電力變壓器繼電保護裝置設計

韓洪偉 惠遠健

(1.遼寧許繼電氣有限公司，遼寧 沈陽 110003;2.沈陽地鐵集團有限公司 運營分公司，遼寧 沈陽 110003)

1 電力變壓器的故障簡述

電力變壓器在實際的運行當中會出現許許多多的問題，這就需要專業人員積累經驗，逐漸減少故障發生的可能性。電力變壓器發生的故障類型有很多，簡單來說，可分為兩種：1、油箱內部的故障;2、油箱外部的故障。這里分別論述如下，首先，內部故障，顧名思義是指故障發生在電力變壓器中，它發生的原因可能是由于油箱繞組的短路，短路會引發極大的電流，溫度升高，使得周圍的絕緣物質都可能引起燃燒、劇烈氣化，給易燃易爆物造成了爆炸條件，一旦引起爆炸，后果不堪設想。繞組的短路可以是由于接地造成的，也可以是相間短路，還有可能是纏繞的鐵絲破損使得鐵芯裸露等，該故障的發生則危險性是極大的。其次，外部故障，是指電力變壓器外部或者油箱外部發生的故障，它主要是由于直接接地系統的短路所引起的，從變壓器繞組中引出的導線要和絕緣套管相連，這也可能會發生相間短路，它們的損害性也是不容忽視的。除此之外，各種接地短路、超負荷、油箱漏油、冷卻系統故障都會使電力變壓器造成故障，不能正常的運行。對于一些稍微大些容量的電力變壓器來說，它們可能還會發生過勵磁故障，使得電力變壓器的絕緣系統受到損害，給整個電力系統的安全運行帶來威脅。因此，優化電力變壓器繼電保護裝置設計勢在必行。

2 電力變壓器繼電保護裝置設計的創新

由于電力變壓器會出現很多種故障，所以我們有必要加強對電力變壓器的保護設計，我們可以從以下幾個方面做起：實施對電力繼電器的瓦斯保護設計、差動保護設計、過電流保護設計及過負荷保護設計。

2.1 電力變壓器的瓦斯保護

電力變壓器的瓦斯保護又叫做氣體繼電裝置保護，它主要對預防變壓器內部故障的發生起著至關重要的作用，瓦斯保護主要適用于油浸式電力變壓器，它能良好的反映出油箱內出現的各種故障，它能檢測出電力變壓器內部是否有短路情況、油箱內部是否有漏油情況以及各種電力線路是否有接觸不良的情況。瓦斯保護分為：輕度瓦斯動作保護和重度瓦斯動作保護。它們分別適用于當故障發生的情況較輕和故障發生的情況較重時，這兩種情況下，瓦斯保護分別所進行的保護方式是不一樣的，前者是進行信號整體的回路啟動而后者是進行整體的跳閘回路啟動。瓦斯保護的結構設置比較簡化，保護速度也較為敏捷，保護效果也比較安全可靠。但是，瓦斯保護比較容易受到外部環境的干擾，所以，單一的瓦斯保護并不是行之有效的保護方案。

2.2 電力變壓器的差動保護

目前，我國的電力變壓器的差動保護裝置大多是依據電流循環或者稱為基爾霍夫的電流定律的原理進行裝配的。在電路正常運轉的情況下，差電流很小甚至為零的，但是當電力變壓器的內部發生某一故障時，差電流就會變大。差動保護的工作原理是：當電力變壓器或者油箱的內部發生故障時，尤其是由于故障點發生短路的情況時，差動保護可以快速地發動斷路器，使其工作來切斷短路部位。差動保護是電力變壓器繼電保護裝置中的重要保護設施之一，它具有高選擇性、高靈活性與高快捷性的特點。所以，我們有必要加強對差動保護的研究，使其得到高度的重視。

2.3 電力變壓器的過電流保護

電力變壓器的過電流保護并不是保護裝置中的主要組成部分，它主要是作為補充保護裝置，它的工作目標是盡可能的讓動作電流避免可能會出現的超負荷電流，部分電力變壓器采用的是復合電壓的過流保護，它是由負序電壓和低電壓兩個繼電器共同構成的，這兩個接在相同電壓上的繼電器如果其中某一個發生動作，加上過點流繼電器同時也發生動作，裝置才可以運轉。過電流保護的這種設計方案適用的范圍較大，效果較好，加之過電壓、過電流對變壓器的危害是十分巨大的，過大的電流可以是變壓器內部的溫度瞬間提升而燒毀電力變壓器，過大的電壓可瞬間穿破變壓器上的絕緣物質，造成短路或者燒損。所以，為了減少這些不必要的危害，創新電力變壓器繼電保護裝置的過電流保護設計也是意義重大的，也是保證電力變壓器安全運行的途徑之一。

2.4 電力變壓器的過負荷保護設計

變壓器的過負荷保護總的來說就是起到了有效負載的作用，對于不同類型的電力變壓器，過負荷保護裝置安裝的位置也不盡相同，該裝置的安裝要將變壓器上所有的過負荷情況反映出來，當故障發生時，電力變壓器的過負荷保護便會發生某種信號，相關的工作人員根據信號進行故障處理，從而優化保護裝置。

3 繼電保護裝置創新設計的細節

我國的電力變壓器在整個電力系統中占有主導位置，對其繼電保護安全的裝置設計是不容小視的，在設計創新方面的細節也是我們應該注意的，首先，在設計中我們要注重與分清電力變壓器的主保護、后備保護以及電流和電壓保護，做好每個環節的保護工作，并做好整體的協調工作;其次，不能貿然采用保護裝置，要根據相關的設計原則，合理的采用保護設計措施，這樣才能保證電力變壓器的電壓電流的穩定性;再者，在進行電力變壓器繼電保護裝置的創新設計是要結合當今電力系統存在的問題，利用全新的技術加以解決，使故障點盡快消除;最后，我們要重視電力變壓器在整體運行中的熱分析的研究，探討變壓器是否符合熱穩定方面的要求等。只有注重這些小細節，我國的電力系統才能更好地運行。

4 結束語

本文對我國電力變壓器繼電保護裝置尚存在的一些故障問題進行了分析，并從四個方面提出了繼電保護裝置創新設計的方案，以及在保護裝置設計中應該注意的一些細節，只有相關人員做好每一步工作，我國的電力安全才能得到保障，電力事業才能越來越發展壯大。

［1］周培華.淺談電力系統中繼電保護的發展趨勢［J］.科技咨詢導報，2007，16：047

［2］王江衛，皇甫海燕.用PLC實現電動機的順序控制［J］.新疆師范大學學報(自然科學版)，2011，03：82-86.