电力变压器继电保护配置

电力变压器继电保护配置

姚豪壮

天晟电气股份有限公司 河南平顶山 467100

摘要：摘要在电力系统中，电力变压器是输配电力不可缺少的组成部分，在机床电器、机械电子设备等中得到了广泛应用。但是，电力变压器在运行的过程中，由于器件老化等问题导致设备出现故障，从而影响了电力系统的安全持续运行，尤其是大容量变压器出现故障，可能导致整个电力系统严重瘫痪。因而，随着电力系统的飞速发展，人民生活质量的不断提高，对电力变压器的继电保护要求也越来越高。如何加强电力变压器继电保护功能，确保电力系统安全稳定的运行是目前被广泛关注的问题。

关键词：电力;变压器;继电保护原理;配置

引言

当今社会经济飞速发展，人民生产、生活对电力系统高度依赖。电力系统能否安全稳定的运行关系着人们生产、生活的品质及经济的稳定增长。变压器作为发电、变电、配电环节中的重要设备，其性能的好坏直接对供电的可靠性和电力系统的正常运行有着极其重要的影响。所以必须根据变压器容量及其在电力系统中所起到的作用合理配置继电保护策略，装配工作可靠、性能良好的继电保护装置，减少电力变压器故障和异常情况带来的停电事故，为广大的电力用户提供安全、可靠、优质的电能。

1变压器继电保护基本工作原理

变压器保护功能的实现，主要是通过监测变压器运行关键参数的变化情况，然后在所设定的保护规则下改变变压器运行状态，实现故障状态下的变压器保护。其前提是继电保护系统的良好工作状态。对于变压器有着多种保护模式，如瓦斯保护、差动保护等，其工作原理各不相同，但均是建立在变压器运行状态参数测量分析的基础上的，然后执行保护动作程序，来达到变压器保护的目的。

2变压器常见故障类型及不正常运行状态

为了合理配置电力变压器的继电保护措施，需了解其常见的故障。目前电力系统中变压器大多数都是油浸式变压器，其故障类型大致分为油箱内部故障和油箱外部故障两种。油箱内部故障有高、低压侧绕组相间短路、匝间短路、单相接地短路以及铁心的过热烧蚀等，该类故障对变压器是有严重危害性的，因为油箱内故障产生的电弧不仅会破坏设备的绝缘性能，而且会导致变压器绝缘油的急剧气化，从而有可能引起变压器更加严重的事故。所以出现变压器内部故障时，继电保护装置应该迅速切除。油箱外故障发生概率较小，相较内部故障而言危害性较小，主要有高低压绝缘套管及其引出线上发生相间短路、中性点直接接地侧的接地短路。变压器在运行过程中还会存在介于正常和故障状态之间的不正常运行状态，常见的有:由变压器下级供电网络相间短路而引起的过电流、接地故障所引起的过电流和过电压、由于变压器负荷超过额定容量的电流增大、绝缘油渗漏引起的油面降低、冷切装置故障引起的温度上升、变压器过励磁等。这些不正常运行状态如果得不到及时处理，会进一步发展成更为严重的故障，对变压器安全稳定运行构成威胁。变压器的稳定工作是电力系统正常运行的基础，它的故障和不正常运行状态对供电可靠性和系统的正常运行带来极其严重的影响，所以必须根据变压器容量及其在电力系统中所起到的作用考虑装设性能良好并且工作可靠的继电保护装置。

3电力变压器继电保护配置分析

3.1变压器瓦斯保护

当前，许多变压器均采用油浸式设计，变压器油发挥着冷却以及绝缘的作用，而瓦斯保护所针对的正是该类变压器。一般而言，当发生内部故障时，会因内部过电流及放电问题，而导致变压器油快速分解，会产生以瓦斯为主的气体，随着气体排放速度及数量增长，一旦触发瓦斯保护条件，便会自动跳开变压器各侧开关，达到瓦斯保护的目的。该保护的关键在于气体继电器的应用，通常会安装在变压器内部油枕同油箱的连接通道内，能够灵敏的感应瓦斯气体。当变压器内部故障不明显时，仅会分解出较少的气体，而且气体释放速度较慢，在其沿油枕方向移动的过程中，气体继电器会有所感应，若内部气体排放达一定量后，继电器会动作于信号，表现为轻瓦斯动作。而当发生严重内部短路故障时，变压器油会因温度升高而大量分解，气体继电器会快速响应，并导致重瓦斯动作，及时切断变压器电源，起到保护作用。瓦斯保护的优势在于能够有效的应对变压器内部故障，并且其动作具有灵敏、快速等特点，在电力变压器中属于主保护。

3.2电力变压器的差动保护

差动保护方案也是管理电力变压器继电保护工作的重要一环，这种保护方式主要是通过将电力变压器两端电流差额情况进行体现而形成保护动作，来完成保护的整体目的。那么就这一保护技术的设备用作原理来说，主要是根据电力变压器两端电流互感器的特殊，由此来进行同极性端串联，处于回路当中的情况，可以通过改动继电器进行并联，那么此时就体现了流入差动继电器电流两端的电流互感器电流差，在这一方面要科学合理的选用两端电流互感器变比等，由此来使两端的二次电流向量一致。在这一过程中，进入差动继电器的电流数值为零，而形成相关保护设备的动作。

3.3变压器过电流保护

该保护主要针对的是变压器本身无故障，在其外部故障影响下而导致变压器电流过大的情况，对变压器也有较好保护效果。一般来说，过流保护并不能作为主保护，而是当做变压器相邻设备的后备保护，能够在相邻设备保护失灵状况下对相间或者接地短路进行保护，既保护了变压器本体，也对相邻设备发挥保护作用。在实际过流保护设置中，通常会设计低电压启动的保护模式，也就是采用阻抗保护，并设计过电流的阈值及时限，这也是后备保护的基本原理。一旦变压器后备过流保护动作，通常会跳开其各侧开关，有效的切断故障电流，也断开了变压器及相邻设备的电源，有效阻止了故障恶化。

4未来发展

(1)保护软件的创新。自动化和智能化的电力变压器保护发展是必然的，因此在电力变压器等保护的相关软件发展上已经有所行动，而这一软件开发一定是相关保护人员工作程序数据记录等多方面进行，数据上传来达到保护数据共享的，由此可以通过丰富的信息和有效方法来进一步提高整体的变压器电气量及非电气量保护效果。因此在软件创新上应该注重优化应用大量的数据，以此来尽可能减少人力成本，尽量通过软件更新来使保护人才由基础常规保护转变为创新发展，这一点也应该是国家和世界未来发展的主要转变，而就我国大量的电力应用来说，也有着重要的意义和作用。(2)基于电子信息的继电保护。信息化和网络化背会在未来广泛应用，自然也会带来电力变压器安全数据库的成立。电力变压器继电保护数据库内部，应该主要是根据继电保护实际工作中的各项数据的整体储存，其中也包括了大量的故障信息，而通过这一终端的电力变压器进行保护数据库，可以更好地为变压器电气量及非电气量保护技术更新作为支持。尤其在未来发展过程中，一定会出现诸多智能化和自动化的技术，这技术相对来说尤其可以体现在电力变压器继电保护方面，而随着其数据库的完善和建立，就可以更加智能化的进行故障判断和应急反应。

结语

继电保护装置是立足于保护电能传输、分配、存储等各环节，为电力系统提供更安全、更全面的保护功能。在现有继电保护装置的功能和配置的基础上，在研发工程师的不懈努力下，在不久的将来会研发出品质更安全，功能更全面，联系更紧密，集成度更高的继电保护装置。

参考文献

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