電力變壓器保護現狀及未來發展趨勢

江蘇中聯電氣股份有限公司 丁鴻遠

1 引言

為滿足人們的用電需求，提供更好的服務，電力企業應當進行電力變壓器保護技術的進一步研制，使得電力變壓器在使用過程中出現故障的概率得到有效控制。

2 電力變壓器概述

隨著時代的發展，電力系統的運用逐漸成為了人民群眾日常生活與生產中不可忽略的部分。電力系統日常運行的過程中承擔發電和輸電重要功能，同時變壓器在使用過程中很容易出現一系列運作的技術問題，如果電力變壓器出現了質量問題或故障，那么供電系統的正常運作就很可能會由于電力變壓器的異常而受到負面影響。但需要注意的是，就目前而言，電力變壓器保護技術的研究仍然無法貼合時代發展的步伐與趨向。

因此，從這一方面來看，進行電力變壓器保護技術的研制顯得尤為重要，但需要注意的是，在進行保護技術研發的過程中，有研究學者認為應當遵循電力變壓器所具備的電磁感應定律，并根據實際的電力變壓器使用效果和狀態來進行保護技術的進一步研發與創新。電力變壓器的運作原理其實十分簡單，只要通過電磁感應定律進行交流電的轉換，使得電磁感應現象出現，便能夠使得電力變壓器在日常的電力系統供應中發揮作用。基于電力變壓器在供電系統中所具有的重要地位，技術人員應當對電力變壓器保護技術的研發引起足夠的重視[1]。

3 電力變壓器的發展歷史概述

電力變壓器的發展經歷了較為漫長的時間。早在1876年德國的物理學家就通過不斷發明和研制，創造性地制作出了世界上單相變壓器。到了1882年，另一位對電力變壓器生產和發明感興趣的科學家，在前人的基礎上進行了單相變壓器的改進與完善，使其具備了升壓和降壓兩項功能。

1882年9月，英國的研究學者也開始進行單相變壓器的發明和研制，并將其所發明的成果通過申請專利的方式進行了全方位的推廣。但需要注意的是，這一次改進與創新過程中所發明出的感應線圈供電系統，在運用過程中仍然存在著諸多不便之處。如在線圈串聯或開路鐵芯方面仍然存在著亟待修改的瑕疵。隨著時間的不斷推移，越來越多研究學者開始意識到感應線圈供電系統改革與完善的重要性。

1885年，在匈牙利的工廠有3位工程師進行了開路鐵芯的進一步改善，通過閉路鐵芯的運用，將原本進行串聯的線圈，以并聯的方式進行排列。這能夠在一定程度上改變原有感應線圈供電系統的供電效果。但即便對原有的感應線圈供電系統進行了更改與完善，其最終所發明出的感應器仍然是單向的。直到1891年，真正的三相變壓器才出現在人民群眾的日常生活中，因此變壓器的發明與發展經歷了十分漫長的階段，正是由于科學家不斷的研制與創新，才使得電力變壓器有了現階段的使用功效和質量，這是現階段研究學者務必要引起重視的問題[2]。

4 電力變壓器保護技術發展現狀分析

就目前而言，電力變壓器的保護技術得到了更為廣泛地使用與完善，隨著電力變壓器的不斷改革與創新，能夠提供保護功效的技術種類也日漸豐富。但在進行保護技術選擇與運用的過程中，工作人員仍然需要通過具體問題具體分析的方式來進行電力變壓器的保護。下文將對較為常見的幾種保護種類進行深入的研究與分析。

4.1 瓦斯保護

瓦斯保護是在電力變壓器使用過程中，較為傳統且實用的保護技術。瓦斯保護技術使用的主要功效，是對電力變壓器的油箱使用情況進行監督，一旦發現油箱在使用過程中出現了故障，那么瓦斯氣體就會在短時間內迅速產生，用以保障電力變壓器不會發生危險故障。如果油箱使用過程中的確出現了異常情況，那么熱分解作用就會馬上出現，最終瓦斯會通過從油箱內飄出的形式進行壓力的匯集，如若油箱所達到故障較為嚴重，那么在油箱內就會有大量的瓦斯氣體形成十分明顯的壓力，電力變壓器的油液也會在瓦斯的壓力之下退回到油枕當中去，這能夠在一定程度上幫助油箱進行狀態的穩定，降低電力變壓器出現故障危險的可能性。

