芻議電力變壓器的繼電保護

趙全法

摘 要：電力系統要安全穩定地運行，繼電保護裝置發揮著重要的作用。面對電網結構的復雜化，需要在變壓器的使用上有效地應用繼電保護裝置，通過繼電保護性能的充分發揮，使電力變壓器的運行更加可靠。本論文針對電力變壓器的繼電保護進行研究。

關鍵詞：電力變壓器 繼電保護裝置 運用

中圖分類號：TM41 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082 （2017） 04-0238-01

引言

電力企業是中國的基礎能源單位，隨著近年來電網規模的不斷擴大，就要對電力變壓器合理應用。電力系統安全穩定地運行，繼電保護裝置所發揮的作用是需要高度重視的，特別是對電力變壓器的保護，不僅使變壓器運行安全，而且能夠保證變壓器持續運行，提高運行效率，降低故障發生率。

一、電力變壓器的繼電保護方案

電力變壓器要科學有效地運行，就要對可能發生的故障進行分析，以采取相應的繼電保護方案，做到保護到位。一旦有故障發生，繼電保護裝置就可以及時作出反應，啟動斷路器將故障線路切斷，并發出警報信號，讓運維人員采取必要的技術措施，確保故障及時消除[1]。繼電保護裝置對變壓器實施保護，還可以起到一定的后備作用。

1.電力變壓器的繼電保護采用差動保護方案

通常在電力變壓器的套管以及引出線部位都會出現短路故障。變壓器的容量如果超過6.3兆伏安，就需要對速斷保護裝置進一步強化，當變壓器處于并列運行狀態的時候，就要對繼電保護裝置進行檢查，保證其正常運行。電力變壓器如果有備用電壓器，或者是變壓器處于獨立運行狀態，就需要對后備保護時限合理控制。如果短路故障已經超過0.5秒，就需要采用快速切斷保護措施。如果變壓器的容量已經超過6.3兆伏安，速斷保護就很難發揮保護作用，此時，就要采用縱差聯動保護[24]。當高壓側電壓已經超過330千伏的時候，采用雙重差動保護就可以對故障有效解決。對于變壓器組的控制，啟動斷路器就可以發揮保護作用。如果沒有連接斷路器，就可以采用差動保護措施。

2.電力變壓器的繼電保護采用瓦斯保護方案

電力變壓器運行中，如果存在故障，為了能夠讓故障充分實現，就需要采取瓦斯保護措施。如果線路產生短路、油面降低等等，采用瓦斯保護方案可以保證油浸式變壓器良性運行。對于變壓器而言，瓦斯保護是非常重要的，能夠將故障有效地反映出來。比如，電力變壓器的油箱內部、繞組匝間或者鐵芯如果存在短路問題，啟動瓦斯保護就可以確保保護各位靈敏，加之結構簡單，如果電路存在故障，瓦斯保護就可以立即啟動。瓦斯保護還會受到諸多因素的影響而引起誤動作，因此需要對影響因素予以高度關注。

3.電力變壓器的繼電保護采用過電流保護方案

電力變壓器的繼電保護采用過電流保護方案，如果變壓器運行中存在電流故障，救護立即反映。如果瓦斯保護不發揮作用，過電流保護就可以發揮后備保護作用。復合電壓啟動的過程中，也需要采用電流保護措施。另外，還要實施必要的阻抗保護，通常電流保護靈敏度不高的情況下就可以采用阻抗保護，由于其具有較高的靈敏度，因此應用是非常廣泛的。

二、電力變壓器運行中繼電保護裝置保護的具體應用

1.繼電保護裝置的差動保護

電力變壓器運行中繼電保護裝置可以起到差動保護作用，即電流得以加強，通過對比電流相位，以起到差動保護的作用。對電力變壓器實施差動保護，就是對電流互感器采用環流接線的方式。如果電力變壓器運行正常，沒有內部故障產生，差動繼電器的電流趨近于“0” [3]。其中的原因是多方面的，主要是由于電流不平衡所導致的。由于電流比較小，繼電保護裝置無法有效地啟動保護動作。

變壓器的內部有故障產生，加強差動繼電器的電流，就可以發現電流強度已經超過了動作電流。當繼電保護裝置啟動保護動作，就要同時啟動斷路器以將故障線路切斷，同時發出故障警報。繼電保護裝置的差動保護具有非常高的靈敏度，而且具有良好的選擇性，操作也非常簡單，不僅可以明確區分內部故障和外部故障，而且可以獨立運行，并不需要采用保護配合措施。電氣主設備要處于良好的運行狀態，就需要采用差動保護措施保護好線路。

2.繼電保護裝置的瓦斯保護

電力變壓器的油箱內部如果有故障產生，就要對故障位置的電流變化予以充分考慮。如果電力變壓器油由于電流變化產生過熱的現象，就會分解出質量比較輕的氣體。這些氣體會從油箱部位逐漸流向油枕，同時變壓器油本身的體積也會快速膨脹，很容易產生嚴重的故障。當氣體向油枕沖擊的過程中，變壓器油的油面就會逐漸降低，此時，就會啟動瓦斯保護信號[4]。如果電力變壓器產生線路短路的問題，就會受到故障電流影響，在油隙間的油流速度加快，同時繞組外側也會存在很大的壓力差變化。此時，繼電器保護裝置產生誤動作的幾率是非常大的。如果電力變壓器產生了穿越性故障，在強電流的作用下，繞組產生動作并發熱，繞組的溫度快速提升，油是體積就會膨脹，繼電保護裝置就會陳恒誤動作。

3.繼電保護裝置的后備過流保護

電力變壓器的后備過流保護是保證變壓器穩定運行的關鍵，包括電力變壓器的線路以及各側母線都要采用繼電保護裝置實施保護。為了確保雙繞組變壓器處于良性運行狀態，強化繼電保護裝置的后備過流保護是非常必要的。對于電力變壓器的主接線要實施時限保護，以避免故障發生。三繞組變壓器通過繼電保護裝置強化后備過流保護，就是要保護好主電源的一側，帶兩段時限，以在短時間內啟動斷路器將故障線路斷開。此外，還要保護好主負荷側，以保證電力變壓器的靈敏性。

結束語

綜上所述，變壓器是電力系統的核心部件，其運行質量直接關乎到電力系統的工作狀態。采用繼電保護裝置對變壓器實施保護，可以確保變壓器處于持續穩定的運行狀態，以提高電力系統的運行效率，為電能用戶提供高質量的電力服務。

參考文獻

[1]雷鈺.電力變壓器繼電保護設計的探討[J].科技與企業，2013（19）：285—285.

[2]溫源.500kV電力變壓器繼電保護問題探析[J].中國電力教育，2013（36）：209—210.

[3]尹宇峰.電力變壓器繼電保護設計分析[J].城市建設理論研究，2014（19）：109—109.

[4]謝海涵.電力變壓器繼電保護的原理及應用[J].中國高新技術企業，2015（11）：145—146.