220kV变电站变压器运行及继电保护分析

刘洋

【摘  要】220kV变压器运行的效率，直接影响着电网系统运行的质量，对此则需要做好220kV变压器运行维护操作，依照对其造成干扰的因素，采取针对性措施，保证220kV变压器体系处于稳定运转状态，从而保证整个电力体系运转的高效性与稳定性。要重点对220kV变电站变压器运行现状进行分析，并采取有效的继电保护措施，减少各项因素造成的不良影响。文章就此方面内容进行了简要分析。

【关键词】220kV变电站;变压器;继电保护

引言：随着智能电网系统的快速发展，大量的220kV变电站在国内被建设。而智能电网安全、稳定地运行，则需要依靠有关设备的正常运行，以及科学合理的变电站运行模式及其运行效率，这样才能为电力用户提供最优质的服务。因此，需要结合变压器运行原理，采取继电保护措施，对220kV变电站运行模式进行优化，在保证基础功能有效发挥的前提下，提高其运行综合效率，满足社会生产生活需求。

1.220kV变电站变压器运行原理

220千伏变电器属于配电所体系运转的关键装备。就绕组种类，装备关键种类可分成双绕组变电器、自耦变电器、三绕组变电器。电压高度和绕组匝数比为正，对应的电流值为负向绕组匝比。变压器根据功能可分为升降机和降压变压器两种。前者主要应用于电源系统的一端，后者主要应用于电源的末端。变压器的电压值应与电源系统中的电压相适应。为了确保在不同负荷下，电压始终保持在合理范围内，变压器抽头开关有时需要切换。根据开关的切换方式，变压器主要包括负荷调节负荷、无负荷、无负载电压调节两大类。其中，前者主要应用于接收电源末端的变压器现场。变压器的原理及实际操作中使用的变压器电压和电流的过程基本上是相同的，这主要是高电压设备和母线电压，根据某些标准比例测量仪表和继电保护，电压负荷在电压互感器两个电压100 v，电流互感器的两个电流对应1或5。当前变压器和负载的两种将导致线路短路连接，关注的是，我们必须坚决避免打开，否则将对设备和人员安全造成严重威胁，甚至对电流互感器造成损坏。

在变压器运行中，为了保证在不同负载下保持电压，需要切换变压器分接器。在电力工业的快速发展中，220kV变电站变压器安全运行已成为影响系统运输效率的重要因素，因此需要做好继电保护研究工作，优化设备运行。

2 220kV变电站变压器继电保护措施

2.1 继电保护的作用与要求

继电保护的主要作用是将系统中的异常部分或故障部分，与系统中正常运行部分分开或隔离，以保护正常运行部分。它之所以能发挥作用，因为一个继电保护装置具有测量、逻辑、执行几方面的功能，测量出信号并与整定值进行对比，再根据结果进行逻辑判断，然后再执行。继电保护的基本要求包括选择性、速动性、灵敏性和可靠性。选择性要求正确选择系统中的故障元件并切断，以减小停电范围。速动性要求系统出现故障后迅速切断电路，避免故障元件产生更坏的结果。灵敏性要求系统启动的阈值范围小，不因故障范围存在过渡电阻、故障所处在的位置与性质而迟缓。可靠性要求系统该做出保护动作就产生相应的动作，既不会误动，也不会不动。

2.2 变压器故障与保护配置

从继电保护角度观察，变压器保护的对象不仅针对故障，还包括异常运行方式。变压器故障分为油箱内故障和油箱外故障。前者是指绕组相间短路、接地短路、线圈匝间短路、铁心烧损等;后者是指套管及引线上发生的相间短路、接地短路。变压器异常运行方式是指因变压器外部相间短路引起过电流、外部接地短路引起过电流与中性点过电压、变压器过负荷、因漏油引起的油面降低、过励磁等现象。针对变压器故障与异常运行方式，变压器应配置主保护和后备保护。变压器主保护包括瓦斯保护、纵联差动保护（容量在10000kVA及以上单独运行的变压器，容量为6300kVA及以上并列运行的变压器）或电流速断保护（容量在10000kVA及以下的变压器，电流主保护动作时限大于0.5s时）等。变压器后备保护主要用于防止变压器外部短路，其中用于防止外部相间短路的有过电流保护（降压变压器），用于防止外部接地短路的有零序电流保护、零序过电压保护、过负荷保护、过励磁保护及其他保护等。

