芻議電力運行中變壓器保護的應用

程剛

摘 要：變壓器在電力系統中是不可或缺的一項設備，也是電力系統的核心組成部件。變壓器能否得到足夠的保護，對整個電力系統的安全、平穩運行有著極大的影響。因此，在電力運行過程中加強對變壓器的保護極為重要。對變壓器在電力運行中的常見故障進行分析，主要就變壓器保護在電力運行中的應用進行了探討。

關鍵詞：電力系統；變壓器；保護；安全

中圖分類號：TM407 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）13-0028-02

作為電力系統中最重要的設備之一，變壓器能否安全運行直接影響著電力系統運行的可靠性、安全性和穩定性。隨著國家電網改造工程的進行，許多大型高壓電網相繼上馬，變壓器作為電力運行的保護裝置，其結構和性能也在不斷發展和完善中。然而在實際運行過程中，對變壓器的保護還存在一些疏漏，這在一定程度上制約了電網運行的安全性和穩定性，同時也間接增加了變壓器的維修費用。因此，在電力運行過程中，如何更好地保護變壓器，保障電力系統平穩、安全運行，已成為一項非常重要的研究課題。

1 變壓器的常見故障

顧名思義，變壓器就是調節改變電壓的一種裝置。在電力系統中，它是核心設備之一，也是保障傳輸電力電壓安全穩定的關鍵。如果變壓器在運行過程中出現故障，就可能對整個電力系統的運行造成影響。根據對過往變壓器故障的分析和總結，變壓器故障可以分為以下幾種：①在電力運行時，變壓器發生漏油，周邊溫度出現異常，并伴有噪聲。經驗表明，這種故障產生的主要原因是變壓器內部元件在運行過程中過負荷工作或質量不過關，需要維修人員在第一時間全面排查故障位置，找出發生故障的元件部位。②在電力運行中，變壓器突然發生異常響動，甚至有爆裂聲，周邊溫度急劇攀升，并伴有漏油，油位急劇下降。這表明變壓器已受到嚴重的破壞，應在第一時間及時進行停電處理，安排技術人員對故障進行全面排查。③在一定程度上，變壓器還存在遭受雷擊的危險。為了預防雷擊，應從中性點位和接頭位置兩方面入手，對變壓器進行科學、合理的設計。④在電力運行過程中，變壓器還會出現類似風吹或錘擊的不正常噪聲。一般而言，這些噪聲是因為變壓器內部個別元件連接不緊或螺絲松動引起的。

2 變壓器保護在電力運行中的應用

2.1 微機保護技術的應用

隨著計算機技術的成熟、進步，以及在各領域不斷滲透和應用，計算機技術在變壓器保護方面也發揮了十分重要的作用。所謂“微機保護技術”是指充分利用計算機的特點，運用計算機技術構成繼電保護裝置，對變壓器進行實時保護。運用微機保護技術保護變壓器，具有安全可靠、靈敏度高的優點，同時也可以保證電力系統各部件內儲存的數據信息不會因意外斷電而部分或全部丟失。基于微機保護技術的變壓器保護系統是由閃卡、只讀內存卡、CPU組件和隨機儲存器等多個性能良好的微機處理組件構成，能夠全方位、全天候對電力運行中的變壓器進行有效保護。此外，通過對只讀內存卡和閃卡的靈活運用，能夠顯著提升保護系統的性能，給系統增添了強大的數據處理和記錄功能，能夠更好地處理變壓器運行過程的各種故障。微機保護技術的功能比較齊備，兼具通訊、保護、監控等多種功能于一身，在電力運行過程中能夠實現對變壓器的有效保護。

