浅论电力变压器继电保护设计沙博生

浅论电力变压器继电保护设计沙博生

沙博生

(连云港碱业有限公司江苏连云港222042）

摘要：近年来，电力变压器继电保护设计得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，介绍了电力变压器继电保护工作原理，在探讨电力变压器常见问题的基础上，从差动保护设计以及瓦斯保护设计等方面，就电力变压器继电保护设计要点展开了研究。

关键词：电力变压器；继电保护；设计

1前言

随着电力变压器继电保护应用条件的不断变化，对其设计问题提出了新的要求，因此有必要对其设计问题展开深入研究与讨论，以期用以指导相关工作的开展，获得理想的继电保护效果。基于此，本文从概述相关内容着手本课题的研究。

2电力变压器继电保护工作原理

电力变压系统继电保护的工作原理是当电力系统有数值改变时电力变压继电保护体统随着进行系统自我调节功能。电力变压继电保护无论处在何种工作状态，其核心的工作目的就是保护电力系统安全稳定的运行。电力变压继电保护的工作状态与维护状态是不尽相同的，保护工作的开启需要对其他参数进行测量和确认工作，并对不同状态下的工作参数进行逐一分析，然后在整合的数据中找寻有出入的数据，从而发展成不同工作原理[1]。继电保护工作在正常的工作状态中工作流程是先进行测量工作，再进行逻辑分析，最后进行执行任务。如果继电保护出现问题就会有相应的故障产生，这时继电保护需要记住正常工作的物理参数并和故障时的物理参数进行对比，找到故障发生原因，并对故障进行测量和分析。

3电力变压器工作时常见的问题

3.1电力变压器工作时的声音问题

一般情况下，电力变压器正常工作的时候，会发出连续均匀的“嗡嗡”声，但是当电力变压器超负荷运行或者说运行中出现故障时，它的声音会变得不均匀，相对嘈杂而且声音特别大，这时需要对电力变压器的声音进行综合判断，判断是电网过电压，过负荷，铁芯和外面的硅钢片没有充分的接触，变压器夹件或螺丝钉松动还是变压器局部放电等原因，根据相应的判断进行故障处理，必要应对变压器进行停电、解体处理。

3.2电力变压器工作时的气体保护问题

电力变压器在正常工作时，气体保护不会出现任何的动作，但是当电力变压器出现内部故障时，比如变压器匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线等，故障产生的电弧将使绝缘材料及变压器油分解并产生大量的气体，从油箱向油枕流动，气体保护就会立即被触动；根据故障的轻重级别，可分为轻瓦斯、重瓦斯。若气体轻瓦斯保护信号动作时，检修用立即对变压器进行检查，查明动作原因，有必要时对变压器油进行色谱分析，依据相应的规程规范进行分析判定变压器的故障类型；另外如果电力变压器内部的工作空间因负压进了空气，也会导致变压器气体保护误动，所以在这个时候，需要运行检修人员开展相应检查测量、分析，避免带来停运设备检修麻烦。再者，变压器内部油的容量的下降也会造成气体保护作用，如果以上这些因素引发气体重瓦斯保护，确认各侧断路器已断开，将变压器隔离，然后对其进行系统的检修，检修内容包括电力变压器内部油问题、防爆门问题、壳体问题、短路问题等各方面检查检修，检修完毕后，按照规程要求对其进行电气试验，确认合格后，再继续投入使用。

3.3电力变压器工作时的过热问题

过热对变压器运行危害很大，变压器长时间高温运行，会缩短内部绝缘材料的寿命，更为严重的降低绝缘或引发闪络，造成变压器损坏。变压器过热主要表现为油温异常升高，其主要原因有：变压器过负荷；冷却装置故障或未完全投入；变压器内部故障；温度指示装置异常等。

