電力變壓器繼電保護
前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇電力變壓器繼電保護范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
電力變壓器繼電保護范文第1篇
前言
伴隨著我國電力工業(yè)的快速發(fā)展，電網(wǎng)的范圍也愈來愈廣泛，電網(wǎng)分布情況也是相當緊密：作為電力系統(tǒng)的主要部件―變壓器也不斷地遭到外界負荷的影響。電力變壓器在正常工作中，有時會突發(fā)各種類型的毛病，比如超高壓輸電建設，它的建設根本離不開大型的電力變壓器，一旦變壓器出現(xiàn)了故障，那么就會直接導致整個電力系統(tǒng)無法正常運轉(zhuǎn)。所以，想要使供電穩(wěn)定有序，就要控制好電力變壓器繼電保護裝置的功能和作用以及可靠性，并且做出相應的嚴格設置。
1 電力變壓器的故障類型
電力系統(tǒng)運行中，電力變壓器作為重要的設備之一，一旦發(fā)生故障則會導致電力系統(tǒng)正常的運行受到影響。通常情況下，變壓器油箱內(nèi)部和外部是電力變壓器故障易發(fā)地區(qū)。外部故障通常是由于繞組引出線和絕緣套管發(fā)生相間短路或是接地短路所導致的。而內(nèi)部故障具有較大的危害性，由于短路和線損過程中會有電弧產(chǎn)生，同時油箱內(nèi)油在受熱情況下會有較多氣體產(chǎn)生，氣體與電弧接觸極易導致爆炸的發(fā)生。所以一旦電力變壓器發(fā)生故障，則需要繼電保護裝置能夠快速的反應，準確的排除故障，避免危險的發(fā)生。
2 電力變壓器繼電保護裝置配置原則
繼電保護裝置在電力系統(tǒng)運行過程中發(fā)揮著極其重要的作用，一旦電力系統(tǒng)運行過程出現(xiàn)異常情況或是有故障發(fā)生，則斷電保護裝置則會在第一時間內(nèi)進行動作，將故障部位或是線路進行快速的切斷，確保將故障控制在最小范圍內(nèi)，減少由于故障而對電力系統(tǒng)運行所帶來的影響。所以加強對繼電保護裝置進行配置是十分必要的，具體配置原則包括以下幾個方面。
2.1 根據(jù)變壓器的運行情況來采取保護裝置
對于6.3MV?A及以上的常用工作變壓器和并列運行的變壓器，10MV?A及以上廠備用變壓器和單獨運行的變壓器，以及2MV?A及以上用電流速斷保護靈敏性不滿足要求的變壓器，應裝設差動保護裝置。對高壓側(cè)電壓為330kV及以上的變壓器，可裝設雙重差動保護裝置。
2.2 變壓器需要安裝瓦斯保護裝置
變壓器故障時危害最大的即是油箱內(nèi)部故障，往往是由于匝間短路或是絕緣受到破壞而導致的電弧電阻的接地短路，在這種情況下，故障點則會受到電流和電弧的雙重作用，從而導致變壓器油與其他絕緣材料在相互作用下會有大量的氣體分解出來，而這部分氣體會流向油枕的位置，一旦故障點擴大，則會導致油迅速膨脹，從而對油枕上部帶來強烈的沖擊，在這種情況下，需要對變壓器進行瓦斯保護裝置的安裝。
2.3 采取過電流保護
在對變壓器采取過電流保護時有許多種保護選擇，具體選擇時則需要在外部相間短路引發(fā)變壓器過電流采取必要的保護，采取哪種過電流保護作為后備保護，則需要根據(jù)變壓器運行情況、容量及靈敏度的不同來進行。
3 電力變壓器繼電保護裝置設計方案
3.1 差動保護設計
變壓器差動保護動作電流設計原則是將變壓器兩側(cè)的電流互感器二次側(cè)按正常時的“環(huán)流接線”，當變壓器正常運行時，差動繼電器中的電流等于兩側(cè)電流互感器（CT）的二次電流之差，它近于0，差動繼電器不動作，保護也不會動作。即在電流互感器二次回路端線且變壓器處于最大符合時，差動保護不應動作。由于高性能計算機芯片的出現(xiàn)，在變壓器1套保護裝置中包含主保護、各側(cè)全部后備保護的2套主變壓器微機型保護裝置已開發(fā)，并得到廣泛應用。因此，為反應電力變壓器引出線、套管及內(nèi)部短路故障，對高壓側(cè)電壓為330kV及以上的變壓器，可裝設雙重差動保護，達到反應變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護作為主保護，瞬時動作于斷開各側(cè)斷路器的目的。雙重差動保護裝置的設計中，當變壓器正常運行或外部故障時，差動繼電器中的電流等于兩側(cè)電流互感器的二次電流之差接近于0（實際為由多種原因引起的不平衡電流，由于不平衡電流小，因此接近于0）差動保護不動作，保護也不會動作。當變壓器內(nèi)部（包括變壓器與電流互感器之間的引線）任何一點故障時，差動繼電器中的電流等于兩側(cè)電流互感器的二次電流之和為故障點短路電流，大于繼電器動作電流，繼電器動作，跳變壓器各側(cè)斷路器切除故障，同時發(fā)動作信號，起到保護作用。
3.2 瓦斯保護
