王春茹　劉日良

摘要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)電力設(shè)備在制造原理、運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律和維修保養(yǎng)等方面都取得了非常大的進(jìn)步，大大提高了我國(guó)電力設(shè)備的使用質(zhì)量和效果。為了滿足人們對(duì)電力日益增長(zhǎng)的需求，電廠對(duì)于發(fā)電機(jī)和變壓器的性能要求也越來(lái)越高。文章闡述了發(fā)電機(jī)、變壓器的繼電保護(hù)方式及原理。

關(guān)鍵詞：電力變壓器;繼電保護(hù);研究

1 分析變壓器結(jié)構(gòu)

變壓器的類型是多種多樣的，但它們的基本結(jié)構(gòu)是相同的。由鐵芯和繞組繞線組成。根據(jù)鐵芯和繞組不同的位置，變壓器可以分為兩種類型：第一，繞組鐵芯。鐵芯類型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低含鐵量，使得繞組和絕緣更容易實(shí)現(xiàn);第二，外殼型變壓器。它的特點(diǎn)是繞組多即鐵芯繞組。1）器身：包括鐵心、繞組、絕緣部件及引線。2）調(diào)壓裝置：即分接開關(guān)，分為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓和有載調(diào)壓。3）油箱及冷卻裝置。4）保護(hù)裝置：包括儲(chǔ)油柜、安全氣道、氣體繼電器、吸濕器、凈油器和測(cè)溫裝置等。5）絕緣套管。6）鐵心。

2分析變壓器繼電保護(hù)的基本原理

繼電保護(hù)裝置在自己的保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)應(yīng)具備對(duì)受保護(hù)部件進(jìn)行區(qū)分的能力。當(dāng)變壓器在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)及時(shí)出口動(dòng)作，不應(yīng)該拒動(dòng);當(dāng)在保護(hù)范圍外發(fā)送故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置又能做到不誤動(dòng)作。要實(shí)現(xiàn)這一功能，就需要充分考慮電力系統(tǒng)中電氣量變化。變壓器發(fā)生故障后，與未發(fā)生故障時(shí)相比，電壓、電流等電氣量會(huì)發(fā)生明顯變化。第一，電流急劇增大。未發(fā)生故障時(shí)，電流為變壓器的額定電流;發(fā)生短路后，變壓器內(nèi)將會(huì)出現(xiàn)數(shù)值遠(yuǎn)大于額定電流的短路電流，易燒毀變壓器內(nèi)的絕緣部分，造成內(nèi)部局部過(guò)熱，甚至燒毀變壓器本身。第二，系統(tǒng)電壓降低。當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)會(huì)使變壓器的相電壓下降，尤其接近于短路點(diǎn)的電壓值下降最多。第三，電流和電壓之間的相位角發(fā)生變化。正常運(yùn)行時(shí)的電流和電壓的相位角是負(fù)載的功率因數(shù)角，發(fā)生短路故障時(shí)，相位角增大。第四，測(cè)量阻抗的變化。測(cè)量阻抗是測(cè)量點(diǎn)（保護(hù)安裝處）電壓與電流的比值。在正常運(yùn)行時(shí)，阻抗是負(fù)載阻抗;當(dāng)金屬短路時(shí)，測(cè)量阻抗減小。

3 變壓器保護(hù)類型

3.1瓦斯保護(hù)。該保護(hù)在變壓器運(yùn)行中較為常見，是一種電力變壓器內(nèi)部的裝置，以氣體變壓器為主。瓦斯保護(hù)的目的是保證電力變壓器油箱內(nèi)部的氣體可以及時(shí)排出，防止油箱溫度突然上升，并且確保了絕緣油的基本性能，防止出現(xiàn)漏電和短路等安全隱患。針對(duì)不同的變壓器故障，瓦斯保護(hù)的原理不同。在正常運(yùn)行狀態(tài)下，變壓器信號(hào)由油箱的上觸點(diǎn)連通中間變壓器發(fā)出，當(dāng)系統(tǒng)存在故障時(shí)，則警報(bào)信號(hào)由油箱的下觸點(diǎn)連通信號(hào)回路發(fā)出，并輔以跳閘應(yīng)急處理，此時(shí)可以確保故障的正確預(yù)警，并且降低了故障的可能范圍，提高了故障排除和維修的效率。

3.2差動(dòng)保護(hù)。差動(dòng)保護(hù)是反映變壓器兩側(cè)電流差額而動(dòng)作的保護(hù)裝置，其工作原理見圖1所示。變壓器兩側(cè)電流互感器同極性端相連串聯(lián)在回路中，差動(dòng)繼電器并聯(lián)在環(huán)路上，流入差動(dòng)繼電器的電流等于兩側(cè)電流互感器電流之差，即I=I1-12。適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互器的變比和接線，使正常運(yùn)行和區(qū)外故障時(shí)兩側(cè)二次電流向量相同，流入差動(dòng)繼電器的電流為零，保護(hù)裝置不動(dòng)作。

3.3電力變壓器的過(guò)電流保護(hù)和負(fù)荷保護(hù)。過(guò)電流保護(hù)是變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)，又是相鄰母線或線路的后備保護(hù)。變壓器的過(guò)電流保護(hù)應(yīng)按躲過(guò)變壓器最大負(fù)荷電流整定的，受系統(tǒng)運(yùn)行方式及故障類型影響，其靈敏性較差，這時(shí)可采用低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)等。與之相對(duì)應(yīng)的變壓器負(fù)荷保護(hù)主要應(yīng)用于故障預(yù)防，變壓器長(zhǎng)期處于大負(fù)荷狀態(tài)下，會(huì)導(dǎo)致其電流增大，負(fù)荷保護(hù)就是通過(guò)降低負(fù)荷來(lái)控制過(guò)電流。該裝置通常指采用一只電流繼電器與某個(gè)單相線路相連的一對(duì)一的接線方式，一般在經(jīng)過(guò)一定延時(shí)后動(dòng)作于信號(hào)，或延時(shí)跳閘。

