摘要：電力系統(tǒng)中電力變壓器作為大量使用的關(guān)鍵設(shè)備，其運(yùn)行的可靠性是整個(gè)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保證。本文針對(duì)電網(wǎng)中某些運(yùn)行方式下出現(xiàn)保護(hù)盲區(qū)的情況進(jìn)行分析，得出系統(tǒng)電壓無(wú)法滿足保護(hù)動(dòng)作的要求是出現(xiàn)保護(hù)盲區(qū)的關(guān)鍵原因。

　　【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng);變壓器;故障分析;繼電保護(hù)

　　電力方向論文范文：電力系統(tǒng)中智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)分析

　　摘要:現(xiàn)階段在經(jīng)濟(jì)持續(xù)進(jìn)行發(fā)展的同時(shí)，我國(guó)電力企業(yè)在穩(wěn)定的進(jìn)步，因?yàn)榻?jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，促進(jìn)電網(wǎng)規(guī)模的進(jìn)一步加大，改變?nèi)藗冏陨淼墓ぷ鞣绞�，同時(shí)也是對(duì)人們的生活帶來(lái)一定的改變，并且也改善了我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的整體居民，在電力企業(yè)中，變電站是一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容，對(duì)于供電的穩(wěn)定性方面有著直接的影響，保證變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)于促進(jìn)電力企業(yè)自身持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展有著十分重要的作用。因此本文主要分析電力系統(tǒng)中的智能變電站機(jī)電保護(hù)技術(shù)，在此基礎(chǔ)上提出下文的內(nèi)容。

　　引言

　　作為電力系統(tǒng)中大量使用的關(guān)鍵設(shè)備，電力變壓器運(yùn)行的可靠性是整個(gè)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保證。如果變壓器發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置拒動(dòng)或者不能在要求時(shí)間內(nèi)快速動(dòng)作，可能造成變壓器不同程度的損壞，甚至燒毀。針對(duì)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。但在一些特殊運(yùn)行方式中，由于保護(hù)原理的局限性，導(dǎo)致互感器和斷路器之間的故障不能得到及時(shí)消除，給變壓器的正常運(yùn)行帶來(lái)較大的危害。為此思考利用低壓開(kāi)關(guān)位置作為輔助判據(jù)的方法，在適當(dāng)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(hù)的配I情況

　　根據(jù)《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》(DL400—91)要求，變壓器除裝設(shè)必須的氣體和差動(dòng)保護(hù)外，對(duì)由外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流，應(yīng)按規(guī)定裝設(shè)復(fù)合序電壓閉鎖的過(guò)流保護(hù)作為后備保護(hù)，并與差動(dòng)保護(hù)范圍有一個(gè)重疊區(qū)，保護(hù)動(dòng)作后，帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。

　　1.1差動(dòng)保護(hù)

　　1.1.1二次諧波閉鎖原理的差動(dòng)保護(hù)

　　(~PST1200、IsA200、ISA300等)主要涉及到啟動(dòng)元件、差動(dòng)速斷保護(hù)元件，諧波制動(dòng)元件、比率制動(dòng)元件以及異常判定和其他輔助元件。a、啟動(dòng)元件包括差流突變量啟動(dòng)元件、差流越限啟動(dòng)元件。當(dāng)任一差電流突變量連續(xù)3次大干啟動(dòng)門坎時(shí)，保護(hù)啟動(dòng)，差流越限啟動(dòng)元件在差動(dòng)電流大于差流越限啟動(dòng)門坎并保持5ms后啟動(dòng)，其動(dòng)作門坎為差動(dòng)動(dòng)作定值的8O%。b、差動(dòng)電流速斷保護(hù)元件，是為了在變壓器區(qū)內(nèi)嚴(yán)重性故障時(shí)快速跳開(kāi)變壓器各側(cè)開(kāi)關(guān)。

