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摘要： 要想实现水电站的稳定运行，最重要的就是维持水电站中发电机变压器的安全运作，发电机变压器继电保护系统对整个水电站的正常运行起到非常关键的作用。但是在实际的发电机变压器的运行中还是存在很多的安全隐患，只有熟知水电站发电机变压器继电保护系统的设计原理和容易发生的故障，才能更好地解决问题，有效提高水电站的工作效率。本文将对水电站继电保护系统的具体要求进行详细分析，并对水电站发动机保护装置以及变压器继电保护装置的设计原理和运作程序进行深入探究。
关键词：水电站，发电机，变压器，继电保护
水电站发电机在运作的时候常常会受到各种因素的影响发生故障，只有对发电机继电保护系统充分认识，了解其具体的保护措施和原理，才能更好地促进水电站的安全运行。下面将对水电站继电保护的具体要求进行分析，对线路继电保护、变压器保护进行详细分析，最后对
发动机保护装置及变压器继电保护装置的设计原则进行深入探讨。
一、水电站继电保护的要求
水电站发电机在进行继电保护的设计时，要结合相关的继电保护安装设计的规定和水电站的实际情况进行设计，不但要满足水电站的需要，还应该符合相关的继电保护设计要求。目前我国水电站继电保护装置的设计为220千伏时，不能只设计一种保护措施，应该进行多重保护，不但要保护主线路的安全，还要对一些开关以及支线路进行保护，在进行继电保护的设计时候，应该注重在配件发生损害时保护系统仍然能起到保护线路的作用，保证继电保护系统能够及时发现电路故障并能发出警报，提高水电站整个运行的安全性。
二、线路继电保护以及变压器保护的分析
以水电站220千伏线路的继电保护系统为例，这个线路继电保护系统包括对多种线路的保护，比如过电压保护、接地距离保护以及短引线保护等，可以采用母差保护法来保护母线，采用死区保护法及自动重合闸保護开关装置，无论是哪种保护方式一般都是双光纤通道，即分为两种保护方式，一种是专用的光纤通道，另一种是复用2兆的迂回光纤带路，为了能够实施远方信号的故障判别，就要对每条保护线路的远方安置跳闸装置，还应该根据实际情况安装过电压保护装置，将线路继电保护装置的作用发挥最大化。还可以用母差保护法对继电保护系统进行主要保护，再加上开关的失灵保护能够促进开关发生故障时实现联跳功能。水电站的主变压器保护系统主要包括三种保护装置，分别是压力释放保护、重瓦斯保护以及纵差保护，变压器继电保护装置的保护方式是由轻瓦斯保护及过负荷保护共同完成。
三、水电站发动机保护装置的分析
目前我国水电站发电机的故障原因有两个，分别是定子绕组故障和转子绕组故障，其中定子绕组故障还具体分为匝间故障，接地故障以及相间短路故障，转子绕组故障分为转子绕组匝间短路故障和转子绕组接地故障。水电站发电机设备发生故障的原因有很多，可能会出现外部短路造成对称过负荷或者外部出现不对称短路造成发动机的负序过电流，还有可能出现甩负荷造成转子绕组超负荷发生故障等等。如果是较大的发动机系统，可以根据发动机的功率进行保护装置的选择，超过220千伏低于200兆瓦的变压器可以采取异常运行保护法，通过其中一个路线的直通电流触动开古跳闸，在进行保护装置实施的过程中，如果遇到短路现象，应该及时加设短路保护设置，避免短路给发电机造成不必要的损失。
1.发生短路故障时采取的主保护措施
水电站的发电机在发生相间短路或是接地短路时，很容易造成大面积的短路电流，导致发电机上的很多元件遭到破坏，严重影响整个发电机的结构稳定性和运行安全性。这时候需要进行发电机的主保护，可以采用纵差保护法或是横差保护法有效保护发电机的定子绕组正常进行。
2.发生短路故障时采取的后备保护措施
除了对发电机进行必要的主保护，后备保护也是非常必要的，后备保护法可以通过低压保流法、定子绕组保护法、负序电流保护法等进行有效保护。其中最常见的是钉子绕组过负荷保护法，利用定子绕组负荷装置保护定子绕组，避免发电机长期运作导致的发热现象，从根本上减少发电机因过热导致的短路现象，低压保流法主要是针对发电机周边的配件及设备的后备保护。
3.接地故障保护措施
发电机的接地故障会导致大量的电容影响电发电机的正常运行，还会引起接地弧光过电压，连接的其他配件也会遭到破坏，利用转子接地保护法和定子绕组接地法能够有效防止接地故障的发生。
四、水电站变压器继电保护装置的分析
1.水电站变压器故障种类