變壓器瓦斯保護的設置可以有效的實現(xiàn)對變壓器油箱內(nèi)的故障情況進行反應，所以對于0.8MVA及以上的油浸式變壓器則需要進行瓦斯保護裝置的安裝，實現(xiàn)對變壓器的保護，雖然瓦斯保護可以對于油箱內(nèi)的一切故障都可以有效的反映出來，但卻無法對油箱外部的電路故障進行反應，而且一旦外部干擾因素較嚴重，則瓦斯保護也不能正確的動作，所以為了確保變壓器的安全，則瓦斯保護裝置需要配合其他保護裝置一起來實現(xiàn)對變壓器裝置的保護作用。
3.3 過電流保護設計
過電流保護是變壓器繞組過電流及差動保護和瓦斯保護的后備保護，所以必須進行裝設，其設計時是需要按照變壓器啟動電流按照最大的負荷電流來進行整定，作為一種保護裝置，其主要在各側(cè)母線故障時能夠有效的發(fā)揮作用。
3.3.1 低壓變壓器過電流保護設計
變壓器低壓側(cè)一般采用三相式三卷變壓器，高、中壓側(cè)的阻抗保護很可能對壓側(cè)短路起不到保護作用，不能滿足作為相鄰元件后備保護的要求，這時可以同時在其高、中壓側(cè)均裝設復合電壓閉鎖過流保護及零序方向過電流保護與間隙保護，低壓側(cè)裝設復合電壓閉鎖過流保護。
3.3.2 高壓變壓器的保護設計
過電流保護裝置通常可以設置在變壓器低壓側(cè)斷路器和高壓側(cè)短路器上，這樣可以有效的保證高壓側(cè)的過電流保護對低壓側(cè)母線規(guī)定的靈敏系數(shù)的實現(xiàn)。在這種情況下，一旦低壓側(cè)母線保護停運或是故障，則過電流保護裝置則會成為低壓側(cè)母線的主保護和后備保護。但對于非金屬性短路發(fā)生時，由于無法達到要求的靈敏度，而且整定也會延時，在這種情況下，則需要設置反時限過流保護，保護變壓器具有良好的熱穩(wěn)定性。同時還需要在低壓側(cè)或是低壓側(cè)的中性線上進行零序電流保護的裝設，動作電流設計不宜超過變壓器額定電流的百分之二十五。
3.3.3 負序過電流保護設計
斷路器在進行合閘時，其三相在合閘的時間上并不是一致的，是分開進行的，這樣就會在電力系統(tǒng)起動時有較大的負序電流產(chǎn)生，負序電流主要是由于起動時大電流、過流過程導致的電流互感器不平衡及相鄰設備相間短路故障所導致的，為了有效的防治這種情況珠發(fā)生，則需要利用延時來避開。這就需要在負序過電流保護設計時，要將其動作時間設置大于其相鄰設備的速斷保護動作時間與斷路器的分閘時間之和，當作為相間短路后備保護時，動作時間也在大于相鄰設備及本設備的相間后備保護動作時間。
4 結(jié)束語
總而言之，繼電保護裝置運行的可靠性，需要防止拒動和誤動作，由于電力系統(tǒng)中各種電氣設備都是由電氣線路聯(lián)系在一起的，任何一個設備出現(xiàn)故障都會對整個系統(tǒng)的運行帶來影響，所以需要準確地對繼電保護裝置進行設置，并對其各項相關定值進行整定，確保其能夠在故障發(fā)生的第一時間內(nèi)準確動作，確保系統(tǒng)運行的安全，確保電廠能夠正常、可靠的運行，為人們提供良好、穩(wěn)定的電能供應。
參考文獻：
電力變壓器繼電保護范文第2篇
【關鍵詞】繼電保護；電力變壓器；運行
1.電力變壓器的常見故障和非正常運行狀態(tài)
繞組及其引出線的相間短路和中性點直接接地側(cè)的單相接地短路；繞組的匝間短路；外部短路引起的過電流；中性點直接接地系統(tǒng)中外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓；過負荷；油面降低；變壓器溫度過高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。
2.電力變壓器繼電保護裝置的配置原則
（1）針對變壓器內(nèi)部的各種短路及油面下降應裝設瓦斯保護，其中輕瓦斯瞬時動作于信號，重瓦斯瞬時動作于斷開各側(cè)斷路器。
（2）應裝設反應變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護作為主保護，瞬時動作于斷開各側(cè)斷路器。
（3）對由外部相間短路引起的變壓器過電流，根據(jù)變壓器容量和運行情況的不同以及對變壓器靈敏度的要求不同，可采用過電流保護、復合電壓起動的過電流保護、負序電流和單相式低電壓起動的過電流保護或阻抗保護作為后備保護，帶時限動作于跳閘。
（4）對110kV及以上中性點直接接地的電力網(wǎng)，應根據(jù)變壓器中性點接地運行的具體情況和變壓器的絕緣情況裝設零序電流保護和零序電壓保護，帶時限動作于跳閘。
（5）為防御長時間的過負荷對設備的損壞，應根據(jù)可能的過負荷情況裝設過負荷保護，帶時限動作于信號。
（6）對變壓器溫度升高和冷卻系統(tǒng)的故障，應按變壓器標準的規(guī)定，裝設作用于信號或動作于跳閘的裝置。
3.繼電保護的特點
3.1可靠性
配置的合理、質(zhì)量技術性能優(yōu)良的繼電保護裝置以及正常的運行維護和管理來保證繼電保護的可靠性。220kV及以上電網(wǎng)的所有運行設備都必須由兩套交、直流輸入、輸出回路相互獨立，并分別控制不同斷路器的繼電保護裝置進行保護。當其中一套繼電保護裝置或任一組斷路器失控時，能由另一套繼電保護裝置操作另一組斷路器控制故障。
