繆玉生 肖虎

摘 要：電力變壓器是電力系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備，其運(yùn)行的可靠性關(guān)系著整個電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。當(dāng)變壓器發(fā)生故障時，電力系統(tǒng)就會受到安全威脅，這不僅會給電力企業(yè)造成很大的設(shè)備及經(jīng)濟(jì)損失，還會影響電網(wǎng)的穩(wěn)定及供電可靠性。繼電保護(hù)技術(shù)在變壓器故障處理中的正確應(yīng)用，能夠提高變壓器運(yùn)行可靠性。文章通過對變壓器電氣量配置情況以及故障情況分析，探討繼電保護(hù)技術(shù)在變壓器故障解決中的具體應(yīng)用，供有關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)技術(shù)；變壓器故障解決；應(yīng)用

變壓器是電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，其運(yùn)行的質(zhì)量對整個電力系統(tǒng)具有重要的影響。當(dāng)變壓器發(fā)生故障時，保護(hù)裝置拒動或者不能快速切除故障，可能造成變壓器不同程度的損壞，甚至燒毀。針對變壓器出現(xiàn)的的大部分故障類型，目前都有較完善的保護(hù)措施。由于變壓器工作原理的限制，有時斷路器以及電壓互感器故障不能夠及時的消除，這就對變壓器故障快速切除造成很大的影響。

1 變壓器電氣量保護(hù)配置

根據(jù)《繼電保護(hù)及安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》要求，變壓器保護(hù)不僅要配置以差動保護(hù)以及非電量保護(hù)為主的變壓器內(nèi)部保護(hù)，還需要配置反應(yīng)變壓器外部及內(nèi)部相間及接地的后備保護(hù)，切實(shí)保證變壓器運(yùn)行的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。

1.1 差動保護(hù)

諧波制動原理差動保護(hù)：主要元件包括異常判定元件、諧波制動元件以及其它元件等等。差動保護(hù)的具體過程分為以下幾步：（1）啟動元件包括差流越限元件以及差流突變量元件等。當(dāng)差流發(fā)生突變或越限，超過差流啟動門檻電流時，差動保護(hù)就會被啟動，如果差動電流比整定值高時，差動元件就會動作；（2）對于差動元件來說，就是在變壓器發(fā)生較為嚴(yán)重的故障時，會將變壓器的各側(cè)開關(guān)自動斷開；（3）對于諧波元件，主要應(yīng)用的變壓器發(fā)生空投情況時，能夠有效的防止勵磁電流影響的保護(hù)誤動；（4）TA判別元件，其作用是在運(yùn)行過程中判斷回路情況，發(fā)生異常時發(fā)出告警，可通過控制元件來決定是否需要閉鎖保護(hù)。

波形識別原理的差動保護(hù)：波形識別原理差動保護(hù)與諧波制動原理相比，主要區(qū)別在于二次諧波方面。波形差動元件主要是通過波形算法，在變壓器發(fā)生空載時，將合閘生成的故障電流以及勵磁電流進(jìn)行有效區(qū)分?？蛰d合閘造成的變壓器內(nèi)部故障，波形差動保護(hù)會在極短的時間內(nèi)啟動。

主變差動保護(hù)范圍：各側(cè)電流互感器之間設(shè)備，當(dāng)保護(hù)設(shè)備內(nèi)部故障發(fā)生時，會將主變變壓器各側(cè)的斷路器跳開。

1.2 非電量保護(hù)

反應(yīng)變壓器內(nèi)部故障，主要由本體瓦斯氣體保護(hù)、調(diào)壓瓦斯氣體保護(hù)、本體壓力釋放保護(hù)、有載調(diào)壓壓力釋放保護(hù)、繞組溫度高保護(hù)、油位異常保護(hù)等。

1.3 后備保護(hù)

作為主變差動保護(hù)及主變各側(cè)母線連接元件的后備保護(hù)。通常設(shè)置反應(yīng)相間故障的相間阻抗保護(hù)、復(fù)合電壓方向過流保護(hù)；反應(yīng)接地故障零序方向過流保護(hù)。

變壓器運(yùn)行的過程中會發(fā)生各種各樣的故障，同時會伴隨著電流急劇升高、電壓急劇降低，由于受到主變抗阻的影響，當(dāng)中（低）壓側(cè)發(fā)生故障，也會對高壓側(cè)的電壓造成影響，對高壓側(cè)復(fù)合電壓閉鎖啟動造成一定影響。為了保證在變壓器故障發(fā)生時，保護(hù)裝置能夠迅速啟動，應(yīng)該合理的設(shè)置后備保護(hù)，確保中（低）壓側(cè)發(fā)生故障不會造成高壓側(cè)后備保護(hù)拒動。