需要注意的是，其他的保護技術雖然也能夠在危險事故規避方面起到一定效果，但都會對電力變壓器內部造成不同程度的破壞，瓦斯保護技術則不然。換句話說，只要進行了瓦斯保護技術的使用，那么電力變壓器的油箱即便發生了故障，出現危險事故的概率也能得到有效降低。這是技術人員在進行保護技術研發和分析過程中務必要重視的問題[3]。

4.2 自動斷開保護技術分析

除了瓦斯保護技術之外，自動斷開保護技術也是電力變壓器保護技術中常見的一個類型。一些很小的電力變壓器，在使用過程中通常都是選擇自動斷開保護方式來進行故障控制的。之所以優先選擇自動斷開保護技術，是因為這類技術在電力變壓器使用的過程中，即便不使用過于復雜的電路連接方式，也依舊可以使用，因此具有較為良好的可操作性，沒有過高的技術準入門檻。但需要注意的是，由于時代的發展以及科學技術的快速進步，電力變壓器也處于不斷改進與完善的狀態之中。

雖然自動斷開保護技術，在使用過程中自有其優勢特征，但相比較其他的保護技術而言，自動斷開保護技術的使用也并非全無缺點相比較，其他的保護技術而言，自動斷開保護技術的靈敏程度并不理想，換句話說，很有可能在電力變壓器已經出現故障后，自動斷開保護技術，仍未覺察到相應故障的出現，并不會通過保護技術的啟用來進行電力變壓器的保全。正因為如此，現階段參與進行自動斷開保護技術研發的技術人員。在嘗試通過技術革新與創造來幫助提升自動斷開保護技術的靈敏程度，如若在未來自動斷開保護技術的靈敏程度，能夠達到更為理想的狀態，那么其就能夠與瓦斯保護技術一樣，在電力變壓器的油箱運作過程中進行安全保障，確保電力變壓器的油箱出現故障后，能夠得到進一步的保全。

4.3 差動保護技術分析

除上述兩種保護技術之外，差動保護技術也是電力變壓器使用過程中較為常見的一種保護技術，這種保護技術的工作原理是在變壓器處于正常運行的過程中或處于由于外力而產生的故障背景下。利用兩端電流本身所存在的方向相反，大小相等的特性來維持電力變壓器的平衡。在這一情境下，差動保護技術并不會啟動，相應的電力變壓器所存在故障也尚在可控范圍內。但如果電力變壓器內部出現了較為明顯的故障，那么兩端的電流就會由原先的方向相反轉化為方向相同，在這種情況下差動保護裝置就能夠快速接收到兩端電流一遍的信息和訊號，進而開始啟動相應保護裝置進行工作，對變壓器的日常運作進行必要的保護，因此相比較其他的保護技術而言，差動保護技術具有較為明顯的針對性，它專門針對電力變壓器使用過程中存在的內部故障進行瞬間保護。

相比較其他的保護技術而言，差動保護技術的使用安裝原理十分簡單，因此這類保護方式能夠得到進一步的運用和宣傳。但需要注意的是，差動保護技術使用過程中仍然存在著較為明顯的問題，如若電力變壓器所發生的外部故障十分嚴重，但差動保護卻無法進行識別，那么很容易導致電力變壓器所出現故障無法得到有效解決，進而引發危險事故[4]。

4.4 過電流保護技術分析

隨著時代的發展以及技術的全面革新，在電力變壓器使用過程中，除了可以使用上述這種傳統的保護技術來進行日常防護之外，工作人員還可以運用過電流保護技術來進行電力變壓器日常運作的進一步維護。相比較其他的保護技術而言，電流保護技術的使用原理也十分簡單，在日常的降壓變壓器運作過程中，電流保護裝置會根據變壓器的額定數據來進行保護裝置是否開啟指令的辨別，一旦變壓器的額定數據到達了開啟過電流保護的參數值，那么降壓變壓器便會在過電流的保護措施運用中得到更為全面的保障，避免出現任何故障和危險。