3.2靈敏性
靈敏性是指設備或線路發(fā)生金屬性短路時，保護裝置的靈敏系數(shù)應有一定的水平。對于110kV線路，考慮到在可能的高電阻接地故障情況下的動作靈敏度要求，通常來說其最末一段零序電流保護的電流暫定值不應大于300A（一次值）。
3.3 速動性
速動性是指為提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動重合閘和備用電源或備用設備自動投入的效果等，保護裝置應盡快地切除短路故障。一般從裝設速動保護（如高頻保護、差動保護）、充分發(fā)揮零序接地瞬時段保護及相間速斷保護的作用、減少繼電器固有動作時間和斷路器跳閘時間等方面入手來提高速動性。
3.4 電變器保護措施
（1）瓦斯保護。瓦斯保護是反應變壓器油箱內(nèi)部氣體的數(shù)量和流動的速度而動作的保護，保護變壓器油箱內(nèi)各種短路故障，特別是對繞組的相間短路和匝間短路。瓦斯繼電器是構成瓦斯保護的主要元件，它安裝在油箱與油枕之間的連接管道上。氣體繼電器的兩個輸出觸點為：一個是反映變壓器內(nèi)部反常情況或較小故障的“輕瓦斯”；另一個反映出嚴重故障的“重瓦斯”。輕瓦斯起信號作用，能使操作人員迅速發(fā)現(xiàn)情況并盡快處理；重瓦斯用于跳開變壓器各側(cè)斷路器。瓦斯保護動作后，操作人員應從排氣口將氣體進行收集并分析。保護的原因和故障性質(zhì)，將根據(jù)氣體的顏色、數(shù)量、化學成分等來決定。
（2）過負荷保護。通常情況下，變壓器過負荷是三相對稱的，故保護裝置只采用一只電流繼電器接于一相上，并且經(jīng)一定時間延長動作于信號。雙繞組變壓器，過負荷保護應裝在主電源側(cè)。單側(cè)電源三繞組降壓變壓器，若三側(cè)繞組容量相同，過負荷保護裝在電源側(cè)；若三側(cè)繞組容量不相同，則只有電源側(cè)和繞組容量較小的一側(cè)裝設過負荷保護。兩側(cè)電源的三繞組降壓變壓器或聯(lián)絡變壓器，三側(cè)均裝設過負荷保護。
（3）過勵磁保護。對于高壓側(cè)為500kV的變壓器的額定磁密近于飽和密度，頻率降低或電壓升高時容易引起變壓器過勵磁，導致鐵心飽和，勵磁電流劇增，鐵心溫度上升，嚴重過熱會使變壓器絕緣劣化，壽命降低，最終造成變壓器損壞，故需裝設過勵磁保護。 [科]
【參考文獻】
[1]王玉瑋，孫濤，林波.改進電力變壓器中硬紙筒的制作[J].中國高新技術企業(yè)，2007（15）.
[2]蘇海利，梅春雨.電力變壓器經(jīng)濟運行分析[J].中小企業(yè)管理與科技（上半月），2008（4）.
[3]國內(nèi)首臺超大容量220kV級電力變壓器誕生[J].電氣制造，2008（4）.
[4]王廣云，李桂蘭.電力變壓器大修組裝后電氣試驗的研究[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2009（2）.
電力變壓器繼電保護范文第3篇
電力變壓器是電力系統(tǒng)中非常重要的供電元件，其故障的發(fā)生對整個電力系統(tǒng)的正常運行和供電可靠性都會帶來嚴重的影響。同時，電力變壓器尤其是大容量的變壓器也是十分貴重的元件，必須根據(jù)變壓器的容量及重要性裝設性能優(yōu)異、工作可靠的繼電保護裝置。然而據(jù)相關資料統(tǒng)計，在2007～2013年期間，我國電力變壓器縱差保護共動作1464次，其中誤動作或拒動作449次，動作正確率只有69.3%，其繼電保護正確率遠低于發(fā)電機保護和線路保護。因此，有必要加強對電力變壓器繼電保護動作行為的建模與仿真分析。本文在綜合分析電力變壓器繼電保護特點的基礎上，主要探討和研究了如何利用仿真分析系統(tǒng)，以實現(xiàn)對變壓器多種繼電保護行為的仿真分析。
一、MATLAB軟件簡介
MATLAB是目前國際公認的優(yōu)秀科技應用軟件之一，它是以矩陣運算為基礎，將計算可視化程序設計融合到交互的工作環(huán)境當中，可實現(xiàn)工程計算、算法研究、數(shù)據(jù)分析、建模和仿真、程序開發(fā)等多種功能。隨著科技的逐步發(fā)展，MATLAB軟件也正逐步得以完善，并逐漸發(fā)展為一個具有極高通用性，并附帶有多種實用工具的運算操作平臺。
Simulink則是MATLAB所提供的用于對動態(tài)系統(tǒng)進行建模、仿真和分析的集成環(huán)境，也是結(jié)合了框圖界面與交互仿真功能的非線性動態(tài)系統(tǒng)仿真工具。Simulink可提供多種仿真工具，尤其是其不斷擴展的、內(nèi)容豐富的模塊庫，不僅能夠進行線性和非線性系統(tǒng)的仿真，而且支持多種采樣頻率系統(tǒng)的放逐者，使不同的系統(tǒng)能以不同的采樣頻率組合，這樣就可以仿真較大和較復雜的系統(tǒng)，這也為電力變壓器繼電保護動作行為的建模與仿真提供了極大的便利。
