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變壓器繼電保護(hù)原理范文第1篇

關(guān)鍵詞：變壓器；縱差保護(hù)；不平衡電流；穩(wěn)態(tài)；暫態(tài)

Transformer differential protection principle and the unbalanced current analysis and overcoming method

Huang Shengbin

Abstract: in this paper the transformer longitudinal differential protection based on the basic principle of longitudinal differential protection, the unbalanced current were analyzed, and put forward the transformer longitudinal differential protection of unbalance current in overcoming methods.

Keywords: transformer;Longitudinal differential protection;Unbalance current;Steady-state；Transient

引言

縱差保護(hù)是發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路的主保護(hù)之一，應(yīng)用非常廣泛，尤其在變壓器保護(hù)上運(yùn)用較為成功。變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)用來反應(yīng)變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路故障，是變壓器的主保護(hù)。變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的基本工作原理與線路的縱差動(dòng)保護(hù)相同，是通過比較變壓器各側(cè)電流的大小和相位而構(gòu)成的保護(hù)。它具有靈敏度高、選擇性好的優(yōu)點(diǎn)，但是變壓器縱差保護(hù)一直存在不平衡電流難以鑒定的問題，雖然已經(jīng)有幾種較為有效的閉鎖方案，又因?yàn)槌邏狠旊娋€路長度的增加、靜止無功補(bǔ)償容量的增大以及變壓器硅鋼片工藝的改進(jìn)、磁化特性的改善等因素，變壓器縱差保護(hù)的固有原理性矛盾更加突出。本文從變壓器縱差保護(hù)構(gòu)成原理和不平衡電流產(chǎn)生的原因與克服方法方面對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行了分析探討。

一、變壓器縱差保護(hù)基本原理

縱差保護(hù)在發(fā)電機(jī)上的應(yīng)用比較簡單，但是作為變壓器內(nèi)部故障的主保護(hù)，縱差保護(hù)將有許多特點(diǎn)和困難。變壓器具有兩個(gè)或更多個(gè)電壓等級(jí)，構(gòu)成縱差保護(hù)所用電流互感器的額定參數(shù)各不相同，由此產(chǎn)生的縱差保護(hù)不平衡電流將比發(fā)電機(jī)的大得多，縱差保護(hù)是利用比較被保護(hù)元件各端電流的幅值和相位的原理構(gòu)成的，根據(jù)KCL基本定理，當(dāng)被保護(hù)設(shè)備無故障時(shí)恒有各流入電流之和必等于各流出電流之和。

當(dāng)被保護(hù)設(shè)備內(nèi)部本身發(fā)生故障時(shí)，短路點(diǎn)成為一個(gè)新的端子，此時(shí)電流大于0，但是實(shí)際上在外部發(fā)生短路時(shí)還存在一個(gè)不平衡電流。事實(shí)上，外部發(fā)生短路故障時(shí)，因?yàn)橥獠慷搪冯娏鞔?，非凡是暫態(tài)過程中含有非周期分量電流，使電流互感器的勵(lì)磁電流急劇增大，而呈飽和狀態(tài)使得變壓器兩側(cè)互感器的傳變特性很難保持一致，而出現(xiàn)較大的不平衡電流。因此采用帶制動(dòng)特性的原理，外部短路電流越大，制動(dòng)電流也越大，繼電器能夠可靠制動(dòng)。

另外，由于縱差保護(hù)的構(gòu)成原理是基于比較變壓器各側(cè)電流的大小和相位，受變壓器各側(cè)電流互感器以及諸多因素影響，變壓器在正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，其動(dòng)差保護(hù)回路中有不平衡電流，使縱差保護(hù)處于不利的工作條件下。為保證變壓器縱差保護(hù)的正確靈敏動(dòng)作，必須對(duì)其回路中的不平衡電流進(jìn)行分析，找出產(chǎn)生的原因，采取措施予以消除。

二、縱差保護(hù)不平衡電流分析

1、穩(wěn)態(tài)情況下的不平衡電流

變壓器在正常運(yùn)行時(shí)縱差保護(hù)回路中不平衡電流主要是由電流互感器、變壓器接線方式及變壓器帶負(fù)荷調(diào)壓引起。

由電流互感器計(jì)算變比與實(shí)際變比不同而產(chǎn)生。正常運(yùn)行時(shí)變壓器各側(cè)電流的大小是不相等的。為了滿足正常運(yùn)行或外部短路時(shí)流入繼電器差動(dòng)回路的電流為零，則應(yīng)使高、低壓兩側(cè)流入繼電器的電流相等，即高、低側(cè)電流互感器變比的比值應(yīng)等于變壓器的變比。但是，實(shí)際上由于電流互感器的變比都是根據(jù)產(chǎn)品目錄選取的標(biāo)準(zhǔn)變比，而變壓器的變比是一定的，因此上述條件是不能得到滿足的，因而會(huì)產(chǎn)生不平衡電流。

由變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生。變壓器經(jīng)常采用兩側(cè)電流的相位相差30°的接線方式。此時(shí)，假如兩側(cè)的電流互感器仍采用通常的接線方式，則二次電流由于相位不同，也會(huì)在縱差保護(hù)回路產(chǎn)生不平衡電流。

由變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭產(chǎn)生。在電力系統(tǒng)中，經(jīng)常采用有載調(diào)壓變壓器，在變壓器帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)利用改變變壓器的分接頭位置來調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行電壓。改變變壓器的分接頭位置，實(shí)際上就是改變變壓器的變化。假如縱差保護(hù)已經(jīng)按某一運(yùn)行方式下的變壓器變比調(diào)整好，則當(dāng)變壓器帶負(fù)荷調(diào)壓時(shí)，其變比會(huì)改變，此時(shí)，縱差保護(hù)就得重新進(jìn)行調(diào)整才能滿足要求，但這在運(yùn)行中是不可能的。因此，變壓器分接頭位置的改變，就會(huì)在差動(dòng)繼電器中產(chǎn)生不平衡電流，它與電壓調(diào)節(jié)范圍有關(guān)，也隨一次電流的增大而增大。

2、暫態(tài)情況下的不平衡電流

1由變壓器勵(lì)磁涌流產(chǎn)生

變壓器的勵(lì)磁電流僅流經(jīng)變壓器接通電源的某一側(cè)，對(duì)差動(dòng)回路來說，勵(lì)磁電流的存在就相當(dāng)于變壓器內(nèi)部故障時(shí)的短路電流。因此，它必然給縱差保護(hù)的正確工作帶來不利影響。正常情況下，變壓器的勵(lì)磁電流很小，故縱差保護(hù)回路的不平衡電流也很小。在外部短路時(shí)，由于系統(tǒng)電壓降低，勵(lì)磁電流也將減小。因此，在正常運(yùn)行和外部短路時(shí)勵(lì)磁電流對(duì)縱差保護(hù)的影響經(jīng)?？珊雎圆挥?jì)。但是，在電壓忽然增加的非凡情況下，比如變壓器在空載投入和外部故障切除后恢復(fù)供電的情況下，則可能出現(xiàn)很大的勵(lì)磁電流，這種暫態(tài)過程中出現(xiàn)的變壓器勵(lì)磁電流通常稱勵(lì)磁涌流。

