電力變壓器繼電保護研究

鄭俊萍

摘要：現當今，隨著我國經濟的飛速發展，電力企業的建設也在加快。而為減少電力系統長時間斷電，防止出現電力事故以保障電力設備安全平穩運行，工程上常采用繼電保護這一方法來對電路進行維護。在實踐中，若繼電保護裝置的運行產生了問題，這有可能導致重大電力事故的發生。故總體看來，繼電保護裝置能夠有效對繼電保護功能進行實現。對繼電保護裝置進行優化和改進，具有較高的實際應用價值。

關鍵詞：電力變壓器;繼電保護

引言

在我國經濟不斷發展的過程中，社會對于電力能源具有了更高的要求。在電廠運行中，變壓器是其中的重點設備，如果在實際運行中發生故障問題，則將對電力系統的正常運行產生較大的影響。在該種情況下，繼電保護裝置得到了應用，能夠對電力系統的運行穩定性起到重要的保障效果，對于電力的穩定供應具有十分積極的意義。在本文中，將就電力變壓器繼電保護進行一定的研究。

1繼電保護的構成

繼電保護是一整套設備，從互感器二次回路、經繼電保護裝置到斷路器跳閘線圈，具體包括設計、整定、配置、調試幾方面技術內容。由測量部分、邏輯部分及執行部分共同構成了繼電保護，邏輯信號經測量有關電氣量，再經適當處理后給出，負責對保護裝置是否該動作進行判斷;使保護裝置依據一定邏輯關系，確定是否跳閘或發出信號使斷路器，這是邏輯部門的任務;執行部門則是將保護裝置承擔的任務全部完成。

2電力變壓器常見的運行故障問題

2.1內部短路

電力變壓器內部短路一般表現為相間短路、繞組短路、中性點接地短路、單項接地短路，如果電力變壓器出現內部短路，則通常表現為繼電保護裝置失靈或者繼電保護裝置異常運行。在這種情況下，一般很難對正在運行的電力變壓器進行切除或者停止等控制性動作。更為嚴重的情況下會造成繼電保護裝置出現燒毀或者癱瘓。

2.2外部短路

電力變壓器的外部短路故障主要與電力變壓器的外接線或者外接端子有關，當其受到污染或者異物堵塞時往往就會造成外部短路，進而造成電力變壓器受到損害，同時也會威脅到繼電保護裝置的功能與安全性。需要特別注意的是，一旦電力變壓器的高壓側出現外部短路，由于其電壓過高則后果不堪設想。

2.3繼電保護引起的故障

當電力變壓器正常運行時，繼電保護裝置能起到正常的保護作用。如果繼電保護裝置出現功能性障礙，則當電力變壓器出現高溫、放電等安全隱患時，繼電保護裝置不能及時有效的啟動，甚至會加劇電力變壓器的故障，造成重大損失。

3加強電力變壓器繼電保護

3.1電力變壓器的瓦斯保護方式

所謂瓦斯保護，針對的為電力變壓器運用相關變壓器油當成絕緣和冷卻介質的一種電力變壓器保護方式。通常來說，處于變壓器油箱故障情況下，受到故障點電弧與電流的影響，此時變壓器油和絕緣材料由于較熱出現分解而形成大量的氣體。而電力變壓器和氣體排出量、相應速度密切相關。以上述氣體達到保護目的的設備便是瓦斯。這種保護方式以氣體繼電器裝置為目標，將其裝設到油箱與油枕間的管道中。對于電力變壓器較小故障的情況，此時油箱中形成很少的氣體，速度緩慢，而借助其上端的油枕，使相應氣體可以順著管道向上走，讓氣體繼電器中的油面得以降低，在降低至動作門檻后，瓦斯會形成一定動作，產生相應的警示信號。一旦產生嚴重故障，故障處周圍溫度將提高，并形成大量氣體，導致變壓器中的壓力增加，同時讓變壓器油通過油箱的管道朝油枕流淌，達到一定的保護目的。依靠此種保護方式的優勢在于不但可以體現出電力變壓器中的各類故障，而且也能夠呈現出相應的鐵心故障與匝間短路問題。如果電力變壓器中存在空氣，能形成一定的反應，所以，憑借應對快速、敏感性強的優點，使瓦斯保護發揮出良好的保護作用。當然，瓦斯保護也存在不足，在外部影響方面的抵抗能力不高，當出現外部的故障問題后難以迅速進行應對，需要配合其他類型的保護措施共同運用。

