賀路航，金明輝

（國網(wǎng)河南省電力公司 直流運檢分公司，河南 鄭州 450000）

0 引 言

對于特高壓工程當中所使用的變壓器，如果自身的結構比較特殊，還采用了特殊結構下的有載調(diào)壓，那么變壓器工作過程中繼電保護裝置的工作要求會更高，一般情況下要求具有更高的靈敏度，同時還需要擁有定制切換類功能，從而保證工作中繼電保護裝置可以實現(xiàn)精準切換。因此，在當前的特高壓輸電工作中，需要分析特高壓變壓器對繼電保護裝置所產(chǎn)生的影響，然后才能更好地為繼電保護工作提供幫助，促進特高壓輸電工程的安全穩(wěn)定運行[1-3]。

1 特高壓變壓器結構類別

1.1 特高壓分體調(diào)壓式結構

特高壓分體調(diào)壓式結構比較特殊，其實際調(diào)壓中整體模式比較偏向于中性點調(diào)壓。分為兩個器身,分別為主體變壓器及調(diào)壓補償變壓器。其中主體變壓器為普通自耦變壓器，調(diào)壓變壓器的調(diào)壓繞組串接于主體變壓器的公共繞組實現(xiàn)調(diào)壓，調(diào)壓變壓器的勵磁繞組并聯(lián)于主體變壓器的低壓繞組。補償變壓器的勵磁繞組并聯(lián)于調(diào)壓變壓器的調(diào)壓繞組，補償繞組串聯(lián)于主體變壓器的低壓繞組側，實現(xiàn)調(diào)壓過程中對低壓側電壓的補償。

1.2 調(diào)壓以及補償變壓器結構

調(diào)壓和補償變壓器圍繞勵磁繞組運行，其中調(diào)壓器的某一邊大多數(shù)為以主變壓器為主的低壓繞組。調(diào)壓器的調(diào)壓軸通過并聯(lián)勵磁繞組的方式，利用管線線路直接將低壓繞組連接在一起構成補償繞組。對調(diào)壓變壓器和補償變壓器來講，在具體的應用中，變壓器保護裝置屬于調(diào)壓變壓器與補償變壓器的一部分，要在機械設備的運行中致使變壓器的中性點側互相連接在一起，共同形成繞組模式，使用戶在保護裝置定值以及整定工作中增加對設備運行原理的認知[4]。

2 特高壓變壓器保護配置

特高壓變壓器的結構比較特殊，在繼電保護裝置中除了需要對主變壓器保護之外，還要在調(diào)壓變壓器和補償變壓器發(fā)生短路時，增強保護裝置的變壓器動作靈敏性[5]。在特高壓變壓器保護配置中單獨增設差動保護性裝置，可直接確保主變壓器的保護性動作正常開展，滿足保護工作的基本需求點[6]。該過程中的差速段確定與調(diào)壓繞組之間有著明顯關系。由于變壓器的容量小，鐵芯磁密度高，故調(diào)壓繞組運行結束以后，依舊需要確保直阻測量工作的正常開展，規(guī)避調(diào)壓以及補償變壓器過于飽和[7]。變壓器鐵芯結構示意如圖1所示。

圖1 變壓器鐵芯結構

3 調(diào)壓器以及補償變壓器運行狀況

調(diào)壓器和補償變壓器本身額定容量在實際確定時會涉及到額定電流以及額定電壓，只有將其中的電流和電壓數(shù)據(jù)計算出來之后才能計算調(diào)壓變壓器的額定容量[8]。補償變壓器和低壓繞組之間是一個串聯(lián)電路，調(diào)壓過程下的額定電壓容量會發(fā)生明顯的更改，但額定電流、繞組的匝數(shù)以及定值都不會出現(xiàn)改變。對調(diào)壓變壓器來講，因為實際上的調(diào)壓數(shù)出現(xiàn)了更改，所以調(diào)壓側的電流和額定電流也會出現(xiàn)變化。調(diào)壓側的匝數(shù)從零匝到滿匝，額定電流也會從零變化到額定最大值，電流的變化幅度會增大。如果調(diào)壓側的短路電流接近于0，此時電路的靈敏度非常高。一旦調(diào)壓器以及補償變壓器的匝數(shù)出現(xiàn)變化，數(shù)據(jù)誤差值也會增大。與此同時，額定電流和差動電流定值的數(shù)據(jù)并不準，電路的具體情況難以準確探知[9]。

4 特高壓變壓器的繼電保護類別

4.1 瓦斯保護

對于特高壓變壓器的機電保護工作而言，主要分為主保護和后備保護兩種。其中，主保護中的瓦斯保護更是重中之重，其可反映油箱內(nèi)的所有信息，明確油箱內(nèi)部是否出現(xiàn)故障。一旦變壓器油箱內(nèi)部出現(xiàn)故障，那么變壓器的油與其他絕緣材料會在故障電流與電弧之間的作用下直接受熱，受熱過程中會直接產(chǎn)生氣體。一旦故障嚴重，會導致受熱中的氣體量過大，氣體流與油流會直接沖向油枕的上部。一旦壓強增大，繼電器內(nèi)部的油面會降低，則瓦斯保護會保持一個啟動狀態(tài)。當瓦斯保護動作開展時，可根據(jù)已經(jīng)觀察到的數(shù)據(jù)對其進行分析，合理判斷是否發(fā)生故障，增強瓦斯保護的可靠性，但瓦斯保護動作容易受到外界因素的干擾。

