關(guān)于電力變壓器繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用探討

張杰君

摘要：電力系統(tǒng)運(yùn)行中，一些內(nèi)部及外部因素影響會(huì)引發(fā)變壓器故障，影響變壓器正常運(yùn)行，甚至?xí)斐烧麄€(gè)電力系統(tǒng)癱瘓，造成大面積停電，影響正常生產(chǎn)活動(dòng)。由此，繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用成為保證變壓器運(yùn)行穩(wěn)定的關(guān)鍵，下面將對(duì)具體技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行介紹。本文簡(jiǎn)要的介紹變壓器繼電保護(hù)技術(shù)，對(duì)繼電保護(hù)在中常常出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，并探索繼電保護(hù)技術(shù)的實(shí)踐以及未來的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：電力變壓器;繼電保護(hù)技術(shù);實(shí)踐研究

1、簡(jiǎn)述電力變壓器繼電保護(hù)技術(shù)

繼電保護(hù)技術(shù)主要是為了保障電力系統(tǒng)的有效運(yùn)行，保障其運(yùn)行的安全性，保障電力運(yùn)行過程中能夠及時(shí)對(duì)故障問題排查的一種技術(shù)，電力變壓器的繼電保護(hù)技術(shù)主要具備以下的作用：

（1）當(dāng)電力變壓器系統(tǒng)出現(xiàn)一些異樣的信號(hào)，狀態(tài)發(fā)生改變，或者有一些動(dòng)作信號(hào)產(chǎn)生的時(shí)候，繼電保護(hù)技術(shù)能夠第一時(shí)間對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行排查，做出相應(yīng)的反應(yīng)，能夠?qū)φw的供電系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，大大減少危險(xiǎn)的發(fā)生。

（2）點(diǎn)變壓器設(shè)備自身出息一些異常情況，或者變壓器發(fā)生問題故障的時(shí)候，繼電保護(hù)技術(shù)能夠及時(shí)的斷電，切斷電力變壓器，這樣就組織了變壓器自身的故障對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，也能夠減少事故的發(fā)生。

（3）電力變壓器的繼電保護(hù)技術(shù)，也能夠盡可能的從源頭上避免很多問題的產(chǎn)生，變壓器的繼電保護(hù)也可以保證一旦發(fā)生故障的時(shí)候不用大面積的停電，減少了很多的經(jīng)濟(jì)損失，為整個(gè)電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

電保護(hù)自身的反應(yīng)需要具備極強(qiáng)的敏銳性，及時(shí)性以及穩(wěn)定性、可靠性，這些特質(zhì)能夠可靠、迅速的做出反應(yīng)，同時(shí)還需要具備當(dāng)故障問題產(chǎn)生的時(shí)候能夠第一時(shí)間進(jìn)行功能選擇的特性，將故障盡可能的控制在一定的區(qū)間范圍內(nèi)，不妨礙無故障部位的正常運(yùn)行。

2、電力變壓器常見的運(yùn)行故障問題

2.1、內(nèi)部短路

電力變壓器內(nèi)部短路一般表現(xiàn)為相間短路、繞組短路、中性點(diǎn)接地短路、單項(xiàng)接地短路，如果電力變壓器出現(xiàn)內(nèi)部短路，則通常表現(xiàn)為繼電保護(hù)裝置失靈或者繼電保護(hù)裝置異常運(yùn)行。在這種情況下，一般很難對(duì)正在運(yùn)行的電力變壓器進(jìn)行切除或者停止等控制性動(dòng)作。更為嚴(yán)重的情況下會(huì)造成繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)燒毀或者癱瘓。

2.2、外部短路

電力變壓器的外部短路故障主要與電力變壓器的外接線或者外接端子有關(guān)，當(dāng)其受到污染或者異物堵塞時(shí)往往就會(huì)造成外部短路，進(jìn)而造成電力變壓器受到損害，同時(shí)也會(huì)威脅到繼電保護(hù)裝置的功能與安全性。需要特別注意的是，一旦電力變壓器的高壓側(cè)出現(xiàn)外部短路，由于其電壓過高則后果不堪設(shè)想。

