電力變壓器的繼電保護探究

米洪彥

摘要：本文深入研究了電力變壓器的繼電保護相關問題，以期為安全穩定運行電力變壓器與保護裝置奠定良好地基礎，提供技術和系統的強有力支撐。

關鍵詞：電力變壓器；繼電保護；原則；特點；措施

為確保電力系統安全順利運行，電力變電站是一個重要的部分，其對于傳輸功率有積極作用，在同一段線路上實現相同等級的功率，在傳輸電壓時，通過升壓變壓器升壓之后，能使傳輸電流量減少，盡可能降低線路的損耗，進而實現遠距離送點，不斷符合用戶的要求。

一、電力變壓器運行故障

（一）內部短路

影響電力變壓器故障的因素包括電力變壓器相間短路、繞組短路、中性點接地短路、單項接地短路等，并且也是導致繼電保護裝置失靈的基礎，產生內部短路的現象，將難以保證繼電保護的正常運行，難以及時切除和停止運行電力變壓器，甚至會產生燒毀和癱瘓的嚴重不良后果。

（二）外部短路

電力變壓器的外接線與外接端子由于受到污染、異物等因素的影響而產生短路，不僅會直接傷害電力變壓器，還會嚴重影響繼電保護設備的功能與安全，若外部短路產生于電力變壓器高壓側，則過高的電壓會帶來巨大的損害。

（三）繼電保護引起的故障

電力變壓器順利運行過程中，受到繼電保護裝置的保護欲有效制約，若繼電保護產生功能型障礙，則會嚴重影響保護電力變壓器的現實功能，進而在電力變壓器高溫、放電等隱患較大時，無法及時啟動繼電保護裝置，導致加劇電力變壓器的故障，進而嚴重損壞電力變壓器。

二、變壓器保護配置及作用

（一）瓦斯保護

作為變壓器的重要保護手段，瓦斯能將變壓器油箱中的故障與油面降低集中體現出來。一旦有故障產生，則會降低油面，輕瓦斯動作于信號，在有較大故障產生時，則會有大量氣體散發出來，重瓦斯會出現跳閘的現象，跳開主變各側斷路器。針對部分帶有負荷調壓的變壓器的調壓裝置通常都會設置有載瓦斯，如同上述道路一般，在產生輕瓦斯動作時，會產生一定的信號，在產生重瓦斯動作時會產生跳閘的現象。

（二）復壓閉鎖過流保護

復壓閉鎖過流保護可以體現外部相間短路產生的電流，并成為保護瓦斯和差動的后備，動作于跳閘。

（三）差動保護

作為變壓器的主保護反應變壓器繞組和引出線的相間故障，差動保護可以跳開變壓器各側斷路器。

（四）變壓器的電流和電壓保護

在變電器產生外部股長，而形成變壓器繞組過電流，而在變壓器內部產生故障時，成為瓦斯保護與差動保護的后備，必須安裝過電流的保護在變壓器上。同時結合系統短路電流和變壓器容量的差異，使用與之相適應的不同保護手段，主要有低電壓啟動的過電流保護、過電流保護、負序過電流保護等。

三、繼電保護的特點

（一）可靠性

為有效確保繼電保護的穩定可靠性，必須合理設置質量技術性能良好地繼電保護裝置，充分維護和管理其正常順利運行。應當通過兩套交、直流輸入、輸出回路220kv及以上電網的全部運行設備，且保持各自獨立性，控制和保護各個斷路器的繼電保護裝置。在一套繼電保護裝置或其中任何一組斷路器失去控制時，則通過另一套繼電保護裝飾對另一組斷路器故障進行控制。

（二）靈敏性

靈敏性即為設備或線路產生金屬性短路時，保護裝置具有一定水平的靈敏系數。針對110kv線路，必須將可能的高電阻接地故障考慮在內，要求具備一定的動作靈敏度，一般而言，最后一段零序電流保護的電流暫定值必須在300A（一次值）以下。

