論繼電保護(hù)技術(shù)在變壓器故障解決中的應(yīng)用

胡定友

國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司開州區(qū)供電分公司

論繼電保護(hù)技術(shù)在變壓器故障解決中的應(yīng)用

胡定友

國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司開州區(qū)供電分公司

變壓器在電力系統(tǒng)中的地位作用是不言而喻的。電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，如果保護(hù)裝置不能快速啟動(dòng)，變壓器會(huì)發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞，甚至發(fā)生燒毀現(xiàn)象。變壓器發(fā)生故障的原因很多，類型也有很多種，針對(duì)這些故障要有較為全面的保護(hù)舉措，繼電器保護(hù)技術(shù)就是其中之一。本文就對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)在變壓器故障解決中的應(yīng)用進(jìn)行分析和探討。

電保護(hù)技術(shù)；變壓器；故障解決；應(yīng)用

1 變壓器設(shè)備的繼電保護(hù)配置

1.1 過負(fù)荷保護(hù)和過電流保護(hù)

過負(fù)荷故障指的是因超定額負(fù)荷引起的故障，出現(xiàn)過負(fù)荷故障時(shí)如果三相對(duì)稱仍可繼續(xù)運(yùn)行比較短的一段時(shí)間，這段時(shí)間內(nèi)繼電保護(hù)會(huì)檢測(cè)到故障信號(hào)并發(fā)出警報(bào)，同時(shí)做出過負(fù)荷保護(hù)反應(yīng)。在裝配過負(fù)荷保護(hù)時(shí)需按變壓器實(shí)際型號(hào)和負(fù)荷狀況選擇安裝方式，對(duì)于雙繞組變壓器，降壓式需安裝于高壓側(cè)，升壓式需安裝于發(fā)電機(jī)一側(cè)，而三繞組變壓器(直接帶負(fù)荷)還需配置負(fù)荷檢測(cè)以及電流互感裝置。過電流指的是超載流量引起的短路、過載故障。

1.2 瓦斯保護(hù)

瓦斯保護(hù)是以氣體反應(yīng)狀態(tài)進(jìn)行的繼電保護(hù)，多應(yīng)用于大中型的油浸式變壓器繼電保護(hù)中，包括重瓦斯保護(hù)和輕瓦斯保護(hù)兩種。瓦斯保護(hù)具有高靈敏度、低成本的優(yōu)點(diǎn)，不過該保護(hù)裝置只能用于變壓器內(nèi)部的故障保護(hù)反應(yīng)，不能對(duì)外部故障做出保護(hù)反應(yīng)。

1.3 差動(dòng)保護(hù)

在變壓器的諧波閉鎖差動(dòng)保護(hù)中，涉及到的絕大多數(shù)都是啟動(dòng)和差動(dòng)元件，主要囊括諧波制動(dòng)和異常判定以及其他等多種元件。繼電保護(hù)裝置的保護(hù)過程主要?jiǎng)澐譃橐韵聨讉€(gè)方面：(1)啟動(dòng)元件的使用。主要包含差流突變量和超限兩種元件，在實(shí)際使用過程中如果差電流產(chǎn)生變動(dòng)并且持續(xù)性的超過啟動(dòng)電流時(shí)，便立即激發(fā)啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。而啟動(dòng)元件在差動(dòng)電流超過超限啟動(dòng)電流并且超過5ms時(shí)，立即啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。(2)差動(dòng)元件的使用。主要作用是在變壓器產(chǎn)生故障或者線路異常時(shí)，實(shí)現(xiàn)快速切斷電路的基本功能。(3)諧波元件的基本作用是變壓器在空投狀態(tài)能夠有效避免勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的差動(dòng)保護(hù)錯(cuò)誤動(dòng)作，而動(dòng)作產(chǎn)生的依據(jù)其實(shí)是差流中二次諧波分量電流和基波分量電流的基本比例。(4)比率制動(dòng)部件。比率制動(dòng)部件的主要作用是變壓器外部產(chǎn)生故障，差動(dòng)保護(hù)便能立即啟動(dòng)制動(dòng)功能，減少故障問題的影響范圍，并且比率制動(dòng)部件對(duì)于內(nèi)部故障具有較高的靈敏度。

1.4 后備保護(hù)

后備保護(hù)指的是主保護(hù)裝置的備用保護(hù)裝置，主保護(hù)在電力回路發(fā)生故障時(shí)會(huì)在故障瞬間斷開回路元件，但是當(dāng)主保護(hù)受到其他原因的影響沒有瞬間做出保護(hù)，另外一個(gè)保護(hù)即后備保護(hù)就會(huì)在較短的時(shí)間內(nèi)斷開故障回路，做出保護(hù)反應(yīng)。

