论文部分内容阅读
摘要：本文对 220kV 变电站变压器的运行和继电保护措施的相关问题作了进一步的探讨分析。僅供参考。
关键词：变电站，变压器运行，继电保护
一、220kV 变电站变压器工作原理
变压器是变电站的主要设备。按照绕组类型，变压器可以分为双绕组变压器、三绕组变压器以及自耦变压器，其中自耦变压器每相的高低压共用一个绕组，在高压绕组中间抽出一个头作为低压绕组的出线。变压器两端电压高低与绕组匝数成正比，与电流则成反比。按照变压器的作用可将其分为两大类：升压变压器和降压变压器。为保证负荷不同时电压质量的合格，变压器电压应该与电力系统相适应，并且可以方便地进行不定期的分接头切换。
220kV的变电站中设有与变压器设备工作原理相似的电压及电流互感器。这些互感器可以按照相关规定，将一些高压设备及母线的运行电压或大电流以及母线负荷、短路电流等转换成低电压和小电流，以供测量仪表、继电保护以及控制设备等使用。需要注意的是，由于变电站系统中电流互感器两次的绕组总与负荷相连，接近短路故障状态，在实际运行中决不允许处于开路状态，以免对设备本身或变电站造成威胁和影响。
二、220kV变电站变压器运行继电存在的问题
变压器是变电站的主要设备，可分为升压变压器和降压变压器。主要通过电磁场对电压进行主体调节，按分接头切换方式，对输电线路中的负荷进行控制调节。在这个过程中，变压器可能出现变电问题，导致变电后电压不稳、电压未达到固定值等问题，对输电造成阻碍。
2.1 变压器运行电压异常
变电器在进行运转的过程中受很多因素影响，例如气体、温度、水分等。这些在很大程度上对我国变电站变压器的输电进行阻断，导致输电电压出现异常。其气体状况可能导致信号存在跳跃现象，导致变压器油箱发生内部故障，整体油面出现异常；当变压器负荷或者外部出现短路现象时，很容易引起变压器温度升高，导致变压器油面降低，出现电压不稳状况。
除此之外，变压器还容易出现负荷过重导致的电压问题。由于变压器的负荷过重，通过电荷量过大，导致整体内部信号、磁场出现问题，很容易使变压器对内部电压的调节出现混乱，导致电压不稳，导致变压器对电力系统造成的损失。
2.2 变压器继电干扰异常
变电站主要是对输电线路电压进行改变，在该场所通过磁场的作用通过伏电压将发电厂发出来的电能输送到较远区域，实现对电能的合理输送，降低电能的消耗。影响 220KV 以上变电站继电保护与自动装置的电磁干扰包括来以下几种。第一，来自一次系统的干扰如雷击等。第二， 电力系统本身发生的短路故障。第三，工作人员人身触及设备外壳产生的火花放电及话机使用。第四，断电器本身发生的故障。上述继电干扰对整体输电线路进行阻断，导致电磁干扰源和受干扰的二次回路会通过各种方式联接起来，形成连接回路，导致变压器输电电压出现严重问题。辐射干扰主要包括步话机幅射干扰和高压开关场的干扰，其中以高压开关场的电磁干扰为最主要因素。开关场各种耦合，如电容耦合、电感耦合以及传导耦合会通过同一电缆的某芯线产生干扰电流，这根芯线能够感应出相应的干扰电压，并通过终端联接设备上共模干扰予以表现。
三、220kV变电站变压器运行故障与保护形式分析
一般情况下，当变压器出现了以上所述的各种故障与异常情况时，应当在变压器中设置机电保护措施来发现、避免和切除故障，从而保障变压器的安全稳定运行。变压器设置保护装置的原则一般如下：
（1）气体保护：变压器的气体保护是指可以瞬时作用于变压器的运行控制信号上使其跳闸的跳闸式保护。变压器的气体保护主要对变压器油面降低以及变压器的油箱内部故障等问题进行控制保护。
