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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；运行分析；继电保护对策
中图分类号：TM77文献标识码：A
1 引言
在220kV变电站变压器的运行过程当中，存在着大量的电力问题，对于电能供应效率与质量带来了极其深远的影响，同时也促使电网系统面临着巨大的负担压力。在220kV变电站变压器的实际工作过程中其运行机制十分复杂，因此就加强继电保护措施便至关重要，只有做好这一点方可构建起安全、稳定的运营环境，最大程度的避免运行故障的发生，提升变压器运行效率。据此，下文将就220kV变电站变压器的运行及继电保护措施展开深入的探究工作。
2 220kV变电站变压器运行原理
变压器作为变电站的核心工作设备，其主要是由双绕组变压器、三绕组变压器以及之耦变压器所共同构成，也就是高、低压每一相共同合用一项绕组，由高压绕组中部抽取一头充当低绕组出线变压器。电压高度及绕组匝数其比值为正，相应的电流值则与绕组匝数比值为负。变压器依据作用功能可分成升压与降压两类变压器。前一类主要是应用在电力系统的送电一端，而后一类则主要是应用在受电一端。变压器的电压值应当能够和电力系统中的电压值相适宜。为了能够在完全不同的负荷状态下确保电压始终保持在合理的范围之内，有时需将变压器分接头进行切换处理。依据接头切换形式，变压器主要就包括了带负荷有载调压与无负荷无载调压两类。其中前一类大多是应用在受电一端的变压器站点之中。电压及电流的互感器在实际运行过程中所采用的原理和变压器基本一致，其主要是将高电压设备与母线电压，依据一定的标准比例转变为测量仪表与继电保护等，在规定的电压载负荷之下电压互感器二次电压为100V，相应的电流互感器二次电流则为1A或5A。电流互感器二次绕组在和负荷连接后会导致线路出现短路，需引起关注的是，要坚决避免使其开路，否则便会由于高电压而对设备及人员安全造成严重威胁，甚至致使电流互感器损毁。
3 变压器的主保护和后备保护的分类及其作用
3.1 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。
3.2 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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（4）气体保护：这种保护形式主要应用在油面下降、油箱内部发生故障等情况下，基本原理是瞬间作用于信号式跳闸。
4 220kV变电站变压器的运行故障及保护措施
4.1 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。
4.2 状态保护
在220kV变电站变压器的状态保护是对继电保护进行监测的一项重要内容，其可以将变压器在运行过程中的不利风险因素有效的排除在外，提升变压器的运行稳定性，具体的变压器继电状态保护措施主要包括以下几个方面：第一，差动保护，处理变压器所存在的运行故障问题，以确保有关的电力人员可加强对变压器运行状态的有效了解，从而避免运行故障的发生；第二，过流继电保护，将由于短路电流所造成的变压器故障进行及时排查，从而促使对跳闸故障的有效保护，确保变压器安全运行；第三，气体保护，对变压器油箱加强控制，将油箱状态进行有效调节，促使变压器可稳定运行。
4.3 变压器的抗干扰措施
为了保证220kV变电站变压器的继电保护设备和自动控制设备的正常运行，就要保障继电保护设备自身也具有抗电磁干扰能力。而目前抗电磁干扰的措施主要包括：（1）降低干扰源处干扰。主要的方式为减少继电保护设备在接地时的阻抗，对通过继电保护设备高频所产生的电流进行严格控制，整体改善输电线路。同时，改进接地线抗阻的设计方案，完善低阻抗接地网建设工作，尽可能地降低220kV变电站和地面的电位差，从而有效避免产生二次回路的干扰问题。（2）降低二次回路的干扰。有效防止220kV变电站受到电磁干扰的情况，最重要的方法为降低二次回路的电磁干扰，主要的方法包括：切断一次回路和二次回路之间的耦、电缆用屏蔽层进行控制、合理控制开关场和控制室两端的接地电压。只要将屏蔽层电缆在开关场和控制场两端进行接地，就可以将感应电流有效屏蔽以降低感应电压，而且还能有效避免暂态电流产生磁通的情况出现。（3）提高装置配线的抗干扰能力。通过实施针对性的措施，使继电保护盘端的开关场进线处的电容实现接地，保证控制电缆所产生的电磁干扰能够以母线为导体传至控制回路中，从而有效的避免控制电缆的干扰。不仅可以在二次回路线路上提高抗干扰能力，而且还可以在微机保护盘上提高抗干扰的能力。
4.4 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。
5 结束语
作为220kV变电站的核心组成部分，变压器及其保护装置不仅承担着保护电网系统正常运行的工作，同时也具有发挥继电保护的作用。继电保护对于220kV变电站的运行有着极其重要的作用价值，对于改善变电站运行环境，提供以稳定的保护措施，保障变电站运行效率意义重大。对此有关的电力企业也应当大力加强对变压器的运行与继电保护工作，促使220kV变电站在电网系统中能够充分的体现出其所应有的价值意义。
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论文作者:曹磊,吴建伦,王鹏程,黄新民
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/12
标签：变压器论文; 变电站论文; 绕组论文; 电流论文; 继电保护论文; 电压论文; 故障论文; 《电力设备管理》2017年第3期论文;