摘要：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。本文主要对水电站发电机变压器继电保护装置进行了探讨分析，可供大家参考交流。
关键词：水电站 发电机 变压器 继电保护
1 水电站发电机变压器继电保护设备的作用
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。
2 水电站发动机的保护
2.1 水电站发电机经常遇到的运行故障
主要为两种，（1）定子绕组故障，具体包括有匝间故障，接地故障以及相间短路故障。（2）转子绕组故障，具体包括有转子绕组匝间出现短路故障，转子绕组出现一点接地或者是两点接地故障。水电站发电机处在异常状态时的表现为，由于外部出现短路造成三项对称过负荷，由于外部出现不对称短路或者出现不对称负荷造成水电站发动机发生负序过电流，由于突然发生的甩负荷导致转子绕组超过负荷，由于水轮机球阀发生突然性的关闭造成发电机出现逆功率等。
2.2水电站发动机保护的装置
(1) 发生短路故障需要采取的主保护
水电站发电机发生定子绕组短路，输出端由于相间发生相间短路或者是发生接地短路，这些故障都会产生非常大的短路电流，从而将发电机线圈以及一些其他的零件烧坏，从而导致发电机的整个内部结构遭到严重的破坏。因此对于这种短路故障采取的保护方法一般为纵差保护法或者是横差保护法，横差保护法需要在定子绕组匝间进行。
(2) 发电机发生短路故障需要采取的后备保护
一般情况下，后备保护方法包含有低压过流保护法、次同步过流保护法，定子绕组保护以及负序电流保护这4 种方法。其中转子负序电流保护法主要保护的是三项负荷不平衡的原因导致转子发生伤损以及电力系统发生短路这两种故障情况。定子绕组过负荷保护主要负责的是因为发电器长期处于运作发生过热情况的保护，通过定子绕组负荷保护装置可以有效的防范发电机内部发生的短路故障。次同步电流保护主要负责的是发电机在进行变频启动时由于定子绕组出现的短路情况。低压过流保护则主要负责发电机和发电机周边其他设备的一些具体后备保护。
(3) 接地故障的保护
发电机接地故障不仅会产生较大的电容电流给发电机的运行带来隐患，同时还会导致出现接地弧光过电压，从而导致发电器其他部位的损坏。现阶段接地故障的保护措施注意包含有转子接地保护方式以及定子绕组接地保护方式。
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3变压器的继电保护
3.1 变压器故障种类
按照故障发生位置的不同，变压器经常发生的故障可以分为油箱内故障以及油箱外故障两种。
（1）油箱外故障。油箱外故障主要发生在变压器绕组之间，有时也可能出现在绝缘套管之上。具体又分低压侧、大电流侧两种接地故障和相间短路故障这三种情况。
（2）油箱内故障。油箱内故障一般也分为三大类：一是匝间短路，主要出现在同向部分绕组部位；二是接地短路，主要出现在大电流系统侧不同点相之间；三是其他各侧相间短路。实际上，变压器发生故障，除油箱内故障和油箱外故障这两种主要情况外，在实际运行中，还会出现负荷故障、系统故障等，这些故障也比较普遍，严重的会导致变压器全面停运。
3.2 变压器保护装置
（1）变压器故障的危害。变压器异常运行，时间长了会导致变压器失灵，甚至停止运行，造成严重后果。变压器短路，则会在极短时间内产生强大的短路电流，从而导致变压器发热，一旦温度过高，变压器内部相关元器件可能被融化或者烧毁，导致出现运行故障。如果油箱内部发生故障，还可能引发火灾，造成更大的损失。短路电流还可能导致产生电动力，致使变压器变形损毁。这些故障对于变压器本身的威胁是致命的，进而对发电机产生严重危害，甚至导致水电站运转出现问题。因此必须尽可能控制故障发生的概率，尽量避免因操作不当、维护不到位等人为因素导致变压器出现故障，给整个水电站的正常工作造成麻烦。
（2）变压器保护。为确保变压器安全运行，减小故障发生率，将危害降到最低，必须加强经常性的检查维护和故障排查，一旦发现故障隐患苗头，立即予以维修排除，必要时可以进行更换[5]。当变压器发生短路故障时，要立刻将变压器切断，并寻求专业人员进行维修，情况紧急或者故障可能造成严重后果无法控制时，要迅速报警，予以解决。
变压器继电保护多采用纵差保护的方式，这种方式有利于更好的保护变压器内部的各类元器件，在实际运行中，为了提高纵差保护装置的敏感性，减少故障发生的几率，一般选择依靠比率来进行制定的差动元件。
当变压器异常运行，或者出现内部故障时，由于电流只进不出，即只存在流进变压器的电流，而不存在流出变压器的电流，在这种话情况下，纵差保护系统就会被触发运作，将变压器切除，从而有效的保障变压器的安全。
当变压器处在正常运行的状态或者是变压器外部发生故障时，由于电流进出不受外界异常影响，即流出变压器的电流与流入变压器的电流处于相同状态，在这种情况下，系统自动判定为无故障发生，纵差保护系统不会被触发。
4结 语
综上所述，变压器继电保护装置的有效性以及合理性可以保障变压器的稳定运行，从而保证整个水电站的正常运行。故对继电保护设备的不断改进能够非常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，这是继电保护设备能够进行发展的保障。
参考文献：
[1] 郭杰华. 基于水电站发电机变压器继电保护方式[J]. 中国科技信息2015，11.
[2] 王喜志. 水电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，2016，11.
[3]张政.变压器继电保护在中小水电站中的运用[J].科技资讯，2010（15）.
论文作者:符永杰
论文发表刊物:《中国电业》2019年第07期
论文发表时间:2019/7/31
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