電力變壓器保護技術(shù)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢研究

摘 要：本文重點講述了電力變壓器的發(fā)展歷史以及我國目前電力變壓器保護技術(shù)現(xiàn)狀，并分析了對于電力變壓器保護技術(shù)的未來發(fā)展趨勢，為我國將來電力行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：電力變壓器;保護技術(shù);技術(shù)現(xiàn)狀;未來發(fā)展趨勢

我國隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力行業(yè)也獲得了空前的發(fā)展，那么電力變壓器作為一個在電力傳輸過程中重要的保護器，對其進(jìn)行有效的保護就顯得非常重要了。因為變壓器保護可以保證供電的質(zhì)量，實現(xiàn)電力的穩(wěn)定傳輸，而且變壓器性能的好壞直接影響了電力系統(tǒng)的工作效率。所以對于電力變壓器的保護應(yīng)該要進(jìn)一步加強，確保供電效率，這樣就可以更好的促進(jìn)電力行業(yè)的發(fā)展。

一.電力變壓器發(fā)展簡史

在十九世紀(jì)七十年代末，亞勃落契科夫，作為一位著名的俄國物理學(xué)家在那個時候第一次研發(fā)發(fā)明了“電燭”，這個被稱為第一臺不閉合磁芯單相變壓器。它的工作原理主要是采用一個有兩個繞組的感應(yīng)線圈，并且在邊上連接一個交流電源，然后調(diào)節(jié)感應(yīng)線圈的電壓，調(diào)節(jié)的順序是從線圈的高壓處向低壓處調(diào)，最后使“電燭”供電。在這之后的六七年，同樣是發(fā)生在俄國的一位工程師烏薩金第一次呈現(xiàn)出了一個高壓變電裝置，這個裝置擁有即可以升高壓力又可以降低壓力的功能。

隨著交流電已經(jīng)被大眾所使用，在十九世紀(jì)八十年代初，英國人吉布斯與法國人高蘭德在英國申請了一個專利，這個專利是真正涉及到感應(yīng)線圈供電系統(tǒng)方面的，他們都叫它為“二次發(fā)電機”。但是在現(xiàn)實使用的過程中，可能是由于當(dāng)時缺乏關(guān)鍵的技術(shù)，這個“二次發(fā)電機”在使用的過程中還是發(fā)現(xiàn)了各種各樣的問題，例如：開路鐵芯、線圈串聯(lián)等。對于出現(xiàn)這樣的問題，在當(dāng)時就有人想辦法進(jìn)行解決，他們是三個比較年輕的工程師，當(dāng)時在匈牙利的一家工廠中，第一次提到變壓器這個詞語，并且他們對于“二次發(fā)電機”進(jìn)行了一定的改進(jìn)，就是將開路鐵芯改成了閉路鐵芯，并且把原邊的串聯(lián)線圈做成了并聯(lián)線圈，這就做成了在當(dāng)時稱為單相殼式閉路鐵芯變壓器。

不管是高蘭德以及吉布斯創(chuàng)造的二次發(fā)電機，還是匈牙利工程師改進(jìn)的單相殼式閉路鐵芯變壓器，他們都統(tǒng)一稱為變壓器。

二.電力變壓器保護技術(shù)現(xiàn)狀

我國電力行業(yè)發(fā)展非常迅速，那么在電力變壓器的保護上肯定也是下了不少的功夫，所以目前，對于電力變壓器的保護方法以及措施都是非常多的，在電力行業(yè)工作的技術(shù)人員就可以對要保護的變壓器進(jìn)行全面的調(diào)查以及對變壓器保護想要達(dá)到什么樣的目的，那么就要合理的選擇相應(yīng)的變壓器保護技術(shù)，來達(dá)到我們想要保護的目的。下面對于一些常見的變壓器保護技術(shù)進(jìn)行簡單的論述：

（一）瓦斯保護

瓦斯在對電力變壓器的保護是通過保護變壓器的油箱來完成的。瓦斯保護的工作原理主要是在電力傳輸?shù)倪^程中如果電力變壓器的油箱出現(xiàn)了比較小的問題時，會發(fā)生熱分解作用，熱分解的產(chǎn)生就會導(dǎo)致了瓦斯的形成，從而瓦斯會從油箱里面向外飄出來。在故障越來越劇烈，越來越嚴(yán)重的情況下，產(chǎn)生的大量瓦斯氣體會在油箱里面形成非常大的壓力，這些壓力足夠?qū)㈦娏ψ儔浩骼锩娴挠鸵簤喝氲接驼砝锩?，這樣就會在油箱里面形成相應(yīng)的保護層，有了這個保護層之后，就可以起到對變壓器保護的作用，進(jìn)而降低了故障對壓力變壓器帶來的損耗。從這里可以看出，瓦斯保護就是從壓力變壓器的內(nèi)部形成一個保護層來保護變壓器的內(nèi)部不在進(jìn)一步遭到破壞，也就可以在很大程度上降低了故障進(jìn)一步的加大。

（二）自動斷開保護

在電力系統(tǒng)中，也發(fā)現(xiàn)會安裝那些比較小型的壓力變壓器，這些微型的壓力變壓器常常用到的保護方式就是自動斷開保護。自動斷開保護的工作原理就是：采用這種保護技術(shù)對電力變壓器進(jìn)行保護時，需要做到的是對于電路的連接是要比較簡單是，而且操作性非常強。但是電力行業(yè)發(fā)展非常迅速以及科技的不斷進(jìn)步，那么對于電力變壓器的保護要求也越來越高，這就凸顯出了自動斷開保護技術(shù)在靈敏度方面存在許多的不足，因此，有關(guān)的工作人員就對自動斷開保護著一項技術(shù)的靈敏度方面進(jìn)行多角度的研究以及改進(jìn)，發(fā)現(xiàn)其配合瓦斯保護技術(shù)可以對電力變壓器起到很好的保護作用，最終可以實現(xiàn)電力變壓器能夠安全工作的目的。

