周 輝

（中水集團 毛爾蓋水電有限公司，四川 黑水 623503）

0 引言

變壓器繼電保護在水電站中的運用十分廣泛，當(dāng)然也十分重要。那么繼電保護裝置在水電站中是如何發(fā)揮其作用的呢？在水電站中沒有繼電保護裝置的保護是不可能的。繼電保護決定了水電站的各項工作程序能否安全有效的進行。變壓器繼電保護裝置分為很多個繼電器，在水電站的電力系統(tǒng)的哪個環(huán)節(jié)發(fā)生了故障，這時候繼電保護裝置就會馬上檢測到并且很快的發(fā)出相應(yīng)的信號給工作人員，讓工作人員在第一時間內(nèi)對發(fā)生故障的環(huán)節(jié)作出相應(yīng)的處理和彌補，大大減少了不必要的更擴大化的損失。我們從整體分析，繼電保護它是屬于一種自動化設(shè)備，亦或者說是一種有效的措施，能夠起到對電力系統(tǒng)中的事故、故障進行控制或者隔離的作用。現(xiàn)在在我國大大小小的水電站中使用這種變壓器繼電保護設(shè)備是很常見的，下面將更為細致的從三個大方面對其進行探討，也提出更為有效的改進措施。希望對一些水電站有一定的啟示作用。

1 變壓器繼電保護的基本原理及工作任務(wù)

1.1 電氣量保護

首先提到的一個保護是電氣量的保護，如果水電站中的電力系統(tǒng)在運行的過程中出現(xiàn)了故障的話，一般而言，其內(nèi)部的電流、電壓都會有一定的變化，比如說電壓變得低了、電流比之前增強了或者同時變強等等相應(yīng)的變化。在這些變化發(fā)生的時候，設(shè)置在一端的變換器就會檢測到與正常運行下參數(shù)的不同來發(fā)現(xiàn)到這種變化，就這樣可以形成針對不同原理的保護裝置。

1.2 非電氣量保護

另外一種就是與之不同的非電氣量保護，前面提到的電氣量保護是對電壓、電流的變化，非電氣量保護則是對變壓器使用過程中在溫度或者壓力等方面的變化進行檢測。一旦水電站的電力系統(tǒng)發(fā)生故障，溫度也發(fā)生了一些變化的話，繼電保護裝置就相當(dāng)于一個開環(huán)自動控制設(shè)備，能夠針對溫度發(fā)生變化時發(fā)出的信號進行有效控制。所有的控制環(huán)節(jié)包括：保護部分、控制部分、邏輯部分和執(zhí)行部分。我們可以在被保護的環(huán)節(jié)輸入相關(guān)信號，再與測量的部分進行一些比較，那么該電力系統(tǒng)是否處于正常工作的狀態(tài)，就可以很明了了，還有一個部分叫做“邏輯部分”，在這一部分就是要求我們根據(jù)輸出的性質(zhì)或者順序什么的進行科學(xué)的推理和分析，最后判斷出設(shè)備發(fā)出的動作是不是合乎之前推理的邏輯的，最后還有一個執(zhí)行部分，顧名思義，就是根據(jù)判斷的結(jié)果發(fā)出相應(yīng)的執(zhí)行動作，也就是發(fā)出相應(yīng)的信號，以此來及時阻斷故障部分。

1.3 變壓器繼電保護的根本任務(wù)

變壓器繼電保護，系統(tǒng)的說其根本的任務(wù)肯定是保護的作用。具體一點來說就是，變壓器繼電保護裝置可以將電力系統(tǒng)中有故障的部分及時的與其它正常工作的部分隔離開來，不會繼續(xù)影響其它設(shè)備，盡量讓整個電力系統(tǒng)被毀壞的部分越少越好，盡快保證水電站的電力系統(tǒng)能夠馬上恢復(fù)，不影響生產(chǎn)的正常進行。通常設(shè)備發(fā)生故障的時候，變壓器的繼電保護設(shè)備就會發(fā)揮其效應(yīng)了，會發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警信號來提醒工作人員準備快速的采取措施來及時的對故障部分進行消除，減少損失。而且繼電保護設(shè)備還可以聯(lián)系實際情況對發(fā)生故障的部分進行自動回復(fù)，這也就使得整個供電網(wǎng)絡(luò)的供電更安全可靠。

2 變壓器繼電保護在水電站中的具體安裝應(yīng)用

2.1 對屏上設(shè)備進行保護

首先就是要在屏上進行安裝保護，就是要接地的一端（也就是“端子”）和所要保護的部分很好的進行連接，另外為了有效的阻隔故障部分蔓延，所以要用一些阻燃性質(zhì)的材料。真正進行安裝的話，就是在安裝的時候?qū)⒁粋€空端子將帶正電的正電源與跳閘回路之間的端子排隔離開來，由于安裝在保護屏上的各個設(shè)備單元都有明顯的標(biāo)志，設(shè)備接地端子與保護屏體要可靠連接，而且采用阻燃材料進行端子的制作！在安裝過程中要，同時也要用空端子將強弱電端子隔離開來，然后交流電路的回路里也要用試驗端子來進行可靠連接，控制跳閘的連接片安裝在上面。這些零件連接好以后，必須要先實驗檢測再投入使用，保證屏上設(shè)備這一塊的保護安裝可靠。