2由變壓器外部故障暫態(tài)穿越性短路電流產(chǎn)生

縱差保護(hù)是瞬動(dòng)保護(hù)，它是在一次系統(tǒng)短路暫態(tài)過程中發(fā)出跳閘脈沖。因此，必須考慮外部故障暫態(tài)過程的不平衡電流對(duì)它的影響。在變壓器外部故障的暫態(tài)過程中，一次系統(tǒng)的短路電流含有非周期分量，它對(duì)時(shí)間的變化率很小，很難變換到二次側(cè)，而主要成為互感器的勵(lì)磁電流，從而使互感器的鐵心更加飽和。

三、變壓器縱差保護(hù)中不平衡電流的克服方法

從上面的分析可知，構(gòu)成縱差保護(hù)時(shí)，如不采取適當(dāng)?shù)拇胧?，流入差?dòng)繼電器的不平衡電流將很大，按躲開變壓器外部故障時(shí)出現(xiàn)的最大不平衡電流整定的縱差保護(hù)定值也將很大，保護(hù)的靈敏度會(huì)很低。若再考慮勵(lì)磁涌流的影響，保護(hù)將無法工作。因此，如何克服不平衡電流，并消除它對(duì)保護(hù)的影響，提高保護(hù)的靈敏度，就成為縱差保護(hù)的中心問題。

1、由電流互感器變比產(chǎn)生的不平衡電流的克服方法

對(duì)于由電流互感器計(jì)算變比與實(shí)際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流可采用2種方法來克服：一是采用自耦變流器進(jìn)行補(bǔ)償。通常在變壓器一側(cè)電流互感器裝設(shè)自耦變流器，將LH輸出端接到變流器的輸入端，當(dāng)改變自耦變流器的變比時(shí)，可以使變流器的輸出電流等于未裝設(shè)變流器的LH的二次電流，從而使流入差動(dòng)繼電器的電流為零或接近為零。二是利用中間變流器的平衡線圈進(jìn)行磁補(bǔ)償。通常在中間變流器的鐵心上繞有主線圈即差動(dòng)線圈，接入差動(dòng)電流，另外還繞一個(gè)平衡線圈和一個(gè)二次線圈，接入二次電流較小的一側(cè)。適當(dāng)選擇平衡線圈的匝數(shù)，使平衡線圈產(chǎn)生的磁勢能完全抵消差動(dòng)線圈產(chǎn)生的磁勢，則在二次線圈里就不會(huì)感應(yīng)電勢，因而差動(dòng)繼電器中也沒有電流流過。采用這種方法時(shí)，按公式計(jì)算出的平衡線圈的匝數(shù)一般不是整數(shù)，但實(shí)際上平衡線圈只能按整數(shù)進(jìn)行選擇，因此還會(huì)有一殘余的不平衡電流存在，這在進(jìn)行縱差保護(hù)定值整定計(jì)算時(shí)應(yīng)該予以考慮。

2、由變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生的不平衡電流的克服方法

對(duì)于由變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生的不平衡電流可以通過改變LH接線方式的方法來克服。對(duì)于變壓器Y形接線側(cè)，其LH采用形接線，而變壓器形接線側(cè)，其LH采用Y形接線，則兩側(cè)LH二次側(cè)輸出電流相位剛好同相。但當(dāng)LH采用上述連接方式后，在LH接成形側(cè)的差動(dòng)一臂中，電流又增大了3倍，此時(shí)為保證在正常運(yùn)行及外部故障情況下差動(dòng)回路中沒有電流，就必須將該側(cè)LH的變比擴(kuò)大3倍，以減小二次電流，使之與另一側(cè)的電流相等。

3、由變壓器外部故障暫態(tài)穿越性短路電流產(chǎn)生的不平衡電流的克服方法

在變壓器外部故障的暫態(tài)過程中，使縱差保護(hù)產(chǎn)生不平衡電流的主要原因是一次系統(tǒng)的短路電流所包含的非周期分量，為消除它對(duì)變壓器縱差保護(hù)的影響，廣泛采用具有不同特性的差動(dòng)繼電器。

對(duì)于采用帶速飽和變流器的差動(dòng)繼電器是克服暫態(tài)過程中非周期分量影響的有效方法之一。根據(jù)速飽和變流器的磁化曲線可以看出，周期分量很輕易通過速飽和變流器變換到二次側(cè)，而非周期分量不輕易通過速飽和變流器變換到二次側(cè)。因此，當(dāng)一次線圈中通過暫態(tài)不平衡電流時(shí)，它在二次側(cè)感應(yīng)的電勢很小，此時(shí)流入差動(dòng)繼電器的電流很小，差動(dòng)繼電器不會(huì)動(dòng)作。

另外，采用具有磁力制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器。這種差動(dòng)繼電器是在速飽和變流器的基礎(chǔ)上，增加一組制動(dòng)線圈，利用外部故障時(shí)的短路電流來實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，使繼電器的起動(dòng)電流隨制動(dòng)電流的增加而增加，它能可靠地躲開變壓器外部短路時(shí)的不平衡電流，并提高變壓器內(nèi)部故障時(shí)的靈敏度。因此，繼電器的啟動(dòng)電流隨著制動(dòng)電流的增大而增大。通過正確的定值整定，可以使繼電器的實(shí)際啟動(dòng)電流不論在任何大小的外部短路電流的作用下均大于相應(yīng)的不平衡電流，變壓器縱差保護(hù)能可靠躲過變壓器外部短路時(shí)的不平衡電流。

四、結(jié)束語

變壓器縱差動(dòng)保護(hù)其差動(dòng)回路中的不平衡電流大，形成不平衡電流的因素多，所以必須采取措施躲開和減少不平衡電流的影響。由于勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的不平衡電流仍然是縱差保護(hù)的重點(diǎn)，不平衡電流的影響導(dǎo)致縱差保護(hù)方案的設(shè)計(jì)也不盡相同。因此，在實(shí)踐的變壓器差動(dòng)保護(hù)中，應(yīng)結(jié)合不同方案進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

1、李火元，《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置》，2002年1月.

2、翁昭華，《繼電保護(hù)（I） 》，1999年9月.

