220kV变电站变压器运行和继电保护配置分析

220kV变电站变压器运行和继电保护配置分析

肖纪山

四川省达州市宣汉县土主镇普光供电项目部  636100

摘要：当下，面对社会生产生活用电需求不断攀升的现状，在一定程度上增加了电网系统运行压力，需要通过合理布局设置变电站来满足电网供电需求，在缓解电网运行压力的同时，提高运行质量，这就对220kV变电站的安全稳定运行提出了更高的要求。作为220kV变电站核心设备的变压器，如果出现运行故障或异常，将直接影响变电站的可靠输出，所以，变电站运行检修人员对变压器的日常维护管理显得至关重要。

关键词：220KV变电站；变压器运行；继电保护配置

1. 220kV变电站变压器工作原理

对220kV变电站变压器运行予以进一步分析，它的基本构成要素是双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器，高低压每一相共同合用一相绕组，其中高压绕组中部分抽取一头即可作为地绕组出现变压器应用。注意保证电压高度与绕组匝数呈正向比，而产生的电流值与绕组匝数呈负向比。依据作用功能对变压器进行分类，可分为升压变压器和降压变压器，前者设置在电力系统的送电一端，后者设置在电力系统的受电一端，需要适当的调整变压器，使之电压值与电力系统的电压值相匹配，如此才能在完全不同的负荷状态下始终保证电压在合理范围内，避免出现高电压或低电压的情况，导致供电不稳定。依据接头切换形式对变压器进行分类，可分为负荷有载调压和无负荷无载调压，前者主要设置在受电一端的变压器站点之间。电压的互感器和电流的互感器的运行原理与变压器运行原理相同，主要是按照一定的标准比例，将高电压设备与母线电压转变为测量仪表与继电保护等，在规定的电压在符合之下电压互感器二次电压为100V，电流互感器的二次电流为1A或5A。需要特别注意的是电流互感器实际应用的过程中可能出现异常情况，进而造成线路短路，威胁生命财产安全，所以在具体设置电流互感器的过程中需要加以注意。

2. 变压器保护分类与作用

2.1主保护

变压器主保护的根本目的是保证设备能够长期安全稳定运行，在故障发生时能够以最短的时限，有选择地切除被保护的设备和全线路的故障，进而使电网系统可以快速恢复稳定运行。变压器的主保护通常采用差动保护和瓦斯保护，差动保护可以在变压器发生引出线及内部绕组线圈的相间短路、电流互感器本体、绕组严重的层间短路等故障时瞬时动作切除故障，保护区为各侧电流互感器包围的区域，对于不同的差动保护功能，根据其使用的电流互感器不同保护区也不同，如自耦变压器保护的分侧差动保护，使用的电流互感器为高中压侧及中性点侧，所以，其保护范围为有电气联系的高中压侧绕组；瓦斯保护，属于非电量保护，当变压器发生油箱内部的相间短路、绕组与铁芯间短路、铁芯本体、油面下降或漏油、分接头接触不良等故障时，在故障点往往伴随有电弧的短路电流，造成油箱内局部过热并使变压器油分解、产生气体（瓦斯），严重时造成喷油、冲动瓦斯继电器，使其辅助触点闭合，瓦斯保护可灵敏反应动作，第一时间保护变压器本体的安全。

2.2后备保护

变压器后备保护包括反应系统相间短路故障的（复合电压闭锁）（方向）过流保护、反应系统接地故障的零序（方向）过流保护（对于中性点不接地系统，配置间隙电压和间隙电流保护作为接地故障的后备保护）、过负荷保护等电气量保护以及油温高、压力释放、压力突变、绕组温高等瞬间作用发出信号的非电量保护。