本文所分析的變壓器繼電保護動作行為仿真系統(tǒng)，即主要是采用的Simulink模塊對系統(tǒng)進行建模與仿真，整個系統(tǒng)的操作簡單，人機界面友好，仿真結(jié)果準確、直觀，能充分滿足對變壓器繼電保護的故障分析、試驗研究、培訓教學等多方面的用途。
二、仿真分析系統(tǒng)軟件功能概述
本文所分析的電力變壓器繼電保護動作行為仿真分析系統(tǒng)軟件，是基于MATLAB軟件中的Simulink模塊構建出各類變壓器故障模型，并以Simulink模塊建模仿真出的故障數(shù)據(jù)波形與GUI界面相結(jié)合，共同構建得到的一款人機界面友好、操作簡便的電力變壓器繼電保護分析軟件。
在差動保護分析系統(tǒng)界面中科可實現(xiàn)由GUI界面提供的“參數(shù)錄入”，使數(shù)據(jù)信息能夠傳遞到Simulink差動保護模型的變壓器參數(shù)當中。其中，電力變壓器參數(shù)主要可通過相關計算軟件所得出，再將參數(shù)值輸入到“保護整定”中，以實現(xiàn)對變壓器差動保護動作值的整定。界面中的“故障類型”則主要包括了變壓器短路的各類故障情況，例如內(nèi)部三相短路、內(nèi)部各兩相線路間短路、內(nèi)部A相接地故障、繞組之間的短路故障等等。當完成了各項參數(shù)的錄入工作以后，即可點擊界面中的“開始仿真”按鈕，分析系統(tǒng)即可根據(jù)編程得到具體分析結(jié)果，并根據(jù)變壓器的各類短路故障類型進行分析，以判斷變壓器差動保護動作是否正確。
三、仿真分析系統(tǒng)中模型構建與仿真分析
電源采用“Three-phase soure”模型，電源EN與電源EM的電勢相位差10°，其它設置基本相同；變壓器T采用“Three-phase transformer”模型，并選種飽和鐵芯，為了簡化仿真，可設定變壓器兩側(cè)的繞組接線方式相同，電壓等級也相同；三相電壓電流測量模塊UM、UN將在變壓器兩側(cè)測量得到的電壓、電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)镾imulink信號，相當于電壓、電流互感器的作用；三相斷路器模型QF1和QF2分別用于控制變壓器的投入，故障模塊Fault1和Fault2則分別用于仿真變壓器保護區(qū)內(nèi)故障和區(qū)外故障。
變壓器差動保護的建模與仿真。變壓器空載合閘時勵磁涌流的仿真。仿真分析系統(tǒng)利用圖3中模型分析三相變壓器空載合閘過程時，設置三相斷路器模塊QF1的切換時間為0s，仿真時間為0.5s，仿真算法為Ode23t。三相斷路器模塊QF2、故障模塊Fault1和Fault2在仿真中均不動作（設置其切換時間不大于仿真時間即可）。為了觀察變壓器合閘時的勵磁涌流，系統(tǒng)在圖3中所示的模型中添加了示波器模塊，為了便于對勵磁涌流進行諧波分析，示波器模塊的參數(shù)應進行相應設置。
將電源EM的A相位初相位設置為0°后運行仿真，即可得到變壓器空載合閘后的三相勵磁涌流的波形。對仿真結(jié)果分析可知，可以明顯觀測得到變壓器勵磁涌流具有以下特點：包含有很大成分的非周期分量，往往使涌流偏于時間軸的一側(cè)；包含有大量的高次諧波；波形之間容易出現(xiàn)間斷。仿真分析系統(tǒng)為了有效比較合閘時勵磁涌流與短路電流的大小，設置有故障模塊Fault1，使電路在0.25～0.45s之間發(fā)生三相短路，再進行運行仿真，即可得出：在本次仿真中，A相空載合閘時的勵磁涌流峰值相比短路電流要稍小，而B、C相空載合閘時的勵磁涌流峰值要比短路電流大。通過仿真分析，可實現(xiàn)對變壓器差動保護中短路故障電流和勵磁涌流的有效區(qū)分。
變壓器繞組內(nèi)部故障的仿真。如果只是利用圖3中的模型，是無法進行變壓器繞組內(nèi)部故障仿真的，為了有效解決這一問題，可將圖3中的三相變壓器模型改變?yōu)槿齻€單相變壓器，并在系統(tǒng)變壓器屬性框中選中“三繞組變壓器”，從而構建出具有一個初級繞組、兩個次級繞組的單相變壓器（兩個次級繞組首尾相連，當作一個次級使用）。初級繞組和次級繞組可按照三相變壓器的接線組別進行連接，次級繞組的額定電壓、電阻和電感的參數(shù)可靈活調(diào)整以便進行變壓器內(nèi)部故障的仿真，故障點可設置于兩個次級繞組的連接線上，也可設置于繞組首段，新的仿真模型如。
經(jīng)過這樣設置處理后，即可進行變壓器內(nèi)部整個繞組的單相接地、兩相短路、兩相接地短路、三相短路等故障的仿真分析。在分析過程中，可設置兩個次級繞組的參數(shù)相同，并設置三相斷路器模塊QF1、QF2的切換時間均為0s，故障模塊為Fault1，使電路在0.3s～0.5s之間發(fā)生AB相間短路，故障模塊Fault2不動作，再運行仿真，即可得到變壓器繞組50%處發(fā)生兩相短路故障時的電流波形圖。