變壓器繼電保護(hù)原理范文第2篇

關(guān)鍵詞:高壓 變壓器 繼電保護(hù) 問題 措施

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,工業(yè)農(nóng)業(yè)對(duì)電力的需求也越來越大,電力事業(yè)也在隨著時(shí)代的進(jìn)步而發(fā)展,如筆者單位引進(jìn)的南自微機(jī)保護(hù)。作為國家重要的經(jīng)濟(jì)支柱行業(yè),隨著電力的廣泛應(yīng)用,人們開始對(duì)高壓變壓器保護(hù)越來越關(guān)注。我們知道高壓變壓器是整個(gè)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的保證,是繼電保護(hù)安全運(yùn)行的可靠保證,因此,針對(duì)高壓變壓器在運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行簡單的闡述。

1、高壓變壓器繼電保護(hù)

這里的高壓主要指6KV以上的電力系統(tǒng),為了保護(hù)整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行,就需要對(duì)做出相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作,并確定變壓器元件的安全。在高壓變壓器內(nèi)的繼電保護(hù)裝置必須選擇性的對(duì)故障進(jìn)行部分自動(dòng)切斷保護(hù),只有這樣才能迅速、快捷、可靠的對(duì)其實(shí)施保護(hù)動(dòng)作。變壓器的繼電保護(hù)是利用變壓器內(nèi)外發(fā)生故障時(shí),由于電流、電壓、油溫等隨之發(fā)生變化,通過這些突然變化來發(fā)現(xiàn)、判斷變壓器故障性質(zhì)和范圍,繼而做出相應(yīng)的反映和處理。繼電保護(hù)動(dòng)作后,如何確認(rèn)是速斷保護(hù)動(dòng)作,可暫時(shí)解除信號(hào)音響。如果有瓦斯保護(hù),先檢查瓦斯保護(hù)是否動(dòng)作,如果沒有動(dòng)作,說明故障點(diǎn)在變壓器外部,重點(diǎn)檢查變壓器以及高壓短路器向變壓器供電的線路,看電纜、母線有否有相間短路的故障。此外,還應(yīng)該重點(diǎn)檢查變壓器高壓引線有無明顯的故障點(diǎn)和其他明顯異?，F(xiàn)象,如變壓器噴油、起火油溫過高等。如果發(fā)現(xiàn)瓦斯動(dòng)作,可基本判斷故障在變壓器內(nèi)部。

繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中,發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視并立即報(bào)告主管部分負(fù)責(zé),運(yùn)行中的繼電保護(hù)裝置,除經(jīng)調(diào)度部分或主管部門同意,不得任意除去保護(hù)設(shè)備,也不得隨意改變整定值及二次線路,運(yùn)行人員對(duì)運(yùn)行中的繼電保護(hù)裝置投入或退出,須經(jīng)過繼電保護(hù)人員的檢查合格才可以。

1.1 繼電保護(hù)要求

電力變壓器是繼電保護(hù)的主要設(shè)備之一,對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定有重要作用。所以,一單發(fā)生故障突然切除變壓器會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成一定的干擾。因此,變壓器對(duì)繼電保護(hù)的要求很高。

1.2 對(duì)于一般的變壓器保護(hù)一般要求解決以下技術(shù)問題

第一、快速的準(zhǔn)確的區(qū)分出變壓器的各種故障。第二、迅速的辨識(shí)出變壓器過勵(lì)磁情況,解決對(duì)變壓器保護(hù)的影響。第三、提高變壓器在帶負(fù)荷運(yùn)行的情況下發(fā)生輕微短路和高阻接地故障時(shí)保護(hù)的靈敏度。第四、提高變壓器的過激磁保護(hù)對(duì)各種變壓器勵(lì)磁倍數(shù)曲線的適應(yīng)性等。

2、高壓變壓器的常見故障

針對(duì)高壓變壓器的常見故障筆者總結(jié)如下:

2.1 變壓器的故障

就高壓變壓器本身而言,其常見的故障主要是油箱,在油箱內(nèi)部常見的故障是相間、繞組匝間的短路故障,在油箱外部主要是絕緣套管之間的短路和單相接地事故等。例如由于銅線質(zhì)量問題,特修變I號(hào)主變A相絕緣套管破損,造成系統(tǒng)接地事故。

2.2 繼電保護(hù)常見的故障

就繼電本身而言,電壓互感器的二次中性點(diǎn)接觸不良、多次接地,繼電保護(hù)器無良好抗干擾能力相關(guān)裝置或零件質(zhì)量差、精度低、性能差等都可能導(dǎo)致出現(xiàn)錯(cuò)誤分析和判斷造成零件失衡,喪失保護(hù)能力。

3、提高高壓變壓器繼電保護(hù)措施

3.1 瓦斯保護(hù)

瓦斯保護(hù),又稱氣體保護(hù),在我國目前采用的瓦斯繼電器有三種型式:浮筒式、擋板式和開口杯與擋板結(jié)構(gòu)的復(fù)合式。但是隨著技術(shù)的進(jìn)步,運(yùn)用后兩者的比較多。瓦斯保護(hù)主要應(yīng)用于當(dāng)油浸式變壓器中,通過對(duì)被電弧分解出的氣體從油箱向油枕流動(dòng)的強(qiáng)烈程度來判斷故障,從而進(jìn)行保護(hù)的一種高壓變電器保護(hù)措施。其可分為輕瓦斯保護(hù)與重瓦斯保護(hù)兩種,前者主要是發(fā)信號(hào),后者是用于斷路器。當(dāng)變壓器的內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重的故障時(shí),電流電弧變壓器又強(qiáng)烈氣化,體積驟然膨脹,在瓦斯繼電器內(nèi)形成沖擊的油流,使對(duì)接觸點(diǎn)接通并發(fā)出重瓦斯跳閘的信號(hào)。瓦斯保護(hù)可以總結(jié)為主要優(yōu)點(diǎn),動(dòng)作快、靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單,可靠性比較高,但是缺點(diǎn)是不能反映郵箱以外的故障,因此瓦斯保護(hù)不能取代其他的保護(hù)作為變壓器唯一的保護(hù)裝置。

3.2 差動(dòng)保護(hù)

差動(dòng)保護(hù)是通過利用比較變壓器高、低壓側(cè)的電流大小和相位,從而實(shí)現(xiàn)的保護(hù),主要反應(yīng)了高壓變電器套管、引出線,以及內(nèi)部短路故障。主要原理是當(dāng)內(nèi)部發(fā)生故障式,繼電器就會(huì)自動(dòng)切除故障。這種原理主要使用于故障點(diǎn)的短路現(xiàn)象。適用于2MVA及以上且流速斷保護(hù)靈敏性滿足不了要求的變壓器、6.3MVA及以上并列運(yùn)行變壓器、10MVA及以上單獨(dú)運(yùn)行變壓器。此外,高壓側(cè)電壓為330kV及以上的變壓器應(yīng)采用雙重差動(dòng)保護(hù);100MVA及以下高壓變電器呲牙共用差動(dòng)保護(hù),以上的還應(yīng)為發(fā)電機(jī)單獨(dú)裝設(shè)差動(dòng)保護(hù),確保其安全;對(duì)200～300MVA的變電器宜采用雙重快速保護(hù),雖然方法復(fù)雜但效果可靠。