（三）差動保護

對電力變壓器應(yīng)用差動保護技術(shù)可以很好的對變壓器的內(nèi)部非常多的故障進(jìn)行有效出保護，其工作原理就是：在理想情況下，當(dāng)變壓器是正常工作的狀態(tài)或者變壓器外部發(fā)生了故障問題時，它兩端的電流可以發(fā)現(xiàn)呈現(xiàn)出來的特點就是大小相等、方向相反，如果是出現(xiàn)了這樣的情況，那么差動保護技術(shù)是不工作的;差動保護技術(shù)開始工作的情況是在電力變壓器里面發(fā)生了一些故障問題，這個時候它兩端的電流呈現(xiàn)出來的特點就是大小相等、方向相同，如果電流呈現(xiàn)這樣的特性之后被差動保護技術(shù)裝置檢測到相應(yīng)的信號，那么其就會開始工作，將電力變壓器保護起來，不讓其故障進(jìn)一步變的更加嚴(yán)重。從這里可以看出，差動保護技術(shù)對于電力變壓器的內(nèi)部許多的故障問題都可以進(jìn)行有效的保護起來，而且這個技術(shù)整體安裝的操作也是非常簡單的，所以目前電力系統(tǒng)中應(yīng)用差動保護技術(shù)來對電力變壓器進(jìn)行保護的使用越來越廣泛。然而，這種保護技術(shù)雖然操作簡單但是在使用的過程中還是發(fā)現(xiàn)有些問題，舉個例子：如果電力變壓器的外部出現(xiàn)了故障，這就會使電流變得不平衡，從而會使差動保護技術(shù)產(chǎn)生誤動，由于存在這樣的問題，使差動保護技術(shù)裝置不能同時具備較好的靈敏度與可靠性。

（四）過勵磁保護

在電力變壓器中存在有升壓變壓器，對于升壓變壓器的保護應(yīng)用到的保護技術(shù)就是過勵磁保護技術(shù)，這項技術(shù)的工作原理也是比較簡單的，就是在電力傳輸?shù)倪^程中觀察電流頻率或者電壓有沒有發(fā)生變化進(jìn)而判斷有沒有故障產(chǎn)生。說的簡單一點，就是當(dāng)電路中的勵磁電流突然變大時，就會使升壓變壓器的內(nèi)部過熱，從而對金屬元件造成損耗。因此，對于這樣的情況，即當(dāng)變壓器內(nèi)部的電流頻率或者電壓突然之間就變大了，就會促使過勵磁保護技術(shù)裝置執(zhí)行自動斷開操作，從而達(dá)到保護變壓器目的。

（五）過電流保護

跟過勵磁保護技術(shù)不一樣的是過電流保護技術(shù)是應(yīng)用在降壓變壓器上的。過電流保護技術(shù)的工作原理是非常簡單的一個，就是在電力傳輸?shù)倪^程中依據(jù)電力變壓器的額定數(shù)據(jù)來選擇相應(yīng)的保護方法以及手段來對變壓器進(jìn)行有效的保護。

（六）計算機保護

近幾年來，我國的計算機技術(shù)以及通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展非常迅速，所以在電力變壓器保護中應(yīng)用計算機技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)，使電力變壓器的保護起到不錯的效果。在變壓器保護中應(yīng)用計算機保護技術(shù)主要是可以遠(yuǎn)程控制以及監(jiān)測變壓器的工作情況，這樣就可以更加方便、更加容易發(fā)現(xiàn)變壓器出現(xiàn)的問題，進(jìn)而可以及時采取有效的措施來對變壓器進(jìn)行保護，同時也為排除故障工作提供了有力的基礎(chǔ)。

三.電力變壓器保護技術(shù)未來的發(fā)展趨勢

在我國，隨著科技的不斷進(jìn)步，伴隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)也得到了空前的發(fā)展，這就使我國逐漸向智能化以及自動化的方向發(fā)展。順應(yīng)時代的發(fā)展步伐，電力行業(yè)的發(fā)展也應(yīng)該逐漸走向數(shù)字化，使電力變壓器的保護逐漸由智能化以及自動化來控制，這樣就可以進(jìn)一步使變壓器運行的更加穩(wěn)定，使相關(guān)的工作技術(shù)人員在對電力變壓器進(jìn)行故障檢測時變的更加容易，沒有以前檢測的那么困難，工作壓力減小，同時也可以使電力系統(tǒng)供電更加具有高效性與穩(wěn)定性。對于電力變壓器應(yīng)該采取分段智能監(jiān)控的措施，這樣子就可以避免由于一個地方發(fā)生故障，而導(dǎo)致整個系統(tǒng)不能工作的情況，可以有效避免電力傳輸?shù)倪^程中安全事故的發(fā)生。所以，在將來對于電力變壓器的保護應(yīng)該將人工技術(shù)與智能檢修技術(shù)結(jié)合起來，這樣就可以達(dá)到對電力變壓器全面監(jiān)測的要求，對我國整體用電質(zhì)量的提高的非常有好處的。

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作者簡介：

馬月光（1980-）男，漢族，本科學(xué)歷，江蘇海安人，中級工程師研究方向：超高壓變壓器設(shè)計