淺談繼電保護在電力變壓器中的應(yīng)用現(xiàn)狀

摘 要：電力是目前應(yīng)用最為廣泛的能源，電網(wǎng)規(guī)模也在逐年增加。作為電網(wǎng)關(guān)鍵部件的電力變壓器，運作符合也在不斷增大，因此也導(dǎo)致電力變壓器故障頻率不斷升高，用電穩(wěn)定性面臨挑戰(zhàn)。繼電保護可以對電力變壓器起到全方位的保護，保障變壓器穩(wěn)定運行，降低變壓器故障給電網(wǎng)帶來的沖擊。因此，了解繼電保護在電力變壓器中的作用機理和保護應(yīng)用，能夠有效促進繼電保護在電力變壓器中的應(yīng)用水準(zhǔn)，提高用電穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：繼電保護;電力變壓器;應(yīng)用

隨著社會發(fā)展，人們生產(chǎn)生活對于電能的需求越來越大，因此我國的電網(wǎng)規(guī)模也不斷增加。變壓器是電力系統(tǒng)中最主要的部件，隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷增加，變壓器負荷也隨之增加，導(dǎo)致變壓器故障發(fā)生頻率越來越高。繼電保護裝置在電網(wǎng)中的應(yīng)用，有效降低變壓器故障頻率，保障生活生產(chǎn)的用電穩(wěn)定性。因此，了解繼電保護在電力變壓器中的應(yīng)用具有重大意義。

1 繼電保護在電力變壓器中的運作機理

電力變壓器繼電保護是針對變壓器中的構(gòu)件進行保護。在電網(wǎng)供電的基礎(chǔ)上，當(dāng)變壓器的特定元件發(fā)生故障時，繼電保護裝置就會做出斷電保護反應(yīng)，并且快速對故障元件進行分析，剔除故障元件保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。繼電保護裝置的保護動作包括停機、跳閘等。繼電保護在實際運作時，需要多個部件相互配合才能完成對電力變壓器的保護，一般繼電保護的程序包含輸入、監(jiān)控、分析處理和操作執(zhí)行四步。在繼電保護裝置安裝完成之后，要對繼電保護裝置進行調(diào)試，保證繼電保護裝置能夠精準(zhǔn)檢測故障信號，并且給出可靠的執(zhí)行操作。繼電保護裝置的正常運行和完善的基礎(chǔ)設(shè)施密不可分，要保證繼電保護裝置能夠滿足電力系統(tǒng)運行的基本要求。當(dāng)電力系統(tǒng)中變壓器出現(xiàn)故障時，正在運行的繼電保護裝置會檢測到故障信號，并且執(zhí)行保護操作，將變壓器故障元件從電力系統(tǒng)中屏蔽出去，維持電力系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行。繼電保護裝置能夠有效減少變壓器故障給電力系統(tǒng)帶來的沖擊，加速電力系統(tǒng)故障排查速度，提升電力系統(tǒng)運行的可靠性。

2 電力變壓器繼電保護在特點

2.1 繼電保護可靠性高

繼電保護能夠在電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用，最主要的原因就是繼電保護具有很強的可靠性。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，電力系統(tǒng)建立了完善的信息數(shù)據(jù)庫，保障電力變壓器可以收集到可靠的數(shù)據(jù)。變壓器繼電保護裝置能夠依據(jù)信息庫，對電網(wǎng)中的信號進行收集和判斷，當(dāng)故障信號出現(xiàn)時，能第一時間做出反應(yīng)，保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。同時，完善的信息數(shù)據(jù)庫能夠幫助維修人員快速查找故障部位，并且為后續(xù)維修和維護提供參考依據(jù)。

2.2 繼電保護實用性強

電力變壓器在電網(wǎng)中運行時，會出現(xiàn)各種故障問題。數(shù)據(jù)庫的建立和共享能夠有效提高繼電保護系統(tǒng)的判斷能力，提高繼電保護的實用性。繼電保護系統(tǒng)能夠?qū)γ恳淮喂收线M行數(shù)據(jù)記錄并且進行反饋，以此幫助建立更加完整的數(shù)據(jù)庫，增加下一次繼電保護的反應(yīng)速度，促進故障有效解決，提升用電穩(wěn)定性。