3.3 速斷保護(hù)

當(dāng)然,為了使得用戶的供電更為可靠,縮短故障發(fā)生的動(dòng)作時(shí)間,就引伸出了速斷保護(hù)。它主要是通過提高整定值,限制動(dòng)作范圍的方式來進(jìn)行保護(hù)。適用于后備保護(hù)時(shí)限>0.5s的,6.3MVA以下的廠用工作變壓器和并列或單獨(dú)運(yùn)行的變壓器。雖然操作簡單,但保護(hù)較為局限,不能保護(hù)整個(gè)線路。

3.4 其他措施

第一,繼電器盡量選用較為先進(jìn)的,時(shí)限差小的JSL集成電路型定時(shí)限過流繼電器;第二,開關(guān)站至配電所出線柜的保護(hù)可不用,通過負(fù)荷開關(guān)來避免越級(jí)跳閘;還應(yīng)盡量選用負(fù)荷開關(guān)與熔斷器組合電器作為變壓器的開關(guān)和保護(hù)設(shè)備;第三,對(duì)于滯高壓配電室的開關(guān)站出線柜,必須選用斷路器與繼電保護(hù)結(jié)合的方式進(jìn)行保護(hù)。

4、結(jié)語

總之,隨著科技的發(fā)展,人們生活水平日益提高,不難發(fā)現(xiàn)智能化電力系統(tǒng)成為了電力發(fā)展的主要方向,如何才能提高高壓變壓器繼電保護(hù),成為了人們要考慮的問題,只有這樣才能跟上時(shí)代的變化,確保繼電保護(hù)的安全可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]丁永生.10kV供電系統(tǒng)中變壓器繼電保護(hù)分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2009,23:153.

變壓器繼電保護(hù)原理范文第3篇

關(guān)鍵詞：500kV；電力變壓器；繼電保護(hù)

作者簡介：溫源（1975-），男，江西信豐人，廣東電網(wǎng)公司佛山供電局，工程師。（廣東 佛山 528000）

中圖分類號(hào)：TM588 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）36-0209-02

一、500kV電力變壓器的繼電保護(hù)裝置概述

繼電保護(hù)裝置能夠在電力系統(tǒng)及其元件出現(xiàn)故障問題時(shí)，及時(shí)檢測到故障并立即觸發(fā)報(bào)警信號(hào)，再由控制系統(tǒng)接收?qǐng)?bào)警信號(hào)并進(jìn)行保護(hù)裝置動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)故障問題的有效排除，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。一般來說，繼電保護(hù)裝置的基本性能主要有靈敏性、可靠性、快速性和選擇性等幾種。其中，靈敏性一般是采用靈敏系數(shù)來加以表示的，裝置靈敏系數(shù)越高，則其反應(yīng)故障的能力也越好；可靠性是表現(xiàn)在繼電保護(hù)過程中，裝置不會(huì)發(fā)生拒動(dòng)作；快速性體現(xiàn)在裝置消除異常與故障問題的時(shí)間問題上；而選擇性則是在可能的最小的區(qū)間內(nèi)切除故障，以確保設(shè)備供電的正常。在供電系統(tǒng)當(dāng)中，繼電保護(hù)裝置在檢測系統(tǒng)運(yùn)行情況、控制斷路器工作以及記錄故障問題等方面，有著極為重要的作用。

二、500kV電力變壓器繼電保護(hù)的相關(guān)問題分析

1.500kV電力變壓器的常見繼電保護(hù)問題

（1）瓦斯保護(hù)。在500kV電力變壓器的繼電保護(hù)中，往往容易因變壓器在濾油、加油時(shí)未將內(nèi)部空氣及時(shí)排出，而導(dǎo)致變壓器運(yùn)行過程中油溫升高將空氣逐步排出，引起瓦斯保護(hù)信號(hào)動(dòng)作。同時(shí)，受到500kV電力變壓器穿越性短路的影響，也易于造成瓦斯保護(hù)信號(hào)動(dòng)作。另外，由于內(nèi)部嚴(yán)重故障、油位迅速下降等，也容易引起瓦斯保護(hù)動(dòng)作及跳閘。

（2）差動(dòng)保護(hù)。差動(dòng)保護(hù)主要是通過對(duì)500kV電力變壓器的高壓側(cè)和低壓側(cè)電流大小及相位差別加以利用，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)。由于差動(dòng)保護(hù)靈敏度相對(duì)較高，能夠無延時(shí)對(duì)各種故障做出選擇性的準(zhǔn)確切除，且又具有選擇性好、實(shí)現(xiàn)簡單以及區(qū)分故障性能好等特點(diǎn)，使得差動(dòng)保護(hù)在當(dāng)前大多數(shù)電路保護(hù)中受到廣泛應(yīng)用。

（3）過勵(lì)磁保護(hù)。在500kV電力變壓器的工作過程中，若在其高壓側(cè)出現(xiàn)500kV的高壓，那么此期間變壓器的磁密度會(huì)接近飽和狀態(tài)，此時(shí)如果有頻率降低、電壓升高等情況出現(xiàn)，將很容易導(dǎo)致變壓器發(fā)生過勵(lì)磁現(xiàn)象。過勵(lì)磁保護(hù)便是基于此原理來反映過勵(lì)磁引起的過電流，以延長變壓器使用壽命。

（4）過電流保護(hù)。電力變壓器過電流保護(hù)作為瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)的后備，通?？梢愿鶕?jù)變壓器的容量以及短路電流的不同情況，進(jìn)行過電流保護(hù)、復(fù)合電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)以及負(fù)序電流及單項(xiàng)式低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)等。其中，過電流保護(hù)常用于降壓變壓器；復(fù)合電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)通常是在升壓變壓器，或是在過電流保護(hù)的靈敏度不夠等情況下方才采用；而負(fù)序電流及單項(xiàng)式低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)，則在63MV-A及以上大容量升壓變壓器，以及系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器較為常用。

2.500kV電力變壓器常見故障

一般來說，500kV電力變壓器的常見故障類型主要有兩類，即油箱內(nèi)部故障和油箱外部故障。油箱內(nèi)部故障，常見的有高、低壓側(cè)繞組間的相間短路，輕微匝間短路、中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的側(cè)繞組處單相接地短路，鐵芯繞損燒壞等故障。電力變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生一些電流及電弧，給繞組絕緣、鐵芯等造成損壞，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)棺儔浩饔褪軣岱纸獯罅繗怏w，引起爆炸。為此，需要繼電保護(hù)及時(shí)、有效地對(duì)這些內(nèi)部故障予以切除。油箱外部故障，最常見的有絕緣套管和引出線上發(fā)生相間短路、接地短路等。