3、電力變壓器繼電保護(hù)的應(yīng)用

3.1、軟件系統(tǒng)應(yīng)用

由于當(dāng)今電力企業(yè)都是采用智能電網(wǎng)、智能變電器，因此也實(shí)現(xiàn)了軟件操控的方式。軟件系統(tǒng)功能主要包括信息查詢、處理“三遙”數(shù)據(jù)、分析定時(shí)記錄、故障警報(bào)、系統(tǒng)運(yùn)作狀態(tài)等。通過加強(qiáng)二次設(shè)備實(shí)驗(yàn)記錄和定值，繼電保護(hù)負(fù)責(zé)人員需要保障數(shù)據(jù)記錄的準(zhǔn)確性，認(rèn)真填寫、整理相關(guān)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)電力變壓器繼電保護(hù)信息共享，為其他部們提供更加便捷的查詢服務(wù)。軟件系統(tǒng)還能夠連接數(shù)據(jù)庫(kù)、圖像庫(kù)，并通過系統(tǒng)計(jì)算反應(yīng)出圖像中二次設(shè)備的缺陷以及故障，實(shí)時(shí)分析電力變壓器繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行狀態(tài)。從當(dāng)今我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析，未來繼電保護(hù)系統(tǒng)會(huì)逐漸從自動(dòng)化轉(zhuǎn)向智能化方向發(fā)展，也就是通過系統(tǒng)編程，使計(jì)算機(jī)終端對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行全程控制，工作程序記錄、運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄、信息采編、數(shù)據(jù)共享等都由計(jì)算機(jī)自主完成，并能夠處理非硬件問題，進(jìn)一步降低人工勞動(dòng)力的投入量。

3.2、數(shù)據(jù)庫(kù)

利用繼電保護(hù)技術(shù)建立數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，有別于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量更是驚人的，數(shù)據(jù)之間組合的形式也更加的多樣，該技術(shù)的運(yùn)用還能夠?qū)Ω鞣N接口的狀態(tài)進(jìn)行存儲(chǔ)，保障其性能的完整，也對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)具有極強(qiáng)的處理能力。繼電保護(hù)技術(shù)還可以在處理這些數(shù)據(jù)的時(shí)候選擇適合的方法，保證數(shù)據(jù)的完整，同時(shí)對(duì)用電客戶的使用范圍可以做出一定的限制，避免高峰時(shí)期的擁堵。

3.3、系統(tǒng)共享模式

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍愈加廣泛，電力行業(yè)同樣如此。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的資源非常豐富，對(duì)電力企業(yè)的發(fā)展有著極大影響。因此，在電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)中，我們必須要通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)從外部空間搜集相關(guān)信息數(shù)據(jù)，從而不斷完善電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)，為提高繼電保護(hù)水平提供依據(jù)。與此同時(shí)，在共享經(jīng)濟(jì)時(shí)代下，電力企業(yè)也可以會(huì)將自身的信息數(shù)據(jù)上傳到互聯(lián)網(wǎng)中，提高繼電保護(hù)信息的共享率，全面推動(dòng)我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展進(jìn)程。

4、電力變壓器進(jìn)行繼電保護(hù)的相關(guān)措施和辦法

4.1、變壓器的輕瓦斯保護(hù)和重瓦斯保護(hù)

瓦斯保護(hù)是電力變壓器進(jìn)行繼電保護(hù)的主要方式之一，一般分為輕瓦斯保護(hù)和重瓦斯保護(hù)。如果變壓器的油箱存在故障，則瓦斯保護(hù)能夠很好的反應(yīng)出來。例如，當(dāng)變壓器繞組的絕緣出現(xiàn)劣化、變壓器的絕緣套管內(nèi)部出現(xiàn)故障、變壓器繞組內(nèi)部出現(xiàn)斷線、變壓器繞組之間發(fā)生層間短路、變壓器油面下降、變壓器油箱漏油、變壓器導(dǎo)線焊接不良、變壓器的分接開關(guān)出現(xiàn)接觸不良等，在這些情況下，都需要瓦斯保進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，且要求動(dòng)作靈敏可靠，以及時(shí)排除系統(tǒng)中的故障問題。對(duì)于油浸式的變壓器，一旦變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障，在電弧的作用下變壓器的絕緣材料就會(huì)受熱發(fā)生分解，同時(shí)釋放出大量氣體，該氣體就會(huì)沿著變壓器的油箱向油枕方向流動(dòng)。這種保護(hù)就被成為瓦斯保護(hù)。氣體流動(dòng)的速度直接反映出變壓器內(nèi)部故障搶礦的嚴(yán)重性。因此，氣體流速度可以作為判斷變壓器內(nèi)部故障情況的一個(gè)指標(biāo)。