本文結(jié)合實際工作經(jīng)驗，探討和研究了一種基于MATLAB軟件，所開發(fā)設計的可實現(xiàn)多種電力變壓器繼電保護行為的仿真分析系統(tǒng)，并利用MATLAB軟件中的Simulink模塊，主要構建出了變壓器差動保護中的各類仿真模型，并對各個保護模型在不同故障類型下進行了仿真與分析，通過仿真所得出的結(jié)果也與繼電保護的實際理論相一致，這也證實了該系統(tǒng)建模與仿真的正確性。
（作者單位：國網(wǎng)四川省電力公司技能培訓中心）
地址：四川省 成都市 溫江區(qū) 春江南路666號四川電力職業(yè)技術學院 劉興海 18980916152
發(fā)票抬頭：國網(wǎng)四川省電力公司技能培訓中心；
電力變壓器繼電保護范文第4篇
關鍵詞：繼電保護；供電系統(tǒng)；電力變壓器故障
中圖分類號：TM77 文章標識碼：A文章編號：
一、引言
在供電系統(tǒng)中，輸送電力的設備中最重要的是電力變壓器，電力變壓器一旦出現(xiàn)故障會直接影響設備的工作與區(qū)域用電，危害電力系統(tǒng)的安全持續(xù)運行，造成一定的經(jīng)濟損失。電力變壓器工作時一般都是二十四小時連續(xù)工作，工作強度非常大，通常會出現(xiàn)故障，尤其是大容量變壓器出現(xiàn)故障，對整個電力系統(tǒng)的影響更為嚴重。隨著核電、水電等供電系統(tǒng)快速發(fā)展當今社會，對供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提出了更高的要求，需要更好的繼電保護。因此，要增強電力變壓器繼電保護裝置的安全與功能，確保電力系統(tǒng)得以安全穩(wěn)定運行。
二、電力變壓器常見故障
電力變壓器在運行過程中，一般常出現(xiàn)的故障主要分為內(nèi)部故障和外部故障兩種。內(nèi)部故障的危險性要大于外部故障，曾有內(nèi)部故障在嚴重情況下導致變壓器油箱爆炸，造成整個供電系統(tǒng)癱瘓。電力變壓器常見的故障主要分為芯體、變壓器油、磁路等方面的故障。芯體故障主要就是集中在絕緣層老化或者線圈受潮導致的短路方面，短路會使繞組造成的機械損傷，影響變壓器的使用。變壓器油故障主要是絕緣油長時間的高溫運行，導致氧化或吸收空氣中的水分使絕緣性能下降，進而導致一定的閃絡放電情況。也有部分的變壓器油故障是由于油泥沉積阻塞油道，進而使變壓器的散熱性能變差，長時間運行導致危險發(fā)生。磁路故障是變壓器最常見故障，磁路的芯體絕緣老化，導致漏磁漏電情況，或磁路的螺絲碰接鐵芯導致磁路不能正常工作，或壓鐵松動引起電磁鐵振動和噪聲等。這些故障有的能夠通過異常現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)并及時排除，但更多的是隱形故障，平時很難發(fā)現(xiàn)，使在變壓器故障狀態(tài)運行是很危險的，需要及時的發(fā)現(xiàn)并且排除故障。
三、繼電保護
（一）繼電保護的特點與要求
繼電保護裝置是目前人們采用的最普遍的裝置，自繼電保護裝置應用開始，短時間內(nèi)就得到廣泛利用，主要是由其特點決定的。繼電保護的特點是可靠性高、
實用性強，并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠程監(jiān)控。繼電保護應用的裝置是配置合理并且科學技術含量高的繼電保護裝置。繼電保護的信息管理技術采用方法庫與數(shù)據(jù)庫，整個信息管理系統(tǒng)由傳統(tǒng)的分散式傳輸轉(zhuǎn)變?yōu)榧惺竭\輸。各種新技術與新系統(tǒng)的使用使繼電保護的可靠性增強。繼電保護信息系統(tǒng)的應用，使供電系統(tǒng)中出現(xiàn)的實際問題，能夠通過系統(tǒng)有效的對各個部分中的各類數(shù)據(jù)及時使用和共享，更方便工作人員的操作，因此繼電保護的實用性也得到增強。隨著電子技術與信息化技術在各個領域的推廣與應用，供電系統(tǒng)也及時的根據(jù)實際情況采用了新的信息化技術。通過電子信息技術的應用，能夠?qū)╇娤到y(tǒng)的電力變壓器的運行狀態(tài)，進行二十四小時無人監(jiān)控。最先進的是通過運行狀態(tài)分析，能夠發(fā)現(xiàn)電力變壓器的隱形故障，及時的在大的故障產(chǎn)生前把隱形故障排除，保障了供電系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行，減少了經(jīng)濟損失。
現(xiàn)代的繼電保護雖然有著非常好的優(yōu)勢，但是對裝置的要求更高，沒有好的繼電保護裝置，繼電保護的特點與性能就不能完全發(fā)揮。繼電保護裝置最基本的要求就是靈敏性與可靠性。供電系統(tǒng)一般要求繼電保護裝置的設計原理、整定計算、安裝調(diào)試等全部要正確無誤，還要求組成繼電保護裝置的各元件的質(zhì)量可靠。繼電保護裝置也需要定期的進行運行維護檢查與保養(yǎng)，盡量提高供電系統(tǒng)變壓器繼電保護的可靠性。
