關(guān)于電力變壓器繼電保護(hù)的研究

張希軍

摘要：電流增加以及電壓降低是電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)所必須出現(xiàn)的幾種現(xiàn)象，注意電流以及電壓間相位的變化也在上述范圍涵蓋之內(nèi)。所以電力系統(tǒng)在開(kāi)展繼電保護(hù)工作過(guò)程當(dāng)中一般是利用正常運(yùn)行時(shí)的物理量差別來(lái)構(gòu)成。其中還會(huì)涉及到故障時(shí)的物理量，也就是說(shuō)在繼電保護(hù)工作中必須實(shí)現(xiàn)對(duì)多方面內(nèi)容的綜合考慮，本文主要針對(duì)電力變壓器繼電保護(hù)進(jìn)行進(jìn)一步探究，這對(duì)供電工作的正常開(kāi)展有重要作用，可將更為良好的服務(wù)提供給人們。

關(guān)鍵詞：電力變壓器；繼電保護(hù)；瓦斯保護(hù)

變壓器從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)就是一種器件，需要對(duì)電磁感應(yīng)原理對(duì)電能或者電信號(hào)進(jìn)行傳輸。變壓、變流以及變阻抗是變壓器的主要作用。變壓器具有相當(dāng)多的種類使用范圍也較為廣泛，所以在供配電系統(tǒng)中變壓器占據(jù)的位置至關(guān)重要。針對(duì)變壓器工作可靠性所開(kāi)展的研究具有十分重要的意義，在考慮保護(hù)裝置裝設(shè)工作過(guò)程當(dāng)中，必須充分融合變壓器的故障以及不正常運(yùn)行方式，將其作為主要依據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)專用保護(hù)裝置的合理設(shè)置。

一、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)概述

將不同類型的過(guò)電流保護(hù)裝置合理安裝在電力系統(tǒng)中是，有效保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要途徑。在此過(guò)程中，負(fù)荷以及短路所引起的電流對(duì)系統(tǒng)的影響也會(huì)大幅度降低。熔斷器保護(hù)、低壓斷路器保護(hù)以及繼電保護(hù)是現(xiàn)階段常用過(guò)電流保護(hù)裝置的三種主要形式。高壓供配電系統(tǒng)一般會(huì)對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行使用，其保護(hù)功能相當(dāng)強(qiáng)大，這也是順利開(kāi)展供配電自動(dòng)化的重要前提。會(huì)有不可避免的故障或者不正常工作狀態(tài)存在于配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備上。繼電保護(hù)裝置可對(duì)其進(jìn)行直觀體現(xiàn)，尤其是可對(duì)跳閘或者短路現(xiàn)象發(fā)出預(yù)報(bào)信號(hào)，作為一種自動(dòng)的裝置存在。繼電保護(hù)任務(wù)可在多個(gè)方面進(jìn)行直觀體現(xiàn)我們主要將其總結(jié)為以下幾點(diǎn)。

1.首先是從供配電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)故障元件的有效切除，保障其自動(dòng)性、迅速性以及有選擇性，在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常供電。

2.電氣設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)可借助繼電保護(hù)來(lái)真實(shí)反映，工作人員將其發(fā)出的預(yù)報(bào)信號(hào)作為主要依據(jù)，采取必要措施實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備正常工作的有效恢復(fù)。

3.在工作過(guò)程當(dāng)中配合供電系統(tǒng)的自動(dòng)裝置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)供配電系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的真正提升。

二、電力變壓器繼電保護(hù)的研究

電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)會(huì)引起電流的增加、電壓的降低以及電流與電壓間相位的變化，因此，電力系統(tǒng)中所采用的各種繼電保護(hù)大多數(shù)足利用故障時(shí)物理量與正常運(yùn)行時(shí)物理量的差別來(lái)構(gòu)成的，其中規(guī)定：對(duì)電力變壓器的下列故障及異常運(yùn)行方式，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置：

繞組及其引出線的相間短路和中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路；繞組的匝間短路；外部短路引起的過(guò)電流；中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中外部接地短路引起的過(guò)電流及中性點(diǎn)過(guò)電壓；過(guò)負(fù)荷；變壓器溫度升高或冷卻系統(tǒng)故障。不同容量、不同使用地點(diǎn)的變壓器裝設(shè)的保護(hù)裝置不同。

1.瓦斯保護(hù)

瓦斯保護(hù)稱氣體繼電保護(hù)，用來(lái)防御變壓器的內(nèi)部故障。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，油受熱分解產(chǎn)生氣體或當(dāng)變壓器油面降低時(shí)。瓦斯保護(hù)應(yīng)動(dòng)作。其中輕瓦斯動(dòng)作于預(yù)告信號(hào)，重瓦斯動(dòng)作于跳開(kāi)各電源側(cè)斷路器。瓦斯保護(hù)主要有以下幾種：

（1）在變壓器正常運(yùn)行時(shí)，瓦斯繼電器的容器內(nèi)包括其中的上下開(kāi)口油杯，都是充滿油的；而上下油杯因各自平衡錘的作用而升起，此時(shí)t下兩對(duì)觸點(diǎn)都是斷開(kāi)的。