4电力变压器继电保护设计要点分析

4.1差动保护设计

将变压器两侧的电流互感器二次侧压，如果变压器处于正常运行的状态，那么差动继电器中的电流为其两侧电流互感器CT的二次电流之差，其数值趋于0。如果差动继电器不发生任何动作，那么其保护也不会有任何作为。也就是说，如果在电流互感器二次回路端线，并且变压器处于最大符合的状态下，差动保护是不会产生任何动作的。随着计算机芯片性能的提升，对位于变压器1套保护装置中所具有的主保护以及各侧全部后备保护的两套主变压器微机型保护装置进行了全力开发，其成果已经被广泛应用于实际工程中。所以，在330kV及以上高压侧电压的变压器可以采用安装双重差动保护的方法对电力变压器引出线、套管及其内部短路故障进行反应，从而实现电力变压器绕组及其引出线的纵联差动保护，同时也可以将电流速断保护作为主保护，另外也能达到将瞬时动作于断开各侧断路器的目的。

4.2瓦斯保护设计

除了瓦斯保护可以动作，像差动保护以及其他有关保护设计通常是都不能进行动作的。瓦斯保护主要是依靠气体继电器来实现动作的，其位于变压器油箱和油枕之间的连接导油管中。瓦斯保护主要有两种：首先轻瓦斯保护动作于信号，然后依照气体的属性，包括：颜色、可燃性、数量以及化学成分来判断保护的理由以及电力变压器继电保护装置故障的性质。据此，有关工作人员则可以及时察觉故障的发生并有针对性地对故障进行处理。首先重瓦斯保护动作于断路器跳闸，然后通过监视确定气体发生的速度，并对气体的不同特征以及相关成分进行剖析，从而根据有关分析间接地推测、判断造成故障的原因、故障出现的部位以及故障的严重程度。

4.3过电流保护设计

4.3.1低压变压器过电流保护设计

三相式三卷变压器通常用于变压器低压侧，在低压侧短路时高、中压侧的阻抗保护通常无法发挥作用，起不到保护功能，因此难以达成作为相邻元件所具有的后备保护需求。在这种情况下可以在低压侧安置复合电压闭锁过流保护，并同时在其高、中压侧都设计并安装复合电压闭锁过流保护以及零序方向过电流保护或间隙保护等。

4.3.2高压变压器的保护设计

在电力变压器高压侧的过电流保护对低压侧母线规定有灵敏系数的时候，可以在电力变压器低压侧断路器和电力变压器高压侧上设计安装过电流保护装置。如果电力变压器低压侧母差保护发生校验停运现象，或者是因为故障出现拒动问题以及开关与TA间出现不正常现象的时候，过电流保护装置可以作为电力变压器低压侧母线的主保护以及后备保护。不过需要注意的是，一旦出现的是非金属性短路，在通过弧光短路的时候，则容易出现阻抗保护灵敏度不足以及整定延时超过2s等情况。基于以上分析，应该在电力变压器的高压侧也安装一个保护变压器热稳定的反时限过流保护装置，并且该装置的整定值必须根据电力变压器的热稳定要求进行设置。

4.3.3负序过电流保护设计

在进行配置的时候，必须避免被保护电力变压器所连接相邻线路发生一相断线时在流过保护安装位置的时候出现负序电流。另外，为了不引起负序过电流保护出现非选择性动作，在灵敏度方面应当配合相邻线路零序电流保护的后备段。

5结语

通过对电力变压器继电保护设计问题的研究，我们可以发现，在当前各种条件下，电力变压器继电保护中依旧存在着多方面的问题，有关人员应该从这些问题出现的客观实际原因出发，利用自身优势条件，研究制定最为符合实际的继电保护设计实施方案。

参考文献：

[1]王攀.电力变压器继电保护设计[J].电气时代.2016（10）：60-62.

[2]韩澍，赵洪梅.电力变压器的继电保护[J].科技信息.2017（01）：115-116.

[3]李俊狄.关于电力变压器继电保护设计的探究[J].建筑工程技术与设计.2016（09）：88-89.