探讨水电站发电机变压器继电保护

探讨水电站发电机变压器继电保护

韦臣

南宁交通资产管理有限责任公司 广西壮族自治区 530000

摘要：水电是国家的主要能源之一，而水电站发电机变压器的稳定运行是水电站正常工作的基础，变压器的继电保护设备在水电站运行中发挥着重要的作用。总的来说继电保护设备不但是水电机组重要的保护电器，而是还会影响整个水电站的正常运行，当水电站出现故障不能正常运行时，继电保护设备就会发出警报，从而提醒守职的工作人员;也可以将水电站运行的指令提前设定好，对容易出现故障的地方进行隔离。

关键词：水电站;发电机;变压器继电保护

引言

继电保护设备对于水电站来说有着非常重要的作用，它不仅保障着水电站的正常运行，还是水电机组非常重要的保护电器，继电保护设备是由很多个继电器共同组成的，一旦水电站的运行过程中出现故障不能正常的进行运行的时候，继电保护设备就会发出警报提醒正在守职的工作人员，也可以通过事先设定好的指令，把发电站出现故障的地方能够及时的进行隔离，从而来保证水电站的运行不受影响。可以把继电保护设备看做是一种自动处理电力系统故障的电器，在水电站的发电机组以及变压器等一些非常重要的非常核心的部位都已经安装了这种继电保护设备，在保障水电站的正常运行以及在阻止障碍扩散上有着非常重要的作用。

1变压器继电保护的基本原理及工作任务

1.1电气量保护

当水电站的电力系统出现异常时，通常会伴随有电压较低、电流增加以及电压与电流增加、电压与电流比值及其相位角发生变化等问题。因此，对被保护元件进行保护，通过在其一端设置变换器，通过检测、比较来对故障运行以及政策运行情况下运行参数的不同，从而形成针对不同原理的保护装置。

1.2非电气量保护

变压器使用过程中温度、压力、流量等非电气量的变化将能够通过继电保护装置反映出来，然后形成针对变压器的温度、瓦斯等非电气量的保护。继电保护类似于一种在线的开环自动控制设备，其控制过程中根据信号性质的不同，可以将之分为静态型、数字型以及机电型三种类型。从被保护设备输入相关信号至测量部分，与所确定的整定值相比较之后，就能够判断得到其是否处于正常运行状态，或者是发生相关故障。其逻辑部分则是根据所测量部分输出量的性质以及输出顺序的组合进行对应的逻辑判断，确定被保护设备是否需要响应产生对应的动作。而设备的执行部分则是根据前述两个环节进行动作判断，最终执行对应的动作，发出相关的控制信号，诸如跳闸等。

1.3变压器继电保护的根本任务

变压器的继电保护设备选择性的将故障元件从供电系统中快速、准确的隔离开来，使得其对整个供电系统造成的破坏最低，最大程度的确保整个供电网络处于无故障运行状态，且保证故障设备不会对其他设备造成破坏。另外，当设备出现异常运行故障时，继电保护设备将发出相应的光字信号预警信息，使得运行人员能够及时的采取正确措施，将不正常故障问题予以消除。同时，继电保护设备还能够根据实际情况在最短的时间内自动回复故障供电网络的供电，提高整个网络的供电可靠性。

2水电站继电保护的具体要求

2.1设计原则

水电站在进行继电保护设计时，要根据变电站实际情况来进行合理的配置，在进行具体的设计时需要在《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》以及《水电厂继电保护设计导则》等一些相关的设计文件的基础上进行设计，需要满足继电保护设计规范提出的设计要求。

2.2技术保障

现阶段我国的水电站继电保护相关法规规定，对220kV的线路进行保护时，不能采用单一保护法，而是应该采用多种不同的保护方式，其中包括线路保护，开关保护以及母线保护等。一定注意保护装置需要在即使相关元件发生损害的情况下也可以发挥作用，在发现电路出现问题的时候能够在最快速的时间内发生报警，并且要保证保护装置报警的准确性。

3水电站变压器继电保护的对策

3.1工作原理创新

新型的继电保护设备属于数字化的保护装置，这种设备的优势就在于可以通过接收数字信息对变压器进行保护，可以满足变压器所需要的电量保护，同时可以根据实际应用情况进行创新配置，从而实现变压器的全方位保护。相比传统的水电站继电保护设备来说，新型的继电保护装置有一个新的特性，那就是比率差动，这种新特性可以通过改变斜率比率制动曲线而完成不平衡电流曲线的模拟工作，还有一点值得赞扬的是新型继电保护装置可以通过工频故障分量提高比率差动的灵敏度，继电保护装置不再受负电荷的影响，增强了变武器抗饱和的能力。具体的保护原理就是继电保护装置通过差电流以及制动电流的工频变化对故障进行分析，然后通过浮动门槛和电流制动所形成的横差进行保护。

3.2发电机定子和转子的保护配置

在水电站发电机变压器继电保护工作中，必须要保证所用的保护装置能够满足实际要求，定子接地保护装置中主要是通过基本零序电压对定子绕组进行保护，主要的保护方式是中性点绕组保护，主要的保护原理是利用零序电压和三次谐波的运算进行分析，最后对定子的出口回路进行准确定位。只有不断提高定子保护配置的适应能力才能更好的保证运行效率。转子的接地故障问题通常是激励电路存在接地故障，但是这些故障问题不会直接的被显露出来，在后续的过程中，这些故障会对发电机的整体运行造成影响。最后直接限制水电站整体的发展。所以转子的保护配置还会对故障情况做报警处理，为维修人员提供参考。

3.3水电站发电机变压器的继电保护配置

在水电站发电机变压器的继电保护配置过程中，常用的变压器主要有变压器和工厂变压器两种。其中工厂变压器的继电保护配置具有很大灵活性，灵活性就表现在继电保护配置是安装在干呀开关设备上的，这些继电保护配置是可以随时去除的，这在很大程度上有效的保护了变压器设备，提高了变压器的整体运行效率。所以在水电站发电机变压器继电保护工作中，要根据水电站的具体情况合理选择继电保护装置，保证继电器可以安全平稳运行，提高水电站的工作效率，创造更大的经济效益。

3.4增加发电机出口断路失灵的保护

传统的水电站主线连线方式都是在发电机和变压器中间加入出口断路器，这种装置可以最大程度上实现保护工作。工作原则具体来说就是当变压器运行出现故障时，可以通过断开发电机出口断路将发电机和变压器分离开来。所以在实际的运行工作中，一定要将发电机出口断路失灵的保护工作重视起来，结合实际情况进行技术创新。

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。因此在进行水电站发电机变压器继电保护装置的设计时需要根据水电站的实际工作情况，结合变压器过激磁保护，低压过流保护，零序过电流保护以及后备保护等多个方面，制定非常完备的继电保护计划，从而保障变压器的有效运行。

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