3.4零序（接地）保護(hù)。在中心點(diǎn)直接接地運(yùn)行或可接（接地運(yùn)行時(shí)）的變壓器應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù);中心點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)，為防止電網(wǎng)單相接地引起過(guò)電壓損壞變壓器，應(yīng)裝設(shè)零序電壓保護(hù);在中心點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，變壓器接殼可采用變壓器碰接外殼保護(hù)。

4 提升電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行可靠性的有效措施

4.1保證質(zhì)量

繼電保護(hù)的可靠性運(yùn)行不僅受到其運(yùn)行條件的影響，同時(shí)還受到所有組件質(zhì)量的影響。為了保證繼電保護(hù)運(yùn)行的可靠性，需要嚴(yán)格控制部件的質(zhì)量，使用各種手段將其有故障率將至最低，幫助其延長(zhǎng)使用壽命。例如，在電磁繼電器的旋轉(zhuǎn)部件中，必須確保軸端具有良好的光潔度，同時(shí)確保錐度正確;進(jìn)行接觸點(diǎn)鍍銀處理時(shí)，最大限度的確保其接觸優(yōu)良性;強(qiáng)調(diào)晶體管保護(hù)裝置中各元件的焊接質(zhì)量，進(jìn)行嚴(yán)格的篩選及加工處理，以提升其耐高溫性，，確保功設(shè)備功能的穩(wěn)定性;插座必須有良好的接觸，并改進(jìn)其制造技術(shù)，以確保零件能夠相互合作。

4.2裝置檢驗(yàn)

在測(cè)試電力系統(tǒng)繼電的保護(hù)裝置時(shí)，有必要在最后階段進(jìn)行整個(gè)組測(cè)試及電流環(huán)路的升流測(cè)試。試驗(yàn)完成后，不可能對(duì)改定值區(qū)及二次回路接線進(jìn)行改變，最后還必須對(duì)電壓回路進(jìn)行升壓試驗(yàn)。完成定期的檢查工作后，如果設(shè)備在沒(méi)有負(fù)荷的情況下投入運(yùn)行，就不可再進(jìn)行測(cè)量，因?yàn)槔^電保護(hù)中定值區(qū)可起到非常重要的保護(hù)作用，因此無(wú)法測(cè)量負(fù)載矢量及負(fù)荷采樣值，其管理手段及技術(shù)是極其嚴(yán)格的。通常在固定值修改完成后，應(yīng)直接記錄固定值列表及其區(qū)號(hào)，重點(diǎn)需要標(biāo)明改裝人員、區(qū)域編號(hào)、日期、變電站及設(shè)備名稱等內(nèi)容，做好相應(yīng)的記錄，以提升故障判斷的效率同時(shí)以防止定值區(qū)出現(xiàn)問(wèn)題。

4.3規(guī)范指標(biāo)

在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行可靠性指標(biāo)中，增加正確的、不在區(qū)域外的操作行為，以對(duì)指標(biāo)進(jìn)行不斷的完善與提升，最大限度提高電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的準(zhǔn)確性。與此同時(shí)，要更準(zhǔn)確地劃分工作率指標(biāo)，從內(nèi)外區(qū)分正確和不正確的行為，將正反兩個(gè)方面進(jìn)行細(xì)致化妝區(qū)分，把握繼電保護(hù)裝置的故障及工作正常情況下，有效的判斷系統(tǒng)故障，并采取及時(shí)有效的措施對(duì)其進(jìn)行控制與解決。因此，有必要不斷規(guī)范和完善電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的可靠性指標(biāo)，提高其計(jì)算方法的科學(xué)有效性，在實(shí)際的工作中不斷總結(jié)，以提高其運(yùn)行可靠性指標(biāo)。

4.4 嚴(yán)格接地的規(guī)范化

接地裝置是電力系統(tǒng)中非常重要的設(shè)備。當(dāng)繼電保護(hù)裝置的電子線路受到其他電磁場(chǎng)干擾時(shí)，可以利用外殼的接地裝置來(lái)改善繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行環(huán)境。此外，必須抑制電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的可靠性，提高敏感電路的抗干擾能力?？梢詰?yīng)用自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)和容錯(cuò)設(shè)計(jì)。因此，在繼電保護(hù)接地裝置中，必須解決保護(hù)屏的接地問(wèn)題，并將其設(shè)置在屏上的銅板上進(jìn)行定期檢查。另外，我們也要注意屏蔽銅棒連接到接地網(wǎng)的可靠性。我們可以將大截面銅棒和導(dǎo)體牢固地接地在接地網(wǎng)上，最后檢測(cè)接地電阻。在電流和電壓電路接地時(shí)，應(yīng)仔細(xì)檢查電路的可靠性。

5 結(jié)語(yǔ)

電能能源作為社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)的重要能源之一，其發(fā)展水平直接關(guān)系到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平。在這種發(fā)展形勢(shì)下，社會(huì)各界對(duì)電力企業(yè)的發(fā)展給予了足夠的關(guān)注。電力企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展，就必須采取有效的措施，提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量與可靠性，為人們提供安全高效的電能供應(yīng)。而變壓器接地保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用可以有效降低故障問(wèn)題的發(fā)生幾率，從而達(dá)到提升電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的目的。基于此，我們需要對(duì)變壓器接地保護(hù)技術(shù)加大研究力度。

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