水電站發電機變壓器繼電保護研究

摘 要：繼電保護設備對于水電站來說有著非常重要的作用，它不僅保障著水電站的正常運行，還是水電機組非常重要的保護電器，繼電保護設備是由很多個繼電器共同組成的，一旦水電站的運行過程中出現故障不能正常的進行運行的時候，繼電保護設備就會發出警報提醒正在守職的工作人員，也可以通過事先設定好的指令，把發電站出現故障的地方能夠及時的進行隔離，從而來保證水電站的運行不受影響。可以把繼電保護設備看做是一種自動處理電力系統故障的電器，在水電站的發電機組以及變壓器等一些非常重要的非常核心的部位都已經安裝了這種繼電保護設備，在保障水電站的正常運行以及在阻止障礙擴散上有著非常重要的作用。本文主要對水電站發電機變壓器繼電保護進行具體分析。

關鍵詞：水電站；變壓器；繼電保護

繼電保護設備的基本工作原理就是當水電站的具體運行過程，如果電力系統出現了問題，問題元件中的電流以及電壓都會發生不同的改變，一般在進行保護的元件上都會安裝一個變換器，通過變換器不停的進行檢測，當運行元件發生故障時電流以及電壓的參數就會發生一定的變化，變換器一旦發現參數數據與正常的參數有很大差異就會自行進行隔離。在變壓器繼電保護上，繼電保護設備可以將變壓器中溫度、流量以及壓力等的變化很好的反映出來，這些變化就會為變壓器的保護提供一定的條件，可以根據其中信號性質不同將繼電設備分為三種不同的類型，其中包括機電型、數字型和靜態型，輸入變壓器進行運行的相關信號，再通過和已經確定的整定值進行比較就可以清楚的了解變壓器具體的運行情況。

一、水電站發電機變壓器繼電保護設備的根本任務

變壓器的繼電保護設備可以很準確、很快速的將供電系統中發生故障的元件進行隔離，這樣可以有效的把故障元件對其它元件造成的破壞降到最低，減少對供電系統的破壞，最大程度的保證供電系統能夠正常的進行運行，如果發現某一設備元件發生異常的運行狀況時，繼電保護設備可以通過警報來提醒在職的工作人員進行處理，在進行處理時工作人員一定要正確的處理，采用合理的辦法正確的措施將故障消除。繼電保護設備還有最實用的一項功能就是，在水電站發生故障時，繼電保護設備可以根據具體的實際情況短時間內恢復供電，很大程度上提高了網絡供電的可靠性。

二、水電站發電機變壓器繼電保護設備的改造

將過去使用的傳統水電站發電機變壓器繼電保護裝置進行改造，更換成新型的水輪發電機變壓器繼電保護裝置，這種新型的繼電保護設備屬于數字型保護裝置，主要通過接受數字信號并進行處理來完成保護工作。這種裝置不僅可以滿足發電機變壓器所需求的電量保護，還可以根據實際情況不同的工程需求來配置不同的保護功能。

（一）對水電站發電機繼電保護裝置的工作原理進行創新

新型的繼電保護裝置相對于傳統的設備來說具有了新的特性就是比率差動，這種特性可以通過改變斜率比率制動曲線能夠很好的完成對不平衡電流曲線的模擬。不僅如此新型的繼電保護裝置通過工頻故障分量這種方式可以很好的提高比率差動的靈敏度，讓繼電保護裝置在很大程度上不再承受負電荷的影響，增強抗飽和的能力。在具體的保護過程中新型的繼電保護設備通過差電流以及制動電流的工頻變化及時的對故障進行分析，判斷故障的發生區域是在區內還是區外，并且在很短的時間之內就可以對故障進行識別，而且通過浮動門檻和電流制動所構成的橫差保護具有很強靈敏性，這樣可以充分的制動區外故障。

（二）對水電站發電機繼電保護裝置的硬件平臺盡量使用高性能的

在對繼電保護設備系統進行改造的時候，盡量的采用雙CPU系統這種體系結構，并且每個CPU系統的構成都要用32位相對獨立的微處理器和DPS相結合，這樣整個繼電保護裝就能夠在每個采樣的間隔之間充分的對繼電器實現動態計算，在一定程度上可以徹底避免在繼電保護裝置在運行過程因硬件發生故障造成變壓器的動作誤動。

（三）對水電站發電機繼電保護裝置增加對發電機出口斷路器失靈的保護

在過去水電站的主線接線設計中往往會在水電站發電機和變壓器的中間設計發電機出口斷路器，通過設置這種裝置能夠很好的進行保護的工作，具體的工作原理就是當發生故障以后通過斷開發電機出口斷路器將發電機和變壓器進行隔離保護。因此實行對發電機出口斷路器的失靈保護是非常重要的。在過去的具體應用中經常會出現發電機出口斷路器失靈的情況。為了避免斷路器失靈，我們可以在斷路器中設置對操作電源消失以及回路故障等問題的控制。在水電站發電機變壓器的繼電保護裝置中安裝發電機斷路器失靈保護裝置，一旦水電站發電機出現故障導致發電機出口斷路器失靈，那么失靈保護裝置就會自動響應，迅速的進行保護動作，通過斷開變高壓一旁的斷路設備，保障保護裝置及時的跳開，這樣就可以把故障區域很好的隔離開來，從而讓水電站的發電機組能夠正常的運行。

三、結語

通過上文具體的分析我們可以知道水電站發電機變壓器繼電保護裝置對于水電站來說是保障水電站正常運行非常重要的基礎設備。因此對繼電保護裝置的不斷改進可以更好的保證水電站的運行安全。我國信息技術的不斷發展，硬件水平也在不斷提高，這是繼電保護裝置能夠進行改造的前提。

本文主要通過對傳統繼器保護裝置在工作原理、硬件平臺以及發電機出口斷路器失靈保護進行創新和改造，在很大程度上提高了繼電保護裝置對水電站發電機變壓器的保護效果，對于水電站的發展來說有著非常重要的意義。

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作者簡介：

林金新，男， 漢族，福建省莆田人，助理工程師，工學學士學位 ，研究方向：電氣工程及其自動化。