三、500kV電力變壓器繼電保護(hù)問題的解決對(duì)策

為了使500kV電力變壓器的正常、穩(wěn)定運(yùn)行，保障系統(tǒng)供電的可靠性和整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，并盡最大限度避免一旦停運(yùn)給整個(gè)電網(wǎng)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，可以考慮從以下幾個(gè)步驟對(duì)電力變壓器繼電保護(hù)問題進(jìn)行有效、徹底解決。

1.利用微機(jī)及相關(guān)信息，處理繼電保護(hù)故障

首先，應(yīng)對(duì)微機(jī)提供的故障信息加以充分利用，以排除簡單的繼電保護(hù)故障；其次，應(yīng)重視對(duì)人為故障的處理，例如在有些繼電保護(hù)故障發(fā)生后，單從現(xiàn)場的信號(hào)指示并無法找到發(fā)生故障的原因，可能與工作人員的重視程度不夠、措施不力有關(guān)，對(duì)于這種情況，需要如實(shí)反映，以便分析和避免浪費(fèi)時(shí)間。另外，還應(yīng)重視對(duì)故障錄波和事件記錄的充分利用，包括微機(jī)事件記錄、故障錄波圖形、裝置燈光顯示信號(hào)等。通過這些記錄，能夠?qū)σ?、二次系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，此時(shí)若發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)正確動(dòng)作是由一次系統(tǒng)故障所致，則可判斷不存在繼電保護(hù)故障處理的問題；若發(fā)現(xiàn)故障主要出在繼電保護(hù)上，則應(yīng)該盡可能維持原狀，做好故障記錄，通過制定相應(yīng)的故障處理計(jì)劃后再進(jìn)行故障處理。

2.合理應(yīng)用檢查方法

在變壓器繼電保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)時(shí)，可采用逆序檢查法，從故障發(fā)生的結(jié)果出發(fā)，逐級(jí)往前查找微機(jī)事件記錄及故障錄波等；在出現(xiàn)拒動(dòng)時(shí)，可采用順序檢查法，通過外部檢查絕緣檢測定值檢查電源性能測試保護(hù)性能檢查的順序，進(jìn)行檢驗(yàn)調(diào)試。另外，在檢查繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作邏輯和動(dòng)作時(shí)間時(shí)，還可應(yīng)用整組試驗(yàn)法來進(jìn)行。通過短時(shí)間內(nèi)再現(xiàn)故障的方式，來判斷繼電保護(hù)發(fā)生故障的原因并加以解決。

3.繼電保護(hù)常見故障的解決

結(jié)合瓦斯故障的處理方式來看，在發(fā)生瓦斯保護(hù)動(dòng)作時(shí)，可通過復(fù)歸音響，密切監(jiān)視變壓器電流、電壓及溫度，檢查直流系統(tǒng)絕緣接地情況以及二次回路是否存在故障等來排除故障。若檢查發(fā)現(xiàn)瓦斯繼電器內(nèi)存在氧化，則應(yīng)即刻排出瓦斯繼電器的氣體，同時(shí)收集并檢查氣體，若氣體無色、無臭且不可燃，則變壓器仍可繼續(xù)運(yùn)行；若氣體為白色、淡黃色，并帶刺激味或?yàn)榛液谏铱扇?，則說明變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，需要取油樣化驗(yàn)其閃點(diǎn)，若其閃點(diǎn)較前次低于5℃以上時(shí)，應(yīng)停運(yùn)變壓器，并聯(lián)系檢修進(jìn)行內(nèi)部檢查。

另外，結(jié)合差動(dòng)保護(hù)故障的排除方法來看，可以為新安裝的變壓器進(jìn)行5次空投變壓器試驗(yàn)，以測試差動(dòng)保護(hù)能夠躲過勵(lì)磁涌流，并檢查TA回路接線是否正確，同時(shí)進(jìn)行差壓和差流測試等。例如在接線錯(cuò)誤所致誤動(dòng)時(shí)，首先，應(yīng)對(duì)變壓器TA進(jìn)行極性試驗(yàn)和一次通流試驗(yàn)，以檢查其變比和二次回路的完好性，其次，應(yīng)對(duì)電纜線、屏內(nèi)二次接線等加以檢查，以確保二次回路的絕緣性良好。此外，還應(yīng)對(duì)TA二次回路的接地點(diǎn)進(jìn)行檢查，以確保其在保護(hù)屏內(nèi)，且僅有一點(diǎn)接地。

四、結(jié)合差動(dòng)保護(hù)，探討500kV電力變壓器繼電保護(hù)的改進(jìn)

為了更好地減少和預(yù)防電力變壓器繼電保護(hù)故障問題的出現(xiàn)，可以通過對(duì)變壓器外部保護(hù)的死角加強(qiáng)控制來實(shí)現(xiàn)。為此，本研究擬采用差動(dòng)保護(hù)來對(duì)500kV電力變壓器繼電保護(hù)的主保護(hù)進(jìn)行強(qiáng)化，具體分析如下。

1.差動(dòng)保護(hù)的構(gòu)造

根據(jù)基爾霍夫定理，差動(dòng)保護(hù)能夠在電力變壓器正常運(yùn)行或外部短路期間，實(shí)現(xiàn)變壓器三側(cè)電流向量值相抵消，即三者之和為0，從而起到保護(hù)電路的作用。

在變電器內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，；在變電器外部發(fā)生故障或是無故障問題存在時(shí)，。

2.差動(dòng)保護(hù)的整定

結(jié)合圖2來看，為滿足500kV電力變壓器側(cè)動(dòng)、熱穩(wěn)定、穿越功率等要求，通常情況下，1ct的變比均設(shè)定在2500/1A。不過受到啟動(dòng)變額定電流61A的影響，導(dǎo)致500kV電力變壓器差動(dòng)保護(hù)無法完成整定工作。此時(shí)若是根據(jù)變電器繼電保護(hù)裝置的最小整定電流整定，則會(huì)導(dǎo)致該裝置的抗干擾能力發(fā)生相當(dāng)程度的降低，并致使差動(dòng)保護(hù)靈敏度發(fā)生下降。其中，差動(dòng)保護(hù)整定的最小動(dòng)作電流Id的表達(dá)式為：

Id=K（Ker+ΔU+Δm）In/n

式中，In表示電力變壓器額定電流；n表示電流互感器變化比；K表示可靠系數(shù)；Ker表示電流互感器比誤差；另外ΔU和Δm分別表示變壓器調(diào)壓誤差和電流互感器變化比未安全匹配差產(chǎn)生的誤差。