（2）當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，由故障產(chǎn)生的少量氣體慢慢升起，進(jìn)入瓦斯繼電器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，這時(shí)上觸點(diǎn)接通信號(hào)回路，發(fā)出音響和燈光信號(hào)，這稱之為“輕瓦斯動(dòng)作”。

（3）當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí).如相間短路、鐵心起火等，由故障產(chǎn)生的氣體很多，帶動(dòng)油流迅猛地由變壓器油箱通過(guò)聯(lián)通管進(jìn)入油枕。這時(shí)下觸點(diǎn)接通跳閘回路（通過(guò)中間繼電器），使斷路器跳閘。同時(shí)發(fā)出音響和燈光信號(hào)，這稱之為“重瓦斯動(dòng)作”。

2.變壓器的過(guò)電流保護(hù)

變壓器的過(guò)電流保護(hù)用來(lái)保護(hù)變壓器外部短路時(shí)引起的過(guò)電流，同時(shí)又可作為變壓器內(nèi)部短路時(shí)瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù)。為此，保護(hù)裝置應(yīng)裝在電源側(cè)。過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作以后，斷開(kāi)變壓器兩側(cè)的斷路器。一般來(lái)說(shuō)。變壓器的過(guò)電流保護(hù)采用三相完全星形接線方式或兩相三繼電器不完會(huì)星形接線方式，這樣可以提高靈敏度。

3.電流速斷保護(hù)

用來(lái)防御變壓器內(nèi)部故障及引出線套管的故障。容量在10000kv/A以下單臺(tái)運(yùn)行的變壓器。一般裝設(shè)電流速斷保護(hù)來(lái)代替縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，當(dāng)變壓器靈敏度不能滿足要求時(shí)，應(yīng)改為裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。

4.過(guò)負(fù)荷保護(hù)

用來(lái)防御變壓器因負(fù)荷而引起的過(guò)電流，保護(hù)裝置只接在某一項(xiàng)的電路中，一般延時(shí)動(dòng)作無(wú)信號(hào)，也可以延時(shí)跳閘或延時(shí)自動(dòng)減負(fù)荷。

5.瓦斯保護(hù)設(shè)計(jì)

當(dāng)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重漏油、匝間短路、鐵芯局部燒毀以及絕緣失效、油面下降等故障時(shí)，差動(dòng)保護(hù)設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用意義就會(huì)受到限制，這時(shí)就需要采用瓦斯保護(hù)設(shè)計(jì)。通過(guò)將氣體繼電器安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接導(dǎo)油管中，可以很容易實(shí)現(xiàn)瓦斯保護(hù)的目的。一般情況下可以將瓦斯保護(hù)分為兩種。其一是輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，可以通過(guò)分析氣體的數(shù)量、顏色及化學(xué)成分等判斷出該保護(hù)動(dòng)作產(chǎn)生的原因以及所發(fā)生的故障類別；另一種是重瓦斯保護(hù)動(dòng)作，能夠?qū)怏w產(chǎn)生的速度進(jìn)行監(jiān)視，同時(shí)對(duì)氣體的成分和特征進(jìn)行分析，從而有效推斷出故障發(fā)生的原因以及程度。

6.高壓變壓器保護(hù)設(shè)計(jì)

當(dāng)變壓器高壓側(cè)的過(guò)電流保護(hù)對(duì)其低壓側(cè)的母線具有規(guī)定的靈敏系數(shù)時(shí)，可以在其間配置過(guò)電流保護(hù)裝置，使之成為低壓側(cè)母線的保護(hù)設(shè)施。此外，在變壓器的高壓側(cè)可以設(shè)置一個(gè)反時(shí)限過(guò)流保護(hù)裝置，從而對(duì)該變壓器的熱穩(wěn)定性進(jìn)行保護(hù)。與此同時(shí)，在變壓器的低壓側(cè)還應(yīng)另外安裝保護(hù)裝置，在其中性線上安裝零序電流保護(hù)裝置，如跳高壓側(cè)短路器，同時(shí)規(guī)定經(jīng)過(guò)該裝置的不平衡電流不能超過(guò)額定電流的25%。

結(jié)語(yǔ)：

變壓器的不正常工作情況較為復(fù)雜，外部短路或者過(guò)負(fù)荷所引起的過(guò)電流都可對(duì)其進(jìn)行直觀體現(xiàn)。注意不斷降低的油面以及不斷升高的溫度也可充分說(shuō)明變壓器工作狀態(tài)不正常，因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)繼電保護(hù)裝置過(guò)程當(dāng)中需要融合合理的運(yùn)行方式，并將故障類型作為主要依據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)科學(xué)措施與建議的制定。針對(duì)電力系統(tǒng)安全性能進(jìn)行全方位的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]褚振軍.電力變壓器繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐[J].科技傳播，2014（8）.

[2]周寶忠.電力變壓器繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2014（11）：173-173.

[3]劉軍，薛蓉，王得發(fā).基于小波變換的電力變壓器繼電保護(hù)研究[J].電子測(cè)量技術(shù)，2016（1）：22-26.