电力变压器继电保护研究

电力变压器继电保护研究

李树琥,王明涛

山东中实易通集团有限公司 山东省济南市 250000

摘要：随着科学技术的不断创新和发展，人们的生活密切相关，电力生产、电力系统继电保护设备越来越先进、智能、集成、技术革新，电力企业在安装继电保护装置时，首先需要研究,使用更符合电力企业的设备,确保安全稳定，为人民生产生活提供动力。向电力企业引进先进的继电保护装置，旨在帮助企业优化供电水平，完善电力企业规章制度，从而促进我国经济的发展，保障人民用电安全，提高用户用电体验。

关键词： 电力变压器；继电保护；故障

1、当下电力系统中对变压器的使用

   1.1变压器的使用现状

   随着工业化进程的不断加快，我国经济的快速发展，人们对电的需求量也越来越大。尤其是在工业生产上，对大型变压器的依赖性越来越强。但正是由于发展的速度过快，才导致在发展的过程中工作人员对于一些看似不太重要，却由于长时间的积累出现问题的方面并没有太过重视，最后致使整个供电系统瘫痪。虽然变压器的使用越来越广泛，但由于从一开始工作人员就不重视对变压器的保护，导致现在许多变压器频繁出现故障而维修难度大的现象。

   1.2变压器的故障类型及原因

   变压器在使用的过程中出现故障主要分为两种情况：一、外部故障。绝缘体由于长期的使用逐渐风化而无人检修，造成的电路短路现象的出现；二、内部故障。在变压器的使用过程中，当它开始执行变压任务时，由于频率发生了一定的改变产生了谐波干扰，这些谐波形成的磁场和辐射可以在一定程度上扰乱变压中的电路传输工作，使内部温度升高，对那些耐高温性较差的部件产生危害，从而导致内部出现故障。

   1.3变压器非正常运行的工作状态

   变压器是否可以持续高效的进行工作，不仅取决与电路内部的稳定性，也需要技术人员的定期的检测与维修。由于现在用户的用电量过大，这就使得供电负荷也随之增大。而且有很大一部分用户，在用电过程中需要持续不断地进行供电，这样一来变压器就长期处于一个高负荷、持续性的工作状态。由于长时间的使用，会加速对变压器内部一些设备的损耗，造成温度的不断攀升，烧毁变压器；出现负荷超载，变压器短路；油面消耗速度过快，影响变压器的正常使用等这一类的情况，这些都是变压器的非正常工作状态。如果不能及时的加以注意，有可能会使整个供电系统出现问题。

2、电力变压器继电保护系统常见问题分析

   2.1变压器油箱问题

   油箱出现故障会影响变压器的运行。第一，内部短路，短路故障是变压器油箱比较常见的问题，针对该问题，要进行故障处理，先需要一一排查，处理较为困难，不仅增加工作量，还增加了成本。另外，变压器具有一定的使用年限，超长时间使用会导致故障问题，在维修时仅仅进行局部维修，即更换油箱，没有进行拆除维修，对整个线路情况进行检查，这容易导致短路问题。变压器在工作过程中，会产生比较强烈的振动，这也是导致短路的原因之一。电力变压器在工作过程中会产生较大的热量，过于强烈的热源会对内部构件造成破坏，如铁芯。变压器中的线圈一般采用铜质材料，而铜具有易老化，不耐高温的缺陷，长期在高温环境下工作，加剧了线圈老化，进而引发变压器故障[2]。第二，带病运行也会导致变压器故障，在设备出现故障后，其自身运行能力减弱，而如果没有及时进行维修处理，仍继续工作，则可能会导致其运载负荷，进而引发油箱故障问题。

   2.2电流互感器出现问题

   互感器是的工作原理是电磁感应，其在继电保护装置中应用，可以实现大小电流间的变换。一旦互感器出现故障，如绝缘位置破裂问题，就会导致电流窜出，影响系统正常运行，严重的情况下还会引发安全事故。

   2.3继电保护引发问题

   继电保护能够保障变压器正常工作，然如果继电保护装置存在功能性故障，变压器存在温度过高、放电等隐患时，保护装置会出现无法启动的情况，如此会导致故障进一步加剧，严重情况下还会导致重大损失。