　　C、二(五)次諧波制動(dòng)元件是為了在變壓器空投時(shí)防止勵(lì)磁涌流引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)，動(dòng)作判據(jù)是差流中二次諧波含量大于二(五)次諧波制動(dòng)系數(shù)乘差動(dòng)電流。簡(jiǎn)版PST-1260無(wú)五次諧波制動(dòng)。d、比率制動(dòng)元件是為了在變壓器區(qū)外故障時(shí)差動(dòng)保護(hù)有可靠的制動(dòng)作用，同時(shí)在內(nèi)部故障時(shí)有較高的靈敏度。三側(cè)差動(dòng)判據(jù)：差動(dòng)電流Icdd=II1+I2+I3I≥制動(dòng)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(yùn)行時(shí)判別TA回路狀況，發(fā)現(xiàn)異常發(fā)告警信號(hào)，并可由控制字投退來(lái)決定是否閉鎖差動(dòng)保護(hù)。

　　f、變壓器各側(cè)電流相位補(bǔ)償元件。變壓器各側(cè)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(cè)的極性以母線側(cè)為極性端，變壓器各側(cè)TV二次電流相位由軟件調(diào)整。對(duì)于Y0/△一11接線，校正方法：Ia=(IA—IB)/./3。g、過(guò)負(fù)荷監(jiān)測(cè)元件監(jiān)測(cè)變壓器各側(cè)三相電流。h、過(guò)負(fù)荷啟動(dòng)冷卻器反應(yīng)變壓器負(fù)荷情況，監(jiān)測(cè)變壓器高壓側(cè)三相電流。i、過(guò)負(fù)荷閉鎖調(diào)壓反應(yīng)變壓器的負(fù)荷情況，監(jiān)測(cè)變壓器高壓側(cè)三相電流。

　　1.1.2波形對(duì)稱原理差動(dòng)保護(hù)。

　　與諧波制動(dòng)原理區(qū)別僅在于二次諧波制動(dòng)，本元件采用波形對(duì)稱算法，將變壓器空載合閘時(shí)產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流與故障電流分開(kāi)。當(dāng)變壓器空載合閘至內(nèi)部故障或外部故障切除轉(zhuǎn)化為內(nèi)部故障時(shí)，本保護(hù)能瞬時(shí)動(dòng)作。(~IIPST1200等)差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍是差動(dòng)二次電流回路互感器之間的所有設(shè)備，當(dāng)其內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)瞬時(shí)跳開(kāi)主變高、低壓側(cè)斷路器。高、低壓側(cè)后備保護(hù)為差動(dòng)保護(hù)的后備和母線故障的保護(hù)，為保證選擇性，動(dòng)作后延時(shí)跳開(kāi)相應(yīng)的斷路器。當(dāng)主變投產(chǎn)或檢修復(fù)役時(shí)，為快速切除主變故障，按照運(yùn)行操作的規(guī)定，必須投上主變差動(dòng)保護(hù)和高、低壓側(cè)后備保護(hù)壓板，將其投入運(yùn)行。

　　1.2后備保護(hù)工作中，由于主變阻抗較大，住主變低壓側(cè)故障時(shí)，高壓側(cè)電往往變化較少，導(dǎo)致不能有效開(kāi)放電壓閉鎖功能，為保證故障時(shí)的動(dòng)作靈敏度，在實(shí)際應(yīng)用中采用高、低壓側(cè)復(fù)合序電壓并聯(lián)開(kāi)放的方法，來(lái)保證低壓側(cè)故障時(shí)能可靠動(dòng)作，即同時(shí)采用高、低壓側(cè)的電壓，任何一側(cè)復(fù)合序電壓動(dòng)作都能開(kāi)放閉鎖回路。

　　1.2.2零序(方向)過(guò)流保護(hù)，反應(yīng)單項(xiàng)接地故障，可作為變壓器的后備保護(hù)。交流采用0。接線，電壓電流取自本側(cè)的TV~nTA。TV斷線時(shí)，本保護(hù)的方向元件退出。TV斷線若電壓恢復(fù)正常，本保護(hù)也隨之恢復(fù)正常。

　　1.2.3間隙零序保護(hù)，反應(yīng)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(cè)零序1.3非電量保護(hù)非電量保護(hù)完全獨(dú)立于電氣保護(hù)，僅反應(yīng)變壓器本體開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的出1：1繼電器和信號(hào)繼電器，為本體保護(hù)提供跳閘功能和信號(hào)指示。保護(hù)包括：本體重瓦斯、調(diào)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(fēng)冷消失、繞組溫度高、調(diào)壓油位異常。

