继电保护技术在电气专业的应用于发展

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摘 要：现代化社会不论是生产还是生活对于电能的依赖性都十分的大，可以说离开了电能，社会生产以及人们的日常生活都会陷入困境。为了确保供电系统的稳定，往往需要对电气设备进行继电保护，从而确保电网系统中的相关设备能够安全稳定的运行，最终保持电能供应的稳定。

关键词：电气设备；继电保护；变压器保护

中图分类号：TM63 文献标识码：A

随着社会经济的不断发展，对于电力的需求也越来越大，电网的覆盖范围已经十分的广泛，这也使得整个电力系统的复杂性大大增加。对于电力系统中的相关的原件进行的继电保护已经不能够完全的满足整个电网稳定运行的需要。因此要从整个电网的整体高度出发，掌握每个故障原件被隔离之后对整个系统所造成的影响，从而有效的预防大规模的停电事件，保证电网的安全运行。

1 变压器保护

1.1 变压器差动保护

在变压器需要保护的一侧设置监测装置，对电流以及电压进行监控，但是由于监控范围的限制，往往不能够对临近范围发生的故障进行区分。因此需要考虑邻近保护的状态来设定相应的保护参数。为了增强系统的选择性，往往通过采用较小的保护范围以及较长的动作延时。但是这也在某种程度上导致故障变压器无法及时的被隔离，从而加重危害的程度，因此需要能够在故障发生的瞬间将故障设备进行隔离，从而减少相应的损害。为了能够对保护范围内外的故障同时进行准确的判断，这就需要在被保护的变压器的两端都设置相应监控装置，这也能够对故障元件的电流相位进行掌握，从而很好的起到保护作用。

近年来，主设备保护通过对故障过程的电磁暂态过程的研究、TA饱和特性的研究、内部故障理论分析，结合实际动模和数字仿真，提出了一些新的原理并已在现场广泛应用。

（1）差动保护。常规的两折线、三折线比率差动、标积制动式差动、采样值差动等已在很多文献中有所介绍。

（2）关于励磁涌流。目前在工程上应用的判别励磁涌流的原理都是从涌流波形与短路电流波形的不同特征入手，来区分励磁涌流与短路的。各种涌流判别原理都具有在故障合闸时，保护动作时间长或动作时间离散度大的缺点。

1.2 瓦斯保护

瓦斯继电器在电力系统保护中的使用比较广泛，油箱内的气体主要通过安装在油箱以及油枕的中间的瓦斯继电器流行油枕。当前旋转挡板式瓦斯继电器已经逐渐的取代了传统的浮筒式瓦斯继电器，极大的改善了由于密封性差漏油而发生了误动作，极大的提高了继电保护的可靠性。

1.3 变压器后备保护

过电流对于变压器具有较大的危害，因此过电流保护常常被安装在变压器的电源侧，从而在过流得时候能够及时的断开变压器。在变压器上安装后备过电流保护装置往往会造成接线的复杂程度大大上升，可以适当将相邻的保护范围缩小。为了应对三相短路，应该确保其有足够的灵敏度。

1.4 自耦变压器保护

与传统的变压器相比自耦变压器具有成本低、体积小的优点，在实际的使用过程当中也十分的灵活，因此往往用于联络变压器，具有使用经济运行可靠的特点，因此使用比较广泛。但是在实际的使用过程当中自耦变压器也存在一些问题主要表现在以下几个方面：

1.4.1 接地保护

自耦变压器需要直接接地，在接地点方面也使用一个点。一般来说，系统短路的位置对于通过接地点的电流强度有很大的影响。

1.4.2 过负荷保护

变压器的运行方式对于各侧的负荷部分情况具有直接的影响，而负荷分布的情况又会对过负荷保护产生影响。当前变压器中各侧进行送电的时候，由于公共绕组容量会产生制约，因此往往不能够充分发挥通过容量的作用。这样就会产生这样一种情况，公共绕组在自耦变压器尚未达到最大电流的时候已经超出负荷。这就要求在对自耦变压器进行过负荷保护的时候要根据实际的情况出发。

2 发电机保护

2.1 提高定子接地保护的动作灵敏度

很多因素都有可能导致变压器过电压，这就要求中性点在接地的过程当中应该经过配电变压器。对于大型发电设备来说一般不会发生传递过电压，这是因为高低压线圈之间没有存在较大的电容。

为了最大限度提高定子接地保护动作的灵敏程度，可以将数值较小的电阻安装在变压器上，从而最大限度的提升定子接地的灵敏度，能够有效地防止过电压对发电机造成的损害。

2.2 失磁保护

当前应用的发电机失磁保护的精度主要受失磁保护组件结构的影响，其中失磁保护常由阻抗元件、母线低电压元件（机端低电压）和闭锁（启动）元件组成。阻抗元件用于检出失磁故障，阻抗元件可按静稳边界或异步边界整定。阻抗元件用于检出失磁故障，阻抗元件可按静稳边界或异步边界整定。母线低电压元件用于监视母线电压保障系统安全。母线低电压元件的动作电压，按由稳定运行条件决定的临界电压整定。应取发电机断路器（或发变组高压侧断路器）连接母线的电压，通常取0.8～0.85倍母线额定电压。

3 发电机-变压器组保护

3.1 保护原则

现代化的发电场一般具有巨大的规模，为了保证电流输送过程中减少损失，往往都是采取高压输电的方式，大多都是采用发电机组和变压器组同时工作的方式这样发电机电压侧一般没有直配负荷，只是将发出的电流利用变压器进行升压之后再进行输送。大多使用纵差保护以及过流保护等。

3.2 保护特点

当发电机和变压器之间有断路器时，发电机和变压器应分别装设纵差保护；发电机与变压器之间无断路器并在以下情况时，一般装设整组共用的纵差保护。

3.2.1 发电机容量在200兆瓦及以上时，因为大型发电机在系统中占有重要地位，一般阻抗较大，装设单独的保护可提高可靠性和灵敏度。

3.2.2 水轮发电机和绕组直接冷却的汽轮发电机，当共用的差动保护整定值大于1.5倍发电机额定电流时，为了对发电机内部故障有较高的灵敏度，要加装单独的发电机差动保护。

3.2.3 对于阻抗较大的发电机，如果无法装设横联差动保护，在发电机上可装设灵敏度高的纵联差动保护。

3.3 后备保护

发电机-变压器组的后备保护，同时又作为相邻元件故障的后备保护。对于发电机-双绕组变压器组，利用发电机侧的过电流保护作为整组的后备保护，变压器低压侧不另装设过电流保护。如果发电机与变压器之间有厂用分支线时，分支线上应装设单独的保护。此时，发电机的过电流保护应带两段时限，以较小的时限断开变压器高压侧断路器，以便在外部短路时仍能保证厂用电的供电，以较大的时限断开所有的断路器和发电机的自动灭磁开关。

结论

随着电力行业的不断发展以及电网覆盖范围的不断的增大，很多因素都有可能引发电力系统故障，给人们的日常生活以及经济生产带来重大的损失，这就要求确保电力系统运行的安全和稳定，减少大面积的停电事故。

继电保护是随着电力系统的发展而发展起来的，应着重考虑大型机组和大型变压器的继电保护，系统的继电保护和安全自动装置的配置方案应考虑机、炉等设备的承变能力，机、炉设备的设计制造也应充分考虑电力系统安全经济运行的实际需要。为了巨型发电机组的安全，不仅应有完善的继电保护，还应研究、推广故障预测技术，为系统整体的保护奠定基础。

参考文献

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