2 變壓器故障分析

電力變壓器在投運(yùn)操作及正常運(yùn)行時出現(xiàn)內(nèi)、外部故障，以差動保護(hù)、非電量保護(hù)為主的變壓器內(nèi)部保護(hù)及反應(yīng)變壓器外部、內(nèi)部相間及接地的后備保護(hù)均可以正確動作。但在主變中（低）壓側(cè)流變及斷路器之間發(fā)生故障時存在動作盲區(qū)。

主變盲區(qū)故障產(chǎn)生原因：電力變壓器在投運(yùn)操作及正常運(yùn)行時，如果在中（低）壓側(cè)流變及斷路器之間發(fā)生故障，主要是短路故障，由于故障點(diǎn)在差動保護(hù)保護(hù)范圍之外，差動保護(hù)無法啟動，主變中（低）后備保護(hù)感受到中（低）壓側(cè)母線的電壓下降及中（低）壓側(cè)保護(hù)電流會增大，中（低）壓側(cè)后備保護(hù)可正確動作跳開中（低）壓側(cè)斷路器，但故障點(diǎn)依然存在，而在變壓器高壓側(cè)，由于主變阻抗很大，高壓側(cè)電壓變化可能并不明顯，雖然主變高壓側(cè)電流發(fā)生急劇變化，但高壓側(cè)復(fù)合電壓閉鎖不能開放高后備保護(hù)，高壓側(cè)的復(fù)合電壓過流保護(hù)不能動作，變壓器故障由于不能及時有效的切除，最終導(dǎo)致變壓器損毀。

3 繼電保護(hù)技術(shù)在變壓器故障解決中的應(yīng)用

3.1 主變高壓側(cè)后備保護(hù)改進(jìn)方法

因?yàn)樵谥校ǖ停簜?cè)流變及斷路器之間發(fā)生故障時主變中（低）后備保護(hù)能靈敏感受到中（低）壓側(cè)母線的電壓下降，故在主變高壓側(cè)后備保護(hù)中增加復(fù)合電壓“或”門電路，讓主變高壓側(cè)后備保護(hù)的復(fù)合電壓閉鎖條件由高壓側(cè)復(fù)合電壓、中壓側(cè)復(fù)合電壓、低壓側(cè)復(fù)合電壓經(jīng)邏輯門“或”的關(guān)系輸出，有效解決高壓側(cè)復(fù)合電壓過流保護(hù)不能動作問題。中（低）后備保護(hù)復(fù)合電壓可只取本側(cè)壓變電壓。

3.2 實(shí)際運(yùn)行過程中問題的解決措施

在變壓器實(shí)際應(yīng)用過程中，由于運(yùn)行方式存在差異，所以常常會發(fā)生保護(hù)拒動或誤動，這就必須采取有效的針對性措施。對于兩圈或三圈變壓器來說，如果變壓器處于運(yùn)行狀態(tài)，但中或低壓側(cè)壓變可能處于停用狀態(tài)，雖然加裝了防止中或低壓側(cè)發(fā)生死區(qū)故障導(dǎo)致高壓側(cè)后備保護(hù)拒動的復(fù)合電壓閉鎖“或”門電路，但在中（低）壓側(cè)壓變檢修或二次斷線時中（低）壓側(cè)復(fù)合電壓是開放的，這就容易引起高壓側(cè)后備保護(hù)誤動，所以還應(yīng)在相應(yīng)位置上加設(shè)各側(cè)壓變退出壓板，在某側(cè)壓變檢修退出時投入此側(cè)壓變退出壓板，讓此側(cè)復(fù)合電壓在復(fù)合電壓閉鎖“或”門電路不起作用，確保主變保護(hù)穩(wěn)定及可靠。

4 結(jié)束語

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力事業(yè)得到了長足的發(fā)展，社會各行各業(yè)的生產(chǎn)活動都離不開電力系統(tǒng)的支持，對電力需求量也逐漸的增多。這就使得電網(wǎng)規(guī)模逐漸的擴(kuò)大，對電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量要求也越來越高。變壓器是電力系統(tǒng)中關(guān)鍵的設(shè)備之一，對電力系統(tǒng)的運(yùn)行保護(hù)有著關(guān)鍵的作用。因此，需要在原來的變電運(yùn)行系統(tǒng)中，除了原有的繼電保護(hù)設(shè)備外，增設(shè)復(fù)合電壓閉鎖“或”門電路輔助判據(jù)，通過對變壓器外部接線以及內(nèi)部邏輯判據(jù)，有效的消除變壓器故障，保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

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