解析電力變壓器繼電保護原理及配置

龔一洵 伍勇

摘要：隨著社會經濟的快速發展，電力需求越來越大，遠距離輸電是目前解決供電問題的主要途徑。而變壓器作為推動遠距離輸電的關鍵技術，卻容易引起輸電線路的不穩定，常常一個簡單的故障就會導致輸電系統崩潰。不過隨著繼電保護裝置的應用，供電安全和輸電系統穩定得到了有效保護。一般電力變壓器的功能與結構都是電力系統中最主要的組成部分，大容量的變壓器在受到嚴重的損壞時，它就會對電力企業的系統帶來嚴重的破壞。為此，只能提高變壓器的繼電保護，讓變壓器合理地應用到繼電保護的裝置當中，才可以確保電力系統的安全。

關鍵詞：電力變壓器;繼電保護;發展分析

引言

現在對電力系統進行有效的傳輸與針對性的調整，對電力變壓器的功能發揮是關鍵，若是想要從根本上來確保變壓器的功能有效發揮，關鍵的問題就是對繼電進行保護。這樣才能看出電力系統對變壓器的繼電保護工作是不是能做好，這就關系到電力系統體系是不是完整的。想要對變壓器的繼電保護有著實質性的應用分析。可以在變壓器的繼電發生故障時能做出合理的對策，這樣在出現各種情況時，能確保電力系統的安全性與穩定性。

基于此，本文通過分析變電器繼電保護配置與整定要求，提出變電器繼電保護優化方案，以期為繼電保護裝置在變電站的應用提供參考。

1電力變壓器繼電保護技術概述

繼電保護技術是電力系統出現故障或異常運行時，能夠及時對異常狀況進行排查，并迅速切除故障的一種技術。該技術可以在電力系統出現故障時發出警告或直接跳閘阻止事故的發生，有效保證了電力系統的安全性，減少了不必要的損失。繼電保護技術的作用具體可以歸納為以下三方面：

（1）繼電保護技術可以第一時間發現變壓器系統的異常信號和狀態變化，及時對其進行排查，并根據排查結果采取相應的措施，保護供電系統的穩定，減少事故發生。

（2）繼電保護技術可以發現變壓器本身的異常或故障，并能夠及時采取斷電措施切斷變壓器，阻止因變壓器故障而導致的系統故障，降低危險程度。

（3）繼電保護技術還可以避免很多源頭問題，比如該技術可以保證當電力系統發生故障時不會出現大規模停電的情況，盡量減少事故損害，降低經濟損失。

繼電保護技術對于識別和處理電力系統故障具有極強的敏銳性和可靠性。這些優勢可以保證在其在遇到故障或異常情況時可以迅速準確的作出反應，盡可能的控制故障范圍，減少故障部位對其他無故障部位運行的影響。

2電力變壓器繼電保護原理

2.1瓦斯保護

瓦斯保護是變壓器繼電保護中必備的安全措施，分為輕瓦斯保護和重瓦斯保護。其中輕瓦斯保護可以在變壓器局部擊穿電壓時，快速將氣體轉化為電子信號，傳導給繼電保護裝置，保證其穩定性。重瓦斯保護可以在保護裝置出現二次保護或者變壓器內油面驟然下降時及時進行調整，切斷電路。瓦斯保護是最有效的變壓器內部故障保護措施，能準確且快速的反應油箱內出現的各種故障，具有敏感性高、動作迅速、接線簡單等優勢。不過瓦斯保護無法反應油箱外套管和引出線出現的故障，所以，需要與差動保護相互配合，共同作為變壓器的主保護。

2.2差動保護

差動保護是變壓器繼電保護中平衡逆流中電流差的一種保護措施。在變壓器運行過程中，如果出現因故障導致的設備短路時，流進電流就會出現逆流現象，通過差動保護可以平衡其電流差，保證電力變壓器的穩定性和整體性。差動保護是變壓器內部和引出線上發生短路故障的主要保護措施，其可以快速對變壓器內部和引出上線上出現的相間短路、大電流系統側單相接地短路等進行反應。此外，差動保護還可以躲過外部故障切除后和變壓器全電壓充電后的勵磁涌流。

2.3后備保護

后備保護也是變壓器繼電保護的一種。在變壓器運行中，如果回路發生故障，位于回路上的保護電流就會立刻釋放信號，將回路上的電器元件斷開，保證系統的穩定性。但該保護動作可能會受到各種原因的影響無法觸發，這時電子器件裝置就會觸發另外的保護動作，從而避開故障電路，這種反應動作就是后備保護，可有效保護設備安全。過流保護、阻抗保護等都屬于后備保護，其保護范圍包括供電回路，變壓器等，雖然后備保護都可以對變壓器的過流狀態作出反應，但靈敏度不同，比如過流保護靈敏度較低，阻抗保護較高。

3電力變壓器繼電保護的裝置配置原則

目前對于變壓器的內部發生油面下降或是短路的狀況時，就一定要設置瓦斯的保護，若是外部的短路引起電力變壓器在過電流的狀況時，這就要按照電力變壓器的容量與運轉狀況，來進行設置電流的保護、復合電壓的啟動電流的保護等裝置來做后備的保護，如果長時間地過復合對電力的設備發生損害時，就應該按照過復合的狀況，來進行設置負荷的保護裝置，要是電力的變壓器發生冷卻或者是溫度提升的問題出現故障的時候，就需要按照變壓器的規定標準，來設置信號的設備或是110kv以上的中性點接地的電力網，這就要依據變壓器的中心點接地的實際狀況，來設置零序電壓與電流的保護裝置。