3 繼電保護對電力變壓器中的保護作用

3.1 電力變壓器的瓦斯保護

瓦斯保護是依靠氣體繼電器運行的一種保護裝置，能夠通過檢測變壓器中氣體的組分和狀態(tài)變化，判斷出現(xiàn)故障信號，執(zhí)行保護操作。氣體繼電保護裝置安裝在油箱和油枕之間的管道中。當(dāng)電力變壓器出現(xiàn)輕微故障時，油箱中會有少量氣體產(chǎn)生，氣體會順著管道向氣體繼電器移動，降低氣體繼電器附近油面。當(dāng)油面下降到一定高度時，就會引發(fā)氣體繼電器的保護動作。當(dāng)電力變壓器出現(xiàn)嚴(yán)重故障時，油箱會因為故障處溫度急劇升高而產(chǎn)生大量氣體，增加變壓器中壓力，促使氣體繼電器快速達到故障動作標(biāo)準(zhǔn)，開啟故障保護措施，同時大量變壓器油會通過管道流向油枕，起到相應(yīng)的保護作用。瓦斯保護具有反應(yīng)快速靈敏的特點，能夠有效監(jiān)測電力變壓器中的各種故障，包括鐵芯故障和匝圈短路也能進行有效檢測。不過瓦斯保護對于外部抵抗力較低，難以對外部故障進行有效應(yīng)對，需要配合其他保護裝置共同運作。

3.2 電力變壓器的過流保護

在大多數(shù)電力變壓器的使用過程中，都會出現(xiàn)各種外部問題，因此就需要對變壓器的后備和相關(guān)線路進行保護。當(dāng)變壓器出現(xiàn)外部故障時，變壓器后備和對應(yīng)線路中會出現(xiàn)大負荷電流，容易引發(fā)短路故障，造成局部高溫，從而燒毀線路或者元件。繼電器過流保護能夠有效保護變壓器的后備和線路，避免大負荷電流通過相關(guān)元件和線路造成短路故障，保護電路不被燒毀。為了避免短路，電力變壓器會設(shè)計符合電壓和低電壓都可以啟動的過流保護裝置，并且通過大阻抗元件，保護電力變壓器后備。在過流保護啟動時，電力變壓器兩端的斷路器會斷開，避免過負荷電流通過變壓器，多變壓器形成保護。過流保護能夠和瓦斯保護形成合理互補，對電力變壓器起到從內(nèi)到外的全方位保護。

3.3 電力變壓器的差動保護

電力變壓器的差動保護，是根據(jù)變壓器兩端的電流差值對電力變壓器進行保護。差動保護的核心部件是差動繼電器，主要對電氣主設(shè)備進行保護。當(dāng)差動繼電器中的電流小于設(shè)定的故障點短路電流時，繼電器就會產(chǎn)生動作，發(fā)出故障信號引動電力變壓器跳閘，保護電力變壓器。差動保護能否靈敏運作的關(guān)鍵是通過繼電器的電流和電力變壓器兩端的電流差值是否接近。隨著高性能計算機芯片的出現(xiàn)，差動保護的應(yīng)用越來越廣泛，差動保護的靈敏度和可靠性也在不斷上升，對電力變壓器主設(shè)備的保護效率也越來越高。

4 結(jié)語

繼電保護能夠有效保護電力變壓器，保障電網(wǎng)穩(wěn)定性，提升用電質(zhì)量。本文簡述了繼電保護在電力變壓器中的應(yīng)用現(xiàn)狀和保護機理，提高人們對于電力變壓器的認(rèn)知，加強電力變壓器繼電保護的應(yīng)用，對電力變壓器繼電保護的發(fā)展起到促進作用。

參考文獻

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作者簡介：李志（1986-），男，漢，安徽利辛人，大專，電工技師，浙江石油化工有限公司，研究方向：電氣繼電保護。