關(guān)于電力變壓器繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐研究

王睿

摘要：現(xiàn)階段，我國的用電量占世界電力總量的20%，所以為了保證用電安全，必須要建立完善的電力輸送系統(tǒng)。因?yàn)椋娏斔拖到y(tǒng)，特別是遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)的正常運(yùn)行是保證生產(chǎn)生活正常進(jìn)行的基礎(chǔ)。如電力系統(tǒng)不穩(wěn)定，哪怕僅僅是一個(gè)很小的故障都有能可能引發(fā)輸電線路上的各種問題，甚至引發(fā)輸電系統(tǒng)崩潰，影響正常生活生產(chǎn)。變壓器繼電保護(hù)技術(shù)是當(dāng)前保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定的重要技術(shù)，隨著該技術(shù)的發(fā)展不僅為各行的發(fā)展提供了良好的供電系統(tǒng)，還極大程度上節(jié)省了國家資源。

關(guān)鍵詞：電力變壓器;繼電保護(hù)技術(shù);應(yīng)用實(shí)踐

1導(dǎo)言

目前，為了更好的發(fā)揮電力變壓器的繼電保護(hù)的作用，需要加強(qiáng)技術(shù)維護(hù)工作人員的培訓(xùn)，確保變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行，降低電力系統(tǒng)故障，減少經(jīng)濟(jì)損失。隨著變壓器繼電保護(hù)技術(shù)的不斷發(fā)展，未來還需要加強(qiáng)對(duì)其技術(shù)的研究，推動(dòng)其技術(shù)革新。

2變壓器繼電保護(hù)的作用

在電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理系統(tǒng)中，繼電保護(hù)系統(tǒng)是非常關(guān)鍵的構(gòu)成部分，具體就是結(jié)合電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理需求來科學(xué)設(shè)置繼電保護(hù)裝置。對(duì)變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)而言，主要可以分成子站系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)兩大部分。其中繼電保護(hù)是監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。通過科學(xué)設(shè)置繼電保護(hù)系統(tǒng)，主要的作用體現(xiàn)如下：有利于確保變壓器安全運(yùn)行。在變壓器內(nèi)部的電力系統(tǒng)中被保護(hù)的相關(guān)電力元件出現(xiàn)運(yùn)行故障問題后，所設(shè)置的繼電保護(hù)裝置可以有選擇地將故障元件所在線路段進(jìn)行切斷，以此可以避免故障元件的故障范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，力求最大程度確保變壓器內(nèi)部電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性;有利于及時(shí)警示變壓器內(nèi)部出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)的各種類型的電氣元件。如果變壓器內(nèi)部電力系統(tǒng)在運(yùn)行中的某個(gè)電氣元件存在異常運(yùn)行工況，那么所設(shè)置的繼電保護(hù)裝置就會(huì)及時(shí)發(fā)出警告，并提醒值班的檢修工作人員及時(shí)排查及解決相關(guān)故障問題，或者可以由繼電保護(hù)裝置進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)整;有利于實(shí)時(shí)監(jiān)控變壓器內(nèi)部電力系統(tǒng)的運(yùn)行工況?；谧儔浩鲀?nèi)部繼電保護(hù)系統(tǒng)的科學(xué)構(gòu)建，不僅可以及時(shí)出現(xiàn)它們運(yùn)行中存在的故障電力元件，也可以對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行是否可以持久保持穩(wěn)定、正常工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高了變壓器內(nèi)部電力系統(tǒng)運(yùn)行管理的水平。

