摘要：電力系統中電力變壓器作為大量使用的關鍵設備，其運行的可靠性是整個電力系統安全運行的重要保證。本文針對電網中某些運行方式下出現保護盲區的情況進行分析，得出系統電壓無法滿足保護動作的要求是出現保護盲區的關鍵原因。

　　【關鍵詞】電力系統;變壓器;故障分析;繼電保護

　　電力方向論文范文：電力系統中智能變電站繼電保護技術分析

　　摘要:現階段在經濟持續進行發展的同時，我國電力企業在穩定的進步，因為經濟的發展和人們生活水平的提高，促進電網規模的進一步加大，改變人們自身的工作方式，同時也是對人們的生活帶來一定的改變，并且也改善了我國經濟水平的整體居民，在電力企業中，變電站是一項十分重要的內容，對于供電的穩定性方面有著直接的影響，保證變電站的安全穩定運行，對于促進電力企業自身持續穩定的發展有著十分重要的作用。因此本文主要分析電力系統中的智能變電站機電保護技術，在此基礎上提出下文的內容。

　　引言

　　作為電力系統中大量使用的關鍵設備，電力變壓器運行的可靠性是整個電力系統安全運行的重要保證。如果變壓器發生故障時，保護裝置拒動或者不能在要求時間內快速動作，可能造成變壓器不同程度的損壞，甚至燒毀。針對變壓器出現的的大部分故障類型，目前都有較完善的保護措施。但在一些特殊運行方式中，由于保護原理的局限性，導致互感器和斷路器之間的故障不能得到及時消除，給變壓器的正常運行帶來較大的危害。為此思考利用低壓開關位置作為輔助判據的方法，在適當改變外部接線的情況下，用以消除故障。

　　1.變壓器電氣量保護的配I情況

　　根據《繼電保護和安全自動裝置技術規程》(DL400—91)要求，變壓器除裝設必須的氣體和差動保護外，對由外部相間短路引起的變壓器過電流，應按規定裝設復合序電壓閉鎖的過流保護作為后備保護，并與差動保護范圍有一個重疊區，保護動作后，帶時限動作于跳閘。

　　1.1差動保護

　　1.1.1二次諧波閉鎖原理的差動保護

　　(~PST1200、IsA200、ISA300等)主要涉及到啟動元件、差動速斷保護元件，諧波制動元件、比率制動元件以及異常判定和其他輔助元件。a、啟動元件包括差流突變量啟動元件、差流越限啟動元件。當任一差電流突變量連續3次大干啟動門坎時，保護啟動，差流越限啟動元件在差動電流大于差流越限啟動門坎并保持5ms后啟動，其動作門坎為差動動作定值的8O%。b、差動電流速斷保護元件，是為了在變壓器區內嚴重性故障時快速跳開變壓器各側開關。

　　C、二(五)次諧波制動元件是為了在變壓器空投時防止勵磁涌流引起差動保護誤動，動作判據是差流中二次諧波含量大于二(五)次諧波制動系數乘差動電流。簡版PST-1260無五次諧波制動。d、比率制動元件是為了在變壓器區外故障時差動保護有可靠的制動作用，同時在內部故障時有較高的靈敏度。三側差動判據：差動電流Icdd=II1+I2+I3I≥制動電流Izdd=max(IIlI，II2I，II3I)，且Izdd~Izdd>Izd，Icdd-Icd≥Kl(0.5)×(Izdd—Izd);或Izdd>3Izd，Icdd—Icd—K1×2Izd≥K2(0.7)×(Izdd一3Izd)e、TA回路異常判別元件是為了在正常運行時判別TA回路狀況，發現異常發告警信號，并可由控制字投退來決定是否閉鎖差動保護。

　　f、變壓器各側電流相位補償元件。變壓器各側電流互感器采用星形接線，二次電流直接接入本裝置;電流互感器各側的極性以母線側為極性端，變壓器各側TV二次電流相位由軟件調整。對于Y0/△一11接線，校正方法：Ia=(IA—IB)/./3。g、過負荷監測元件監測變壓器各側三相電流。h、過負荷啟動冷卻器反應變壓器負荷情況，監測變壓器高壓側三相電流。i、過負荷閉鎖調壓反應變壓器的負荷情況，監測變壓器高壓側三相電流。

　　1.1.2波形對稱原理差動保護。

　　與諧波制動原理區別僅在于二次諧波制動，本元件采用波形對稱算法，將變壓器空載合閘時產生的勵磁涌流與故障電流分開。當變壓器空載合閘至內部故障或外部故障切除轉化為內部故障時，本保護能瞬時動作。(~IIPST1200等)差動保護的保護范圍是差動二次電流回路互感器之間的所有設備，當其內部發生故障時瞬時跳開主變高、低壓側斷路器。高、低壓側后備保護為差動保護的后備和母線故障的保護，為保證選擇性，動作后延時跳開相應的斷路器。當主變投產或檢修復役時，為快速切除主變故障，按照運行操作的規定，必須投上主變差動保護和高、低壓側后備保護壓板，將其投入運行。

