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抽水蓄能电站电气量保护的优化

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摘要：针对抽水蓄能电站主变压器电气量保护问题进行分析，对其相间短路、匝间短路、后备及零序等保护提出相关优化措施。此外，提出抽水蓄能电站运用虚拟技术测量电气量，来达到抽水蓄能电站的优化目的。

关键词：电气量保护；主变压器；虚拟技术

抽水蓄能电站的建设为我国电网的稳定发挥着巨大的作用，其自身的安全关系到整个电网的安全运行。所以，对抽水蓄能电站的电气量保护进行保护，有利于抽水电站与电网的安全发展。我国抽水蓄能电站由于自动化元件质量比较差，经常会出现电气量保护问题，对记住的安全权运行造成很大影响。

1.电气量保护原理

一般情况下继电保护装置经过反映一些被保护原件的及时问题故障时电气量的具体变化特征而形成，经常见到的方式就是根据实际情况表现电气量的类型，并与线路保护的原理进行区分。电气量保护的原理主要分为两种，一是单电气量保护原理，但电气量主要体现的是输电线路的暂态电气另量以及稳态电气量的变化状况；二是全电气量保护原理，全电气量可以实现输电线路的暂态电气量与稳态电气另一同体现出来。

2.抽水蓄能电站中主变压器电气量保护

2.1差动保护

变压器的主保护也就是变压器的差动保护，它主要是依据循环电流而装置的。差动保护主要是对双绕组与三绕组的变压器绕组内以及延伸线所出现的相间短路进行保护，另外差动保护也可以保护变压器单相匝间短路的问题。变压器绕组的外侧两端课装置电流互感器，二次侧课用电流连接，也就是若两端的电流互感器连接的两条线可以进行并联，并接入到电流继电器形成保护。

2.1.1相间短路保护

变压器差动保护要确保变压器的空载合闸以及外部短路时不出现误动，内部短路时可靠动作。在抽水蓄能电站危机保护中，变压器差动保护的原理主要有比例至动员力、标记制动原理以及波形对称原理等。比例制动是在传统保护的原理的基础上进行的改善，它主要包含了无制动部分与比例制动组成，灵敏度以及抗导线铺设饱和的能力都是比较高的。而标记制动在出现问题时，其动作。制动与比例制动的保护基本差不多，其动作要比比例制动要高上一些，且和比例制动相似的是存在出现问题时电流不稳定以及具备一定的抗导线铺设饱和的能力，同时也是比较安全可靠的。变压器内部出现故障，标记制动原理要比比例制动原理的灵敏度更高一些，这主要是由于标记制动注重于反应电流的相位特性；标记制动的工作点与故障类型和形式都有着一定关系，其工作点离动作边界要比比例制动远；变压器空载，一侧有电流，标记制动的制动量为0，比例制动的制动量不为0，标记制动所以原理的灵敏度更高一些。比例制动原理以及标记制动原理的变压器电力保护在变压器励磁涌流的影响下很容易出现误动，空投变压器时要进行闭锁，所以要找到一种对变压器空载合闸进行保护手段。

变压器空载合闸时，励磁涌流中高次谐波通常以二次谐波为最大，主要是其他位置很少有偶次谐波出现，二次谐波是变压器励磁涌流最明显的表现。所以，通过三相或回路时的二次谐波制动原理可以很高的进行差动保护。在电流互感器不饱和以及轻度饱和时，差动区内出现短路故障，差动继电器将迅速敏捷的进行反应。差动区中内短路的电流很大时，电流互感器就会过于饱和，短路电流的二次谐波出现变形，这就很容易造成断角出现间断角原理差动保护很可能受到阻拦，此时，可以使用高定值的差动电流速断保护，高定值要大于空载合闸的涌流量的最大数值。

在对抽水蓄能电站中的微机保护中出现多种差动保护是不难的，不用加入一些硬件的投资。而对于蓄水储能变压器差动保护可以使用标记制动原理以及电流速断保护相结合为优化手段。

2.1.2匝间短路保护

差动保护可以对变压器的匝间短路问题会采取一定的保护措施，它的灵敏度是随着差动保护动作电流的最小值而发生改变的。差动保护的动作主要受电流互感器的暂态量的作用，需要对外侧短路的暂态的不稳定电流以及空载合闸中励磁涌流的运作进行考虑，最小动作电流与制动系数不能过小，所以灵敏度以及动作速度都不是很快。而非电气量中的瓦斯保护动作要比差动保护要慢许多。因此，抽水蓄能电站变压器可选用更快且灵敏度更高的匝间短路保护是非常必要的。

另外，变压器漏磁在匝间短路中也会发生改变，通过这一原理的匝间短路保护不会受到电流互感器的暂态量的影响，其动作与灵敏度都要比非电气量保护要可靠的多。

2.2零序保护

目前我国抽水蓄能电站的变压器是按照中性点直接接地进行设计的，根据设计要求会预留中性点经小电抗器接地的位置。抽水蓄能电站变压器很容易出现单相接地的问题，若是使用普通的差动保护其灵敏度达不到要求。若是想解决这一问题可以借鉴国外的零序电流保护，以此来作为变压器内部单相接地问题的保护动作。对于抽水蓄能电站这种大型的变压器，可以使用零序差动保护，而后备保护可以使用零序电流保护来完成。零序差动保护的电流来自于变高压侧导线，零序电流