3.比率制動(dòng)和諧波制動(dòng)的應(yīng)用

在差動(dòng)保護(hù)整定要求滿足的前提下，電力變壓器的靈敏性、可靠性等，可以通過比率制動(dòng)原理來實(shí)現(xiàn)提高，同時(shí)，應(yīng)用比率制動(dòng)，也可避免區(qū)外故障問題時(shí)產(chǎn)生誤動(dòng)。而在電力變壓器空載投入或是外部故障問題切除完成后，利用諧波制動(dòng)，可以使得變壓器在電壓恢復(fù)期間，借助產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流而對(duì)變壓器進(jìn)行分量制動(dòng)。

五、結(jié)束語

繼電保護(hù)是保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要裝置。本研究對(duì)500kV電力變壓器繼電保護(hù)的相關(guān)問題以及電力變壓器常見故障進(jìn)行探討，可以看出，電力變壓器繼電保護(hù)問題的處理，除了可以利用微機(jī)及相關(guān)信息處理之外，還可通過合理正確利用檢查方法和針對(duì)性處理等方式加以解決，從而提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的工作可行性，減少故障問題的發(fā)生。另外，在500kV電力變壓器繼電保護(hù)中應(yīng)用差動(dòng)保護(hù)，還能夠較為全面顧及到電力變壓器內(nèi)外部故障，進(jìn)一步保障電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

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變壓器繼電保護(hù)原理范文第4篇

【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)；變壓器；保護(hù)動(dòng)作

佛山電網(wǎng)是廣東電網(wǎng)乃至南方電網(wǎng)的重要樞紐和西電東送的重要門戶，西電東送廣東的主力變電站500kV羅洞、西江變電站坐落在佛山，500kV滄江變電站為省內(nèi)西部規(guī)劃電源的分散接入創(chuàng)造良好條件，500kV順德變電站是廣東主網(wǎng)與中（山）珠（海）電網(wǎng)連接的重要結(jié)點(diǎn)。目前，佛山電網(wǎng)已形成了500kV分區(qū)分層供電、220kV鏈?zhǔn)诫p環(huán)、110kV三T接線，以500kV變電站為供電中心、220kV供電環(huán)網(wǎng)為骨架、110千伏布點(diǎn)深入負(fù)荷中心的環(huán)網(wǎng)分區(qū)供電網(wǎng)絡(luò)。

2011年7月11日19時(shí)46分34秒，某500kV站220kV甲、乙線A相接地故障，電流變動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，A相跳閘，重合成功；46分35秒。#3主變壓器本體重瓦斯動(dòng)作，跳開#3主變壓器三側(cè)開關(guān)。

1 繼電保護(hù)動(dòng)作概念

繼電保護(hù)動(dòng)作從字意上理解可以認(rèn)為是繼電保護(hù)的操作流程，是動(dòng)作后繼電器接點(diǎn)狀態(tài)及發(fā)生變化的規(guī)律，接點(diǎn)變化將原先不導(dǎo)通的開關(guān)跳閘回路進(jìn)行導(dǎo)通，形成了開關(guān)跳閘現(xiàn)象和模式。在繼電保護(hù)工作中，主要是通過四項(xiàng)基本要求進(jìn)行工作的，即靈活性、速動(dòng)性、連環(huán)性、靈敏性。其中連環(huán)性和隱蔽性在繼電保護(hù)工作中最值得我們?nèi)ド罹亢吞接憽?/p>

2 繼電保護(hù)動(dòng)作的基本任務(wù)

現(xiàn)階段的繼電保護(hù)系統(tǒng)是高度智能化和自動(dòng)化的模式，在工作中能夠自動(dòng)、迅速、準(zhǔn)確、有選擇性的將故障元件從電力系統(tǒng)中及時(shí)的隔離出來，避免事故的進(jìn)一步擴(kuò)大，保證在電力系統(tǒng)中發(fā)生故障的同時(shí)不對(duì)其他元件造成影響和危害，使得其他元件能夠正常合理的運(yùn)行。

反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件（如有無經(jīng)常值班人員）而動(dòng)作于信號(hào)，以便值班員及時(shí)處理，或由裝置自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行就會(huì)引起損壞或發(fā)展成為事故的電氣設(shè)備予以切除。此時(shí)一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作，而是根據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí)，以免暫短地運(yùn)行波動(dòng)造成不必要的動(dòng)作和干擾而引起的誤動(dòng)。

繼電保護(hù)裝置還可以與電力系統(tǒng)中的其他自動(dòng)化裝置配合，在條件允許時(shí)，采取預(yù)定措施，縮短事故停電時(shí)間，盡快恢復(fù)供電，從而提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

3 氣體繼電保護(hù)

電力變壓器的氣體繼電保護(hù)又稱瓦斯保護(hù)，它是保護(hù)油沁式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本保護(hù)裝置。在油沁電力變壓器的油箱內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí)，由于絕緣油和其它絕緣材料要受熱分解而產(chǎn)生氣體。因此利用可反應(yīng)氣體變化情況的氣體繼電保護(hù)來作為變壓器內(nèi)部故障的保護(hù)。

氣體繼電保護(hù)的主要元件是氣體繼電器（又稱瓦斯繼電器），它裝設(shè)在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上。一般當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，變壓器內(nèi)部壓力會(huì)突然增大。在通往儲(chǔ)油柜的管路中1.2m/s的油流速時(shí)，重瓦斯信號(hào)被接通，并作用于跳閘。實(shí)踐證明，裝有氣體繼電器的變壓器，在變壓器本體發(fā)生放電性或由其他因素引起的絕緣油快速分解故障時(shí)，反映最靈敏的往往是氣體繼電器。它的正確動(dòng)作能大大減少變壓器故障后的損失。因此，搞清繼電器的工作原理和故障原因有現(xiàn)實(shí)意義。最常用的開口杯式氣體繼電器的工作原理簡單介紹如下：

變壓器的氣體繼電保護(hù)分為“輕瓦斯動(dòng)作”和“重瓦斯動(dòng)作”。在變壓器正常運(yùn)行時(shí)，氣體繼電器的容器內(nèi)的上下油杯中都充滿了油，油杯因平衡錘的作用而升高，上下兩個(gè)油杯上的觸點(diǎn)都是斷開的。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，由故障產(chǎn)生的少量氣體慢慢升起。進(jìn)入氣體繼電器的容器內(nèi)并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因其中盛有殘余的油而使其力矩大于另一端平衡錘的力矩而降落，從而使上油杯上的觸點(diǎn)接通變電所控制室的信號(hào)回路，發(fā)出音響和燈光信號(hào)。這就是“輕瓦斯動(dòng)作”。