（二）繼電保護措施
1.瓦斯保護
瓦斯保護是供電系統(tǒng)電力變壓器油箱的主要保護措施，能夠在變壓器油箱發(fā)生內(nèi)部故障的時候自動啟動。變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障一般會引起油面降低，瓦斯繼電器的能夠平衡錘的力矩會發(fā)生變化而降落，從而接通上下觸點，自動發(fā)出報警信號。供電系統(tǒng)的電力變壓器發(fā)生突發(fā)性的嚴重事故的時候，也會有相應應對措施。變壓器的最嚴重故障為油箱漏油，油箱漏油會使變壓器發(fā)生爆炸，導致整個供電系統(tǒng)癱瘓。漏油使電力變壓器的液面會發(fā)生較大的變化，繼電器的上下觸點也能夠接觸，初步實現(xiàn)自動報警。隨著漏油的繼續(xù)，油位降低到一定數(shù)值，繼電器能夠自動跳閘保護整個供電系統(tǒng)，避免大的損失產(chǎn)生。供電系統(tǒng)的電力變壓器大多在0.8MVA以上，都應該配備瓦斯保護裝置。
2.差動保護
供電系統(tǒng)的變壓器內(nèi)部引出線短路，絕緣套管相間短路故障發(fā)生時，變壓器內(nèi)的匝間出現(xiàn)問題時，繼電系統(tǒng)都會及時啟動電流速斷保護。電流速斷保護的主要優(yōu)勢是能夠準確的定位故障發(fā)生的位置，及時分析出發(fā)生故障的類型，然后馬上調(diào)用內(nèi)部已經(jīng)編訂好的程序，根據(jù)故障的情況發(fā)出相應的預警措施。如果故障程度比較輕，差動保護可以預警后并延長故障繼續(xù)發(fā)生的時間，為專業(yè)人員的維修提供一定的時間差，同時差動保護還可以利用已經(jīng)編好的程序，對小型故障進行自動的排除等。如果故障程度比較嚴重，差動保護會直接報警并且斷電，避免短路后經(jīng)濟損失情況的發(fā)生。由于差動保護具有以上的優(yōu)勢，目前供電系統(tǒng)廣泛采用該技術，它將成為未來繼電保護的一種趨勢。
3. 過電流保護
過電流保護是作為瓦斯保護和差動保護后備保護，可以準確反應出變壓器短路所導致的過電流。過電流保護裝置一般是裝在電力變壓器的電源側(cè)，并且根據(jù)變壓器的要求裝配不同的保護裝置。升降壓變壓器處可以裝配復合電壓起動的過電流保護，大接地電流系統(tǒng)中，可以在變壓器外部裝配零序電流保護，作為主變壓器保護的后備保護。過電流保護的具體啟動方式應該根據(jù)相配備的變電器的相應數(shù)據(jù)進行合理選擇，沒有統(tǒng)一的標準，可以根據(jù)供電系統(tǒng)的不同需求裝配不同的 過電流保護裝置。
4.過勵磁保護
現(xiàn)代供電系統(tǒng)由與工作電壓過高，電力變壓器的額定磁密接近飽和。頻率降低時與電壓升高時，變壓器都很容易出現(xiàn)過勵磁，導致鐵心的溫度上升影響絕緣性能。安裝勵磁保護裝置，可將變壓器的過勵磁引起的過電流反映出來，從而可防止變壓器絕緣老化，提高變壓器的使用效能。
5.過負荷保護
過負荷保護能夠反應變壓器正常運行時所出現(xiàn)的過負荷情況。過負荷裝置僅在變壓器有可能過負荷的情況下才裝設，通常能夠檢測出過負荷的信號。它的基本工作原理為：一相上進行一個電流繼電器的裝設，并經(jīng)過一定時間延長動作于信號來進行過負荷保護
四、結(jié)論
供電系統(tǒng)的電力變壓器由于運行時的各種因素產(chǎn)生故障，對供電系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定造成影響。許多隱性的故障人工排除比較困難，突發(fā)性的嚴重故障會造成巨大的經(jīng)濟損失，必須要有好的繼電保護促使才能避免損失。而事實證明，繼電保護裝置措施可以改善變壓器嚴重故障發(fā)生概率，對于隱性故障能夠起到報警作用。研究和應用繼電保護措施，可以促進供電系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全。
參考文獻：
[1] 丁永生. 10kV供電系統(tǒng)中變壓器繼電保護分析[J],中國新技術產(chǎn)品,2009（23）
電力變壓器繼電保護范文第5篇
關鍵詞：大型水電廠；發(fā)電機；變壓器；繼電保護；保護原理；電力設備 文獻標識碼：A
中圖分類號：TV734 文章編號：1009-2374（2016）26-0116-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.26.056
發(fā)電機是生產(chǎn)電的核心，變壓器是完成電力輸出與使用的核心。二者在整個電力系統(tǒng)中都有著非常重要的地位與作用。重視發(fā)電機和變壓器的繼電保護，是維持二者正常工作的必要措施，是維護電力系統(tǒng)正常運作的必然要求。
1 發(fā)電機變壓器繼電保護的必要性與方式
1.1 發(fā)電機繼電保護的必要性與方式
