电力变压器继电保护技术的应用周然

电力变压器继电保护技术的应用周然

周然

（天津轨道交通运营集团有限公司天津市300300）

摘要：随着城市轨道交通事业的不断发展，地铁供电系统规模也在同步增加，而电力变压器在此领域得到了广泛应用。结合历年实际运行经验，经常发生一些因内部因素致使变压器故障，或因外界故障影响变压器不能持续运行的事故，影响地铁正常运行。因此，若想保证电力变压器在供电系统运行过程中充分发挥其功能，建设期即采用可靠保护措施，有效降低甚至避免变压器故障事故带来的损失。

关键词：变压器；继电保护；技术应用

引言：地铁供电系统的有效运行和各项功能实现离不开电力变压器的功能发挥，想从实质上确保电力变压器运行各项功能发挥，就必须配置相应继电保护的技术及保护装置运用。时至今日，电力变压器继电保护已成为电力理论技术与地铁实际工作相结合的重要一环。首先引入电力变压器继电保护的概述，并以分析历次电力变压器继电保护故障的原因为平台，在强调电力变压器继电保护特色的基础上，把握继电保护功能的发展趋势，建立健全的继电保护技术的体系。通过妥善处理电力变压器给类继电保护问题，维护地铁供电系统电力变压器运行的安全，进而为安全出行、城市轨道交通事业高速发展的目标实现提供基础和力量。

一、电力变压器继电保护的特点

1.1电力变压器继电保护可靠性高

电力变压器继电保护采用了方法库配合数据库的方式，国内各厂家生产的继电保护装置日趋成熟，装置自身系统的升级以及后期维护更加标准化。也进一步体现继电保护具有硬件高能化、采样多重化、软件模块化的设计理念，以及通信灵活、抗干扰能力强、调试维护方便的优势。

1.2电力变压器继电保护实用性强

地铁供电系统运行过程中出现的各类变压器故障。可以通过对后台数据的共享和使用进行研究，对分析和数据进行统计，现场实用性强，在一定程度上，提高了各类整流变压器及配电变压器运行的水平。

二、电力变压器继电保护的常见故障

2.1电力变压器继电保护概况

现继电保护对地铁供电系统变压器主要有三种功能。第一，对供电系统出现的故障号和非正常状态做出有效应对，通过声光异常告警信息提示运维人员，达到继保功能的目的。第二，对电力变压器出现的异常状态和故障进行分析判断，通过如零序、过流、反时限等保护功能，及时切断供电回路，从而达到有效缩短事故范围的目的。第三，避免电力变压器的继电保护功能可能因故障断电、设备损坏等问题而产生经济资产损失的情况，保证电力变压器不间断运转。

2.2电力变压器继电保护的常见故障

2.2.1内部原因造成的故障分析

内部原因造成的继电保护故障主要包括电力变压器内部结构出现的机构工艺类故障和设备功能性故障，如果变压器绕组、铁芯出现故障或者变压器外壳接地线路故障都会引起继电保护动作，甚至会引发大面积环网停电或者电力变压器被迫切除等单电源供电情况，加大了影响地铁运营的风险。若变压器出现短路，不能立即对变压器实施切除，甚至会导致电力变压器烧毁或不能运转的严重后果，形成安全隐患及经济损失。

2.2.2外部原因造成的故障分析

外部原因造成的故障主要有高低压侧电缆故障、变压器油循环本体如油枕散热器外部引线出现搭接情况、及电力变压器的绝缘外皮出现发热情况等问题而引发的继电保护故障。如果电力变压器出现外部短路情况引发跳闸失电，严重时会使电力变压器因电压过高击穿或电流过大而产生严重损害。

2.3电力变压器继电保护装置的配备原则

当电力变压器呈现油面下降或油体渗漏的情况时，应该设置本体重瓦斯保护；当长时间的过负荷对电力设备产生损害时，应根据过符合情况设置过负荷保护装置；为防备外部故障引发变压器电流过大时，应该根据电力变压器实际容量和运行情况，设置零序过流保护、过流保护、速断保护、复合电压闭锁过流保护等装置作为后备保护；当电力变压器温度异常或运行环境温度过高时，应该根据变压器标准的规定，设置温控仪实现超温报警、跳闸及风机自启动等功能；而地铁供电系统主变电站110kv及以上中性点直接接地等情况，应该根据油式变压器中性点接地的实际情况设置零序电流保护及零序电压保护装置。

