基于500kV電力變壓器的繼電保護問題研究

劉洋

摘 要：500 kV電力變壓器在當前發電廠和變電站中有廣泛應用，是電力系統中的主要設備之一，一旦它的運行出現故障就會導致電廠供電質量下降，電網難以正常工作，會給電力企業帶來巨大經濟損失。因此，加強對500 kV電力變壓器繼電保護的重視，把握其運行的特點和規律，對可能出現的問題進行事前分析和解決，從而降低電力供電系統的運行風險，使其可以更好的為社會提供供電服務。

關鍵詞：500 kV；電力變壓器；繼電保護

中圖分類號：TM588 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）27-0113-02

隨著電力能源在社會發展中的重要性不斷凸顯，500 kV電力變壓器的運行質量也逐漸受到了人們的廣泛關注，它是電力系統中關鍵設備之一，關系著整個電力系統的運行狀況。

對于電力企業來說，要想保證供電服務質量的良好，就必須要在結合自身實際的基礎上，重點關注500 kV電力變壓器的繼電保護，對于其運行過程中出現的問題，需要及時發現并解決，確保其具有較高的靈敏度和可靠性，降低安全隱患的發生。

1 500 kV電力變壓器的繼電保護裝置

從500 kV電力變壓器的實際應用來看，它的繼電保護裝置基本性能包含有靈敏性、可靠性以及快速性等。

首先，靈敏性指的是采用靈敏系數來予以表示的，繼電保護裝置的靈敏系數越高就表示它對故障反應的能力越好[1]；

其次，可靠性指的是在繼電保護過程中，繼電保護裝置不會出現拒動作；

第三，快速性指的是繼電保護裝置對于異常和故障問題進行消除時的時間成本較低。

由于供電系統包含有多個關鍵設備，因此，繼電保護裝置的應用就顯得十分有必要，它可以在檢測供電系統運行情況、控制斷路器工作以及故障問題記錄等方面都發揮著不可替代的作用。

2 500 kV電力變壓器繼電保護裝置的常見問題

2.1 500 kV電力變壓器方面

一般情況下，500 kV電力變壓器常見的故障主要集中發生在油箱部位，表現形式有兩種，即油箱內部和外部。油箱內部故障主要包括有高低壓側繞組間的相間短路、輕微匝間短路、中性點接地系統的側繞組處單相接地短路以及鐵芯繞損燒壞等等；而外部故障則主要表現為絕緣套管和引出線上發生相間短路和接地短路等。

電力變壓器內部一旦發生故障，就會產生電流和電弧、給繞組絕緣以及鐵芯等的損壞現象，甚至于還會導致變壓器受熱分解出大量的氣體，由此而引起爆炸，這就需要繼電保護裝置第一時間有效的解除內部故障[2]。

2.2 500 kV電力變壓器繼電保護常見的問題

2.2.1 瓦斯保護

在500 kV電力變壓器的繼電保護裝置中，會因為變壓器在濾油和加油時沒有及時的將內部空氣排出，導致變壓器在運行時油溫升高逐步排出空氣，進而引起瓦斯保護信號動作，與此同時，還會不同程度的受到500 kV電力變壓器穿越性短路的影響，容易引起瓦斯保護信號動作。

2.2.2 差動保護

這種保護形式主要是通過對500 kV電力變壓器的高壓側和低壓側電流大小和相位差別進行利用，這樣就可以實現保護作用。需要注意的是，差動保護的靈敏度比較高，可以對各種故障進行無延時的選擇性切除，而且切除的準確度也很高。差動保護的基本構成，如圖1所示。

變電器內部發生故障，則I=I1+I2+I3=I；如果是外部故障或是無故障的話，則I=I1+I2+I3=0。

2.2.3 過勵磁保護

在500 kV電力變壓器的運行過程中，如果在它的高壓側出現500 kV的高壓，那么在此期間變壓器的磁密度就會接近飽和狀態，一旦這個時候出現頻率降低和電壓升高等現象，就會特別容易引起變壓器發生過勵磁現象[3]。而過勵磁保護正式基于這種原理來反映過勵磁所導致的過電流的，有助于變壓器使用壽命的延長。

2.2.4 過電流保護

這種保護形式屬于是瓦斯保護和差動保護的后備，一般來說，可以依據變壓器的容量和短路電流的不同狀況進行過電流保護、復合電壓啟動的過電流保護以及負序電流啟動的過電流保護等等，其中，過電流保護主要適用于降壓變壓器中；復合電壓啟動的過電流保護則是應用在升壓變壓器中，而負序電流啟動的過電流保護則主要是應用在63 MV——A及其以上的大容量升壓變壓器中。

3 對于繼電保護裝置常見問題的解決

3.1 瓦斯保護方面

3.1.1 輕瓦斯誤動處理

瓦斯保護先是警報出輕瓦斯的動作信號，之后再進一步演變為重瓦斯動作跳閘。一旦出現輕瓦斯誤動，首先要明確故障的產生原因，確定是變壓器本體故障還是其他故障所導致的，其次再對變壓器的油位以及氣體繼電器充其量進行檢查，最后再進行信號的復歸。

3.1.2 重瓦斯誤動處理

和上述流程一樣，先對故障的原因查明，確定故障是由何種原因導致的保護誤動作，如果電力變壓器沒有出現故障且氣體繼電器也正常的話，就可以判斷為是二次回路所導致的誤動跳閘。

3.2 差動保護方面

首先，采用專業工具對各側各相電流的有效值和相位進行詳細準確測量，保證整定計算值的準確無誤，同時還要對差動保護的整定值進行核算，差動保護的整定，如圖2所示，重視運行管理和定期檢驗工作。

其次，如果是因為接線錯誤所導致的差動保護誤動或拒動的話，就需要按照施工圖紙進行正確安裝，確保設備外部二次回路接線正確，并對保護裝置的控制系統、信號系統以及測量系統等內部接線進行嚴格檢查和核定，保證接線的正確無誤。

3.3 檢查工作的合理性

如果500 kV電力變壓器繼電保護裝置出現誤動故障，一般采用的是逆序檢查法來對保護裝置和二次回路進行嚴格檢查。這種方法是從故障的錯誤結果出發，通過繼電保護動作原理邏輯圖來進行分級逐層的查找，一旦發現動作需要的條件和實際狀況不相吻合，就可以確定出故障的根源所在。

4 結 語

500 kV電力變壓器在現代發電廠和變電站中有廣泛應用，在科技的帶動下，它的運行維護水平得到了顯著提高，但是，從近幾年的500 kV電力變壓器運行實際來看，整定錯誤、接線錯誤以及調試質量低下等等因素都會對變壓器繼電保護裝置的正常運行帶來不利影響，對于這一問題的解決，需要先確定出故障的源頭和原因，之后采取相應解決措施，確保電力變壓器的安全穩定運行。

參考文獻：

[1] 李文兵.基于500 kV電力變壓器的繼電保護問題的研究[J].中國新技 術新產品，2015，（23）：25-26.

[2] 溫源.500 kV電力變壓器繼電保護問題探析[J].中國電力教育，2013， （36）：209-210.

[3] 關景輝.電力變壓器繼電保護相關問題探討[J].科技創業家，2013，（14）： 121-121.

[4] 溫源.500 kV電力變壓器繼電保護問題探析[J].中國電力教育，2013， （36）：209-210