3電力變壓器常見的繼電保護(hù)故障

內(nèi)部問題是指電力變壓器本身出現(xiàn)一些問題，如變壓器的某項(xiàng)功能不能正常運(yùn)行，變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化等。如果出現(xiàn)變壓器內(nèi)部設(shè)置斷裂、外殼接地等內(nèi)部問題，繼電保護(hù)就會(huì)根據(jù)狀況作出局部斷電或?qū)⒐收献儔浩鞲綦x出電力系統(tǒng)等反應(yīng)。一般情況下，變壓器出現(xiàn)的內(nèi)部問題可分為電問題和熱問題兩類，根據(jù)其問題類型的不同，繼電保護(hù)會(huì)采取不同的保護(hù)措施。除內(nèi)部問題外，變壓器的外部問題也會(huì)導(dǎo)致變壓器故障從而引發(fā)繼電保護(hù)動(dòng)作。變壓器外部故障是現(xiàn)實(shí)中常見的外部問題，其中包括變壓器絕緣體損毀、外殼變形等，這些問題不僅會(huì)影響變壓器的正常運(yùn)行，還會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重事故，影響繼電保護(hù)。

4電力變壓器繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

4.1正確認(rèn)識(shí)瓦斯保護(hù)

瓦斯保護(hù)有重瓦斯和輕瓦斯保護(hù)。一般重瓦斯動(dòng)作于跳閘，輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)。當(dāng)變壓器的內(nèi)部發(fā)生短路故障時(shí)，電弧分解油產(chǎn)生的氣體快速流向油枕沖擊氣體繼電器，使重瓦斯動(dòng)作于跳閘。當(dāng)變壓器由于漏油等造成油面降低時(shí)，輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)。由于瓦斯保護(hù)反應(yīng)于油箱內(nèi)部故障所產(chǎn)生的氣體（或油流）或漏油而動(dòng)作，所以應(yīng)注意出口繼電器的觸點(diǎn)抖動(dòng)，動(dòng)作后應(yīng)有自保持措施。

在線路保護(hù)及母線保護(hù)中，電流差動(dòng)保護(hù)對(duì)保護(hù)范圍內(nèi)的各類故障均有很好的反應(yīng)能力。但變壓器保護(hù)中配置的電流差動(dòng)保護(hù)由于變壓器的工作原理及結(jié)構(gòu)特性等原因，在變壓器內(nèi)部的某些故障情況下，不能靈敏地反應(yīng)，比如星形接線繞組尾部的相間短路故障及繞組很少的匝間短路故障，而瓦斯保護(hù)可以比較靈敏地反應(yīng)。另外變壓器電流差動(dòng)保護(hù)不能反映繞組的開焊故障，開焊故障下的電流閃弧卻能產(chǎn)生大量氣體，造成瓦斯保護(hù)的動(dòng)作，所以瓦斯保護(hù)是變壓器的主保護(hù)之一。根據(jù)系統(tǒng)中變壓器的故障表明，當(dāng)變壓器內(nèi)部故障引起了電流差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，該故障對(duì)變壓器的損壞是無法修復(fù)的，而快速且靈敏動(dòng)作的瓦斯保護(hù)卻可以提前動(dòng)作。

根據(jù)系統(tǒng)中變壓器的故障表明，當(dāng)變壓器內(nèi)部故障引起了電流差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，該故障對(duì)變壓器的損壞是無法修復(fù)的，而快速且靈敏動(dòng)作的瓦斯保護(hù)卻可以提前動(dòng)作。因?yàn)橄到y(tǒng)中的變壓器瓦斯保護(hù)均為單重化配置，退出檢修期間會(huì)造成部分故障情況下失去主保護(hù)，所以必須合理掌握變壓器瓦斯保護(hù)的投退。根據(jù)運(yùn)行規(guī)程的相關(guān)規(guī)定，瓦斯保護(hù)的繼電器及二次回路故障或有工作時(shí)、變壓器油路有工作或更換變壓器油之后需要退出將瓦斯保護(hù)改信號(hào)運(yùn)行。對(duì)于新投入的變壓器在充電合閘時(shí)投入瓦斯保護(hù)，空載運(yùn)行24小時(shí)期間瓦斯保護(hù)仍然正常投入。

4.2差動(dòng)保護(hù)