（2）电流速断保护与差动保护：变电站中的变压器常用的一种保护形式就是电流速断保护与差动保护。这两种保护形式进行变压器保护时也是通过瞬间跳闸的方式实现的，一般用于对变压器出线端的短路，或变压器设备的内部故障进行控制与保护。
（3）过负荷保护：变电站中变压器采取的过负荷保护是依据变压器的运行状况，当其出现过负荷运行时，在其设备线路中设置过电流保护，对由于过负荷运行引起变压器中的过电流事故进行避免和控制。
（4）过流继电保护与温度信号保护：实际中，变压器运行时采取的保护形式还包括过流继电保护与温度信号保护两种。其中，过流继电保护作为变压器采取气体保护和电流速断保护的后备保护，其主要形式有带时限的跳闸控制、对变压器外部出现的短路及过电流故障进行保护；温度信号保护方式则是通过收集变压器的温度信号变化情况，检测控制变压器运行故障以及异常情况，进而保护变压器的运行安全。
四、220kV变电站的继电保护措施
4.1变压器运行状态措施
变压器运行时要对其整体运行状态进行全方位监控，以降低由于过负荷或外部短路所造成的输电风险，进而提高高压变电站的输电作效率，降低电力系统运行的经济成本。对变压器运行状态进行保护时，主要采取以上几种变压器故障的保护形式，如气体保护、电流速断保护与差动保护、过负荷保护和过流继电保护与温度信号保护。这些保护形式可以在很大程度上对变压器的运行状态进行检测和控制，从而保障其安全稳定运行。
4.2变压器继电运行检测
1）特别要注意对继电保护装置的检验工作，只有在检验工作的最后才能进行电流回路升流以及进行整组的试验，当这2个试验都完成后，绝不能拔掉插件，或者改变定值（定值区），对二次回路的接线进行改变等等。此外，电压回路升压的试验也是要放在最后进行的。
2）定值区的问题。拥有多个定值区一直是微机保护的一个很大的优点，因为电网在发生运行方式的变化时，更改定值就显得很方便了，但是若出现定值区错误，对继电保护来说就是一个非常严重的问题，所以工作人员需加强对定值区的管理，确保定值区的正确。
3）接地的问题。其对继电保护格外重要，首先是装置外壳和屏障的接地问题，这些都是必须要接在保护屏的铜排上的。而更重要的是，铜排本身是否已经可靠地接入地网，这个可以采用大截面的铜鞭或者导线将其紧固在接地网上来解决，对其电阻还应用绝缘表进行测量，确定其是否符合规定；其次是电压回路和电流的接地问题，若是接地在端子箱，则必须要确定端子箱的接地是可靠的。
4.3变压器的抗干扰措施
为了保证220kV以上变电站变压器的继电保护设备和自动装置的正常运行，除了要采取上述各种措施外，还应该保证继电保护的二次电子设备本身具有抗电磁干扰能力。可以采取以下几种措施降低干扰：
（1）在干扰源处降低干扰。主要措施为减小设备的接地阻抗，控制当高频电流注入时设备产生的电压，进而实现对输电线路整体调整与改观。与此同时，应当增加低阻抗的接地网的建设，使220kV变电站与地之间的电位差尽可能降低，达到减少二次回路干扰的目的。
（2）在二次回路上减低干扰。要降低整个变电站的电磁干扰水平，最关键和重要的是降低二次回路受到电磁干扰的影响，可以采用将一次和二次回路之间的耦合切断以及使用带屏蔽层的控制电缆的措施。也可以对开关场和控制室两端的接地采取合理的措施，以降低整体的二次回路受到干扰。
（3）在装置配线上提高抗干扰水平。在装置配线上提高抗干扰水平时，可以采取将继电保护盘端的开关场进线处的电容进行接地的措施，使得控制电缆引起的电磁干扰通过母线传回控制回路，进而屏蔽了控制电缆的干扰。
五、结束语
电力系统中变压器能否正常工作对电网是否能高效安全的运行起着决定性的作用。电力系统会因为变压器发生故障而遭受极大损害，因此，对变电站变压器采取相应的保护措施特别重要。做好变压器的运行维护，根据变压器运行中的现象发现隐患，及时排除，保障变压器的安全运行。
