。

3.3 檢查工作的合理性

如果500 kV電力變壓器繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)誤動(dòng)故障，一般采用的是逆序檢查法來(lái)對(duì)保護(hù)裝置和二次回路進(jìn)行嚴(yán)格檢查。這種方法是從故障的錯(cuò)誤結(jié)果出發(fā)，通過(guò)繼電保護(hù)動(dòng)作原理邏輯圖來(lái)進(jìn)行分級(jí)逐層的查找，一旦發(fā)現(xiàn)動(dòng)作需要的條件和實(shí)際狀況不相吻合，就可以確定出故障的根源所在。

4 結(jié) 語(yǔ)

500 kV電力變壓器在現(xiàn)代發(fā)電廠和變電站中有廣泛應(yīng)用，在科技的帶動(dòng)下，它的運(yùn)行維護(hù)水平得到了顯著提高，但是，從近幾年的500 kV電力變壓器運(yùn)行實(shí)際來(lái)看，整定錯(cuò)誤、接線錯(cuò)誤以及調(diào)試質(zhì)量低下等等因素都會(huì)對(duì)變壓器繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行帶來(lái)不利影響，對(duì)于這一問(wèn)題的解決，需要先確定出故障的源頭和原因，之后采取相應(yīng)解決措施，確保電力變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李文兵.基于500 kV電力變壓器的繼電保護(hù)問(wèn)題的研究[J].中國(guó)新技 術(shù)新產(chǎn)品，2015，（23）：25-26.

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[4] 溫源.500 kV電力變壓器繼電保護(hù)問(wèn)題探析[J].中國(guó)電力教育，2013， （36）：209-210