水电站发电机变压器继电保护研究

胡敏

摘要：本文主要通过对传统继器保护装置在工作原理、硬件平台以及发电机出口断路器失灵保护进行创新和改造，在很大程度上提高了继电保护装置对水电站发电机变压器的保护效果，对于水电站的发展来说有着非常重要的意义。

关键词：水电站；变压器；继电保护

继电保护设备的基本工作原理就是水电站的具体运行过程，如果电力系统出现了问题，问题元件中的电流以及电压都会发生不同的改变，一般在进行保护的元件上都会安装一个变换器，通过变换器不停的进行检测，当运行元件发生故障时电流以及电压的参数就会发生一定的变化，变换器一旦发现参数数据与正常的参数有很大差异就会自行进行隔离。在变压器继电保护上，继电保护设备可以将变压器中温度、流量以及压力等的变化很好的反映出来，这些变化就会为变压器的保护提供一定的条件，可以根据其中信号性质不同将继电设备分为三种不同的类型，其中包括机电型、数字型和静态型，输入变压器进行运行的相关信号，再通过和已经确定的整定值进行比较就可以清楚的了解变压器具体的运行情况。

一、水电站发电机变压器继电保护设备的根本任务

变压器的继电保护设备可以很准确、很快速的将供电系统中发生故障的元件进行隔离，这样可以有效的把故障元件对其它元件造成的破坏降到最低，减少对供电系统的破坏，最大程度的保证供电系统能够正常的进行运行，如果发现某一设备元件发生异常的运行状况时，继电保护设备可以通过警报来提醒在职的工作人员进行处理，在进行处理时工作人员一定要正确的处理，采用合理的办法正确的措施将故障消除。继电保护设备还有最实用的一项功能就是，在水电站发生故障时，继电保护设备可以根据具体的实际情况短时间内恢复供电，很大程度上提高了网络供电的可靠性。

二、水电站发电机变压器继电保护设备的改造

将过去使用的传统水电站发电机变压器继电保护装置进行改造，更换成新型的水轮发电机变压器继电保护装置，这种新型的继电保护设备属于数字型保护装置，主要通过接受数字信号并进行处理来完成保护工作。这种装置不仅可以满足发电机变压器所需求的电量保护，还可以根据实际情况不同的工程需求来配置不同的保护功能。

（一） 对水电站发电机继电保护装置的工作原理进行创新

新型的继电保护装置相对于传统的设备来说具有了新的特性就是比率差动，这种特性可以通过改变斜率比率制动曲线能够很好的完成对不平衡电流曲线的模拟。不仅如此新型的继电保护装置通过工频故障分量这种方式可以很好的提高比率差动的灵敏度，让继电保护装置在很大程度上不再承受负电荷的影响，增强抗饱和的能力。在具体的保护过程中新型的继电保护设备通过差电流以及制动电流的工频变化及时的对故障进行分析，判断故障的发生区域是在区内还是区外，并且在很短的时间之内就可以对故障进行识别，而且通过浮动门槛和电流制动所构成的横差保护具有很强灵敏性，这样可以充分的制动区外故障。

（二）对水电站发电机继电保护装置的硬件平台尽量使用高性能的

在对继电保护设备系统进行改造的时候，尽量的采用双 CPU 系统这种体系结构，并且每个 CPU 系统的构成都要用 32 位相对独立的微处理器和 DPS 相结合，这样整个继电保护装置就能够在每个采样的间隔之间充分的对继电器实现动态计算，在一定程度上可以彻底避免在继电保护装置在运行过程因硬件发生故障造成变压器的动作误动。

（三）对水电站发电机继电保护装置增加对发电机出口断路器失灵的保护

在过去水电站的主线接线设计中往往会在水电站发电机和变压器的中间设计发电机出口断路器，通过设置这种装置能够很好的进行保护的工作，具体的工作原理就是当发生故障以后通过断开发电机出口断路器将发电机和变压器进行隔离保护。因此实行对发电机出口断路器的失灵保护是非常重要的。在过去的具体应用中经常会出现发电机出口断路器失灵的情况。为了避免断路器失灵，我们可以在断路器中设置对操作电源消失以及回路故障等问题的控制。在水电站发电机变压器的继电保护装置中安装发电机断路器失灵保护装置，一旦水电站发电机出现故障导致发电机出口断路器失灵，那么失灵保护装置就会自动响应，迅速的进行保护动作，通过断开变高压一旁的断路设备，保障保护装置及时的跳开，这样就可以把故障区域很好的隔离开来，从而让水电站的发电机组能够正常的运行。

三、结语

通过上文具体的分析我们可以知道水电站发电机变压器继电保护装置对于水电站来说是保障水电站正常运行非常重要的基础设备。因此对继电保护装置的不断改进可以更好的保证水电站的运行安全。我国信息技术的不断发展，硬件水平也在不断提高，这是继电保护装置能够进行改造的前提。

参考文献：

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[2] 王喜志.水電站发电机及变压器继电保护的设计原则与配置方案[J]. 自动化应用，2014，11：69-71+100.

[3] 李政伟.变压器继电保护在水电站中的应用[J].河南科技，2013，11：71-72.

（作者单位：南京电研电力自动化股份有限公司）