電力變壓器繼電保護分析

沈俊 靳鑫 楊繼

摘 要：本文通過變壓器差動保護、變壓器瓦斯保護、電力變壓器的過負荷保護、變壓器零序方向過流保護、復壓閉鎖方向過流保護以及保障電力變壓繼電器繼電保護裝置穩定運行的注意事項的描寫，對電力變壓繼電器的相關保護措施進行了簡要說明，希望能夠給讀者帶來啟發。

關鍵詞：電力變壓器;繼電保護;瓦斯保護

引言：電力變壓器繼電保護系統可以依照故障發生的實際情況，自動對故障部分進行斷電處理并對維修人員發出信號，防止故障蔓延的同時便于維修人員對故障進行處理，是保障電力系統正常運行的重要措施。

1變壓器差動保護

電力變壓器兩端的電流互感器，其同極性端以串聯的方式連接在回路當中，而差動變壓器繼電器以并聯的方式處于環路中，流入差動保護裝置的電流為流入兩側互感電流的差值，即 。變壓器的差動保護裝置的保護范圍是，變壓器電流互感器間的所有電氣設備和相關的接線電路。差動繼電器通過比較元器件兩端電流的大小和方向判斷是否出現故障，一旦流入差動繼電器的電流不為零，保護設備形成動作，及時將故障元件與相關電路的電流進行切斷，避免故障范圍的擴大。由于差動保護具有靈敏度高、保護性強、操作簡單、選擇性廣等技術優勢，被廣泛地應用于各類電力機組設備中，但需要注意的是差動保護裝置的保護范圍以外的電路均不會產生反應。

2變壓器瓦斯保護

對油浸式變壓器來說，一旦內部出現故障，在電弧的作用下，其絕緣材料會發生氧化分解，同時釋放出大量氣體，這些氣體被稱為瓦斯，瓦斯會順著油箱向油枕方向流動，其流速快慢直接反映出問題的嚴重與否，因此，人們常將瓦斯流速度作為變壓器故障的參考指標，以瓦斯達到保護目的，這種保護被稱為瓦斯保護。

當變壓器的油箱發生問題時，瓦斯保護能夠及時的將故障反映出來，這是電力變壓器進行繼電保護的方式之一，一般分為輕瓦斯保護和重瓦斯保護，輕瓦斯作用于信號，重瓦斯作用于跳閘。比方說，當變壓器的繞組絕緣處劣化、內部線路短接、斷路以及變壓器套管內部故障、導線接觸不良、油箱漏油、油面下降等問題出現時，都需要進行瓦斯保護，及時解決問題。需要了解的是，瓦斯保護對外部影響的抵抗力比較低，當變壓器出現外部問題時不能及時進行處理，所以在實際應用過程中，瓦斯保護需要與其他保護方式進行聯合應用。

3電力變壓器的過負荷保護

油浸式變壓器能夠在一定得承受范圍內進行過負荷運行，過負荷保護是反應變壓器正常運行過程中的過載情況，由于其負荷為三相對稱式，其過負荷保護只需要在這三相中的某一項上連接電流繼電器即可，這種方式還可以在一定程度上實現動作信號的延長，例如，如果負荷量超出額定容量的20%—30%時，為保護信號的準確性，需要將其延遲10—15s。一般情況下，雙繞組變壓器的過負荷保護，安裝在主電源側。對于單側電源三繞組降壓變壓器的過負荷保護，則需要根據三側繞組之間的容量大小不同，安裝在電源側和繞組容量小的的一側。而兩側電源的三繞組降壓變壓器和聯絡變壓器的過載保護，其三側均需要進行安裝[1]。

4變壓器零序方向過流保護

當發生接地短路時，電流經過故障點流向各中興點的方向為零序功率方向，零序過流保護是作用于變壓器中性點接地運行出現故障的一種后備保護。由于接地中興點處于線路兩側，而零序方向過流保護只對單向接地故障有反應，可以通過在電路中使用功率方向元件的方式，保證零序電流的選擇性，同時可以利用零序功率方向繼電器，對零序電流的功率方向進行準確判斷，使得在電路系統中出現非接地電路出現短路故障時，不會產生零序電流，避免對零序電流保護形成干擾。

5復壓閉鎖方向過流保護

復壓閉鎖方向過流保護是作用于變壓器相間故障的一種后備保護，其原理是在過流保護的基礎上，增添復壓閉鎖功能的保護措施，能夠避免變壓器在過載的情況下出現保護誤動作。復壓閉鎖元件主要由一個負序元件和一個低壓元件，通過“或”的關系構成，使得只要電流達到動作值，這兩個元件中的任意一個出現動作就能夠開放負壓過流保護。

6保障電力變壓器繼電保護裝置穩定運行的注意事項

為保證繼電保護裝置能夠在變壓器運行過程中正常發揮作用，需要在變壓器工作前對其進行全面的檢查，避免出現裝置受損的情況，由于現階段電力變壓器繼電保護裝置更多使用定值區，在檢查過程中需要加強定值區的完善，確保繼電保護裝置能夠正常完成動作，使得電網系統的安全準確運行。同時，為避免出現如，河南省某縣電管所沒有對轄區內電力變壓器繼電保護裝置進行定期檢查，導致沒有人及時處理電路所存在的隱患，在春節期間，某處110KV主變壓器中壓側相間短路，導致出現高壓繞組匝間短路故障，當地大面積停電，由于當日天氣、線路排查、元件更換等原因，停電時長達四個多小時，使廣大消費者對電力部門產生極大不滿。在日常工作過程中，相關工作人員需要加強對繼電保護裝置的維護和檢查，定期查看變壓器相關設備的運行情況，保障各連接件和焊點之間的穩固性，若發現如元件損毀、焊點松動等一類的現象要及時對其加以更換加固，從而保障電力系統的穩定運行[2]。

結論：近年來人們的生活水平不斷提高，對電力資源的需求量也在不斷增加，這就對電力系統供應的安全性和穩定性有了更高的要求。由于電力變壓繼電器的的好壞對電力系統的運行狀態有著直接的影響，為能夠給消費者提供可靠地電力供應環境，因此需要相關人員加強電力變壓器繼電保護功能，盡量減少安全事故的發生。

參考文獻：

[1]王圣元，劉滿燕.電力變壓器的繼電保護思路構建[J].科技創新導報，2019，16（19）：36-37.

[2]朱德強.電力變壓器繼電保護技術的應用[J].科技經濟導刊，2018，26（32）：80.