关键词：变电站，变压器运行，继电保护
一、220kV 变电站变压器工作原理
变压器是变电站的主要设备。按照绕组类型，变压器可以分为双绕组变压器、三绕组变压器以及自耦变压器，其中自耦变压器每相的高低压共用一个绕组，在高压绕组中间抽出一个头作为低压绕组的出线。变压器两端电压高低与绕组匝数成正比，与电流则成反比。按照变压器的作用可将其分为两大类：升压变压器和降压变压器。为保证负荷不同时电压质量的合格，变压器电压应该与电力系统相适应，并且可以方便地进行不定期的分接头切换。
220kV的变电站中设有与变压器设备工作原理相似的电压及电流互感器。这些互感器可以按照相关规定，将一些高压设备及母线的运行电压或大电流以及母线负荷、短路电流等转换成低电压和小电流，以供测量仪表、继电保护以及控制设备等使用。需要注意的是，由于变电站系统中电流互感器两次的绕组总与负荷相连，接近短路故障状态，在实际运行中决不允许处于开路状态，以免对设备本身或变电站造成威胁和影响。
二、220kV变电站变压器运行继电存在的问题
变压器是变电站的主要设备，可分为升压变压器和降压变压器。主要通过电磁场对电压进行主体调节，按分接头切换方式，对输电线路中的负荷进行控制调节。在这个过程中，变压器可能出现变电问题，导致变电后电压不稳、电压未达到固定值等问题，对输电造成阻碍。
2.1 变压器运行电压异常
变电器在进行运转的过程中受很多因素影响，例如气体、温度、水分等。这些在很大程度上对我国变电站变压器的输电进行阻断，导致输电电压出现异常。其气体状况可能导致信号存在跳跃现象，导致变压器油箱发生内部故障，整体油面出现异常；当变压器负荷或者外部出现短路现象时，很容易引起变压器温度升高，导致变压器油面降低，出现电压不稳状况。
除此之外，变压器还容易出现负荷过重导致的电压问题。由于变压器的负荷过重，通过电荷量过大，导致整体内部信号、磁场出现问题，很容易使变压器对内部电压的调节出现混乱，导致电压不稳，导致变压器对电力系统造成的损失。
2.2 变压器继电干扰异常
变电站主要是对输电线路电压进行改变，在该场所通过磁场的作用通过伏电压将发电厂发出来的电能输送到较远区域，实现对电能的合理输送，降低电能的消耗。影响 220KV 以上变电站继电保护与自动装置的电磁干扰包括来以下几种。第一，来自一次系统的干扰如雷击等。第二， 电力系统本身发生的短路故障。第三，工作人员人身触及设备外壳产生的火花放电及话机使用。第四，断电器本身发生的故障。上述继电干扰对整体输电线路进行阻断，导致电磁干扰源和受干扰的二次回路会通过各种方式联接起来，形成连接回路，导致变压器输电电压出现严重问题。辐射干扰主要包括步话机幅射干扰和高压开关场的干扰，其中以高压开关场的电磁干扰为最主要因素。开关场各种耦合，如电容耦合、电感耦合以及传导耦合会通过同一电缆的某芯线产生干扰电流，这根芯线能够感应出相应的干扰电压，并通过终端联接设备上共模干扰予以表现。
三、220kV变电站变压器运行故障与保护形式分析
一般情况下，当变压器出现了以上所述的各种故障与异常情况时，应当在变压器中设置机电保护措施来发现、避免和切除故障，从而保障变压器的安全稳定运行。变压器设置保护装置的原则一般如下：
（1）气体保护：变压器的气体保护是指可以瞬时作用于变压器的运行控制信号上使其跳闸的跳闸式保护。变压器的气体保护主要对变压器油面降低以及变压器的油箱内部故障等问题进行控制保护。
（2）电流速断保护与差动保护：变电站中的变压器常用的一种保护形式就是电流速断保护与差动保护。这两种保护形式进行变压器保护时也是通过瞬间跳闸的方式实现的，一般用于对变压器出线端的短路，或变压器设备的内部故障进行控制与保护。