水电站变压器发生故障的种类有很多，按照位置进行分类可以分为油箱内故障和油箱外故障，油箱外故障主要是由于变压器绕组导致短路发生的故障或是引出绝缘套管发生故障，包含了低压侧接地故障或是大电流侧接地故障等;油箱内故障主要是指由于同向线路绕组导致的短路，大电流侧会出现多个点接地的短路。水电站变压器故障除了以上两种外，还很容易出现系统故障，由于各种外界因素的影响导致系统中发生负荷现象，系统频率降低，系统电压急剧升高产生激磁，导致油箱的油位超过正常指标，变压器温度升高最终导致整个系统瘫痪。
2.水电站变压器保护装置
水电站变压器系统一旦出现短路故障，就会导致线路中产生超大电流，变压器的温度急剧上升，温度过高导致变压器的绕组相关设备被破坏，造成非常严重的损失;如果水电站变压器油箱内部出现故障，很容易导致电流过大，烧坏电线，引发火灾;水电站变压器形成短路电流还可能转化成为电动力，导致变压器变形最终被损坏。所以应该对变压器相关的设备进行监督和定期检测，发现问题立即修整，避免安全事故的发生。可以通过控制变压器的频率来监测变压器的运行状况，如果变压器运行发生异常立即切断并迅速处理。大型的变压器的保护方法最常见的是纵差保护法，包括很多的元件，有断线信号元件以及分项差动元件等，为了保证整个变压器内部各个元件的灵敏度，在发生故障时及时作出反应，可以将所有元件换成比率制定的配件进行安装;如果变压器外部发生故障时，变压器内外的电流还是会正常运行，这种情况下纵差保护法是不管用的，只有变压器内部发生故障，才会导致有电流进入而无电流流出，这种情况会即刻触发纵差保护装置，切除变压器，保证水电站变压器的安全。水电站变压器保护装置存在很多的形式，都能够有效切断变压器，避免变压器励磁涌出。
结论
综上所述，是本人对水电站发电机装置的设计原则的分析，并对发电机变压器继电保护设置进行主要叙述，只有保证变压器继电保护系统的有效性，才能更好地维持水电站发电机的正常运行，应该根据水电站的实际情况设置多个变压器后备保护装置，保证继电保护的有效实施，促进水电站运行的稳定性。希望本文对相关的水电站变压器保护部门有所裨益，加强对继电保护系统的认识，找到合理的方式对发电机变压器进行有效的保护，促进水电站变压器的长期稳定运行，让水电站的工作更加高效进行。
参考文献：
[1]黄毓瑄.基于Matlab软件的水电站继电保护仿真研究[J].黑龙江水利科技，2019，4706：61-64.
[2]李泽学.水电厂发电机变压器保护原理及继电保护措施[J].科技风，2019，27：161.
[3]姜树德.抽水蓄能电站继电保护的几个常见问题[J].水电与抽水蓄能，2018，403：16-22.
[4]黄旭.水电厂发电机变压器保护原理及继电保护措施[J].通讯世界，2018，10：210-211.
关键词：水电站，发电机，变压器，继电保护
水电站发电机在运作的时候常常会受到各种因素的影响发生故障，只有对发电机继电保护系统充分认识，了解其具体的保护措施和原理，才能更好地促进水电站的安全运行。下面将对水电站继电保护的具体要求进行分析，对线路继电保护、变压器保护进行详细分析，最后对
发动机保护装置及变压器继电保护装置的设计原则进行深入探讨。
一、水电站继电保护的要求
水电站发电机在进行继电保护的设计时，要结合相关的继电保护安装设计的规定和水电站的实际情况进行设计，不但要满足水电站的需要，还应该符合相关的继电保护设计要求。目前我国水电站继电保护装置的设计为220千伏时，不能只设计一种保护措施，应该进行多重保护，不但要保护主线路的安全，还要对一些开关以及支线路进行保护，在进行继电保护的设计时候，应该注重在配件发生损害时保护系统仍然能起到保护线路的作用，保证继电保护系统能够及时发现电路故障并能发出警报，提高水电站整个运行的安全性。
二、线路继电保护以及变压器保护的分析
以水电站220千伏线路的继电保护系统为例，这个线路继电保护系统包括对多种线路的保护，比如过电压保护、接地距离保护以及短引线保护等，可以采用母差保护法来保护母线，采用死区保护法及自动重合闸保護开关装置，无论是哪种保护方式一般都是双光纤通道，即分为两种保护方式，一种是专用的光纤通道，另一种是复用2兆的迂回光纤带路，为了能够实施远方信号的故障判别，就要对每条保护线路的远方安置跳闸装置，还应该根据实际情况安装过电压保护装置，将线路继电保护装置的作用发挥最大化。还可以用母差保护法对继电保护系统进行主要保护，再加上开关的失灵保护能够促进开关发生故障时实现联跳功能。水电站的主变压器保护系统主要包括三种保护装置，分别是压力释放保护、重瓦斯保护以及纵差保护，变压器继电保护装置的保护方式是由轻瓦斯保护及过负荷保护共同完成。
三、水电站发动机保护装置的分析