4.2、變壓器的電流速斷保護(hù)

通常情況下，利用變壓器電源側(cè)的電流速斷保護(hù)作為主要的保護(hù)方式。這種保護(hù)方式的優(yōu)點(diǎn)在于接線簡(jiǎn)單且執(zhí)行速度較快。但是，電流速斷保護(hù)裝置的局限性就在于其動(dòng)作值較大，因此只能對(duì)部分變壓器原邊繞組進(jìn)行保護(hù)，而不適用于全部范圍內(nèi)的保護(hù)，其保護(hù)范圍相對(duì)較短，有些情況下該裝置的靈敏度也不能達(dá)到要求。因此，電流速斷保護(hù)裝置只適用于較小容量的變壓器，且不能單獨(dú)作為電力變壓器的主保護(hù)。

4.3、變壓器的差動(dòng)保護(hù)

差動(dòng)保護(hù)裝置一般是用來保護(hù)元器件的，通過比較元器件兩側(cè)電流的大小與方向來做出判斷，一旦出現(xiàn)故障問題，能夠做出快速反應(yīng)，以最快的速度將與之相關(guān)聯(lián)的故障進(jìn)行切斷以保護(hù)其他裝置，減少故障范圍的擴(kuò)大，所以變壓器的差動(dòng)保護(hù)具有良好的保護(hù)性能。差動(dòng)保護(hù)裝置的保護(hù)范圍主要針對(duì)變壓器電流互感器之間的所有電氣設(shè)備以及相關(guān)的接線電路，對(duì)于保護(hù)范圍以外的故障均不會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。變壓器的差動(dòng)保護(hù)具有靈敏度高，選擇性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用在各種電力機(jī)組設(shè)備中。

4.4、電力變壓器的過載荷保護(hù)

一般情況下，變壓器過負(fù)荷是三相對(duì)稱的，只需要在其中的一相上連接電流繼電器即可實(shí)現(xiàn)電力變壓器的過載荷保護(hù)，并在一定程度范圍內(nèi)進(jìn)行動(dòng)作信號(hào)延長(zhǎng)。對(duì)于雙繞組變壓器，過負(fù)荷保護(hù)一般裝在主電源測(cè)。而對(duì)于單側(cè)電源三繞組降壓變壓器，根據(jù)三側(cè)繞組之間容量是否相同，相應(yīng)的在電源側(cè)和繞組容量較小的那側(cè)設(shè)置相應(yīng)的過負(fù)荷保護(hù)。如果是兩側(cè)電源的三繞組降壓變壓器或者聯(lián)絡(luò)變壓器，則三側(cè)均需要裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。對(duì)于油浸式電力變壓器，允許其在一定的承受范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)倪^負(fù)荷運(yùn)行，但是如果實(shí)際負(fù)荷量超過其額定容量的20%～30%，則應(yīng)將過負(fù)荷保護(hù)信號(hào)延時(shí)10～15s，以保證動(dòng)作信號(hào)的準(zhǔn)確性。

綜上所述，電力行業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱型產(chǎn)業(yè)，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要影響，因此，保障電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性有著重要意義。繼電保護(hù)裝置作為電力變壓器的重要保護(hù)設(shè)備，不僅能夠保障電力變壓器穩(wěn)定運(yùn)行，并且能夠降低電力變壓器故障幾率、減少故障范圍?；诖耍疚闹攸c(diǎn)對(duì)電力變壓器繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行了分析，并探究了電力變壓器保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，從而充分發(fā)揮電力變壓繼電保護(hù)系統(tǒng)的積極作用，推動(dòng)我國(guó)電力行業(yè)健康發(fā)展。

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