3.2變壓器的輕瓦斯保護和重瓦斯保護

瓦斯保護是電力變壓器進行繼電保護的主要方式之一，一般分為輕瓦斯保護和重瓦斯保護。如果變壓器的油箱存在故障，則瓦斯保護能夠很好的反應出來。例如，當變壓器繞組的絕緣出現劣化、變壓器的絕緣套管內部出現故障、變壓器繞組內部出現斷線、變壓器繞組之間發生層間短路、變壓器油面下降、變壓器油箱漏油、變壓器導線焊接不良、變壓器的分接開關出現接觸不良等，在這些情況下，都需要瓦斯保進行相應的動作，且要求動作靈敏可靠，以及時排除系統中的故障問題。對于油浸式的變壓器，一旦變壓器內部出現故障，在電弧的作用下變壓器的絕緣材料就會受熱發生分解，同時釋放出大量氣體，該氣體就會沿著變壓器的油箱向油枕方向流動。這種保護就被成為瓦斯保護。氣體流動的速度直接反映出變壓器內部故障搶礦的嚴重性。因此，氣體流速度可以作為判斷變壓器內部故障情況的一個指標。

3.3復壓閉鎖方向過流保護

復壓閉鎖方向過流保護主要作為變壓器相間故障的后備保護。其主要原理就是在過流保護的基礎上增加復壓閉鎖的功能，以防止在變壓器過載的情況下引起保護誤動作。復壓閉鎖元件則主要由一個低壓元件和一個負序元件通過或的關系構成，即只要低壓元件或負序元件的其中一個動作即可開放復壓過流保護，在這個情況下只要電流達到動作值即可動作出口。

3.4電力變壓器的差動保護方案

對于電力變壓器繼電保護管理工作而言，可以運用差動保護的方案，這種保護方式主要體現出電力變壓器兩端電流的差額情況，進而形成一定動作完成保護的目的。根據此種保護設備的運作原理獲得良好的效果。電力變壓器兩端的電流互感器同極性端以串聯形式處于回路當中，而差動繼電器則以并聯形式處于環路當中，有關流入差動繼電器的電流為兩端電流互感器的電流差，具體為：I=I1-12。通過科學選用兩端電流互感器的變比與接線，確保其處于運作與區外故障的情況下，兩端的二次電流向量一致，此時流入差動繼電器的電流數值是零，相關保護設備沒有形成動作。

3.5變壓器相間短路后備保護

最后介紹變壓器相間短路后備保護。眾所周知，變壓器很容易受到相連線路的影響，一旦外部線路故障出現短路的情況，變壓器的運作就會異常。因此，在電力系統中，外部短路現象是工作人員頭疼的情況之一。為了盡量避免這一情況，需要采取全面的措施即使預防。變壓器相間短路后，線圈中電流的強度通常較大，這時候后備保護系統能夠和前面提到的瓦斯保護系統、差動保護系統進行合理的聯系，起到可觀的保護作用。因此，設置相間短路是目前成本較低，且比較基礎的一種保護類型。

結語

從論文的闡述和分析中獲悉，深入探討和分析電力變壓器的繼電保護對策顯得十分必要，具有重要的意義。本文通過說明電力變壓器繼電保護的運作機制，提出了電力變壓器繼電保護的有效對策：電力變壓器的瓦斯保護方式、電力變壓器的過電流保護措施、電力變壓器的差動保護方案。望此次研究的內容和結果，可以獲取相關工作者的關注與重視，并從中得到相應的啟發和幫助，以便確保電力變壓器功能的正常發揮，使整個電力系統運行更加安全、穩定。

參考文獻

[1]李冰.淺談電力變壓器的繼電保護[J].黑龍江科技信息，2018（17）：1.

[2]馮海清，王震，楊逸晴，等.關于電力變壓器繼電保護技術的應用與實踐研究[J].山東工業技術，2016（8）：160.

[3]趙亞鑫.電力變壓器的繼電保護思路構建[J].山東工業技術，2019（14）：183.

[4]武俠.關于電力變壓器繼電保護設計的思考[J].山東工業技術，2018（2）：159.