浅论电力变压器继电保护设计段田瑾

浅论电力变压器继电保护设计段田瑾

段田瑾

国核电力规划设计研究院有限公司北京100095

摘要：变压器是一个非常重要的一部分在电力系统中，电力变压器会出现各式各样的问题在运行的过程中，会在很大的程度上伤害电力系统，同时，也可以给一些高级用户带来很多不便，所以在这种情况下，我们发明了运行效率高和安全操作系数高的电力变压器继电保护，提高变压器的运行效率和安全系数是我们矢志不渝的追求，本文着重就电力变压器的继电保护设计展开阐释。

关键词：变压器；继电保护

我国的经济在不断的发展之中，而这种经济的发展是需要依靠电力的，我国的电网如今越来越密集，它的覆盖面积也在不断的增大，在这种情况下，电力所需要承担的负荷也就越来越重，那么他的隐患也会增大就，就比如说这种超高压的输电就会引发安全隐患。所以为了各式各样的问题的解决，修改电源变压器的继电保护设计迫在眉睫，为了使我们的安全得到保护，我们已经研发了这种电力变压器继电保护，使我们更加安全的应用电力系统。

一、问题类型

电力变压器故障类型主要有三种，一种是内部故障的油箱，是一种外部燃料箱故障，另一种是非正常状态，内部故障比外部燃料箱故障更危险。针对这三种问题我把它主要分两大类进行讲述，第一大类就是关于油箱的故障，第二大类则主要阐述的是电力变压器的非正常的状态。

1.1油箱的故障

在油箱外部主要有这么两种故障的类型，首先是一种相间短路的现象，这种问题主要出现在绝缘套管儿和引出线上，而另一种则是引出线和绝缘套管上发生了接地短路，这两种类型是变压器最常出现的问题。为了使这种问题的出现不会影响我们的人身安全和财产安全，所以我们一定要采取措施加以保护，也就是安装这种电力变压器的继电保护。除此之外，在油箱内部，也会发生故障，常常会出现铁芯烧坏、绕损等现象，还会出现低压、高压侧绕组间的相间短路，还会出现一种名为单相接短路的问题，在中性点接地系统中的侧绕组处常常出现这种单相接短路，除此之外还会在此基础上叠加发生匝间短路，但这种匝间短路都比较轻微，不会产生很大的损害，这种内部的问题比外部的问题更容易引发较大的安全隐患，他会烧坏铁芯、烧坏绕线组的绝缘，跟严重会引起爆炸，所以电力变压器的继电保护是非常重要的。

1.2不正常的工作状态

电力变压器的不正常的状态主要有这么几种类型，一种是叫做励磁故障，这种故障是由过电流以及过电压所引起的；一种叫做过负荷故障，这种故障是由电力变压器所承担的复合超过他规定的额定容量所引起的，还有一种叫做是油面降低的故障，这种线故障是由油箱漏油所引起的，还有一种故障是因为冷却系统出现问题所引起的温度升高的故障，这些故障会对我们产生重要的影响，由于铁芯、绕组等金属部件损坏，使变压器受到了影响，所以我们迫切需要进行安装电力变压器继电保护装置。

二、电力变压继电器的保护设计方案

我国不断发展的电力工业，致使建设越来越多的超高压输电线路的，逐渐增加大容量、高功率变压器，这种大型电力变压器操作是正常的还是异常的与国家电网的安全直接相关。在之前的文中我们提到了电力变压器所出现的问题和一些异于平常的运行状态，我们有必要为了我们的安全，创建相应的安全继电器保护装备，我们的重中之重是通过继电器，发现故障变压器或通过一些方式，将信号传达到相关人员手中，这些人员通过信号的反馈来采取相应的措施，铲除不正常的状态。根据dl400-1991“继电保护和安全自动化设备技术规范”的相关规定，电力变压器应具有以下保护功能。

2.1瓦斯的保护

瓦斯保护它主要安装在油枕和油箱上，可以保护油箱内部出现的问题但是是因短路而产生的，它可以反映数量但只能是气体的，气体继电器是气体保护装置的主要部，。气体保护行动快速、敏感，结构很简单，但它并不能反映油箱外部的故障，就比如说如线推导邮箱外部故障就不能显现出来，第二，气体保护也经常因为一些干扰做出错误的行动，所以不能仅仅安装瓦斯保护在电力变压器中，变压器气体保护可以保护油浸式电力变压器但要在0.8mva及以上，使之避免大的事故的发生，可以防止油箱内部各种故障的发生，当比较轻的故障发生时，便会立刻显示出来，就主要表现在油箱内部的油面降低，当发生比较严重的故障的时候，会有更明显的表现，即发生跳闸来防止重大灾害的发生，所以我们可以安装这种瓦斯保护来保证我们的安全，但是要注意还要安装其他的保护。

2.2变压器的差动保护

比较变压器低压侧以及高压侧的电流相位以及大小我们一般用差动保护。正常的环流连接是与变压器两侧电流互感器的二次接线息息相关的。对于Y，DLL，变压器三角面和电流互感器在Y连接，星形转换成电流互感器和变压器的三角形形式，相位补偿应考虑到连接方式。在这有一个故障点，当变压器或外部问题的正常运行时，有一个差动保护是静止的，没有动作和保护的时刻，在电流差动继电器的这一时刻，在变压器差动电流的两端都接近于零，此时，当变压器内部之间以及变压器，电流互感器连接失败时，双方差动继电器的电流等于电流互感器次级电流的总和，，也就是说短路电流大于当前继电保护运行所需的最小值，差速器的优点便体现出来了，即快速切除故障的继电器信号。差速器保护具有高灵敏度、高选择性等特点，在发电机、电机、母线等设备上易于实现，作为电器主要设备的主要保护，具有与众不同的优势，因此作为电力变压器的继电保护措施我们可以选择差速器。

2.3过电流保护

作为备份过电流保护气体保护和差动保护的电力变压器，我们应用是较为广泛的，我们按照不同的短路电流大小和变压器容量的多少，分为不同的保护方式，主要有三种，第一种容量较大，是用来保护63mv-A以及以上超过此刻度的系统变压器和升压变压器，我们称这种保护措施的负序电流和单相型低电压启动过电流保护；二是超电流保护，常常是在灵敏度弱的情况下应用，主要运用于过载保护和电压互感器。最后一个是对变压器的过电流保护，用于降压变压器的保护是此种保护方式的主要目的。

2.4负荷保护

负荷保护或者是过载保护是电力变压器的继电保护的另一种措施，用于防止电流过载是过载保护的主要目的。电力变压器过载保护装置通常在信号时延后，或延迟跳闸，一般采用一种电流继电器连接到一对一连接方式的单相线。

三、结语

在本篇文章中我主要讲述了电力变压器出现的问题即不正常的工作状态和油箱的问题，而油箱的问题又分为两种一种是油箱内部的问题，一种是油箱外部的问题，而又以油箱内部的问题最为严重，之后我又阐述了解决问题的方法，有瓦斯的保护、变压器的差动保护、过电流保护和负荷保护这几种电力变压器的继电保护措施，综上所述，不可忽视变压器的外部短路、过载引起的电流过大或温升等问题。因此，在设计继电保护的过程中一定要严格依照电源的连续性和可靠性来进行设计的。

参考文献：

[1]李燕.电力变压器继电保护设计要点[J]，企业技术开发.2016（03）

[2]王耀辉.电力变压器继电保护设计要点[J]，城市建设理论研究.2016（07）