水电站发电机变压器继电保护

水电站发电机变压器继电保护

曾书峰

深圳市能源环保有限公司 广东深圳 518000

摘要：对于水电站而言，发电机变压器是其运行体系中的重要组成部分，而且水电站自身的稳定运行还会受到发电机变压器的直接影响，若是发电机变压器出现故障问题，则会影响到整个水电站的正常运行，因此，相关部门需要加强对发电机变压器的重视，做好发电机变压器继电保护工作，促使发电机变压器能够保持正常的状态运行，避免发电机变压器出现故障，基于此，相关部门要将继电保护设备有效应用到水电站的运行过程中。

关键词：水电站；发电机；变压器继电保护

引言

所谓的继电保护，就是在水电站发电机变压器的元件上安装相应的变换器，借助变换器对发电机变压器的运行状况进行实时的监测，一旦发电机变压器的运行过程出现问题，元件上的电流以及电压就会随之发生一定的变化，在这种情况下，变换器则能够及时隔离存在故障问题的电流及电压的相关参数，从而促使发电机变压器能够处于平稳运行的状态之中，进而为水电站的正常运行提供良好的保障。

一、发电机变压器故障分析

针对发电机变压器出现故障的位置，可以将其分为油箱外以及油箱内这两种故障。其中油箱外故障的产生，是因为变压器绕组的引出短线及绝缘套管出现了一定的故障，致使变压器中正常的电压与电流产生了不正常的变化，导致多种故障被引发出来，其中包括接地故障以及短路故障等，而油箱内故障则具体是指，发电机变压器同向的部分绕组出现短路情况，大电流系统也因此出现接地短路的不良现象。对于发电机变压器故障而言，其自身不仅仅包括油箱内外这两种故障，在发电机变压器的实际运行过程中，还会出现其它系统性的故障，主要是因为变压器受到多种因素的影响，促使整个运行系统因负荷能力不足出现相应的故障。另外，当变压器系统的频率出现降低的情况，或者是系统的电压出现增高的情况时，就会促使发电机变压器额的中性点电位升高，进而使得油箱内部的油位超出原本正常的范围，这样很容易造成变压器温度过高的现象，不仅会影响变压器的平稳运行，甚至还会得造成变压器停运的故障问题^[1]。

对于水电站的变压器而言，其自身一旦出现的短路情况，就会在极快的速度下产生出大量的短路电流，而这些短路电流则会致使变压器的温度处于不断升高的状态，当温度超出正常的范围，就会导致变压器的绕组及铁心被烧毁，这样就不仅仅是变压器的故障问题了，可能会对整个水电站的发电系统造成严重的不良影响。若是变压器故障产生位置在油箱内部，那么短路电流则会有极大的可能引发出火灾，进而导致整个水电站出现重大安全事故。此外，短路电流还会形成一定的电动力，并且会致使变压器出现变形的情况，甚至会使得变压器被损毁。变压器运行状态的异常，也会在整个水电站中埋下安全隐患，因此，这就需要相关部门加以重视，时刻关注变压器的运行情况，并采用合适的方法提高变压器运行的安全性与平稳性^[2]。

二、水电站发电机变压器的保护装置

相关部门若想使得变压器能够正常安全的运行，就要对变压器进行严格的监督与控制，将变压产生故障问题的频率尽量控制在较小的范围内，同时还要将变压器故障造成的不良影响降到最小，要保证变压器在突发短路的情况下，能够立刻切断变压器的电路，而一旦发现变压器在运行过程中出现异常情况，就要对其进行及时的处理，避免对整个水电站的电力运行系统造成严重的影响^[3]。

在面对水电站中的大型变压器时，相关部门需要采用纵差保护的方式，对其自身的运行施以有效的保护，这也需要借助TA断线信号、过激磁闭锁、差动速断、涌流闭锁、分享差动等多种元件对系统进行保护，而且在实际的纵差保护装置中，可以利用比率对差动元件予以有效的制定，以此变压器内部故障的应变灵敏度予以保护，避免其受到不良影响，借此降低电流故障对变压器的损害。若是水电站的变压器正常运行或者是其外部产生故障，变压器流出的电流与流入的电流基本还是处于相同的状态，在这种情况下，纵差保护装置是无法被触发的，也不会发挥出发挥出有效的作用。而当变压器内部出现故障或者其自身的运行出现异常时，那么变压器将无法流出电流，只能接受流入的电流，在不考虑负荷电流影响得情况下，纵差保护装置将会被触发，并开始相应的运作，能够将变压器快速切除，这样既能够降低变压器自身的受损程度，还能够减少其对外部系统的损害。

