關于電力變壓器繼電保護設計的探析

于海濤

摘 要：隨著我國經濟技術的不斷發展，高新技術也是日漸進步。對于社會發展的多樣化對電力領域的需求越來越高，在電網日漸復雜化的當今社會，電力系統中的電力變壓器在日常的工作中也備受關注。但這一電力變壓器在實際的工作中必然會遇到各種問題，這些都會對電力系統的正常運行帶來很大的危害。為了實現電力系統的工作順利，避免造成的各種影響，確保正常的用電安全，加強對變壓器的繼電保護就有很重要的作用。所以，對于繼電保護裝置的設計和使用都要加強重視的程度。

關鍵詞：電力變壓器；繼電保護；變壓器；設計

中圖分類號：TM77 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）25-0107-02

引言

在電力系統的工作中，變壓器是其中工作的主要電力設備，對于現代社會的電力輸送，都是需要使用電力變壓器對電壓進行相應的處理之后才可以使用。電力變壓器在日常的使用中可能會受到各種不確定因素的影響，致使變壓器出現各種故障都是不可預測的，這樣就會對電力的輸送造成影響，從而使電力不能正常的運行。繼電保護是變壓器使用的重要保護措施之一，它的主要功能就是保證變壓器的安全使用，對繼電保護進行更優化的設計就顯得尤為重要。隨著我國經濟社會的不斷發展，電網的使用規模也在逐步壯大，網絡的密集程度相應的也在變化。對于電力變壓器來說受到外界因素影響的可能性很大，特別是運行中電力系統出現的短路問題最為嚴重。所以，在電力變壓器的日常使用中可能會出現不同類型的設備問題和工作狀態的不正常運行，這樣對電力系統的影響就會加劇。

1 電力變壓器繼電保護系統的工作原理與基本組成

1.1 電力變壓器繼電保護系統的工作原理

在電力系統中變壓器的繼電保護設備主要是這一系統可以根據電力系統中電力數值的變化產生的自我調節與保護的功能。整個繼電保護系統能否正常安全的運行是電力變壓器能否正常使用的主要條件。在日常的工作中，對于繼電保護系統發揮的作用也會有所不同。通過對運行中各種參數數據的分析與研究，再結合不同工作狀態下繼電保護系統的數據與信息，就可以分辨繼電保護是否屬于正常運行。并且這些不同的數據信息也可以作為不同狀態下繼電保護系統工作的依據。目前我國的繼電保護系統的工作屬于正常的工作狀態，該系統工作是先進行測量之后再執行具體操作。如果繼電保護系統處于不正常的運行狀態，就必須要將不正常狀態下的數據信息與正常運行時的數據進行相應的對比。

1.2 電力變壓器繼電保護系統的基本組成

隨著科學技術的不斷發展，電力系統的使用技術也在不斷的革新。電力變壓器的繼電保護系統已經實現了微機型的繼電保護工作狀態。通過對這一繼電保護系統進行相應的分析與研究得知繼電保護系統主要是包括以下幾個方面：第一，電力系統的信號采集部分，這一部分的主要工作就是對電力系統內部的相關數據、信息進行收集的工作。之后在將收集到的這些信息傳輸給變壓器的繼電保護裝置。第二，對電力系統的信息進行相應的處理。這一方面主要是將前面收集到的數據、信息等進行相關的分析與研究，而且要根據規定的標準將出現的問題進行歸分種類。第三，電力系統中信號的輸出部分，主要負責將輸出的信號傳遞給電力系統，這樣就可以進行相關的調節。

2 電力變壓器的常見故障

2.1 變壓器油箱內部故障

對于變壓器的油箱來說出現內部故障的種類有很多種。變壓器的檢測根據規定的標準順序，通過電傳導的方法，達到對內部設備的排查工作。第一，在變壓器的使用中出現問題情況最多的就是線圈的問題，以前的線圈主要是使用銀質和金質的線路進行運行，所以線圈的傳導性就會很好，傳輸的使用比較穩定，而且不易出現老化的現象。但對于當時的經濟水平來說，使用這種昂貴的線圈材質很容易引發被偷竊的情況，所以就會選擇使用銅質的線圈作為主要的工作材料，銅質線路的缺點就是比金、銀質的線圈更容易老化受損，與此同時線圈的使用基本上處于高溫的狀態下，所以就會加速了線圈的受損程度，導致油箱內各種安全故障的出現。第二，油箱內部出現的短路問題，在大部分的變壓器故障中油箱內部的短路問題都是比較常見而且解決難度較大的，因為其工作量很多，如果想查出故障就需要對內部進行一一的排查，這樣就會使成本變得更高。一部分變壓器使用的時間又很長，多數的企業就會選擇對變壓器和油箱進行更換，很少進行相應的維修，對于油箱短路來說主要是變壓器在運行中進行的高難度振動。第三，油箱內部的環境變化也會引起相關的變壓器故障，為了實現對電壓的合理分配，就會造成變壓器產生大量的熱量，對于這些高強度的熱量，就會引起變壓器內部一些零件的損壞，在變壓器的使用中鐵芯是受損最為嚴重的零件之一，如果鐵芯出現了故障就會產生氧氣，氧氣的不斷積累就會使變壓器其他內部零件出現樣化的現象，從而零件腐蝕生銹，造成變壓器出現故障的幾率大大提高。