目前我国水电站发电机的故障原因有两个，分别是定子绕组故障和转子绕组故障，其中定子绕组故障还具体分为匝间故障，接地故障以及相间短路故障，转子绕组故障分为转子绕组匝间短路故障和转子绕组接地故障。水电站发电机设备发生故障的原因有很多，可能会出现外部短路造成对称过负荷或者外部出现不对称短路造成发动机的负序过电流，还有可能出现甩负荷造成转子绕组超负荷发生故障等等。如果是较大的发动机系统，可以根据发动机的功率进行保护装置的选择，超过220千伏低于200兆瓦的变压器可以采取异常运行保护法，通过其中一个路线的直通电流触动开古跳闸，在进行保护装置实施的过程中，如果遇到短路现象，应该及时加设短路保护设置，避免短路给发电机造成不必要的损失。
1.发生短路故障时采取的主保护措施
水电站的发电机在发生相间短路或是接地短路时，很容易造成大面积的短路电流，导致发电机上的很多元件遭到破坏，严重影响整个发电机的结构稳定性和运行安全性。这时候需要进行发电机的主保护，可以采用纵差保护法或是横差保护法有效保护发电机的定子绕组正常进行。
2.发生短路故障时采取的后备保护措施
除了对发电机进行必要的主保护，后备保护也是非常必要的，后备保护法可以通过低压保流法、定子绕组保护法、负序电流保护法等进行有效保护。其中最常见的是钉子绕组过负荷保护法，利用定子绕组负荷装置保护定子绕组，避免发电机长期运作导致的发热现象，从根本上减少发电机因过热导致的短路现象，低压保流法主要是针对发电机周边的配件及设备的后备保护。
3.接地故障保护措施
发电机的接地故障会导致大量的电容影响电发电机的正常运行，还会引起接地弧光过电压，连接的其他配件也会遭到破坏，利用转子接地保护法和定子绕组接地法能够有效防止接地故障的发生。
四、水电站变压器继电保护装置的分析
1.水电站变压器故障种类
水电站变压器发生故障的种类有很多，按照位置进行分类可以分为油箱内故障和油箱外故障，油箱外故障主要是由于变压器绕组导致短路发生的故障或是引出绝缘套管发生故障，包含了低压侧接地故障或是大电流侧接地故障等;油箱内故障主要是指由于同向线路绕组导致的短路，大电流侧会出现多个点接地的短路。水电站变压器故障除了以上两种外，还很容易出现系统故障，由于各种外界因素的影响导致系统中发生负荷现象，系统频率降低，系统电压急剧升高产生激磁，导致油箱的油位超过正常指标，变压器温度升高最终导致整个系统瘫痪。
2.水电站变压器保护装置
水电站变压器系统一旦出现短路故障，就会导致线路中产生超大电流，变压器的温度急剧上升，温度过高导致变压器的绕组相关设备被破坏，造成非常严重的损失;如果水电站变压器油箱内部出现故障，很容易导致电流过大，烧坏电线，引发火灾;水电站变压器形成短路电流还可能转化成为电动力，导致变压器变形最终被损坏。所以应该对变压器相关的设备进行监督和定期检测，发现问题立即修整，避免安全事故的发生。可以通过控制变压器的频率来监测变压器的运行状况，如果变压器运行发生异常立即切断并迅速处理。大型的变压器的保护方法最常见的是纵差保护法，包括很多的元件，有断线信号元件以及分项差动元件等，为了保证整个变压器内部各个元件的灵敏度，在发生故障时及时作出反应，可以将所有元件换成比率制定的配件进行安装;如果变压器外部发生故障时，变压器内外的电流还是会正常运行，这种情况下纵差保护法是不管用的，只有变压器内部发生故障，才会导致有电流进入而无电流流出，这种情况会即刻触发纵差保护装置，切除变压器，保证水电站变压器的安全。水电站变压器保护装置存在很多的形式，都能够有效切断变压器，避免变压器励磁涌出。
结论
综上所述，是本人对水电站发电机装置的设计原则的分析，并对发电机变压器继电保护设置进行主要叙述，只有保证变压器继电保护系统的有效性，才能更好地维持水电站发电机的正常运行，应该根据水电站的实际情况设置多个变压器后备保护装置，保证继电保护的有效实施，促进水电站运行的稳定性。希望本文对相关的水电站变压器保护部门有所裨益，加强对继电保护系统的认识，找到合理的方式对发电机变压器进行有效的保护，促进水电站变压器的长期稳定运行，让水电站的工作更加高效进行。
参考文献：
[1]黄毓瑄.基于Matlab软件的水电站继电保护仿真研究[J].黑龙江水利科技，2019，4706：61-64.
[2]李泽学.水电厂发电机变压器保护原理及继电保护措施[J].科技风，2019，27：161.
[3]姜树德.抽水蓄能电站继电保护的几个常见问题[J].水电与抽水蓄能，2018，403：16-22.
[4]黄旭.水电厂发电机变压器保护原理及继电保护措施[J].通讯世界，2018，10：210-211.