220kV變壓器的運(yùn)行及繼電保護(hù)措施探討

文/張蒙，內(nèi)蒙古錫林郭勒電業(yè)局修試管理處

220kV變壓器的運(yùn)行及繼電保護(hù)措施探討

文/張蒙，內(nèi)蒙古錫林郭勒電業(yè)局修試管理處

在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)裝置是及時發(fā)現(xiàn)并切除故障，及時報警的一種自動保護(hù)裝置。變電站作為對電力分配和使用的中轉(zhuǎn)站，采用先進(jìn)的科技設(shè)備對其功能和效率的提高也是至關(guān)重要的。本文就變壓器運(yùn)行繼電存在的問題、繼電保護(hù)措施做了一些分析。

變電站；220kV變壓器；繼電保護(hù)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的主要目的是分析電力系統(tǒng)故障、不正常運(yùn)行狀態(tài)并研究解決對策和反事故自動化保護(hù)措施，其基本任務(wù)是在電力系統(tǒng)處于故障或不正常工況時及時進(jìn)行故障處理，分析故障發(fā)生的原因并在最短時間內(nèi)自動切除故障。由于近年來電力行業(yè)發(fā)展迅速，繼電保護(hù)裝置的發(fā)展速度太慢，在很大程度上會造成嚴(yán)重的全系統(tǒng)長期大面積停電事故的發(fā)生，引發(fā)電力系統(tǒng)癱瘓。因此，考慮到電力系統(tǒng)全局，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)不僅應(yīng)該可靠地切除系統(tǒng)中的故障部分，還應(yīng)該分析切除故障后系統(tǒng)可能出現(xiàn)的工況，如不穩(wěn)定運(yùn)行等。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)可以在系統(tǒng)的正常運(yùn)行被破壞時盡可能地限制影響范圍，以減少經(jīng)濟(jì)損失。

1 變壓器運(yùn)行繼電存在的問題

1.1 變壓器運(yùn)行電壓異常。運(yùn)行過程中的變電器會受到如溫度、氣體以及水分等很多因素的影響。這些因素很大程度上會阻斷變電站中變壓器的輸電，從而使得輸電電壓異常。變壓器的氣體狀況異常時很容易使信號發(fā)生跳躍，從而導(dǎo)致變壓器的郵箱內(nèi)部發(fā)生故障；變壓器外部有短路發(fā)生時可能導(dǎo)致變壓器溫度升高，油面降低，電壓不穩(wěn)；而負(fù)荷過重時，變壓器也會由于內(nèi)部信號、磁場等的原因出現(xiàn)電壓問題，并且對變壓器本身有極大損害。

1.2 變壓器繼電干擾異常。變電站的主要功能是通過磁場的作用進(jìn)行高低壓的變換，將由發(fā)電廠輸出的電能進(jìn)行變壓，便于遠(yuǎn)距離輸電，從而降低輸電線路上的損耗，以實(shí)現(xiàn)電能的合理輸送。一般來說，220kV以上變電站中變壓器繼電保護(hù)裝置的電磁干擾來源主要有以下幾個方面：

電力系統(tǒng)發(fā)生了短路故障；一次系統(tǒng)的干擾，比如雷擊等；變壓器的斷路器本身發(fā)生了故障；工作時，工作人員接觸設(shè)備外殼導(dǎo)致的火花放電以及話機(jī)的使用。

當(dāng)變壓器收到電磁干擾時這些電磁干擾會在整體上阻斷整個輸電線路，并且通過各種方式使得電磁干擾源和受到干擾的回路與設(shè)備連接起來，從而形成回路，對變壓器的輸電電壓有著嚴(yán)重影響，使其發(fā)生嚴(yán)重故障。變壓器的輻射干擾主要來源于兩方面（高壓開關(guān)場的干擾以及步話機(jī)幅射干擾），其中影響最大的高壓開關(guān)場的電磁干擾包括通過同一電纜的各種耦合，如電容耦合、電感耦合及傳導(dǎo)耦合等。它們會通過芯線相互間產(chǎn)生干擾電流，進(jìn)而感應(yīng)出干擾電壓，并通過終端設(shè)備的共模干擾表現(xiàn)出來。由于在220kV以上的變電站中，變壓器的繼電保護(hù)和自動控制設(shè)備直接安裝在開關(guān)場中，高壓開關(guān)場的電磁干擾則成為主要的干擾因素。