　　2.主變保護(hù)故障的產(chǎn)生

　　2.1變壓器操作中出現(xiàn)的故障

　　在實(shí)際工作中，變壓器檢修復(fù)役的操作過(guò)程是在低壓側(cè)斷路器斷開(kāi)的基礎(chǔ)上，合上高壓側(cè)斷路器沖擊主變，當(dāng)主變沖擊正常后合上低壓側(cè)斷路器送出負(fù)荷。如果沖擊主變時(shí)，低壓側(cè)斷路器和電流互感器之間發(fā)生短路故障(如地刀沒(méi)有拉開(kāi)，檢修工具遺漏等)，差動(dòng)保護(hù)將無(wú)法動(dòng)作，而高壓側(cè)后備保護(hù)所取的高壓側(cè)母線電壓由于主變阻抗較大無(wú)法動(dòng)作開(kāi)放，低壓側(cè)母線由于電壓正常也不能通過(guò)并聯(lián)啟動(dòng)回路開(kāi)放高壓側(cè)過(guò)流保護(hù)，將導(dǎo)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(hù)的盲區(qū)。

　　2.2變壓器運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的故障

　　在變壓器運(yùn)行過(guò)程中，如低壓側(cè)斷路器和電流互感器之間發(fā)生故障，變壓器低壓側(cè)保護(hù)將在低壓側(cè)母線電壓降低和電流增大的情況下以較短時(shí)延動(dòng)作跳開(kāi)主變低壓側(cè)斷路器，使得低壓側(cè)母線電壓恢復(fù)正常。但此時(shí)故障點(diǎn)并沒(méi)有隔離，短路電流由高壓側(cè)母線通過(guò)主變繼續(xù)輸送到故障點(diǎn)，雖然高壓側(cè)故障電流較大，但高壓側(cè)電壓由于主變阻抗較大而無(wú)法可靠動(dòng)作開(kāi)放，同樣導(dǎo)致其不能快速的切除故障，造成保護(hù)盲區(qū)。

　　3.消除主變故障的繼電保護(hù)方法

　　3.1高壓側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作邏輯改進(jìn)方法

　　在兩圈變壓器主變高壓后備保護(hù)中，增加一與門電路，其動(dòng)作邏輯為：當(dāng)?shù)蛪簜?cè)斷路器斷開(kāi)，并且高壓側(cè)電流大干規(guī)定值時(shí)，按規(guī)定時(shí)間跳高壓側(cè)斷路器。在三圈變壓器主變高壓后備保護(hù)中，設(shè)置一與或門電路，其動(dòng)作邏輯為：當(dāng)?shù)蛪簜?cè)斷路器或中壓側(cè)斷路器斷開(kāi)，并且高壓側(cè)電流大于規(guī)定值時(shí)，按規(guī)定時(shí)間跳高、中、低壓三側(cè)斷路器。

　　3.3實(shí)際應(yīng)用中需要考慮的問(wèn)題和應(yīng)對(duì)措施

　　在實(shí)際應(yīng)用中，由于運(yùn)行方式的不同，會(huì)引起保護(hù)裝置的誤判斷，為此需要實(shí)施針對(duì)性的措施。在兩圈變中，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)開(kāi)關(guān)斷路器處冷備用或檢修，而高壓側(cè)斷路器和主變運(yùn)行時(shí)，為防止低壓側(cè)斷路器位置變化引起高壓側(cè)保護(hù)頻繁啟動(dòng)，應(yīng)設(shè)置一塊低壓側(cè)斷路器位置輸入壓板，在此時(shí)應(yīng)斷開(kāi)以避免干擾。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)開(kāi)關(guān)熱備用和運(yùn)行后則要及時(shí)放上此壓板。

　　在三圈變中，除了有兩圈變同樣的問(wèn)題外，還需要考慮高、中(低)壓側(cè)斷路器運(yùn)行而低(中)壓側(cè)斷路器熱備用的情況下，可能會(huì)發(fā)生中(低)壓側(cè)線路短路引起高壓側(cè)保護(hù)過(guò)流啟動(dòng)，在低(中)壓側(cè)斷路器斷開(kāi)位置下動(dòng)作跳開(kāi)高、中(低)壓側(cè)斷路器的情況，因此需要注意動(dòng)作時(shí)限的配合。對(duì)三圈變建議采用改變中(低)壓側(cè)保護(hù)邏輯和接線的方法，以避免出現(xiàn)這種情況。

　　4.結(jié)語(yǔ)

　　多年來(lái)，主變的運(yùn)行安全—直受到高度的重視，許多專家和專業(yè)人員對(duì)主變內(nèi)部故障機(jī)理進(jìn)行了多方面、多層次的研究。但主變的外部故障同樣會(huì)帶來(lái)較大的損害，因此需要考慮在各種運(yùn)行條件下故障的可能性和保護(hù)的動(dòng)作情況，發(fā)現(xiàn)可能存在的問(wèn)題，并及時(shí)的處理和解決。