3. 220kV变电站变压器运行策略

3.1选择质量高的变压器

目前，国内变压器市场型号多样、生产工艺不尽相同，相应的变压器的性能、质量也不尽相同。进一步了解变压器制作工艺水平，其硅钢片制作较为先进，制作工艺更精密，使得硅钢片越来越薄，更适用于变压器中，能够降低变压器空载损耗，使得变压器的节能效果提高。基于此，为了保证220kV变电站变压器可以长时间安全、高效及低能耗地稳定运行，在变压器采购时，应当注意加强对技术方面的把关，通过详细了解变压器制作工艺水平及制作标准等方面，相对准确地判断变压器质量高低，进而根据电网结构及实际需要选择更适合的变压器。为了能够真正做到这一点，在具体选择变压器的过程中应当注意以下几点，即：①根据变压器相关技术标准，对变压器制作工艺技术予以了解和分析，尽可能地选择技术工艺更成熟的变压器生产厂家及品牌型号，避免后续应用的过程中出现这样或那样的问题；②从变压器设备生产、出厂试验、运输等环节进行全过程、全方位的质量监督把关，排除各环节可能存在的影响变压器原始性能、质量的因素。

3.2强化现场安装、调试和验收管理

220kV变电站变压器在现场安装、调试和验收过程中可能受人为因素、技术水平、安装工艺等方面的影响，由于作业人员行为不规范导致产生质量问题，比如，底座安装不固定、试验项目不全面、验收过程行动虚设等。为了避免变压器后续运行质量不佳，在进行变压器安装、调试和验收时，不仅要求作业人员专业水平较高，更要认真负责，细致、全面地做好安装、调试和验收工作，待变压器试验项目、调试参数、验收结论等方面符合相关规程规范要求的前提下，可立即投运。

3.3提高巡视质量

220kV变电站变压器长期运行的过程中还可能受环境因素、人为因素及设备本体因素等影响，导致其存在故障隐患或者异常情况，如若未能及时发现，并予以针对性的处理，那么可能造成变压器无法正常运行，影响供电。所以，要高度重视并且规范合理地展开变电站变压器巡视巡查工作，定期或者不定期地巡视检查变压器本体及附属连接线路等，判断是否存在变压器本体渗漏油、油温与油位变化、声音有无异常、冷却系统有无异常以及变压器压力释放阀、套管、器身等外观是否发生异常等，及时发现并分析问题产生的原因，针对性制定检修、维护等处理措施，保证变压器的稳定运行。

4. 220kV变电站变压器继电保护配置分析

4.1主保护

主保护配置具体包括：①纵联差动保护，属于电气量保护，该保护只在保护区内短路时才动作，不存在与系统中相邻元件保护的选择性配合问题，因而可以快速切除整个保护区内任何一点的短路；②重瓦斯保护，属于非电气量保护，分为本体重瓦斯保护和有载调压重瓦斯保护，变压器发生内部故障时，瓦斯保护动作，瞬时跳开变压器各侧断路器。

4.2复压过流保护

复压过流保护是作为变压器的后备保护，在变压器高、低压侧均配置。由于在进行变压器后备保护整定时，需要躲过变压器励磁涌流及低压侧负荷自启动电流，将导致整定的过流动作值过大，从而使得后备保护灵敏度降低，保护范围缩短，甚至不满足灵敏度要求。当电力系统出现故障时，常常伴随的现象是电流的增大和电压的降低，为了防止保护误动作，提高保护整定的灵敏度，需加入复压条件。变压器低压侧过流按照低压汇集母线相间故障有灵敏度并可靠躲过负荷电流整定，高压侧复压过流应对低压侧母线故障有足够灵敏度并躲过负荷电流。

4.3非电量保护

一般主要由瓦斯保护、压力释放、油温高、冷却器全停、油位异常保护组成，压力释放、油温高、冷却器全停、油位异常、轻瓦斯保护等保护功能一般动作发信号，不进行跳闸。

结语：

综上所述，220kV变电站变压器的运行策略及继电保护配置对于确保电力系统的安全稳定运行至关重要。通过选择高质量的变压器、强化现场安装、调试和验收管理以及提高巡视质量，可以确保变压器的长期稳定运行。同时，合理的继电保护配置，包括主保护、复压过流保护和非电量保护，可以在变压器发生故障时快速、准确地切断故障，保护变压器的安全。因此，在实际运行中，应充分考虑这些因素，确保变电站变压器的安全、高效运行。

参考文献：

[1]李大亮,郭雅娇,孙铭伟等. 220kV变电站变压器运行及继电保护的措施[J].百科论坛电子杂志,2019(2):365.

[2]曹懿.220kV变电站运行过程中变压器电气试验信息研究[J].数字化用户,2022,28(39):214-216.