2 220kV變電站變壓器的繼電保護(hù)措施分析

2.1 變壓器運(yùn)行狀態(tài)措施

變壓器運(yùn)行時要對其整體運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全方位監(jiān)控，以降低由于過負(fù)荷或外部短路所造成的輸電風(fēng)險，進(jìn)而提高高壓變電站的輸電作效率，降低電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)成本。對變壓器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行保護(hù)時，主要采取以上幾種變壓器故障的保護(hù)形式，如氣體保護(hù)、電流速斷保護(hù)與差動保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)和過流繼電保護(hù)與溫度信號保護(hù)。這些保護(hù)形式可以在很大程度上對變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測和控制，從而保障其安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 變壓器繼電運(yùn)行檢測

2.2.1 繼電保護(hù)裝置檢驗(yàn)。對于變電站中的變壓器，應(yīng)當(dāng)對其運(yùn)行時的繼電運(yùn)行措施進(jìn)行檢查校驗(yàn)，將檢驗(yàn)電流回路升流抑制，對變壓器的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行檢測。在變壓器工作時，對變壓器的繼電器裝置進(jìn)行檢測，首先確定改變定值的范圍，接著改變接電線路。在進(jìn)行變壓器繼電器檢測校驗(yàn)的過程中，工作人員還需進(jìn)行回路升壓的校驗(yàn)，在這兩次檢驗(yàn)完成后工作人員應(yīng)注意不能拔掉插件，以免出現(xiàn)變壓器繼電失誤，從而引發(fā)故障。

2.2.2 定值區(qū)的控制過程。在使用微機(jī)保護(hù)對變壓器進(jìn)行繼電保護(hù)時會涉及到定值區(qū)的問題。一般情況下，通過機(jī)械特性和焊接點(diǎn)檢查來分析微機(jī)保護(hù)的定值問題，從而對定值區(qū)進(jìn)行控制?？梢詫Χㄖ祬^(qū)內(nèi)的數(shù)值進(jìn)行一體化、規(guī)劃化以及標(biāo)準(zhǔn)化的處理，從而在很大程度上提高變電站變壓器的輸電能力和效率。實(shí)際中通常采用將大截面的銅線或者導(dǎo)線緊緊固定在接地網(wǎng)上的方式來解決變壓器繼電運(yùn)行過程中定值規(guī)范的問題。

2.2.3 保護(hù)裝置的維護(hù)措施。為了確保變電站中的變壓器在變電過程中的正常穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)對變壓器和繼電保護(hù)裝置進(jìn)行定期的觀察、檢測、維修和護(hù)理。同時，工作人員還應(yīng)當(dāng)對電力系統(tǒng)本身發(fā)生的短路故障、變壓器以及其他設(shè)備外殼產(chǎn)生的火花放電，以及話機(jī)的使用進(jìn)行及時處理，以降低斷路器本身發(fā)生故障的可能性。

2.3 變壓器的抗干擾措施

2.3.1 在干擾源處降低干擾。主要措施為減小設(shè)備的接地阻抗，控制當(dāng)高頻電流注入時設(shè)備產(chǎn)生的電壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對輸電線路整體調(diào)整與改觀。與此同時，應(yīng)當(dāng)增加低阻抗的接地網(wǎng)的建設(shè)，使220kV變電站與地之間的電位差盡可能降低，達(dá)到減少二次回路干擾的目的。

2.3.2 在二次回路上減低干擾。要降低整個變電站的電磁干擾水平，最關(guān)鍵和重要的是降低二次回路受到電磁干擾的影響，可以采用將一次和二次回路之間的耦合切斷以及使用帶屏蔽層的控制電纜的措施。也可以對開關(guān)場和控制室兩端的接地采取合理的措施，以降低整體的二次回路受到干擾。通過屏蔽層在開關(guān)場和控制場的兩端接地，可以降低暫態(tài)感應(yīng)電壓，屏蔽感應(yīng)電流，并達(dá)到減少暫態(tài)電流產(chǎn)生的磁通的目的。

2.3.3 在裝置配線上提高抗干擾水平。在裝置配線上提高抗干擾水平時，可以采取將繼電保護(hù)盤端的開關(guān)場進(jìn)線處的電容進(jìn)行接地的措施，使得控制電纜引起的電磁干擾通過母線傳回控制回路，進(jìn)而屏蔽了控制電纜的干擾。除了以上提出的二次回路上抗干擾措施，微機(jī)保護(hù)盤上也可以進(jìn)行抗干擾的實(shí)現(xiàn)，方法為展開陣對交流和直流電源的導(dǎo)線。

3 結(jié)束語

變壓器的正常運(yùn)行對電網(wǎng)的安全、可靠輸電起著重要作用。應(yīng)加強(qiáng)變壓器的運(yùn)行管理，做好變壓器的運(yùn)行維護(hù)，根據(jù)變壓器運(yùn)行中的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)隱患，及時排除，保障變壓器的安全運(yùn)行。220kV變壓器作為高壓電網(wǎng)的重要組成部分，其正常運(yùn)行對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠起著十分重要的作用。