（3）过负荷保护：变电站中变压器采取的过负荷保护是依据变压器的运行状况，当其出现过负荷运行时，在其设备线路中设置过电流保护，对由于过负荷运行引起变压器中的过电流事故进行避免和控制。
（4）过流继电保护与温度信号保护：实际中，变压器运行时采取的保护形式还包括过流继电保护与温度信号保护两种。其中，过流继电保护作为变压器采取气体保护和电流速断保护的后备保护，其主要形式有带时限的跳闸控制、对变压器外部出现的短路及过电流故障进行保护；温度信号保护方式则是通过收集变压器的温度信号变化情况，检测控制变压器运行故障以及异常情况，进而保护变压器的运行安全。
四、220kV变电站的继电保护措施
4.1变压器运行状态措施
变压器运行时要对其整体运行状态进行全方位监控，以降低由于过负荷或外部短路所造成的输电风险，进而提高高压变电站的输电作效率，降低电力系统运行的经济成本。对变压器运行状态进行保护时，主要采取以上几种变压器故障的保护形式，如气体保护、电流速断保护与差动保护、过负荷保护和过流继电保护与温度信号保护。这些保护形式可以在很大程度上对变压器的运行状态进行检测和控制，从而保障其安全稳定运行。
4.2变压器继电运行检测
1）特别要注意对继电保护装置的检验工作，只有在检验工作的最后才能进行电流回路升流以及进行整组的试验，当这2个试验都完成后，绝不能拔掉插件，或者改变定值（定值区），对二次回路的接线进行改变等等。此外，电压回路升压的试验也是要放在最后进行的。
2）定值区的问题。拥有多个定值区一直是微机保护的一个很大的优点，因为电网在发生运行方式的变化时，更改定值就显得很方便了，但是若出现定值区错误，对继电保护来说就是一个非常严重的问题，所以工作人员需加强对定值区的管理，确保定值区的正确。
3）接地的问题。其对继电保护格外重要，首先是装置外壳和屏障的接地问题，这些都是必须要接在保护屏的铜排上的。而更重要的是，铜排本身是否已经可靠地接入地网，这个可以采用大截面的铜鞭或者导线将其紧固在接地网上来解决，对其电阻还应用绝缘表进行测量，确定其是否符合规定；其次是电压回路和电流的接地问题，若是接地在端子箱，则必须要确定端子箱的接地是可靠的。
4.3变压器的抗干扰措施
为了保证220kV以上变电站变压器的继电保护设备和自动装置的正常运行，除了要采取上述各种措施外，还应该保证继电保护的二次电子设备本身具有抗电磁干扰能力。可以采取以下几种措施降低干扰：
（1）在干扰源处降低干扰。主要措施为减小设备的接地阻抗，控制当高频电流注入时设备产生的电压，进而实现对输电线路整体调整与改观。与此同时，应当增加低阻抗的接地网的建设，使220kV变电站与地之间的电位差尽可能降低，达到减少二次回路干扰的目的。
（2）在二次回路上减低干扰。要降低整个变电站的电磁干扰水平，最关键和重要的是降低二次回路受到电磁干扰的影响，可以采用将一次和二次回路之间的耦合切断以及使用带屏蔽层的控制电缆的措施。也可以对开关场和控制室两端的接地采取合理的措施，以降低整体的二次回路受到干扰。
（3）在装置配线上提高抗干扰水平。在装置配线上提高抗干扰水平时，可以采取将继电保护盘端的开关场进线处的电容进行接地的措施，使得控制电缆引起的电磁干扰通过母线传回控制回路，进而屏蔽了控制电缆的干扰。
五、结束语
电力系统中变压器能否正常工作对电网是否能高效安全的运行起着决定性的作用。电力系统会因为变压器发生故障而遭受极大损害，因此，对变电站变压器采取相应的保护措施特别重要。做好变压器的运行维护，根据变压器运行中的现象发现隐患，及时排除，保障变压器的安全运行。