4.2 過電流保護

過電流保護是瓦斯保護和差動保護或電流速斷保護的后備保護，可直接反映外部短路情況下所引起的過電流。系統(tǒng)的短路電流可采用不同方式起動過電流保護，根據(jù)實際情況分析是否要采用阻抗保護滿足系統(tǒng)運行的靈敏性。

4.3 過勵磁保護

當變壓器高壓側的電壓為50 kV時，該變壓器的端口額定磁密將處于飽和狀態(tài)。一般來說，頻率降低或電壓升高都會導致變壓器過勵磁。為有效減少由于變壓器過勵磁所引發(fā)的過電流，可做好一定的過勵磁保護工作，以此規(guī)避變壓器的老化，間接性地延長機械設備的應用期限。

4.4 后備過流保護

后備保護的裝設位置要根據(jù)變壓器的類型進行定位。一般來說，雙繞組變壓器要安裝在主電源側，縮小故障影響范圍。后備保護要安裝在主電源側和主負荷側，確保三繞組變壓器和自耦變壓器實現(xiàn)過流保護。

5 有載調(diào)壓下調(diào)壓變壓器保護不足之處以及保護方案

在有載調(diào)壓下調(diào)壓變壓器保護過程中，對調(diào)壓變壓器產(chǎn)生的影響非常大，本文主要從以下幾個層面進行簡要分析。

5.1 有載調(diào)壓問題

對有載調(diào)壓來講，調(diào)壓過程中出現(xiàn)的問題頗多，有載調(diào)壓數(shù)值可被直接限定在某一個定值上。在有載調(diào)壓數(shù)據(jù)值變化過程中，若不對定值進行實時調(diào)整，會導致調(diào)壓匝數(shù)變化出現(xiàn)一些差異值，使保護裝置出現(xiàn)誤動作，影響到有載調(diào)壓保護效果。對于一般情況下的有載調(diào)壓變壓器來講，調(diào)壓插頭更改或者匝數(shù)的變化情況對總匝數(shù)最終的數(shù)值影響不大，因此要在保護裝置中放大不平衡系數(shù)，以便解決有載調(diào)壓問題。

5.2 調(diào)壓變壓器保護方案

5.2.1 調(diào)壓過程中退出調(diào)壓變壓器保護

在調(diào)壓保護的過程中，無論選擇任何方法都需要降低調(diào)壓變壓器的保護靈敏度，故采取對調(diào)壓變壓器的保護配置是補充調(diào)壓變壓器小和匝間短路靈敏度不足的重要措施。如果該補償失效，則要退出調(diào)壓變壓器保護，此時變壓器保護存在與否都不會產(chǎn)生實質(zhì)性影響。但是退出并不意味著不進行保護，而可采用非電量的瓦斯保護作為主保護措施，以避免出現(xiàn)短路故障。

5.2.2 不輕易退出調(diào)壓變壓器保護

在調(diào)壓過程中，如果調(diào)壓變壓器出現(xiàn)匝間短路故障，可以不退出調(diào)壓變壓器保護。調(diào)壓變壓器的保護舉措應當針對性地保留，其中的差動保護舉措必須要保留下來[10]。一般來說，通過降低靈敏度，使得匝數(shù)比變化過程中所產(chǎn)生的誤動問題得到有效解決。在具體應用過程中，將調(diào)壓變壓器變?yōu)閮蓚€不同檔位。如果在調(diào)壓變壓器運轉過程中，調(diào)壓的幅度過大，此時可退出差動保護。如果是調(diào)壓變壓器變動浮動小，該種情況下勢必要自動做好降低差的準備，降低差動作保護的靈敏度，使匝數(shù)和平衡系數(shù)匹配化。采取了措施之后的調(diào)壓變壓器在調(diào)壓前以及調(diào)壓后的匝數(shù)比是已知的，需要選擇調(diào)壓前與調(diào)壓后的匝數(shù)平均值。除此之外，應適當通過抬高動作的方式，降低保護誤動作出現(xiàn)的概率，有效防止誤動作對保護措施產(chǎn)生不良影響。

6 結 論

特高壓變壓器由于結構的特殊性，在使用過程中時常會遇到許多問題。本文展開了對特高壓變壓器繼電保護工作基本情況的論述，旨在提高繼電保護裝置的實際應用效果?；诶^電保護裝置對特高壓變壓器的使用進行安全保障，以便促進該項研究的持續(xù)性進步與發(fā)展。