（三）速動性

速動性即為確保系統穩定可靠，降低故障設備與線路的損壞程度，將故障影響范圍盡可能縮小，提升自動重合閘與備用電源或備用設備自動投入的效果等，保護裝置必須盡快將短路故障清除。通常從裝設速動保護（比如高頻保護、差動保護）、充分發揮零序接地瞬時段保護和相間速斷保護的作用、縮短繼電器固有動作時間與斷路器跳閘時間等放手做好提升速動性的工作。

四、繼電保護裝置在電力變壓器的配置原則

（一）規范性

在繼電保護配置中，必須規范處理設置中性點直接接地，將中性點接地的作用發揮出來，保證設計與布設的規范性和合理性，有效提升繼電保護系統保護電力變壓器與調節功能的作用。

（二）特殊性

首先要對繼電保護的延時動作進行設計，其次，必須結合電力變壓器的特殊要求，對繼電保護的有關標準進行修改，設計出和電力變壓器實際運行需求相適應的繼電保護的信號與動作。

（三）行動性為主

為充分保證方便、快捷、準確的繼電保護裝置行為，必須結合電力變壓器的結構特征與功能藥店，將具備切斷功能的瓦斯保護裝置設置在電力變壓器內部，一旦瓦斯超過這一設計范圍則必須立即動作，不僅要迅速切斷電力變壓器電源，還必須實現穩定的電力變壓器。

（四）保護為主

繼電保護裝置最重要的功能即為保護電網與電力變壓器，對于繼電保護的設計與配置應當注重有效保護，利用各種方式與線路途經，通過聯動與差動的方式，將其功能充分發揮出來，有效防護電力變壓器與電網狀態的安全。

（五）綜合性

繼電保護裝置具有復雜的結構、形式多元且數量大，必須按照綜合性的原則設置電力變壓器的繼電保護，利用電力變壓器各種動作與功能、靈敏度，針對不同的保護必須進行綜合評定，構建健全完善的繼電保護的綜合體系，通過過流保護、阻抗保護、限時動作等方式，發揮繼電保護控制與調節電力變壓器的作用。

五、電力變壓器進行繼電保護的措施

（一）做好瓦斯保護

瓦斯保護充分體現了變壓器油箱內部氣體的數量與流動的速度，在油箱和油枕之間的連接管道上設置瓦斯繼電器，氣體繼電器主要包括以下兩個輸出觸點：其一是體現變壓器內部異常情況或故障較小的“輕瓦斯”，其二是體現故障較為嚴重的“重瓦斯”。瓦斯保護動作完成之后，操作人員必須收集從排氣口排出的氣體，分析其保護的原因與故障性質，按照氣體的顏色、數量與化學成分進行確定。

（二）做好過載荷保護

一般而言，變壓器過負荷即為三相對稱，因此，通常保護裝置只使用一只電流繼電器和一相連接，通過一定時間將動作信號延長。在主電源側安裝雙繞組變壓器和過負荷保護。單側電源三繞組降壓變壓器，如果三側繞組具有相同的容量，則在電源側安裝負荷保護；如果三側繞組為不同的容量，則只有電源側與繞組容量較小的一側裝設過負荷保護。兩側電源的三繞組降壓變壓器或聯絡變壓器，三側均裝設過負荷保護。

（三）做好過勵磁保護

在電力變壓器頻率降低或者電壓上升時都易造成變壓器過勵磁，造成鐵心飽和，勵磁電流大大增加，鐵心溫度驟增，嚴重過熱會導致變壓器絕緣劣化，縮短使用時間，進而損壞變壓器，因此，必須安裝過勵磁保護。

結語

總而言之，因為變壓器的保護在電力系統中是至關重要的一部分，其能對事故進行有效預防，減少事故范圍的擴大，增強系統運行的可靠性，盡可能實現安全連續為用戶供電，所以，必須將電力變壓器繼電保護工作落實到位。

參考文獻：

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