對發(fā)電機進行繼電保護最為根本的目的是為了維持發(fā)電機的正常運作，以保證正常的電力輸出，維持整個電網(wǎng)穩(wěn)定運行。發(fā)電機的繼電保護具有安全性、選擇性、迅速性、可靠性和靈敏性五大性能。當發(fā)電機出現(xiàn)故障時，繼電保護裝置就會在最短的時間內(nèi)盡快切除故障機組，不影響周圍的線路及發(fā)電機運行。在故障排除后，發(fā)電機又可以正常地使用。由此可以看出，繼電保護不僅是為了維持發(fā)電機的正常運行，也是為了保證周圍線路及設備的安全，為盡快恢復正常的電力輸出提供良好的條件。
發(fā)電機的繼電保護方式主要有三種，分別是縱差保護、橫差保護和接地保護。
縱差保護主要針對于發(fā)電機內(nèi)部出現(xiàn)短路的情況。這種保護方式能夠在無延時的情況切斷保護范圍內(nèi)的各種短路線路，并同時不影響發(fā)電機的過負荷和系統(tǒng)振蕩，非常適用于容量在1MW以上的發(fā)電機保護中。
橫差保護是利用兩個支路電流差的反應，來實現(xiàn)對發(fā)電機定子繞組匝間短路的情況。該方式主要通過兩種接線方式實現(xiàn)：一是在每相裝設兩個電流互感器和一個繼電器，以形成單獨的保護系統(tǒng)；二是對于可以引出多個中性點的定子繞組，通過在各中性點引出線處增設零序電流互感器的方法，構成單元件橫差或多元件橫差保護。單相接地保護主要有四種實現(xiàn)方式，分別是發(fā)電機定子繞組單相接地、利用零序電流構成定子接地保護、利用零序電壓構成定子接地保護或利用三次諧波電壓構成定子接地保護。
1.2 變壓器繼電保護的必要性與方式
變壓器是電力系統(tǒng)中一個重要的元件，對維持整個電力系統(tǒng)的正常運行有著非常重要的影響。不同地區(qū)對于用電的要求不同，變壓器能夠?qū)陌l(fā)電機發(fā)出的統(tǒng)一的電壓變成不同的電壓輸出，以滿足不同用戶對電力的需求，所以當變壓器發(fā)生故障，將無法按照各用戶的需求提供相應電壓的電力，故而造成整個電力使用情況的混亂，甚至是癱瘓。
變壓器的繼電保護方式主要分為瓦斯保護、電流速斷保護、外部相間短路所采用的保護方式、外部接地短路所采用的保護方式、過負荷保護及過勵磁保護。外部相間短路一般所用的保護方式為過電流保護、復合電壓、負序電流及低電壓啟動的過電流保護和阻抗保護。由此可見，變壓器的繼電保護方式非常多，其原因之一是變壓器的種類、容量與運行功率等具體情況也不盡相同，因此在選擇合理的繼電保護方式時一定要符合變壓器實際的需求。
2 水電廠發(fā)電機變壓器的繼電保護方式
2.1 水電廠發(fā)電機定子接地繼電保護的原理
當水電廠發(fā)電機中的定子單相接地極有可能會發(fā)展成為匝間短路、相間短路和兩點接地短路。一旦發(fā)生短路，就會影響整個發(fā)電機的正常運轉(zhuǎn)，進而影響整個電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運行，所以其繼電保護通常都是在其中性點設置高阻，即通過接地變壓器來限制暫態(tài)過電壓或以相同的原理建立一個保護系統(tǒng)。當定子繞組單相接地出現(xiàn)故障時，能夠?qū)Πl(fā)電機的系統(tǒng)進行100%的保護，如當故障發(fā)生時，能夠立即反應并進行自動跳閘，以實現(xiàn)保護的目的。
2.2 遵循水電廠繼電保護的基本原則
水電廠是將水的位能和動能轉(zhuǎn)化為電能的工廠，因位置、徑流的不同，其具體的形式也是不同的。與火電廠不同，大多數(shù)水電廠是采用發(fā)電機和變壓器接線連接的方式，但需要注意的是，大多水電廠的發(fā)電機容量都以小型為主（容量在25MW）。一般采用擴大單元接線，將幾臺小型的發(fā)電機共用一臺變壓器，然后經(jīng)斷路器后并聯(lián)于母線上。而大型水電廠一般采用單元接線，且大多設置有發(fā)電機出口斷路器，一般水電廠的發(fā)電機和變壓器的繼電保護配置是分開的，通常采用雙套保護
配置。
2.3 合理地配置水電廠繼電保護
2.3.1 發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子保護配置。發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子保護配置有發(fā)電機定子接地保護和轉(zhuǎn)子接地保護。定子接地保護配置的原理是通過基波零序電壓實現(xiàn)對發(fā)電機85%～95%的定子繞組接地的保護，同時通過三次諧波電壓實現(xiàn)對中性點附近的定子繞組接地保護。在進行該繼電保護配置時，需要根據(jù)零序電壓和三次諧波確定各定子的獨立出口回路，以適應不同發(fā)電機對保護配置的要求。
轉(zhuǎn)子接地保護配置主要是用于當勵磁回路一點接地故障時且，發(fā)電機并未因此出現(xiàn)故障，但如果繼續(xù)發(fā)生第二點接地就會嚴重影響發(fā)電機的正常運行的情況中。當出現(xiàn)一點接地故障時，繼電保護裝置測到其具體的位置，計算出測量接地電阻和接地位置，并發(fā)出告警信息，運行人員及時采取減負荷、停機等措施。