2.2 電力變壓器繼電保護系統電流互感器的故障

在電力變壓器的繼電保護系統中電流互感器的設計是根據電磁感應的基本原理，所以，設計電流互感器的主要作用就是將原有的較大數值的電流轉換成較小數值的電流，這就是電流互感器的主要作用。根據上述的內容可以得知，如果電流互感器的內部絕緣部分出現了光問題，就會造成電流的竄出或其他現象的發生，這樣就會對電力系統的安全運行造成嚴重的威脅，還有可能引發安全事故的發生。

2.3 計算機型電力變壓器繼電保護裝置的故障

隨著現代信息技術的不斷進步，計算機技術的使用范圍越來越廣泛，新型的計算機型的繼電保護裝置在逐步的應用到變壓器的繼電保護工作中來。但是，在這一設備運行使用的過程中，一旦出現輸入功率不合理，就會造成計算機控制系統輸出的電壓數值變小等情況的出現，這一現象就會造成電力系統正常運行中電力數值的嚴重危害。

2.4 帶病運行故障

如果變壓器在存在問題的狀態下繼續工作，特別是變壓器的使用超出了自身的承載能力，在超高壓強的情況下進行使用，還有可能引起變壓器的使用期限超出了自身的承受力，超過使用期限的繼續使用也是變壓器帶病運行的狀態之一。變壓器的帶電運行，很容易對變壓設備造成威脅，就會給設備的正常運行和經濟造成嚴重的損失，從而給變壓器的安全使用帶來嚴重的影響。endprint

3 電力變壓器繼電保護設計要點

3.1 差動保護設計

差動的保護設計主要是進行高壓與低壓的對比，對流動的電流相位進行了分辨。對于環流接線布設主要是在變壓器和互感器兩者擁有同樣的變化數據。在常規的使用中會變現出外部故障的情況，在互感器內部流動的電流與差動繼電器中流動的電流數據很難表現出來。可是如果是變壓器的某一個點出現了問題，就需要對二者的電流總和進行辨別，也就是短路電流。

3.2 瓦斯保護設計

瓦斯的保護主要是通過氣體繼電保護器的作用實現的，通常情況下，瓦斯的保護主要是包含了斷路器跳閘方面保護的重瓦斯和在信號動作保護方面的輕瓦斯。其中一種保護措施就是根據氣體的化學成分與數量等相關信息進行故障性質的分辨與原因的分析，這樣有利于相關的工作人員技術的注意到異常情況的發生，從而在最快的時間內進行解決。另一種就是通過對氣體的速度進行監測，再對自身的特點和成本的相關情況進行分析，從而對出現問題的位置進行相關的知道。而且在變壓器受到嚴重的損壞后可以將電源自動的進行切斷，做到對變壓器的保護。在變壓器的正常使用情況下，都是要符合三相對稱的，因此，如果在一個電流繼電器上運用了保護裝置并進行相應的連接，之后便可以實現保護的作用。

3.3 高壓變壓器的保護設計

如果電流保護在高壓側的變壓器規定了低壓側母線的靈敏系數，過電流的保護主要是設置在變壓器高壓側的斷路器與低壓側的斷路器之間，如果低壓側發生問題，就是要將低壓側的后備保護或者主要保護。如果出現特殊情況，就需要將一個保護變壓器熱穩定的反時限過流保護設置在高壓側，而且變壓器的熱穩定的要求可以決定整個電流的數值。

4 結束語

總結來說，根據上面的分析我們可以得知，電力變壓器的繼電保護系統在整個電力系統中具有非常重大的作用，所以就需要我國相關的技術人員加強對這一方面的研究與分析，還要對系統中存在的各種問題進行及時有效的處理，從而使電力系統正常的工作。除此之外，根據以前的經驗總結和研究結果發現，在電力變壓繼電保護系統中最常出現的問題就是二次回路的故障和電流互感器故障的出現。這就要求技術人員加強對這兩方面的重點研究，積極的改進這些問題，這樣會對電力變壓器系統的工作帶來很大的幫助，從而保證我國電力的正常運行，為社會的發展打下堅固的基礎。

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