3、电力变压器继电保护的有效对策

   3.1电力变压器的瓦斯保护方式

   所谓瓦斯保护，针对的为电力变压器运用相关变压器油当成绝缘和冷却介质的一种电力变压器保护方式。通常来说，处于变压器油箱故障情况下，受到故障点电弧与电流的影响，此时变压器油和绝缘材料由于较热出现分解而形成大量的气体。而电力变压器和气体排出量、相应速度密切相关。以上述气体达到保护目的的设备便是瓦斯。这种保护方式以气体继电器装置为目标，将其装设到油箱与油枕间的管道中。对于电力变压器较小故障的情况，此时油箱中形成很少的气体，速度缓慢，而借助其上端的油枕，使相应气体可以顺着管道向上走，让气体继电器中的油面得以降低，在降低至动作门槛后，瓦斯会形成一定动作，产生相应的警示信号。一旦产生严重故障，故障处周围温度将提高，并形成大量气体，导致变压器中的压力增加，同时让变压器油通过油箱的管道朝油枕流淌，达到一定的保护目的。依靠此种保护方式的优势在于不但可以体现出电力变压器中的各类故障，而且也能够呈现出相应的铁心故障与匝间短路问题。如果电力变压器中存在空气，能形成一定的反应，所以，凭借应对快速、敏感性强的优点，使瓦斯保护发挥出良好的保护作用。当然，瓦斯保护也存在不足，在外部影响方面的抵抗能力不高，当出现外部的故障问题后难以迅速进行应对，需要配合其他类型的保护措施共同运用。

   3.2零序方向过流保护

   零序过流保护主要作为变压器中性点接地运行时接地故障后备保护。接地短路发生时，经由故障点流向各个接地中性点，这是零序功率方向。由此，接地中性点存在于线路两侧，保证零序电流保护选择性，要使用功率方向元件，为准确对零序功率方向判断，使用到零序功率方向继电器。因为只对单相接地故障反应，而系统中的其他非接地出现短路故障，零序电流不会产生，使得零序电流保护时任何故障都无法对其产生干扰。

   3.3电力变压器的差动保护方案

   对于电力变压器继电保护管理工作而言，可以运用差动保护的方案，这种保护方式主要体现出电力变压器两端电流的差额情况，进而形成一定动作完成保护的目的。根据此种保护设备的运作原理获得良好的效果。电力变压器两端的电流互感器同极性端以串联形式处于回路当中，而差动继电器则以并联形式处于环路当中，有关流入差动继电器的电流为两端电流互感器的电流差，具体为：I=I1-12。通过科学选用两端电流互感器的变比与接线，确保其处于运作与区外故障的情况下，两端的二次电流向量一致，此时流入差动继电器的电流数值是零，相关保护设备没有形成动作。

   3.4复压闭锁方向过流保护

   复压闭锁方向过流保护主要作为变压器相间故障的后备保护。其主要原理就是在过流保护的基础上增加复压闭锁的功能，以防止在变压器过载的情况下引起保护误动作。复压闭锁元件则主要由一个低压元件和一个负序元件通过或的关系构成，即只要低压元件或负序元件的其中一个动作即可开放复压过流保护，在这个情况下只要电流达到动作值即可动作出口。

结语：经济科技的发展，使得人们将更多的目光投向生活质量，电力在人们的生产生活中扮演着重要角色。人们的生产生活与电力密不可分，由此可知，电力企业在我国经济建设中占据着重要作用。如何确保电力企业的安全运行，提升稳定性成为社会关注的焦点。电力企业唯有不断提升继电保护装置的安全调试工作，才能确保人们的用电安全。

参考文献：

[1]施林峰.变电站二次继电保护设计方法及问题[J].科技与创新,2019(2):82-83.

[2]武侠.关于电力变压器继电保护设计的思考[J].山东工业技术,2019:159.

[3]刘玥,管红梅.基于智能变电站的继电保护系统设计与应用[J].中国新通信,2019(13):224.

[4]赵成.对电力变压器继电保护的研究[J].今日科苑，2019（12）：118-119.