電力變壓器的繼電保護

范少成

華電渠東發電有限公司

電力變壓器的繼電保護

范少成

華電渠東發電有限公司

隨著電力系統的不斷發展，城市環保的要求不斷提高。脫硫脫硝到超低排放的增加，廠用設備增加，廠用負荷也不斷增加，對廠用變壓器繼電保護也有了相應的變化。當前，發電廠的繼電保護裝置主要分為發電機繼電保護、變壓器繼電保護、發電機-變壓器繼電保護三類。而對于發電機繼電保護也同樣可以分為三類，分別為電動機-差動保護、瓦斯保護、中性點間隙過流保護。而發電機-變壓器繼電保護又分為斷路器端口閃絡保護、發電機-變壓器過勵磁保護以及發電機-變壓器縱差保護。

電力變壓器；繼電保護

電力變壓器作為電力系統中輸配電力的關鍵部分，具有不可或缺性，而且直接關系到電力系統運行的安全性和可靠性。但在電力變壓器運行過程中，器件老化﹑運行故障等經常發生，這必然的會對電力系統安全持續的運行帶來較大的影響。因此在當前電力需求不斷增加的新的形勢下，電力變壓器繼電保護的功能需要不斷加強，從而確保電力系統運行的安全性和穩定性。

1 繼電保護的特點

1.1 可靠性高

繼電保護具有較高的可靠性，這主要是由于繼電保護配置十分合理，而且質量﹑技術和性能都處于較高的水平，同時做好日常繼電保護運行的維護和管理工作。特別是信息管理技術在繼電保護系統的方法庫和數據倉庫中的廣泛應用，為繼電保護系統維護和升級帶來了較多的便利。同時信息管理系統在運行過程中采用集中運輸的方式，完全區別于傳統的分散式運輸，在這種情況下，即使某個工作站出現故障，也不會對整個信息系統的正常運行帶來不利影響，有利于繼電保護系統安全﹑可靠的運行。

1.2 實用性強

在繼電保護系統運行過程中存在著一些較為實際的問題，這些問題需要在繼電保護運行過程中有效的實現對二次部分各類數據的使用和共享，以此來解決這些實際問題，同時繼電保護還能夠有效的實現對數據進行分析和統計，不僅操作上較為簡便，而且具有較強的實用性，有效的保障了繼電保護運行的高效性和安全性。

1.3 實現遠程監控

微機保護裝置存在串行通信，能夠與遠方的變電站微機監控系統實現相互通信，使整個微機保護都實現了遠程監控功能，從而節省了人力，更加保障了無人變電站的繼電保護系統的安全運行。

2 電力變壓器常見的繼電保護故障以及原因

2.1 內部原因導致的故障

電力變壓器自身出現了功能以及結構方面的故障都屬于內部原因，例如變壓器外殼出現接地問題﹑變壓器繞組斷裂等，都會使電力變壓器繼電保護產生相應的動作，并且造成停電或者將電力變壓器移出電力網的情況。變壓器的內部故障還可以分為熱故障﹑電故障這兩種性質，熱故障就是說變壓器整體或者局部溫度過高；電故障是指變壓器內部電場強度過高損壞了絕緣性能的情況。

2.2 外部原因導致的故障

產生外部故障的原因均為外部因素，例如變壓器外殼出現了變形﹑絕緣體出現了破損﹑油箱外引線搭接在一起﹑繞組間放電等，都可能會對電力變壓器繼電保護造成影響并且引發故障。

3 電力變壓器的繼電保護措施

3.1 變壓器差動保護

在變壓器高壓側和低壓側所裝的電流互感器之間便是差動保護的保護區域。差動保護的原理就是：通過比較變壓器高壓側和低壓側電流的大小以及它的相位來實現保護的。差動保護的目的就是對變壓器的絕緣套管的相間短路故障和變壓器內部的引出線進行保護，與此同時還可以對變壓器內的匝間進行一個保護。差動保護有兩種形式：①縱聯差動；②橫聯差動。縱聯差動保護運用在對單回路的保護之中，橫聯差動就運用于雙回路的保護之中。當變壓器的內部發生故障即保護區內發生故障時，通過比較電流的大小和相位會發現：變壓器高﹑低壓側出現較大的差流并大于差動保護的動作值，保護裝置瞬時出口，動作于跳開變壓器各側斷路器以達到快速切除故障的目的。當故障發生在變壓器差動保護區外時，雖然故障電流依然會較大，但變壓器高﹑低壓側出現的差流小于差動保護動作值，保護裝置不動作。因為，差動保護不僅能夠有效的區分區內區外故障，而且能夠快速的將區內各種故障給排除，這也使得差動保護成為了變壓器的主保護。

3.2 變壓器縱差保護

為了滿足繼電保護的可靠性﹑選擇性﹑靈敏性﹑速動性要求，變壓器保護多采用差動保護原理。差動保護的原則是：差動繼電器當正常運行或者區外故障時，流入和流出的電流相等；當區內故障時，差動繼電器的電流之和不為零。作為變壓器的主保護，不僅可以區分變壓器的內外故障，而且可以快速可靠的切除區內各種短路故障。在單相雙繞組變壓器中，高低壓側分別裝設電流互感器，變壓器正常運行或者外部故障時，流過變壓器一次側的電流之和等于零，差動保護不動作；當變壓器內部發生故障時，變壓器內部故障電流很大，流入差動繼電器的差動電流等于短路電流，變壓器的差動保護動作。星三角接線的變壓器，正常運行和區外故障時兩側相電流相差 30 度，因此，變壓器正常運行或者區外故障時，計算的流入差流繼電器的差流不為零，必須減小不平衡電流對繼電保護的影響。縱聯差動保護的動作電流按躲過最大不平衡電流整定來保證差動保護的選擇性，因此，保護的靈敏性隨最大不平衡電流越小而越好。比率制動特性廣泛應用于零序電流差動保護，勵磁涌流中的零序分量屬于穿越性電流，因此，受勵磁涌流影響小，靈敏度高。

3.3 對繼電保護裝置進行巡檢

采取必要的預防工作，能夠有效避免電力系統的安全問題。因此，我國電力系統的管理中，需要對繼電保護裝置進行必要的日常監測和維護工作，能夠及時發現裝置中存在的安全隱患，能夠在安全事故發生之前將裝置的故障排除，避免了電力系統的安全事故的產生。可以看出，繼電保護裝置的仔細巡檢十分重要，其中，包括對二次回路的巡檢，都能夠預防電力變壓器繼電保護裝置的故障產生。檢查工作的主要內容包括：裝置的開關是否良好，設備的指示燈是否正常工作，報警裝置是否完好，繼電器接口是否存在松動，二次回路是否有發熱現象，二次回路系統是否完整。

綜上，隨著電力變壓器繼電保護技術的發展，其在電力行業的應用日漸廣泛，將推動電力行業的快速發展，推動社會進步。今后還應進一步加強對電力變壓器繼電保護技術的研究，促進技術革新。

[1] 成花麗.淺談繼電保護在變電站中的應用及特點[J].科技創新導報,2011.

[2] 戴志輝，王增平.繼電保護可靠性研究綜述[J].電力系統保護與控制，2010.