三、电力变压器的继电保护技术特殊性和技术性要点分析

3.1电力变压器继电保护的可靠性不能太低

从原理上讲，通过装置软件数据库，是电力变压器继电保护实现的主要方式。其为各类变压器保护装置的投用、维护以及后期系统升提供了便捷。系统升级和更新换代仅仅在方法库上就可以完成，有效满足地铁施工天窗时间，甚至无须断电即可实现软件更新，使整个维护过程更加便捷有效。

3.2电力变压器继电保护要有实用性不能太弱

继电保护可以对数据具有的共享性和实用性，常规变压器预试项目中，可通过继电保护仪器等试验装置，运维人员定期进行对变压器的各项保护功能进行继电保护校验，如地铁供电系统中常见整流变、动力变的零序、过流、反时限动作时间和定值等方面，调解实现生产运行中的一些问题，保证继电保护的实用性。

3.3按照国家标准对设备进行设计

电力变压器等设备的安装设计规范应该遵循国家标准。做到在设计阶段就对变压器选型进行严格把关，以达到继电保护协调性。在对各类电力变压器尤其是油式主变压器进行继电保护时，要对继电保护执行情况和保护定值进行重点检查，确保符合国家标准及规范，同时根据上级运行电网的方式和下级环网供电的特点，对全线各变电站投入保护装置方式进行合适的检查。从而对二次回路和自动化通信的完好性进行判断，以达到设备正常投入的目的。

3.4遵循行动性为主的原则

为了确保故障时继电保护装置动作的准确性和实效性，必须确保实现电力变压器本身的基本机构特殊性和功能重要性。例如，将电力变压器本体安装具有瓦斯切断保护的安全装置，当变压器漏油或瓦斯出现超出范围的情况，立刻做出积极有效的行动，从而供电系统稳定运行。

四、电力变压器继电保护在应用与发展方面的趋势

4.1保护应用软件

应用软件的主要功能是对二次保护信息的查询以及对“五遥”数据进行分析和处理，通过同步对时功能，与之前定时记录相比较来分析故障报警及跳闸事件，对动作的原因、次数、时间进行统计。供电检修人员要认真准确的填写工作记录，这样在信息共享和查询的时候会更加便利。同时软件还应具有数据库的功能，并且可以反映二次保护等设备出现的装置故障以及联接问题，从而分析保护装置的运行情况。

5.2开发电力变压器继电保护软件

今后对于继电保护主要的发展方向应该是在智能化和自动化的程度上，在与电力变压器继电保护相关联软件和硬件的支持下，为电力变压器继电保护提供更多的技术和能力，例如记录数据多样化、信息采编、自动统计分析等功能的实现，从而可以高效分析电力变压器本体及其继电保护装置在运行下的状态，获得丰富的信息以便在故障响应上采取正确的措施，提高电力变压器继电保护所发挥的效果，进一步的维护和保障好电力变压器的继电保护功能，并在未来深入探究和完善。

五、结束语

电力变压器的结构和功能作为地铁供电系统的重要组成部分，其运行过程中发生的故障会影响整个供电系统的安全，尤其是110kV主变等大容量油式变压器受损会对地铁正常运行造成致命破坏。而电力变压器的继电保护构成了电力变压器最重要的保护体系和设备，同时也是保护电力变压器的有效手段，不仅可以保证电力变压器的正常运行，而且还可以将发生故障的可能性降到最低。因此，为了发挥电力变压器继电保护的最大价值，必须对电力变压器的继电保护技术进行深入研究分析，从而找到有效避免电力变压器的继电保护功能无法实现的处置方案，保证供电系统的安全性和稳定性，减少供电系统故障发生的概率。

参考文献：

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