5 電力變壓器保護技術的實際應用和發展趨勢

5.1 進行電力變壓器的外部保護

在現階段的電力變壓器使用過程中大多數情況下，工作人員都會將電力變壓器設置在戶外，因此電力變壓器很容易受到外部環境因素的影響。而在我國南方經常出現高頻率的雷電和強降雨天氣，如若電力變壓器周遭沒有設置較為科學合理的避雷裝置，那么很可能會受到雷電天氣的影響，最終導致電力變壓器的日常運作出現故障。為了避免這一問題的出現，在現階段的電力變壓器安裝與日常維護過程中，技術人員需要在電力變壓器周圍進行科學合理的避雷裝置的設置，只有如此，才能夠使得電力變壓器的日常運作不會受到雷電等極端天氣的影響，避免出現故障影響到人民群眾日常的用電安全和用電穩定。但需要注意的是，在電力變壓器安裝完成后，技術人員還需要定期進行電力變壓器周遭避雷裝置使用情況的檢查與維修，如若電力變壓器周遭的避雷裝置無法發揮實際效用，那么就要及時采取必要的措施進行避雷裝置的改進與完善，以期能夠讓供電系統的日常運行變得更為安全可靠。

5.2 進行電力變壓器的日常維護

除了要對電力變壓器周遭的避雷裝置進行定期的檢查和維修之外，工作人員對電力設備本身在日常維護也需要引起足夠的重視。由于電力變壓器常年處于外部環境之中，暴露在空氣和外部自然條件的影響之下，因此很容易遭受雨水灰塵等自然物質的侵蝕，最終導致電力變壓器的外部出現銹跡，甚至由于受到外部物質的影響，而無法進行正常的使用。為了避免這一現象的出現，工作人員需要定期對裸露在建筑外部的電力變壓器進行定期的檢查和維修，如若電力變壓器外部出現了銹跡，那么工作人員就需要以更為專業的方式來進行電力變壓器除銹工作的展開，確保電力變壓器能夠正常發揮作用。這能在一定程度上降低電力變壓器由于外部環境影響而出現故障的概率，讓電力變壓器的日常運行變得更加穩定和諧。工作人員在進行電力變壓器的維修后，需要將維修過程和維修結果通過記錄的方式寫入到工作日志當中，只有如此，當下一次進行變壓器的日常維修與檢測時，就能通過翻看上一次的維修日志來對該電力變壓器的情況進行更為深入地了解。

5.3 進行電力變壓器保護技術的智能化研究

由于信息技術以及網絡發展的不斷改革與創新，我國電力系統的日常構建和改進也逐步向智能化和自動化的方向靠攏。相比較傳統的電力系統，日常運行而言，現階段的電力系統逐步脫離了人工控制向自動化的方向邁進，倘若建立系統的日常運行，邁入到了全智能化時代，那么電力變壓器的保護技術也應當隨著電力系統的改革與創新，進行更為全面的智能化改進與完善，這或許會成為未來電力變壓器保護技術發展的最終趨向。以智能化、自動化的方式來進行電力變壓器保護技術的運用，不僅能夠有效緩解工作人員的壓力，還能夠使得電力變壓器的日常運作變得更為高效穩定。智能化技術的運用，能夠通過分段智能監控的方式來進行電力變壓器日常運作的進一步維護，這能夠使得電力變壓器日常出現故障的概率得到進一步的控制，這是技術人員以及研究者務必要重視的問題。

6 結語

總而言之，在電力變壓器的保護技術完善與創新過程中，技術人員需要以不斷前進和不斷改革的步伐和眼光，跟隨時代的發展趨向進行保護技術的創新與實踐，以期能夠讓未來的保護技術在電力系統運行穩定性方面發揮重要作用。只有如此，才能使得未來的電力系統運作，更符合人民群眾的日常工作和生活期待，才能夠進一步降低電力變壓器運用過程中可能出現的故障。