220kV变电站变压器运行和继电保护措施

王楠

摘 要：随着国家经济的发展，科学技术得到广泛运用和普及，使国家电网对用电需求的审视又有了更全面的战略部署。变电站作为对电力分配和使用的中转站，采用先进的科技设备对其功能和效率的提高都至关重要。现针对 220 kV 变电站变压器的运行和继电保护措施的相关问题作进一步的探讨分析。

关键词：变电站；变压器运行；继电保护

中图分类号：TM63文献标识码： A

电网是改善人民的物质生活条件，更是维系国家在经济领域中一切活动的核心环节，为社会带来经济上快速革新的最有力工具。而变压器作为电力系统中非常重要的一部分，其能否安全运行直接影响着电网是否能高效、安全的运行。变压器若是发生故障，给电力系统带来的损害将是相当严重的。所以对变电站变压器采取保护措施尤为重要。首先变电站是国家的财产，是一个国家服务行业的代表性机构，主要担负的社会功能就是供电。对于变电站的保护，不仅要求供电技术能力上的精确，也要求在每一个细节处做到最好。外部环境对变电站的影响也是极其重要的。本文针对220 kV 变电站变压器的运行和继电保护措施的相关问题作进一步的探讨分析。

一、 变电站概况

变电站是改变电压的场所。为了将发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，该升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模大小不同，又可称为变电所、配电室等。变电站就是中转站，它支配着一个国家所有电力的分配情况。而电力又是驱动现代性国家、城市转型和发展的主要源动力之一，第二产业和第三产业都需要电力作支撑，对电力的制造和输出，是衡量一个国家发展程度的重点考核标准，变电站同时也是体现国家经济结构的标志之一。对电力的需求虽然不再以变电站作为核心，各种发电的方式随着相关科技成果的普及使用也越来越为更多的人所接受和熟知，但作为国家经济驱动的源头，变电站依然在电力供应方面占有举足轻重的地位，国家支柱产业的领头集团无一不与电网有着千丝万缕的联系和深入的合作，同时，其可被看作是经济发展与产业结构优化的缩影。

二、 220 kV 的变电站变压器运行

1. 工作原理

变压器是变电站的主要设备，分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器，即高、低压每相共用一个绕组，从高压绕组中间抽出一个头作为低压绕组的出线的变压器。电压高低与绕组匝数成正比，电流则与绕组匝数成反比。变压器按其作用可分为升压变压器和降压变压器。前者用于电力系统送端变电站，后者用于受端变电站。变压器的电压需与电力系统的电压相适应。为了在不同负荷情况下保持合格的电压，有时需要切换变压器的分接头。按分接头切换方式，变压器有带负荷有载调压变压器和无负荷无载调压变压器。有载调压变压器主要用于受端变电站。电压互感器和电流互感器。其工作原理和变压器相似，它们把高电压设备和母线的运行电压、大电流即设备和母线的负荷或短路电流按规定比例变成测量仪表、继电保护及控制设备的低电压和小电流，在额定运行情况下电压互感器二次电压为 l00 V，电流互感器二次电流为 5 A 或 1 A。电流互感器的二次绕组经常与负荷相连近于短路，需要注意的是，绝不能让其开路，否则将因高电压而危及设备和人身安全或使电流互感器烧毁。为了减少变电站的占地面积，近年来积极发展六氟化硫全封闭组合电器（GIS）。它把断路器、隔离开关、母线、接地开关、互感器、出线套管或电缆终端头等分别装在各自密封间中集中组成一个整体外壳充以六氟化硫气体作为绝缘介质。该组合电器具有结构紧凑、体积小、重量轻、不受大气条件影响、检修间隔长、无触电事故和电噪声干扰等优点。其缺点是价格贵，制造和检修工艺要求高。

2.2 变压器运行异常的情况

当出现过负荷或者外部短路的情况，引起温度升高、油面降低和过电流等现象时，根据不同的情况，变压器主要的保护装置有以下几种：

瓦斯保护，该保护方式是瞬间作用于信号式跳闸的，可用于变压器的油箱发生内部故障，或者油面降低时；

电流速断保护和差动保护，这种保护方式也是瞬间作用于跳闸，可用于变压器的引出线间的短路、接地短路，或者变压器的内部故障时；

过负荷保护，当变压器出现过载时可装设，作用于信号，主要用于因为过载而引起过电流时；

三、220 kV 变电站的继电保护措施

1. 继电保护综述

继电保护措施，是研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。电力系统继电保护的基本任务是：当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内自动将故障设备从系统中切除，或者给出信号由值班人员消除异常工况的根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。随着电力系统容量日益增大，范围越来越广，仅设置系统各元件的继电保护装置，还远不能避免发生全电力系统长期大面积停电的严重事故。为此必须从电力系统全局出发，研究故障元件被相应继电保护装置动作切除后，系统将呈现何种工况；系统失去稳定时将出现何种特征，如何尽快恢复其正常运行等。系统保护的任务就是当大电力系统正常运行被破坏时，尽可能将其影响范围限制到最小，负荷停电时间减到最短。

2. 继电保护的具体措施

继电保护安全运行的主要措施有以下几点：

（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）一般性的检查工作。它对于任何保护措施来说，都是相当重要的，绝对不能疏忽，一般性的检查基本包含 2 个方面：1）检查机械特性和焊接点是否牢固，同时也对连接件是否紧固进行清点；2）将插件全部拔下来进行检查，如按紧芯片、拧紧螺丝等，及时发现虚焊点。

（4）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。

3. 继电保护装置的维护

若要继电保护装置正常可靠运行，就要定期对继电保护装置进行维护，只有先维护好继电保护装置，才能使其最大程度发挥效用，保护电力系统的正常运行。在对继电保护装置进行维护工作时，首先要对设备的初始状态有一个较为全面的了解，才能对以后的工作作出正确的判断；其次还要对其运行时的状态数据进行及时的统计分析，随时掌握设备的运行情况；再次是对继电保护装置的新技术和新发展，要及时跟进，才能保证其科学性。我国的在线监测技术还处于发展的阶段，不够成熟和完善，对于日常的检修工作并不能作出最准确及时的判断，这就要求工作人员必须对各种数据加以统计分析，作出综合的评价。

四、结束语

综上所述，本文从普通变电站的运行概况谈起，使我们对变电站变压器的运行有了一定的了解，而继电保护也是变电站运行工作中的重点部分。希望电力从业者在熟练掌握其基本操作原理后，再接再厉，将电力这个能够创造财富的国家资源的发展提升至更高层面，为人民、国家谋取更多利益。

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