2 繼電保護(hù)技術(shù)在變壓器故障解決中的運(yùn)用

2.1 盲區(qū)故障

關(guān)于變壓器繼電保護(hù)技術(shù)故障，具體可分為運(yùn)行盲區(qū)故障、操作盲區(qū)故障兩類。一，運(yùn)行盲區(qū)故障。以電流互感器、低壓側(cè)短路故障為例，低壓側(cè)母線電流的增加，導(dǎo)致電壓偏低，促使低壓側(cè)保護(hù)裝置斷開電路，啟動(dòng)主變保護(hù)，從而將低壓側(cè)母線電壓恢復(fù)至標(biāo)準(zhǔn)范圍。二是操作盲區(qū)故障。針對(duì)變壓器運(yùn)行階段，檢查與維修工作的開展，應(yīng)以低壓側(cè)裝置斷開為前提，使高壓側(cè)裝置在主變沖擊環(huán)節(jié)恢復(fù)至標(biāo)準(zhǔn)范圍，并對(duì)低壓側(cè)裝置實(shí)施閉合，結(jié)合電流輸出，確保變壓器穩(wěn)定運(yùn)行及故障排查。

2.2 盲區(qū)故障排除下的繼電保護(hù)

首先，對(duì)中低壓側(cè)的后備保護(hù)邏輯做出改進(jìn)。對(duì)于雙繞變壓器，其中低壓測(cè)后備保護(hù)與高壓側(cè)邏輯相同，若低測(cè)壓中低壓測(cè)的斷路裝置斷開，且電流超出定值，則高壓側(cè)的斷路裝置會(huì)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)跳開，如圖1所示。而在三繞變壓器中，其中低壓測(cè)后備保護(hù)邏輯與通過雙繞變壓器大致相似，當(dāng)中低壓測(cè)的斷路裝置斷開且電流超出定值時(shí)，低、中、高壓測(cè)的斷路裝置均會(huì)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)跳開，如圖2所示。依照上述邏輯可根據(jù)中低壓測(cè)斷路裝置跳開位置和電流大小判斷出電流互感裝置和中低壓側(cè)斷路裝置間的故障，解決故障，防止二次短路造成主變損毀。

圖1 雙繞變壓器中、低壓側(cè)后備保護(hù)邏輯

圖2 三繞變壓器中、低壓側(cè)后備保護(hù)邏輯

其次，優(yōu)化高壓側(cè)后備保護(hù)。以雙繞變壓器為例，其高壓側(cè)后備保護(hù)流程為：基于低壓側(cè)裝置斷開、額定電流超出的情況，高壓側(cè)裝置可在限定時(shí)間內(nèi)完成跳閘命令；而三繞變壓器后備保護(hù)為：中低壓側(cè)裝置斷開、高壓側(cè)電流超出，則高中低側(cè)裝置分別出現(xiàn)跳閘行為。

最后，實(shí)際應(yīng)用。變壓器繼電保護(hù)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用易受到變壓器運(yùn)行方式的影響，出現(xiàn)繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)現(xiàn)象。對(duì)此，以變壓器運(yùn)營(yíng)狀況為前提，通過針對(duì)性、輔助性措施的運(yùn)用，將變壓器故障進(jìn)行嚴(yán)格控制。如雙繞變電器，若低壓側(cè)開關(guān)介于冷備/檢修狀態(tài)，而主變?cè)?、高壓?cè)裝置保持運(yùn)行，則應(yīng)在高壓側(cè)裝置處設(shè)定輸入壓板，預(yù)防低壓側(cè)裝置位置變化引起的高壓側(cè)繼電誤動(dòng)保護(hù)；三繞變壓器還需對(duì)高中低側(cè)裝置預(yù)熱問題予以判斷，并采用緊密配合的方式，對(duì)繼電裝置保護(hù)行為進(jìn)行規(guī)范，使其能夠在界限邏輯控制、改善邏輯控制的前提下，對(duì)中低壓側(cè)裝置短路故障實(shí)施有效預(yù)防，從而降低高壓側(cè)過電流現(xiàn)象發(fā)生概率。

結(jié)語

在電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行中，變壓器起著至關(guān)重要的作用，但是后者受到環(huán)境條件、污垢淤積、絕緣保護(hù)損壞、設(shè)備老化等外部或內(nèi)部因素的影響，存在一定的故障風(fēng)險(xiǎn)，而繼電保護(hù)可將變壓器故障風(fēng)險(xiǎn)及損失控制在最小的范圍內(nèi)。對(duì)此，應(yīng)深入研究了解變壓器中的繼電保護(hù)裝置及其保護(hù)技術(shù)，充分發(fā)揮繼電保護(hù)技術(shù)的作用，提高變壓器和電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全、穩(wěn)定和可靠。

[1]林亦鵬.探析變壓器故障解決中繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用[J].科技與創(chuàng)新，2014，(13)：20+23.

[2]冉小康.繼電保護(hù)技術(shù)在電力變壓器故障中的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2012，(11)：150-151.

胡定友，男，1972年8月出生，重慶開縣人(籍貫)