三、水电站发电机变压器继电保护工作开展的有效对策

（一）提高对变压器继电保护配置的重视程度

相关部门在开展变压器继电保护工作时，需要根据水电站的实际情况，以及变压器的具体运行情况，选择科学合理的变压器继电保护装置，确保水电站发电机变压器能够正常运行。基于此，相关部门要对继电保护装置以及变压器进行深入的了解，根据变电器的不同情况，选择能够满足变电器需求的继电保护装置，以此提高变压器运行的安全性。其中工厂变压器继电保护配置本身就具有较高得灵活新，这一继电保护配置能够安装在设备变压器的开关设备上，并且能够随时解除配置，这样既能够起到保护变压器的重要作用，也能够促进变压器的有效运行

^[4]。

（二）加强对发电机出口断路器失灵的保护

在传统的水电站中，连接主线的方式通常都是在发电机与变压器设备之间，增加相应的出口断路器，这一装置能够最大化的实现对变压器的保护工作，若是变压器在运行中突发故障，这种情况下就可以通过断开发电机与变压器设备之间的出口断路器，将故障隔离开来，确保整个运行系统能够平稳运行。基于此，水电站在开展继电保护工作的过程中，需要加强对出口断路器这一装置的保护，若想避免出口断路器出现失灵的情况，水电站工作做人员可以在断路器中安装相应的保护装置，一旦断路器出现失灵的情况，相关失灵保护装置则能够被自行触发，并能够迅速发挥出保护作用，将变高压一旁的断路设备及时隔离断开，这样能够更好将故障部位隔离开来，使得水电站的发电机组能够保持正常的运行状态。

（三）合理利用新型的继电保护装置

水电站若想维持正常的运行状态，就要合理使用新型的继电保护装置，其自身与传统的设备相比，具备比率差动这一新的特性，这一特性能够对不平衡的电流曲线进行科学有效的模拟，以此实现对变电器电流变化情况的实时监督，从而能够及时发现故障问题，并实行相应的保护工作^[5]。基于此，水电站可以结合自身的情况，将新型的继电保护装置有效应用到系统运行之中，利用新型继电保护装置的工频故障分量这一方式，促进比率差动自身灵敏度的有效提升，在最大程度上减少负电荷对继电保护装置造成的不良影响，进而增强其自身的抗饱和能力，促使这一装置能够充分发挥出相应的作用，实现对变压器的有效保护，进而保护水电站的整个运行系统。

四、总结

通过上述分析，发电机变压器继电保护工作的有效开展，能够提高水电站运行过程中的安全性以及稳定性，因此，相关部门要加强对变压器继电保护工作的重视，并根据水电站运行的实际情况，合理开展继电保护工作，同时还要对相关设备装置进行有效的更换，实现技术上的创新，以此促进水电站工作的有效开展。

参考文献

[1]侯星宇,周冬梅. 科特迪瓦苏布雷水电站发电机继电保护系统设计[A]. 中国水力发电工程学会信息化专委会、中国水力发电工程学会水电控制设备专委会.中国水力发电工程学会信息化专委会、水电控制设备专委会2014年会暨学术交流会论文集[C].中国水力发电工程学会信息化专委会、中国水力发电工程学会水电控制设备专委会:,2014:6.

[2]罗文雄. 关于水电站发电机变压器继电保护的探讨[J]. 黑龙江水利科技,2017,45(04):101-102+122.

[3]张盼. 水电站中变压器继电保护的应用分析[J]. 科技创新与应用,2015(26):242.

[4]刘晓庆. 探讨水电站发电机变压器继电保护[J]. 科技风,2020(06):182.