2.3 变压器继电保护的维护

（1）继电保护装置检验

查询变压器故障的根本就是检验继电保护装置。变压器在存在故障的情况下运行时会改变设备定值范围，导致故障在短时间内难以处理。技术人员在发现变压器运行故障的时候，就需要立即检验继电保装置，确定改变定值的范围，然后通过改变接电线路控制运行故障。另外，还需要对回路升压进行校验，在完成两次检验工作之后都不能拔掉设备上的插件，防止由于变压器继电失误再次产生故障。

（2）定值区的控制过程

变压器继电运行检测需要以定值区的控制为基础，技术人员大多是通过分析机械特性和检查焊接点却行微机保护的定值区。在控制定值区的过程中，技术人员需要对其中的数值进行规范化处理，通过对定值区的确定提高变压器的输电能力，进一步提升电网系统的稳定性。在实际解决变压器继电运行过程中定值规范问题的过程中，技术人员可以用大截面的铜线或者导线固定在接地网上，保证设备的安全和稳定运行。

（3）保护装置的维护措施

设备的检测和维修是保证装置能够长期稳定运行的主要依据，特别是对于220KV变电站变压器这种容易产生运行故障的设备，技术人员更应该加大设备的检测和维护力度。技术人员需要按照相关规定对变压器和继电保护装置进行定期观察、检测和维护，在发现设备产生故障的时候，需要及时采取措施。在电网设备运行的过程中，电力系统本身容易发生短路，部分设备的外壳也会发生火花放电现象，技术人员需要及时处理这些现象，降低电网系统产生故障的可能性。

2.4变压器的抗干扰措施

（1）在干扰源处降低干扰

干扰源对变压器的干扰是最主要的影响，当变压器在运行过程中受到干扰的时候，技术人员应该在第一时间找到干扰源，从源头上降低变压器受到的干扰。技术人员可以通过减小设备的接地阻抗，对其电压进行有效控制，从而调整输电线路。同时，电力企业需要建设低阻抗接地网，降低220KV变电站与地面之间的电位差，避免產生二次回路干扰。

（2）在二次回路上降低干扰

在处理二次回路干扰的过程中，技术人员需要将一次和二次回路之间的耦合切断，并且对使用带的屏蔽层电缆进行控制，也可以将控制室两端和开关场之间的接地进行合理的处理，以降低暂态感应电压在，通过屏蔽感应电流降低二次回路产生的干扰。

（3）提高抗干扰水平

提高装置配线的抗干扰水平也是降低变压器在运行过程中受到干扰的措施之一。提高抗干扰水平的主要措施是需要通过屏蔽控制电缆的干扰来实现的，这就需要技术人员将继电保护装置的开关场进线处的电容进行接地处理或者在微机保护盘上展开阵对交流和直流电源的导线。。

3 结语

电力变压器是变电站的主要设备，也是输变系统的心脏，对于保障城市电网的安全可靠具有关键的作用，所以必须做好变压器的运行维护工作。继电保护是变电站安全稳定运行的“哨兵”和“警卫”，可以确保一次设备的安全，避免故障范围扩大，所以应当重视继电保护的运行维护与风险控制。

参考文献：

[1]李嘉俊.220KV变电站变压器运行及继电保护分析[J].科技展望，2016（22）：123

[2]曾彩凤.220KV变电站变压器运行及继电保护的措施[J].通讯世界，2016（21）：151-152

[3]姜锫君.220KV变电站变压器运行及继电保护措施探讨[J].科技创新与应用，2016（03）：189

（作者单位：国网山西省电力公司太原供电公司）