2.2 對電纜進行控制

對電纜進行控制中，我們首先就是要保證選擇性保護設(shè)備的交流回路中用的控制線纜界面可以控制電纜截面，畫出對應(yīng)的誤差曲線圖，再選擇與電壓降相對應(yīng)的電纜截面。其中電纜里面的電纜芯也可以根據(jù)纜線的機械強度多少來決定，一般可能會受到一些高壓線的干擾或者特別的搞磁場的排斥，所以我們可以在這方面進行回避，采取一些相應(yīng)的措施，比如說可以比實際操作的時候高1 米多，以此來達到回避的目的。電纜安置的槽將其堵住，不讓積水進入，這一點也是十分重要不可小覷的。

2.3 設(shè)置變壓器瓦斯保護

設(shè)置瓦斯繼電保護的過程中，箭頭要指向油枕的那個方向，再然后就是給變壓器加油，在這個過程操作之前，必須要把瓦斯的信號位置進行改變，最后就是將保護裝置中積壓的氣體放出，一直放到放氣口冒油就可以了。

2.4 接地點的選擇

前面提到了，端子要接地。通常來說，電壓與電流的互感設(shè)備二次側(cè)中，只要其中一個接地就可以了。在差動保護設(shè)備和幾組電流互感設(shè)備都連上了之后，就像前面提到的，在保護屏上將端子接地。

3 水電站中變壓器繼電保護的改造

目前我國采用的一些變壓器繼電保護都是老舊的，對一些故障可能不能靈敏的進行應(yīng)對，所以我們不妨可以探討一下水電站中變壓器繼電保護的改造。我們將討論的就是將傳統(tǒng)的變壓器繼電保護改造成水輪發(fā)電機變壓器。改造后的保護裝置在性能方面大大增強，處理過程都是采用的數(shù)字化，相較于傳統(tǒng)的保護裝置，這種數(shù)字性能可以對實際中的需要隨時做出調(diào)配。

3.1 對保護原理進行創(chuàng)新

對變壓器繼電保護裝置的改造就是著眼于其保護原理進行創(chuàng)新的。之前提到的繼電保護可能或多或少會受到負電荷的影響，但是改造后的保護裝置可以檢測到很小的比率差，檢測到這些比率差后，制成的曲線圖可以對故障發(fā)生的部分進行高靈敏的區(qū)分和判斷，這種判斷和區(qū)分和傳統(tǒng)的繼電保護裝置相比，顯然會更快更準確。

3.2 采用高性能的硬件平臺

采用高性能的硬件平臺就是在對系統(tǒng)改造的過程中，采用雙核處理器，然后每個處理器系統(tǒng)又是有很多個獨立的微處理器構(gòu)成的，再結(jié)合數(shù)字信號處理硬件系統(tǒng)，就形成了一個高性能的硬件平臺，在這個硬件平臺上，可以對故障程度動態(tài)計算，使得繼電保護作出的動作更精準。

3.3 增設(shè)發(fā)電機出口斷路器失靈保護功能

老舊的電力系統(tǒng)的發(fā)電機與變壓器間有一個發(fā)電機出口斷路器，這個斷電器可以隔離故障部分，保護仍在正常工作的部分，可以有效減少因故障產(chǎn)生的損失。在對變壓器繼電保護進行改造之后，在發(fā)電機出口斷路器處增加一個失靈保護設(shè)備，避免因為斷路器失靈所帶來的更嚴重的后果。如果電力系統(tǒng)發(fā)生故障，斷路器失靈的話，依靠繼電保護裝置自身發(fā)出動作，時間花費很長，不能迅速的隔離故障區(qū)，原本正常工作的部分可能都會受到影響，從而導(dǎo)致整個電力系統(tǒng)癱瘓。所以這樣看來，改造的繼電保護措施中，增設(shè)發(fā)電機出口斷路器失靈保護功能是十分必要和重要的。

4 結(jié)語

總之，通過上文水電站中變壓器繼電保護進行了具體闡釋，繼電保護裝置對水電站的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行具有十分重要的作用。現(xiàn)代科技在不斷進步，繼電保護也要創(chuàng)新進行改造，相信在以后的變壓器繼電保護升級改造及技術(shù)升級中，肯定會有更多更好的技術(shù)為水電站的工作人員所使用，以此來提高電力系統(tǒng)的運行效率。

［1］胡紹富，陳海軍.王甫洲水電站繼電保護系統(tǒng)[J].水電站機電技術(shù)，2012.

［2］張寶慶，張政.界牌水電站的繼電保護裝置[J].民營科技，2011.

［3］黎超.變壓器繼電保護在中小水電站中的運用[J].科技資訊，2011.