220kV变电站变压器运行分析以及继电保护对策

丘品开

摘 要：在220kV变电站中，变压器是非常重要的组成部分，它的运行情况直接关系着整个电网运行的安全性。220kV变压器经长期的运行，就会产生各种故障。继电保护可以在很大程度上确保变压器的安全，在电力系统中应当高度重视继电保护装置，为电力系统运行的安全性、高效性、经济性提供有力的保障，进而提高供电企业的社会、经济效益。本文简单介绍了220kV变电站变压器，并总结分析了220kV变电站变压器运行继电存在的主要问题、继电保护措施，以期为220kV变电站变压器的安全、稳定运行提供一定的保障。

关键词：220kV变电站；变压器；继电保护

中图分类号：TM77 文献标识码：A

随着我国电力系统的飞速发展，220kV变电站变压器的运行环境也更加复杂，进而对继电保护的要求也越来越高。然而，我国当前220kV变压器的运行中依然存在着很多的问题，严重影响了供电的质量与效率。为了保证220kV变压器运行的安全可靠，应当充分利用继电保护，减小变压器发生故障的概率。

1.变压器的主保护和后备保护的分类及其作用

1.1 变压器主保护。主保护是满足设备安全、系统稳定的要求，可以用最快的速度有选择性地切除保护设备、线路故障的保护。

（1）差动保护。差动保护是套管引出线相间短路、变压器内部的保护，以及中性点直接接地系统侧的单相接地短路保护，还可以反应变压器内部绕组的匝间短路。这种保护方法对绕组引起的接触不良、变压器内部铁芯过热不能反应，当绕组匝间短路的匝数较少时也可能反应不出。

（2）瓦斯保护。这种保护方法可以反应铁芯等部件漏油或过热、绕组匝间短路、单相接地短路以及绕组相间短路等故障。它虽然可以反应变压器油箱内部的各种故障，但是不能反应套管引出线的故障，所以瓦斯保护与差动保护共同组成变压器的主保护。

1.2 后备保护

（1）零序电流保护。在中性点直接接地电网中运行的变压器都装设零序电流保护，当变压器高侧或高压侧线路发生接地时，产生零序电流，零序电流保护动作。这里认为变压器低压侧绕组为三角形接线。它可作为变压器高压绕组引出线，母线接地短路的保护，同时还可做相邻线路及变压器本身主保护的后备保护。

（2）过点流保护。该种保护形式能够视为电流速断、气体保护形式的后备方法，主要带时限动作用于跳闸，通常在外部短路导致过电流的情况中应用。

（3）过负荷保护：主要应用于变压器过载导致过电流的情况中，作用于信号，见表1。

2. 220kV变电站变压器运行继电存在的主要问题

2.1 运行电压故障。220kV变电站的运行环境非常复杂，很多外界因素会影响其运行情况，导致不同的故障。在各种外界因素的影响下，会影响变压器的输电质量，并导致供电电压发生异常，倘若不能及时采取相应的解决措施，一定会对整个电网的安全稳定运行产生一定的影响。比如当变压器气体发生异常时，就会导致信号跳跃，这样就会致使变压器内部发生各种故障；如果变压器外部发生了短路问题时，就会导致电力设备运行时的温度上升，油面下降，影响了供电电压的稳定性，此外还会对变压器造成一定程度的损坏。

2.2 变压器继电干扰异常。在电力系统中，变电站的主要作用是改变输电线路电压，可以将发电厂中电能输送至较远的地方，可以减小电能的损耗。一般情况下，对220kV变电站继电保护产生影响的电磁干扰有：（1）断电器自身产生故障；（2）相关工作人员与电力设备外壳接触导致的火花放电；（3）电力系统自身产生短路问题；（4）雷击等来自一次系统的干扰。以上所述的几种几点干扰会阻断线路的输电，进而使得电磁干扰源、受干扰产生的二次回路通过一定的方式连接起来，这样就会产生连接回路，严重影响变压器的供电电压。

3. 220kV变电站变压器的继电保护措施

3.1 变压器运行状态措施。在变压器的运行过程中，应当全方位监控其运行情况，以便减小因变压器外部短路故障、过负荷等引起的输电风险，提高220kV变电站的输电效率，并减小电网运行产生的成本。220kV变电站变压器运行故障的保护主要有温度信号、过流继电、过负荷、差动与电流速断、气体等形式。通过这些形式的保护能够在很大程度上检测、控制变压器的运行情况，为变压器的安全运行提供提供的保障。

3.2 保护装置。在220kV变电站变压器的继电保护系统中，继电保护装置是保证其顺利运行的基本条件，所以应当制定相应的措施来维护继电保护装置，充分发挥装置的使用性能。这就需要尽量确保装置使用性能可以满足系统实际的需求，全面掌握继电保护装置的运行情况，并按照其运行情况进行系统的分析，进而可以推算变压器是否处于正常的运行状态。此外，还应当借鉴国内外成功经验，引进先进的设备与技术，建立完善的继电保护系统。还可以通过制定科学检修计划的方法，安排相关工作人员贯彻落实平时的维护、检修工作，并按照继电保护装置的实际情况及时找出保护措施中的不完善之处，以便制定相应的完善策略。

3.3 防干扰保护。在变压器继电保护系统中，防干扰保护是非常重要的一部分，其主要作用是消除外界的干扰因素，比如防护干扰源、防回路干扰、配线防干扰等等。其中，防护干扰源指的是在最大程度上减小接地电阻、提高变压器的电位，防止电力运输中产生干扰源；防回路干扰主要是针对二次回路的，通过相应的措施来提高变压器的防干扰性能，并利用主动切断一、二次回路联系耦合的方法来建立屏蔽线，降低输电回路中的干扰；配线防干扰是通过减小对变压器运行效率具有影响的配线因素，并利用继电保护来确保电网的安全、稳定运行。

3.4 接地的问题。在继电保护中，接地是十分关键的组分。分析接地问题的过程中，应当先将屏障、机箱中的接地问题清除掉，这些均是接在保护屏铜排上的，所以，应当详细检查铜排自身接入地网的情况，这是非常重要的环节。

3.5 定值区的问题。微机保护具备多个定值区，一旦电力系统运行方式发生改变，多个定值区就可以很方便地更改定值了。就继电保护而言，如果定值区产生了错误，将会是非常严重的问题，所以，为了保证定值区的准确性，相关工作人员应当高度重视定值区的管理，如图1所示。

结语

在整个电力系统中，220kV变电站变压器的运行是否良好直接关系着整个电网的安全性、稳定性以及可靠性。本文总结分析了当前220kV变压器运行继电中存在的主要问题，并提出了有效的继电保护措施，通过加强变压器运行状态的检查力度，做好变压器运行的管理工作，并及时解决变压器运行中发生的故障，为220kV变压器的安全运行提供一定的保障。

参考文献

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