4電力變壓器繼電保護優化配置方案

4.1就地間隔保護

智能變電站如果需要安裝繼電保護裝置，就需要嚴格依照就近原則進行選擇，在周邊目標設備的附件上安裝繼電保護裝置，這樣做的目的是為了降低和縮短繼電裝置的保護反應時間，以及最大限度地降低繼電裝置故障給整個變電站和電力系統帶來的不利影響。尤其是隨著智能化技術的不斷發展，一種新型一體化微機線路在繼電保護優化系統中進行鋪設，這種新型設備一般需要將線路與變壓器同步安裝運行。同時還要根據項目現場的情況進行科學配置，而這樣做的目的主要是為了提升智能變電站的整體穩定性，降低繼電保護過程中的故障發生率。

4.2強化線路保護配置

線路是電力系統運行的基礎，對于智能變電站而言，線路保護裝置的優化既可以對各級電壓之間的間隔單元進行保護和管控，也可以提高監控、測量等功能，對變電站進行保護與管控。在實際的變電站系統中，電力企業通常采用縱聯差動的安裝方式對多數線路保護裝置進行優化，這兩種方式被稱為后背式和集中式。因此，在實際相關人員在進行繼電保護優化配置時要結合變電站實際的情況進行部署配置，只有在強化線路保護配置的基礎上再“因地制宜”解決實施中的各種問題才可以保證電力系統的正常運行，提升線路優化質量。

4.3強化繼電保護裝置硬件質量

繼電保護裝置在實際中是由多個模塊組合作業完成，每個模塊都有特定的功能且都能保證繼電保護裝置的正常運作，因此，強化繼電保護裝置的硬件質量就顯得尤為重要。針對這種情況，電力企業可以從中央處理模塊開始，再到模擬量輸入模塊、數字量輸入輸出模塊、電源供應模塊等多個功能型模塊入手來提升這些模塊的整體質量。還可以盡可能地減少不必要的端口安裝、優化設備結構，從而提升設備的可操作性。

4.4優化變壓器保護裝置

智能變電站的變壓器在運行中起到非常重要的作用，因此在優化期間首先要做的就是制定一套科學合理的保護裝置優化方案。尤其是針對低壓側單元與電流信號，更是可以采用直接數據采樣和信息輸出對繼電保護側裝置進行優化。針對中高壓智能終端系統，也可以采用直接連接的方式將所需端口連接到變壓保護裝置上，這種借助外圍設備進行跳閘的操作可以降低主機設備的故障率，同時還可以提升電力系統的整體智能化水平。

4.5優化繼電保護設計

繼電保護配置在優化中必須遵守國家對電力系統安全的統一標準規定。但要注意的是，由于繼電保護系統很容易遭受網絡的攻擊，因此首先要優化的就是繼電保護裝置的安全設計。要優化其實時性設計。實時性設計在繼電保護占據非常重要的位置，它會在保護結構設計期間受到其他因素的干擾而造成信息輸出錯誤。通過觀察發現，繼電保護系統中的交換器與合并器的故障成因，一般情況下合并器會在完成信息采集后自動進行排序，信息接收也會出現長時間的等待，因此這個時間內繼電保護裝置的實時性就會延誤，如果不能及時對該部分內容進行優化就很可能引發數據信息錯誤等問題發生，從而威脅整個智能變電站的安全。

5變壓器繼電保護發展方向

5.1數據庫發展

目前的國民經濟發展是越來越快，這樣就會需要讓電力系統對變壓器的繼電保護向著信息化與網絡化的方向發展。它是用建立變壓器的繼電保護有關的資料與數據庫來實現信息化與網絡化的有效途徑。它主要就是按照變壓器的繼電保護的工作狀況，來進行建立變壓器續保工作的正常運轉、數據儲存與故障檢測的數據庫，從而來對有關的數據系統進行記錄，這樣就可以使資料庫做變壓器的繼電保護的工作后盾。也只有這樣才能保證數據庫在變壓器的繼電保護的工作當中有效的應用，確保數據庫對數據全面的統計也可以在發生設備故障時，明確的分析原因，找到解決方法，然而來確保電力變壓器繼電保護的工作能正常運轉。

5.2軟件系統發展

根據現在的科技快速的進步，電力系統對變壓器的繼電保護是向著智能化與自動化的方向發展，來開發出有關的軟件支撐著電力變壓器的繼電保護的工作，可以建立相關的變壓器繼電保護工作的程序，從而來進行系統的分析與數據記錄，來對相應的數據做個詳細的分析與高效的決策，這樣可以加強變壓器的繼電保護效果，然而去維護電力變壓器的繼電保護的功能。

6結束語

綜上所述，電力變壓器繼電保護技術作為保證變壓器正常運行的關鍵，必須要給予更多的關注。目前，為了更好的發揮電力變壓器的繼電保護的作用，需要確保變壓器的穩定運行，降低電力系統故障，減少經濟損失，同時還要強化繼電保護裝置的優化配置力度，并充分發揮保護的靈敏性和可靠性，對變壓器運行過程中的各類故障能及時反應并可靠切除，以便為未來變電站的安全穩定發展打下堅實的基礎。

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作者簡介：龔一洵（ 1983-），男 ，漢族 ，四川南部縣人，本科，助理工程師，主要從事電力運行工作。

伍勇，（1979.8），男，四川南部人，大專，電氣助理工程師，從事電氣運行、維護管理工作。