探讨水电站发电机变压器继电保护

刘晓庆

摘 要：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。本文着重针对水电站发电机变压器继电保护进行分析阐述，仅供参考。

关键词：水电站;发电机;变压器;继电保护

继电保护设备的工作原理是一旦水电站在具体的运行过程中电力系统出现故障，而此时问题元件上的电流和电压都会发生不同程度的变化，而继电保护通常在元件上安装变换器，变换器通过自身的监测功能，对出现故障的电流以及电压的参数及时进行隔离，进而保证变压器稳定安全运行。

一、变压器继电保护的装置及设计原则

（一）变压器经常遇到的故障分析

变压器经常遇到的故障根据位置不同一般分为油箱内故障和油箱外故障两种。油箱内故障主要是指当同向的绕组出现匝间短路的情况后，大电流系统侧不同的电相接连出现短路的现象。油箱外故障是指变压器器绕组的引出断线以及引出绝缘套管出现的故障。除了油箱内故障和油箱外故障这两种故障外，在实际的运行过程中，还会因为各种突发情况而出现系统故障的情况，因为某些因素而导致变压器出现不同程度的负荷故障，当油箱内部的油位超过正常的水平时就会让变压器的温度升高，从而导致整个变压器系统运行瘫痪。

（二）水电站变压器的保护措施

当水电站的变压器出现短路的情况时，水电站的整个电力系统就会出现不同程度的电流短路。短路电流会让变压器的温度不断升高，当温度升高到一定峰值后，变压器内部的元件就会被瞬间烧断，造成不可挽回的损失。更为严重的是如果故障发生的位置是油箱内部的话就会引起火灾等事故。因此为了有效的保证变压器的安全运行，将出现故障的事件降至最低，常常需要对变压器进行切断处理，也就是说当变压器出现短路情况时，需要快速报警并及时的将整个变压器运行系统切断。

一般来说大型的水电站变压器通常都是采用纵差保护的方式对电力系统的过激磁闭锁元件、差动速断元件等进行保护的，在具体的保护装置中，通常都是依靠比率来进行制定差动元件。当变压器正常运行或者发生外部故障的时候，流出电流和流入电流处于相同状态，这种情况下纵差保护系统不会被触发;但是如果变压器的运行状态不正常或者发生内部故障的时候，只有流入电流而没有流出电流就会很容易的触发纵差保护系统。对于纵差保护系统被触发的情况在处理的过程中一定要将变压器做切除处理，只有把变压器切除，才能保证整个变压器电力系统的安全。

二、水电站变压器继电保护的对策

（一）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。

（二）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，但是這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。

（三）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。

（四）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。

三、结语

变压器的继电保护工作是水电站正常运行的基础工作，所以要将变压器的继电保护工作落到实处，不断进行技术创新和装置更新，确保水电站工作的顺利开展。

参考文献：

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