差動(dòng)保護(hù)是變壓器繼電保護(hù)中平衡逆流中電流差的一種保護(hù)措施。在變壓器運(yùn)行過程中，如果出現(xiàn)因故障導(dǎo)致的設(shè)備短路時(shí)，流進(jìn)電流就會(huì)出現(xiàn)逆流現(xiàn)象，通過差動(dòng)保護(hù)可以平衡其電流差，保證電力變壓器的穩(wěn)定性和整體性。差動(dòng)保護(hù)是變壓器內(nèi)部和引出線上發(fā)生短路故障的主要保護(hù)措施，其可以快速對(duì)變壓器內(nèi)部和引出上線上出現(xiàn)的相間短路、大電流系統(tǒng)側(cè)單相接地短路等進(jìn)行反應(yīng)。此外，差動(dòng)保護(hù)還可以躲過外部故障切除后和變壓器全電壓充電后的勵(lì)磁涌流。

4.3非電量保護(hù)

變壓器本體和有載調(diào)壓部分的油溫保護(hù)，變壓器的壓力釋放保護(hù)。此外，還有變壓器帶負(fù)荷后啟動(dòng)風(fēng)冷的保護(hù)，過載閉鎖帶負(fù)荷調(diào)壓的保護(hù)。在汕尾片區(qū)電網(wǎng)中，就曾發(fā)生過10kV饋線保護(hù)未能及時(shí)、有效地切除故障的情況。最后在主變低后備保護(hù)及時(shí)正確地動(dòng)作后，迅速地切除了10kV母聯(lián)及主變變低開關(guān)，有效地隔離了故障，縮小故障范圍，最大程度地保障了供電可靠性。在此次事故中，主變保護(hù)起到了至關(guān)重要的聯(lián)結(jié)作用，與其他保護(hù)配合，及時(shí)有效地隔離了故障。

4.4后備保護(hù)

后備保護(hù)也是變壓器繼電保護(hù)的一種。在變壓器運(yùn)行中，如果回路發(fā)生故障，位于回路上的保護(hù)電流就會(huì)立刻釋放信號(hào)，將回路上的電器元件斷開，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但該保護(hù)動(dòng)作可能會(huì)受到各種原因的影響無法觸發(fā)，這時(shí)電子器件裝置就會(huì)觸發(fā)另外的保護(hù)動(dòng)作，從而避開故障電路，這種反應(yīng)動(dòng)作就是后備保護(hù)，可有效保護(hù)設(shè)備安全。過流保護(hù)、阻抗保護(hù)等都屬于后備保護(hù)，其保護(hù)范圍包括供電回路，變壓器等，雖然后備保護(hù)都可以對(duì)變壓器的過流狀態(tài)作出反應(yīng)，但靈敏度不同，比如過流保護(hù)靈敏度較低，阻抗保護(hù)較高。

4.5建立數(shù)據(jù)倉庫

借助于繼電保護(hù)技術(shù)創(chuàng)建的數(shù)據(jù)倉庫，跟傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫存在一定的差異，首先，數(shù)據(jù)倉庫儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)量非常巨大，數(shù)據(jù)間的組合變化類型更加多變;其次，數(shù)據(jù)倉庫還存儲(chǔ)各種接口的狀態(tài)，保證其性能的完整;此外，數(shù)據(jù)倉庫還擁有極強(qiáng)的處理能力，能更好的對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。繼電保護(hù)在處理數(shù)據(jù)的時(shí)候，一方面可以根據(jù)數(shù)據(jù)的不同選擇最佳的處理方式，盡量減少對(duì)于數(shù)據(jù)損壞，保證其完整;另一方面可以對(duì)用電客戶的使用范圍和時(shí)間進(jìn)行限定，避開擁堵的高峰期。

結(jié)束語

總之，在電力系統(tǒng)中，變壓器對(duì)其安全穩(wěn)定運(yùn)行有重要影響。合理配置繼電保護(hù)，并充分發(fā)揮保護(hù)的靈敏性和可靠性，對(duì)變壓器運(yùn)行過程中的各類故障能及時(shí)反應(yīng)并可靠切除，切實(shí)保證變壓器安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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