4 事故前運(yùn)行方式

主變部分：#3主變壓器在運(yùn)行狀態(tài)，抽頭位置為“7”；

500kV部分：500kV蝶滄乙線、滄硯甲線、滄硯乙線線路在運(yùn)行狀態(tài)，500kV1M/2M母線運(yùn)行，第一、三、四串合環(huán)；

220kV部分：220kV1M、2M并行運(yùn)行，220kV滄高甲線、#3主變壓器變中運(yùn)行于1M，220kV滄高乙線、220kV滄后乙線運(yùn)行于2M，221PT、222PT、225PT、226PT在運(yùn)行狀態(tài)，220kV#2母聯(lián)2012開關(guān)在運(yùn)行狀態(tài)。

5 事故經(jīng)過

2011年7月11日19時(shí)46分34秒796毫秒，220kV滄后甲線、滄后乙線兩側(cè)主保護(hù)動(dòng)作，A相開關(guān)跳閘，重合成功。19時(shí)46分35秒084毫秒，500kV滄江站#3主變壓器A相重瓦斯保護(hù)動(dòng)作，19時(shí)46分35秒105毫秒跳開主變各側(cè)開關(guān)。

跳閘后，運(yùn)行人員對(duì)#3主變進(jìn)行外觀檢查，本體瓦斯繼電器沒有氣體；查閱雷電定位系統(tǒng)記錄當(dāng)日19：46：34時(shí)，220kV滄后甲乙線8-10塔附近有多個(gè)落雷，雷電流達(dá)182.6kA。

檢查試驗(yàn)主變本體無異常后于7月12日04時(shí)33分復(fù)電，正常。

6 動(dòng)作原因分析

1）在#3主變保護(hù)屏處檢測本體重瓦斯二次回路：

（1）檢測“至變壓器本體端”二次回路絕緣，對(duì)地和節(jié)點(diǎn)間的阻值均在100兆瓦以上。

（2）檢測“至保護(hù)端”二次回路性能：

繼電器電阻值：A相716歐，B相715歐，C相712歐；

動(dòng)作壓力值：A相70V，B相76V，C相78V；

功率P=U2/R：A相功率6.85W，B相功率8.08W，C相功率8.54W（均≥5W）；

由此可知，#3主變壓器本體重瓦斯二次回路正常。

2）在#3主變壓器本體模擬重瓦斯繼電器動(dòng)作，本體重瓦斯保護(hù)傳動(dòng)試驗(yàn)正確。

3）油泵啟動(dòng)檢測：

分別模擬相繼啟動(dòng)#3主變壓器4臺(tái)油泵和同時(shí)啟動(dòng)4臺(tái) 油泵，本體重瓦斯均不動(dòng)作。

4）由主變故障錄波圖可見：變高、變中側(cè)A相出現(xiàn)故障電流，變高約4400A（一次值），變中約為13000A（滄后甲線故障電流為3.18A，CT變比為2400/1，折算到一次值為7632A；滄后乙線故障電流為2.50A，CT變比為2400/1，折算到一次值為6000A，故障持續(xù)時(shí)間約為60毫秒）。變高、變中出現(xiàn)故障電流后經(jīng)過300毫秒延時(shí)，本體重瓦斯保護(hù)動(dòng)作，持續(xù)約80毫秒后復(fù)歸。

綜合以上分析初步判斷：由于220kV滄后甲、乙線同時(shí)發(fā)生雷擊，#3主變流過較大的短路電流，出現(xiàn)油流涌動(dòng)，涌動(dòng)推動(dòng)瓦斯繼電器擋板，導(dǎo)致重瓦斯保護(hù)動(dòng)作跳開主變各側(cè)開關(guān)。

7 結(jié)論

大型變壓器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，如何保證變壓器的安全運(yùn)行，一直以來都是電力工作者面臨的重要任務(wù)。一旦變壓器發(fā)生故障，變壓器保護(hù)應(yīng)當(dāng)快速準(zhǔn)確地動(dòng)作，切除故障。作為繼電保護(hù)專業(yè)人員，在變壓器發(fā)生故障后，都需要盡最大努力檢查、分析繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作行為，排除疑問，得出正確結(jié)論：

（1）#3主變壓器本體重瓦斯二次回路各項(xiàng)性能指標(biāo)正常；

變壓器繼電保護(hù)原理范文第5篇

關(guān)鍵詞: 原理；構(gòu)成；繼電保護(hù)

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 繼電保護(hù)的基本原理和保護(hù)配置構(gòu)成

1.1 基本原理

繼電保護(hù)的基本工作任務(wù)是正確區(qū)分系統(tǒng)的正常與非正常運(yùn)行狀態(tài)，利用電力系統(tǒng)各個(gè)組成原件的安全運(yùn)行既定參數(shù)值，對(duì)故障進(jìn)行識(shí)別，當(dāng)確定有故障產(chǎn)生時(shí)候，準(zhǔn)確、迅速的切斷故障原件或者發(fā)出預(yù)警信號(hào)，以避免故障的擴(kuò)大，進(jìn)而保護(hù)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。其保護(hù)方式主要為：①故障時(shí)電流 I：增大-過電流保護(hù)。②正常時(shí) I 入＝I 出=>故障時(shí) I 入≠I 出－電流差動(dòng)保護(hù)。③故障時(shí)電壓 U：降低－低電壓保護(hù)。④故障時(shí)阻抗 Z：減?。杩梗ň嚯x）保護(hù)。⑤阻抗角 ：正常時(shí)：約 20°；正方向 K3：60°～85°；K3：180°＋（60°～85°）；－方向電流保護(hù)反方向。⑥相序量：正序=> 負(fù)序/零序。⑦非電氣量：溫度升高－ 瓦斯保護(hù)。

1.2 保護(hù)配置

繼電保護(hù)配置主要分為：系統(tǒng)測量部分、邏輯關(guān)系部分和命令執(zhí)行部分。配置圖1如下：

圖 1 繼電保護(hù)配置圖

測量部分：測量有關(guān)電氣量,與整定值比較, 判斷保護(hù)是否應(yīng)該

啟動(dòng)。邏輯部分：根據(jù)測量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、出現(xiàn)的順序

或它們的邏輯組合，確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘或發(fā)出報(bào)警信號(hào)，

并將有關(guān)命令傳達(dá)給執(zhí)行部分。執(zhí)行部分：根據(jù)邏輯部分的結(jié)果，立

即或延時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)和跳閘信號(hào)（故障、不正常運(yùn)行時(shí)）

2變電運(yùn)行中繼電保護(hù)的配置問題分析

2.1繼電保護(hù)配置方案

在變電運(yùn)行的繼電保護(hù)配置方案中，是由變電站層與過程層共同構(gòu)建成變電系統(tǒng)繼電保護(hù)的主設(shè)備。其配置原理圖如下圖 2所示。