2.3.2 變壓器的繼電保護配置。水電廠的變壓器分為主變壓器和廠用變壓器。主變壓器的繼電保護配置一般是由差動、重瓦斯、低壓過流、零序、低壓側(cè)接地、輕瓦斯、溫度升高和溫度過高組成。根據(jù)水電廠和主變壓器的具體情況，可以適當?shù)丶由祥g隙零序過流和差動速斷保護建立一個新的保護配置。將一套工控機作為連接和管理主變壓器繼電保護配置和廠用變壓器繼電保護配置的單元管理機，從而簡化二者外部的接線流程。
廠用變壓器的繼電保護中原來裝在高壓開關柜上的保護配置可以拆除，便于對該保護裝置的管理與維護。將之前的保護屏裝在主變壓器的保護屏旁邊，并與之共用一臺單元管理機，如此既能有效地實現(xiàn)水電廠變壓器的需求，同時也節(jié)約了繼電保護配置的成本投入。
3 關于水電廠的繼電保護發(fā)展方向研究
3.1 網(wǎng)絡信息化
隨著信息化以及用電安全逐步深入人心，人們對水電廠的運行安全要求越來越高。當前的網(wǎng)絡信息技術完全能夠幫助管理人員及時地發(fā)現(xiàn)水電廠中設備的故障范圍，并診斷出具體的故障，幫助維修人員及時地處理。而其對于各種相關數(shù)據(jù)的收集，能幫助管理人員更好地了解發(fā)電機和變壓器的運行情況，從而建立一個有效的管理方式，幫助水電廠更好地實現(xiàn)人力資源的合理利用。
3.2 微機化
網(wǎng)絡化的實現(xiàn)有賴于計算機技術的發(fā)展，而計算機技術在很大程度上推動了微機保護硬件的發(fā)展。大量的機械設備、元件開始變得越來越小，一塊小小的芯片所蘊含的功能也越來越多。如今我國大多數(shù)水電廠中對發(fā)電機和變壓器的繼電保護配置都是集中在32位的CPU中，通過CPU的儲備管理能力和處理信息的功能，加大了對繼電保護配置的管理，同時也很大地節(jié)約了設備的空間。這些都能有效地提升繼電保護配置運行的便利性和正常的維護保養(yǎng)，進而大大提升水電廠的安全系數(shù)。
3.3 智能化
微機化與網(wǎng)絡化技術的大量使用與發(fā)展，必然會促進智能化技術的出現(xiàn)。目前智能化技術已經(jīng)成為水電廠管理中不可或缺的工具。其中最為常用的方式是神經(jīng)網(wǎng)絡，即運用非線性映射的方式來解決發(fā)電機或變壓器的繼電保護配置在運行中出現(xiàn)的問題。將專家系統(tǒng)加入到水電廠中發(fā)電機與變壓器的管理系統(tǒng)中，能就其出現(xiàn)的故障和繼電保護問題進行有效的分析、總結(jié)，快速地查找出問題的原因，并制定出解決方案。如果繼電保護中出現(xiàn)一些從未見過的故障情況，系統(tǒng)會自動對其進行記錄，為下一次解決故障提供準備。
3.4 多功能一體化
當上述技術都得到有效的運用與發(fā)展時，實際上就是將一套集多種功能于一體的計算機管理系統(tǒng)應用在水電廠的繼電保護系統(tǒng)中。該系統(tǒng)能夠?qū)λ姀S中的發(fā)電機和變壓器的運作進行實時監(jiān)測與分析，對其運行的數(shù)據(jù)和故障信息進行有效的分析及處理，保證及時處理或發(fā)現(xiàn)繼電保護中的問題。
4 結(jié)語
作為水電廠最為重要的兩個核心部件――發(fā)電機和變壓器，對其進行繼電保護是非常重要的。但需要注意水電廠不同于火電廠，二者發(fā)電機和變壓器的連接方式不同，自然發(fā)電機和變壓器的繼電保護配置也不一樣。在設計水電廠發(fā)電機和變壓器的繼電保護配置時，要嚴格遵循其配置的原則，選擇合適的配置方式。緊緊跟隨時代的腳步，及時地引進現(xiàn)有的科學技術，讓水電廠的發(fā)電機和變壓器的繼電保護方式能更好地發(fā)揮作用，更好地幫助水電廠實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益。
參考文獻
[1] 黨曉強，邰能靈，王海田，黃彬.大型水輪發(fā)電機定子接地方式及其繼電保護的相關問題分析[J].電力自動化設備，2012，（7）.
[2] 陳俊，劉洪，嚴偉，沈全榮.大型水輪發(fā)電機組保護若干技術問題探討[J].水電自動化與大壩監(jiān)測，2012，（4）.
[3] 李小安.水電廠機組及主變壓器中的高壓真空開關技術的應用[J].水利科技與經(jīng)濟，2011，（10）.
[4] 何璐，馬力，石爽，路秀麗，何苗，王瀚.大型水電廠廠高變保護配置及整定計算相關問題研究[J].西北水電，2014，（2）.
[5] 劉珊，桑振海，石爽，馬力.大型水電廠廠用電繼電保護系統(tǒng)設計研究[J].電網(wǎng)與清潔能源，2014，（7）.
[6] 王喜志.水電站發(fā)電機及變壓器繼電保護的設計原則與配置方案[J].自動化應用，2014，（11）.
[7] 趙岳.水電廠發(fā)電機、變壓器保護特點及配置方法研究[J].建材與裝飾，2015，（47）.
