電力變壓器繼電保護研究

范永奎　軒明利　梁青

摘 要：為減少電力系統(tǒng)長時間斷電，防止出現(xiàn)電力事故以保障電力設備安全平穩(wěn)運行，工程上常采用繼電保護這一方法來對電路進行維護。在實踐中，若繼電保護裝置的運行產(chǎn)生了問題，這有可能導致重大電力事故的發(fā)生。故總體看來，繼電保護裝置能夠有效對繼電保護功能進行實現(xiàn)。對繼電保護裝置進行優(yōu)化和改進，具有較高的實際應用價值。

關鍵詞：繼電保護;整定計算;電力系統(tǒng)

1 緒論

1.1 電力系統(tǒng)繼電保護的基本概念

繼電保護在工程上的主要概述是：針對產(chǎn)生威脅的異常工況進行監(jiān)測，針對其對策進行研究探討以規(guī)避事故發(fā)生的自動化舉措可以歸類于電力系統(tǒng)繼電保護設計活動。

1.2 繼電保護裝置要求

繼電器需要滿足下列幾個基本要求：速動性、靈敏性、可靠性和選擇性。

選擇性：故障產(chǎn)生于供電系統(tǒng)中時，線路自我產(chǎn)生的故障或發(fā)生故障的設備產(chǎn)生反饋效應，對應的保護器或斷路器發(fā)生拒動狀況，相鄰線路或設備應當承擔起故障切除的責任。

速動性：繼電保護裝置在發(fā)生故障時必須在第一時間切斷故障部位，縮短用戶和設備在不穩(wěn)定電壓中運行的時間長度，盡最大可能縮減設備損壞的可能性以提升系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定程度，控制障礙影響范圍，提升備用設備及備用電源等上述備用設備自動投入運行的效果。為發(fā)揮相間速斷保護與零序順時段保護的作用，一般從縮減斷路器切斷電通路的時間與控制繼電器固有的動作時間出發(fā)，以實現(xiàn)速動性的提升。斷路器與保護裝置的動作時間之和是切斷電路整體故障的最短時間。

靈敏性：電路保護裝置的及時響應會產(chǎn)生相應的反應，響應速率間隔越小，對異常工況或可能的故障反饋越精準迅速，越方便電路維護者們及時進行相應反饋，此種能力被稱為靈敏性。

可靠性：在繼電保護裝置的電路保護范圍中，若有故障發(fā)生，繼電保護裝置必須及時響應，在電路未發(fā)生故障時繼電保護裝置不應該被誤觸發(fā)產(chǎn)生動作。保護裝置自身的質量和運行維護水平關系到誤動率和拒動率。這兩個數(shù)值體現(xiàn)了電路整體的運行維護水平，也反映了整個保護裝置本身的質量問題。繼電保護裝置的可靠性取決于構成其的硬件和軟件，其應當包括必要的報警、閉鎖和自動監(jiān)測措施。

以上這些要求，是實際工作中，對繼電保護裝置進行組裝設置，以及后期的維護和運用，產(chǎn)生一定的評測作用。在實際的操作過程中，必須要辯證統(tǒng)一上述的數(shù)據(jù)，以期在電路維護當中獲得更好的效果。

上述四個參數(shù)之間，互相聯(lián)系，相互制約，有時甚至存在矛盾。故在實際的操作過程中，必須要辯證統(tǒng)一上述的數(shù)據(jù)，以期在電路維護當中獲得更好的效果。

1.3 繼電保護的組成及基本原理

整套繼電保護裝置通常由測量元件、邏輯環(huán)節(jié)和執(zhí)行輸出三部分組成。針對產(chǎn)生威脅的異常工況進行監(jiān)測，針對其對策進行研究探討以規(guī)避事故發(fā)生的自動化舉措可以歸類于電力系統(tǒng)繼電保護設計活動。

2 有關繼電保護的理論知識

2.1 變壓器的故障類型

2.1.1 變壓器故障

變壓器的故障根據(jù)故障點所存在的位置不同，可以分為油箱外部故障和油箱內部故障。

2.1.2 變壓器異常運行狀態(tài)

變壓器異常運行狀態(tài)包括下列幾種：過電流的外部相間保護，變壓器溫控失靈，導致冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障進而導致變器壓力過高，變壓器產(chǎn)生漏電，額定電壓長期過載導致負荷增大，等等。

2.2 保護變壓器配置

在變壓器運行過程中，變壓器會有一些過載能力，瞬時的和長時間的。由于負荷波動，過載運行很正常，但應盡量避免變壓器長時間超負荷運行，如果過載，高溫，超壓情況不嚴重，這個過程造成的損害也是慢性的。會減少變壓器壽命，損壞絕緣;磁飽和，銅鐵損耗，電機損耗，負載損耗增大;諧波增加，甚至引起系統(tǒng)諧振，還會影響保護設備動作。

3 電力變壓器繼電保護設計

3.1 系統(tǒng)故障分析

在設計中，電力系統(tǒng)包含基本的設備，例如不接地的直接線路和不基于中性點的電源適配器。線路的主要故障是單相接地、兩相接地和三相接地。

3.2 調整主變繼電保護裝置

根據(jù)故障和非正常運行情況，有必要對各種故障進行適當?shù)幕颈Ｗo，使其免受非正常運行、可靠性、剛性和靈敏度的影響，提高系統(tǒng)的安全性。輔助保護如下：瓦斯保護（防止內部變壓器故障和低油位）、縱向差動保護（防止相間變壓器線圈、套管和電線短路）、過電流保護（反饋適配器中的差分錯誤）、過載保護（過載導致過載）。

3.3 繼電保護設計概述

選擇工作電流，保護裝置的保護范圍由工作電流的大小控制;該模式采用限時保護，防止快速制動。通過合理延時操作疊加保護裝置，保證了程序的選擇性。過流保護和反射時間保護。本設計與快速制動保護裝置共用兩套電流互感器，采用不完整的兩相和兩相連接，作為具有過載時限的快速制動電流后備保護使用。為了解決超出當前快速制動保護范圍的問題，安全范圍是整個生產(chǎn)線和底線的一部分。

4 結論與展望

發(fā)展繼電保護技術，令電路在繼電保護裝置的保護下，能夠完善安全運行，帶來的不僅是社會發(fā)展的動力，更帶來了國民發(fā)展的效益繼電保護裝置和安全自動化必須滿足可靠性、安全性、靈敏度和速度要求。不僅要突出設計的重點，更要做到面面俱到，在電流環(huán)路中產(chǎn)生環(huán)流錯誤導致電路的正常運行受到干擾時，切斷故障區(qū)域與電路的聯(lián)系，控制電力系統(tǒng)故障的波及范圍，最大限度縮減損失，用這種方法來保證電力系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性，確保電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行。

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