2.2 數據采集組件的應用

數據采集組件是由具有相當高可靠度的14位精度AVD轉換器和擁有多路開關的濾波回路共同構成，其中，14位精度的AVD轉換器是由同步電路構成的最新內芯。因此，運用數據采集組件保護變壓器具有準確度高、穩定性強、功率消耗少和轉換速度快等特點。同時，在數據采集組件的子系統測量中，不需要借助外在輔助工具，通過高測量精度的內置芯片就能調節電力運行中的各種誤差。除此之外，在數據采集組件內部，還具有獨特的輸入和輸出功能，數據采集組件的CPU系統共有16個預設開關、10個外部輸出開關和一個供GPS使用的專屬開關。通過這10個外部輸出開關，可以實現向系統供給24 kV穩定電壓電源的目的，另外的5個開關則主要負責對數據采集組件運行狀態的監督和控制等。最后，在數據采集組件中設置了一個精巧的時鐘回路，使時鐘芯片更加精確和細致，從而保障變壓器的保護裝置充分接受GPS的脈沖信號。

2.3 跳閘組件模塊的應用

在變壓器的保護裝置中，根據跳閘組件模塊性質的不同，可以分為跳閘繼電器和邏輯繼電器兩類。其中，邏輯繼電器是一種在自動化系統中普遍使用的遠程監控電子器；而具體到變壓器保護系統中，跳閘繼電器集成了多種回路繼電器的綜合功能，其工作內容包含了合閘保持繼電器、手動跳閘繼電器、跳閘位置繼電器和跳閘保護繼電器等組件的多種功用。對于以上繼電器，根據電流大小，可以分為0.5 A和1 A兩種。在變壓器保護裝置中應用跳閘組件模塊，在閘參數調整后不需要進一步更換掉相應繼電器組件。在電壓器保護系統中應用邏輯繼電器，由于邏輯繼電器是在CPU驅動下工作的，所以可以通過CPU驅動有效將其應用到調合閘出口的中間繼電器上。通常而言，在沒有緊急情況或者突發狀況下，邏輯繼電器的負電源一般處在封閉模式下，這樣可以有效避免因開關損害引起的變壓器損壞，從而更進一步避免不必要性的損失，實現降低整個系統維修費用的目的。

2.4 變壓器數字保護系統的應用

在變壓器數字保護系統中，通常以電子操作平臺的形式，將有關變壓器的數據信息顯示給工作人員。在電子操作平臺上，根據功能的不同，可以分為鍵盤、指示燈和液晶顯示器等功能區域，極大地減少了工作人員的工作量。變壓器數字保護系統功能的實現在很大程度上倚重于其機箱功能的設計，變壓器數字保護系統的機箱應與外界環境完全隔絕，使其擁有高強度的抗震性能和一定的防塵、防水性能，從而在相對困難的外部條件下仍可以實現大部分保護功能。在變壓器數字保護系統中，內置采用了最新的科技成果——微處理器和容量超大的ROM，大幅度提升了CPU 組件處理數據信息的能力，使其能夠在各種復雜的環境或嚴重的故障下對數據信息進行實時的記錄和處理。

3 結束語

綜上所述，變壓器是電網系統的核心組成部件，在電力運行中，加強對變壓器的保護對維持整個電網系統的安全、平穩運行具有十分重要的意義。然而現階段，對變壓器的保護措施還不到位，變壓器乃至整個電網系統的安全問題仍面臨著許多潛在的威脅。這就需要綜合運用多種技術，選擇合理的方法提高變壓器的安全性能，為整個電網系統的安全運行提高保障。

參考文獻

[1]李文會.淺談變壓器保護在電力運行中的應用研究[J].中國電業（技術版），2013（12）.

[2]馬南，張立光.電力運行中變壓器保護的應用研究[J].黑龍江科技信息，2012（12）.

〔編輯：李玨〕

Abstract： Transformer is an integral part of the device in the power system， but also the core components of the power system. Transformers can get adequate protection of the security of the entire power system running smoothly has a great impact. Therefore， to enhance the protection of the transformer in the power during operation is extremely important. A common fault in the power transformer operation is analyzed mainly on the transformer protection applications in power running discussed.

Key words： power system； transformer； protection； safety