　　1.2后備保護工作中，由于主變阻抗較大，住主變低壓側故障時，高壓側電往往變化較少，導致不能有效開放電壓閉鎖功能，為保證故障時的動作靈敏度，在實際應用中采用高、低壓側復合序電壓并聯開放的方法，來保證低壓側故障時能可靠動作，即同時采用高、低壓側的電壓，任何一側復合序電壓動作都能開放閉鎖回路。

　　1.2.2零序(方向)過流保護，反應單項接地故障，可作為變壓器的后備保護。交流采用0。接線，電壓電流取自本側的TV~nTA。TV斷線時，本保護的方向元件退出。TV斷線若電壓恢復正常，本保護也隨之恢復正常。

　　1.2.3間隙零序保護，反應變壓器間隙電壓和間隙擊穿的零序電流，零序電壓取自本側零序1.3非電量保護非電量保護完全獨立于電氣保護，僅反應變壓器本體開關量輸入信號，驅動相應的出1：1繼電器和信號繼電器，為本體保護提供跳閘功能和信號指示。保護包括：本體重瓦斯、調壓重瓦斯、壓力釋放1，壓力施放2、本體輕瓦斯、冷卻器故障、油溫高、本體油位異常、風冷消失、繞組溫度高、調壓油位異常。

　　2.主變保護故障的產生

　　2.1變壓器操作中出現的故障

　　在實際工作中，變壓器檢修復役的操作過程是在低壓側斷路器斷開的基礎上，合上高壓側斷路器沖擊主變，當主變沖擊正常后合上低壓側斷路器送出負荷。如果沖擊主變時，低壓側斷路器和電流互感器之間發生短路故障(如地刀沒有拉開，檢修工具遺漏等)，差動保護將無法動作，而高壓側后備保護所取的高壓側母線電壓由于主變阻抗較大無法動作開放，低壓側母線由于電壓正常也不能通過并聯啟動回路開放高壓側過流保護，將導致其不能快速的切除故障，引起主變燒毀損壞。此處即為主變保護的盲區。

　　2.2變壓器運行過程中出現的故障

　　在變壓器運行過程中，如低壓側斷路器和電流互感器之間發生故障，變壓器低壓側保護將在低壓側母線電壓降低和電流增大的情況下以較短時延動作跳開主變低壓側斷路器，使得低壓側母線電壓恢復正常。但此時故障點并沒有隔離，短路電流由高壓側母線通過主變繼續輸送到故障點，雖然高壓側故障電流較大，但高壓側電壓由于主變阻抗較大而無法可靠動作開放，同樣導致其不能快速的切除故障，造成保護盲區。

　　3.消除主變故障的繼電保護方法

　　3.1高壓側后備保護動作邏輯改進方法

　　在兩圈變壓器主變高壓后備保護中，增加一與門電路，其動作邏輯為：當低壓側斷路器斷開，并且高壓側電流大干規定值時，按規定時間跳高壓側斷路器。在三圈變壓器主變高壓后備保護中，設置一與或門電路，其動作邏輯為：當低壓側斷路器或中壓側斷路器斷開，并且高壓側電流大于規定值時，按規定時間跳高、中、低壓三側斷路器。

　　3.3實際應用中需要考慮的問題和應對措施

　　在實際應用中，由于運行方式的不同，會引起保護裝置的誤判斷，為此需要實施針對性的措施。在兩圈變中，當低壓側開關斷路器處冷備用或檢修，而高壓側斷路器和主變運行時，為防止低壓側斷路器位置變化引起高壓側保護頻繁啟動，應設置一塊低壓側斷路器位置輸入壓板，在此時應斷開以避免干擾。當低壓側開關熱備用和運行后則要及時放上此壓板。

　　在三圈變中，除了有兩圈變同樣的問題外，還需要考慮高、中(低)壓側斷路器運行而低(中)壓側斷路器熱備用的情況下，可能會發生中(低)壓側線路短路引起高壓側保護過流啟動，在低(中)壓側斷路器斷開位置下動作跳開高、中(低)壓側斷路器的情況，因此需要注意動作時限的配合。對三圈變建議采用改變中(低)壓側保護邏輯和接線的方法，以避免出現這種情況。

　　4.結語

　　多年來，主變的運行安全—直受到高度的重視，許多專家和專業人員對主變內部故障機理進行了多方面、多層次的研究。但主變的外部故障同樣會帶來較大的損害，因此需要考慮在各種運行條件下故障的可能性和保護的動作情況，發現可能存在的問題，并及時的處理和解決。