關于電力變壓器繼電保護設計的探析

王 平 王文濤

四川科銳得實業集團有限公司

關于電力變壓器繼電保護設計的探析

王 平 王文濤

四川科銳得實業集團有限公司

隨著我國經濟技術的不斷發展，高新技術也是日漸進步。對于社會發展的多樣化對電力領域的需求越來越高，在電網日漸復雜化的當今社會，電力系統中的電力變壓器在日常的工作中也備受關注。但這一電力變壓器在實際的工作中必然會遇到各種問題，這些都會對電力系統的正常運行帶來很大的危害。為了實現電力系統的工作順利，避免造成的各種影響，確保正常的用電安全，加強對變壓器的繼電保護就有很重要的作用。所以，對于繼電保護裝置的設計和使用都要加強重視的程度。

電力變壓器；繼電保護；設計；探析

引言

在整個電氣系統當中，作為一種極其重要的電氣設備，電力變壓器繼電系統充當著一個負責轉換的中間橋梁的角色。電力變壓器很容易受到外接負荷的作用，因此在其工作期間可能會出現各種類型的故障，將對電力系統的穩定運行造成直接的影響，甚至會對大容量的變壓器造成一定程度的損壞。為使供電的安全、可靠性具有一定的保障，就必須根據具體的工作情況設置相應的繼電保護裝置。

1、電力變壓器繼電保護主要的工作原理

變壓器繼電保護裝置主要的工作原理指的就是在電力系統當中，由于電力數值會產生一定的波動，從而具有調節功能作用的裝置。電力變壓器繼電系統的運行狀態必須是安全可靠的，這也是為了確保電力系統正確運行的基礎。當然，電力系統運行狀態不同時，發揮出的保護作用也是不同的，在這種情況下，就必須要通過分析運行參數找到具體的數據值，從而判斷繼電保護的運行狀態。并且，準確有效的參數也可以作為運行依據，形成相應的工作原理。如果繼電系統在運行時處于正常狀態時，就可以先進行測量。如果運行狀態非正常時，那么就要先找到故障問題再進行測量，對比其運行的結果。

2、電力變壓器繼電保護設計優化方法

2.1 差動保護設計

將變壓器兩側的電流互感器二次側按正常時的“環流接線”是變壓器差動保護動作電流設計的原則。如果變壓器處于正常運行的狀態，那么差動繼電器中的電流為其兩側電流互感器CT的二次電流之差，其數值趨于0。如果差動繼電器不發生任何動作，那么其保護也不會有任何作為。也就是說，如果在電流互感器二次回路端線，并且變壓器處于最大符合的狀態下，差動保護是不會產生任何動作的。隨著計算機芯片性能的提升，對位于變壓器1套保護裝置中所具有的主保護以及各側全部后備保護的兩套主變壓器微機型保護裝置進行了全力開發，其成果已經被廣泛應用于實際工程中。所以，在330kV及以上高壓側電壓的變壓器可以采用安裝雙重差動保護的方法對電力變壓器引出線、套管及其內部短路故障進行反應，從而實現有效反應電力變壓器繞組及其引出線的多相短路及繞組匝間短路的縱聯差動保護，同時也可以將電流速斷保護作為主保護，另外也能達到將瞬時動作于斷開各側斷路器的目的。

2.2 瓦斯保護設計

除了瓦斯保護可以動作，像差動保護以及其他有關保護設計通常是都不能進行動作的。瓦斯保護主要是依靠氣體繼電器來實現動作的，其位于變壓器油箱和油枕之間的連接導油管中。瓦斯保護主要有兩種：①首先輕瓦斯保護動作于信號，然后依照氣體的屬性，包括：顏色、可燃性、數量以及化學成分來判斷保護的理由以及電力變壓器繼電保護裝置故障的性質。根據此有關工作人員則可以及時察覺故障的發生并有針對性地對故障進行相關處理。②首先重瓦斯保護動作于斷路器跳閘，然后通過監視確定氣體發生的速度，并對氣體的不同特征以及相關成分進行剖析，從而根據有關分析間接地推測、判斷造成故障發生的原因、故障出現的部位和以及故障的嚴重程度。

2.3 過電流保護設計

①低壓變壓器過電流保護設計。三相式三卷變壓器通常用于變壓器低壓側，而在壓側短路時高、中壓側的阻抗保護通常無法發揮作用，起不到保護功能，因此難以達成作為相鄰元件所具有的后備保護需求。在這種情況下可以在低壓側安置復合電壓閉鎖過流保護，并同時在其高、中壓側都設計并安裝復合電壓閉鎖過流保護以及零序方向過電流保護或間隙保護等。②高壓變壓器的保護設計。在電力變壓器高壓側的過電流保護對低壓側母線規定有靈敏系數的時候，可以在電力變壓器低壓側斷路器和電力變壓器高壓側短路器上設計安裝有關的過電流保護裝置。如果電力變壓器低壓側母差保護發生校驗停運現象，或者是因為故障出現拒動問題以及開關與TA間出現不正常現象的時候，過電流保護裝置則可以作為電力變壓器低壓側母線的主保護以及后備保護。不過需要注意的是，一旦出現的是非金屬性短路，在經過弧光短路的時候，則容易出現阻抗保護靈敏度不足以及整定延時超過2s等情況。基于以上分析，應該在電力變壓器的高壓側也安裝一個保護變壓器熱穩定的反時限過流保護裝置，并且該裝置的整定值必須根據電力變壓器的熱穩定要求進行設置。另一方面在電力變壓器的低壓側應當另行設計保護，或者可以在電力變壓器低壓側的中性線上實際零序電流保護裝置。③負序過電流保護設計。在按照相間后備保護遠后備原則進行配置的時候，必須避免被保護電力變壓器所連接相鄰線路發生一相斷線時，在流過保護安裝位置的時候出現負序電流。另外為了不引起負序過電流保護出現非選擇性動作，在靈敏度方面應當配合相鄰線路零序電流保護的后備段。

結束語

總而言之，由于電力變壓器會受到外接負荷的影響，所以，在工作當中就會出現很多問題，發生故障，對電力系統產生不穩定的作用，對變壓器造成很嚴重的損壞。在以上討論中我們可以看出，在電力系統當中，變壓器繼電保護有著非常重要的作用。在設計繼電保護時必須要掌握要點，如果在其中還存在哪些問題應及時處理，確保電力系統可以穩定運行。

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