圖2繼電保護(hù)配置原理圖

對(duì)變電系統(tǒng)中的一次設(shè)備，過程層的配置需進(jìn)行獨(dú)立主保護(hù)，如一次設(shè)備為智能設(shè)備，需將保護(hù)設(shè)備安置在內(nèi)部，如不是智能設(shè)備，則應(yīng)將保護(hù)設(shè)備、測控設(shè)備等就近安置在匯控柜中，以降低對(duì)設(shè)備維護(hù)與運(yùn)行的工作量。該方案避免了因通信鏈路跳閘、采樣而引起的保護(hù)功能失效，同時(shí)降低了繼電保護(hù)需消耗的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)份額。

2.2繼電保護(hù)配置原則

根據(jù)《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的要求，變電運(yùn)行中繼電保護(hù)配置還應(yīng)當(dāng)遵循以下幾方面原則:①繼電保護(hù)的智能化應(yīng)以提高保護(hù)的可靠性作為基本出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)充分滿足“可靠性、選擇性、靈敏性、速動(dòng)性”的要求。變電運(yùn)行中的繼電保護(hù)，不僅僅是傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置，而是繼電保護(hù)系統(tǒng)，需要一次設(shè)備與二次回路的協(xié)調(diào)配合。②電子式互感器內(nèi)需由兩路獨(dú)立的采樣系統(tǒng)進(jìn)行采集，每路采樣系統(tǒng)均應(yīng)采用雙 A/D 系統(tǒng)，并接入合并單元( MU) ，每個(gè)合并單元輸出兩路數(shù)字采樣值由同一路通道進(jìn)入一套保護(hù)裝置。③保護(hù)應(yīng)直接采樣，對(duì)單間隔的保護(hù)需直接跳閘，當(dāng)涉及多間隔保護(hù)宜直接跳閘。如有必要進(jìn)行其他的跳閘方式，相應(yīng)設(shè)備應(yīng)滿足保護(hù)對(duì)快速性和可靠性的需要。④繼電保護(hù)之間的失靈啟動(dòng)、聯(lián)閉鎖等信息宜采樣GOOSE 網(wǎng)絡(luò)傳輸方式。斷路器位置接點(diǎn)經(jīng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)傳輸，本間隔可采用 GOOSE 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，而間隔間則采用GOOSE 網(wǎng)絡(luò)方式。⑤變電運(yùn)行中各電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)需相互獨(dú)立。為避免同一裝置接入不同網(wǎng)絡(luò)時(shí)，各網(wǎng)絡(luò)間的互相干擾，要求裝置內(nèi)部各網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接口控制器也應(yīng)當(dāng)完全獨(dú)立。⑥110KV 及以上電壓等級(jí)雙母線、單母線分段等接線型式，各間隔宜配置獨(dú)立的三相 ECVT，以提高保護(hù)的可靠性，并簡化二次回路。⑦繼電保護(hù)裝置適宜就地安裝、獨(dú)立分散，保護(hù)裝置的安裝運(yùn)行環(huán)境應(yīng)符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求。

3變電運(yùn)行中各設(shè)備繼電保護(hù)問題分析

3.1主變壓器的繼電保護(hù)

變壓器是變電運(yùn)行中的重要電氣設(shè)備之一。它的故障對(duì)變電運(yùn)行中的正常運(yùn)行和供電可靠性都會(huì)帶來嚴(yán)重的影響。因此必須根據(jù)變壓器的容量和重要性，裝設(shè)安全可靠、性能良好的保護(hù)裝置。按照規(guī)范要求，變壓器的電量保護(hù)適宜按照雙套配置，此時(shí)各側(cè)合并單元( MU) 與智能終端也雙套配置，在配置時(shí)采用主、后備保護(hù)一體化配置。差動(dòng)保護(hù)與第一套智能終端和 MU 對(duì)應(yīng)，后備保護(hù)與第二套智能終端和 MU 對(duì)應(yīng)。變壓器保護(hù)實(shí)施方案如下圖 3所示。

圖3 變壓器保護(hù)實(shí)施方案示意圖

從圖3可以看出，一方面，變壓器的高、中、低壓側(cè)的合并單元得到的電流電壓信號(hào)被直接傳至變壓器保護(hù)裝置與 SV網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)裝置不通過 SV 網(wǎng)絡(luò)獲取數(shù)據(jù)，對(duì)信號(hào)的直接采樣。另一方面，變壓器的智能終端除了與保護(hù)裝置相連接以外，還連接 GOOSE 網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)裝置可通過智能終端進(jìn)行跳閘。按照?qǐng)D3的實(shí)施方案示意圖，變壓器非電量保護(hù)需就地直接電纜跳閘，現(xiàn)場配置本體智能終端，并由 GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸接地刀閘控制信息，以及非電量動(dòng)作報(bào)文與調(diào)檔。

3.2線路的繼電保護(hù)

在變電運(yùn)行中，測控功能與保護(hù)功能應(yīng)結(jié)合一體，并按照間隔單套配置。線路保護(hù)通過直接跳斷路器和直接采樣，并具有 GOOSE 網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)斷路器失靈、重合閘等功能。實(shí)施方案如下圖4所示。

圖4線路保護(hù)實(shí)施方案示意

線路兩間隔之內(nèi)的保護(hù)測控裝置，不但與智能終端、合并單元相對(duì)應(yīng)進(jìn)行依次連接，而且通過 GOOSE 網(wǎng)絡(luò)連接交換息。保護(hù)測控裝置和智能終端的連接，實(shí)現(xiàn)了直接跳閘功能;與合并單元的數(shù)據(jù)傳輸，則實(shí)現(xiàn)了直接采用的功能。安裝在母線和線路上的電子式互感器，在得到電壓或電流信號(hào)以后，先將其接入合并單元中，然后經(jīng)過數(shù)據(jù)打包后，再經(jīng)過光纖送達(dá)保護(hù)測控裝置和 SV 網(wǎng)絡(luò)。

3． 母線的繼電保護(hù)

母線的繼電保護(hù)通常采用的是分布式設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的配置。利用單套配置實(shí)現(xiàn)母線保護(hù)，有利于測控裝置和保護(hù)裝置集成的實(shí)現(xiàn)。具體實(shí)施方案如下圖5所示。

圖5母線保護(hù)實(shí)施方案示意圖

由圖5可以看出，母線保護(hù)的實(shí)施方案與線路保護(hù)較為類似，但結(jié)構(gòu)更加簡單。母線保護(hù)裝置直接和智能終端與合并單元連接，分別實(shí)現(xiàn)直接跳閘功能和直接采樣的功能?？玳g隔信號(hào)通過互不干涉的SV 網(wǎng)和 GOOSE 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。