电力变压器继电保护设计策略研究

张莹莹 宋军

摘 要：在整体的电力变压器的运行体系中变压器的继电保护环节是其中的重要组成，在日常的运行中只有确保电力变压器继电保护能够顺畅的工作，才能促进整体电力变压器的安全工作，在现阶段人们对电力的供应需求逐渐增大，对电力安全性的要求也越来越高，因此需要对电力变压器继电保护设计进行不断的完善，不断提升其工作性能以及运行的稳定性。

关键词：电力变压器；继电保护；设计策略

在当前电力行业的快速发展中电网的规模也得到了不断的扩大，分布密集程度逐渐增大，在整个的电力系统运行中变压器的工作也会受到其他因素的影响，在正常的电力变压器运行中可能会出现一些故障，出现问题就会对电力系统整体造成不利影响，所以，在日常的设计维护中人们要确保供电的不间断与稳定性状态，就必须严格设置变压器继电保护的性能与工作状态。

1 电力变压器继电保护的工作原理

电力变压器的继电保护系统主要的工作原理是根据电力系统出现电力数值改变而产生的电力变压器继电系统的自我调节功能。在电力变压器的系统中继电保护不管处于一个怎样的工作状态，其工作运行的主要目标就是确保电力系统的安全运行，在电力变压器继电保护体系中，工作的基本原理与保护工作原理是不相同要想确保继电保护的工作状态是否良好就需要对系统中不同环节程序的工作状态进行测量与确认，对其不同工作状态下的数据参量进行逐一的分析，然后根据整合的数据寻找其中的不同点，从而产生不同的原理概念。继电保护系统如果是处于正常的运行的时候，其主要的工作原理就是先测量，再就是逻辑，最后一步是执行，如果继电保护的运行状态出现问题就会产生相应的运行故障，这种时候通常都需要使用正常工作时的物理量与出现问题时的物理量进行对比，来实现工作状态的测量与分析。

2 电力变压器继电保护的基本结构

在这几年的发展过程中，电力变压器继电保护设计已经进入了微机型的继电保护体系这一阶段，这一种类的继电保护工作系统主要是由三个部分构成的，一部分就是由电力系统信号的采集程序构成的，其主要的工作功能就是对电力内部运行体系中产生的各项数据信息进行收集与整理，然后将整理后的各项电力参数准确完整的传递给电力系统中的继电保护程序。第二部分的主要是由电力体系中的信号处理程序构成的，其主要的工作运行目的就是将电力系统中产生的各种信号进行收集然后经过有效的处理进行运用，并且将其中产生的问题根据一定的形式进行归类与处理。第三部分主要是由信号输出设备构成的，其主要的工作原理就是将需要输出的信号信息对电力系统进行准确、及时的传递，从而完成电力变压器继电保护设计中的调节工作。

3 电力变压器继主要故障类型分析

3.1 电力变压器产生绕组故障

绕组是变压器的核心部件，负责电能的传输和转换，构成了变压器输人/输出电能的电气回路，绕组故障是出现在变压器线圈、纵绝缘中的故障，可分为绕组短路、断路、变形等。如果变压器的线圈导线表面存在毛刺，那么在它运行的时候就会受到电磁力的作用，毛刺会使得导线不能绝缘，进而造成线圈短路的问题产生，如果变压器的线圈由于受潮等影响进入水分，那么变压器在工作的时候就会比较容易产生匝间短路的问题。另外，如果线圈的接头部分的焊接质量较低或者线圈与导电杆的接触不良，那么变压器则会因为接头温度过高加速局部的绝缘功能的老化，这样当其绝缘恶化发展到一个极限的时候，绕组就会出现短路。在变压器的正常工作过程中其外部如果出现比较严重的短路问题，绕组的外部形态就会因为受到机械力与电动力的共同作用产生不可逆转的变化，这种情况是引发绕组变形的主要原因，这一状况出现之后就会影响变压器的正常工作，另外，如果发生雷击绕组的薄弱部分也会发生绝缘损坏或者击穿的状况。

3.2 电力变压器的铁芯故障与分接开关故障

铁芯是除绕组之外的又一重要部件，它与绕组共同负责电磁能量的传递和交换，要想确保变压器稳定运行，铁芯的质量也在其中起着决定性的作用。变压器的铁芯问题通常是发生在磁路之中的，这种类型的故障主要表现在三个部分，其一就是铁芯叠片发生绝缘故障，这时会产生大冲击力的电流，进而会产生很多的热量，从而影响变压器中线圈以及铁芯的绝缘功能，还会增加变压器的铁耗。其二就是铁芯在制作的时候，如果产生较大的毛刺或者叠片发生弯曲，那么铁芯容易发生局部的变形与短路，进而形成涡流损坏变压器。其三就是在变压器正常的工作时应避免铁芯出现多点接地的状态，否则会产生局部温度过高，从而使得变压器发生跳闸或者损坏的故障。另外，分接开关运行的传动结构较为复杂，而且开关还要进行频繁的切换操作，这样会提升其故障的发生几率，造成分接开关问题的主要因素就是产品质量的不达标，比如选择开关接触问题，不能合到位，就会使得出头温度升高或者断轴等问题，如果切换开关的触点接触不好就会造成绝缘部件的机械强度减弱，如果油室的密封状况不合格就会使得判断失误，如果变压器结构中的低压控制电器和辅助器件质量不达标，就会造成分接开关发生误动、拒动的故障。

4 电力变压器继电保护设计的策略分析

4.1 电力变压器继电保护中的差动保护设计要点

变压器差动保护动作电流的设计原则是将变压器两侧的电流互感器二次侧按正常运行时的环流接线，变压器处于正常运行时，差动继电器内的电流等同于两侧电流互感器二次电流的差，该值非常接近于零，因此继电器不会动作，差动保护也不会发生动作 。在微机型的继电保护设备应用中采取高性能微型计算机对芯片进行处理，为相关技术的研究提供了很大的技术支持，取得了不错的研究成果，并且在许多城市的电力系统中都得到了应用，为了对电力变压器套管以及引出线、内部短路等问题进行真实全面的反映，如果变压器的高压侧电压在300kV及以上类型，应该选择双重的差动保护设置，能够达到通过瞬时动作来断开各侧断路器，可以有效的降低变压器的故障产生几率。在电力变压器的双重差动保护设备中，相关电流互感器的二次绕组设置应先将第一套保护电流回路与互感器中的二次绕组连接，在旁代时便无需进行切换操，再将第二套保护与原后电流互感器的二次绕组进行连接。

4.2 电力变压器继电保护的瓦斯及过负荷保护设计

一般情况下，当变压器内部出现比如匝间短路、铁芯局部烧损、绝缘劣化、等问题时差动保护不会产生动作，但是瓦斯保护却能在这些状况下产生动作，由此可见，瓦斯保护主要是由气体继电器来完成的，通常使用的瓦斯保护主要包含轻瓦斯保护动作于信号以及重瓦斯保护动作于断路器跳闸着两方面，第一种的保护方式是按照气体的数量、化学成分等条件来进行故障原因与性质实施判断，这样管理人员就能够即刻注意到变压器的运行异常，从而进行第一时间的故障处理。第二个方面具体的方式就是监视气体的速度，然后分析其实际的成分与特点，可以间接的指导故障成因与实际的部位，而且在变压器出现严重损伤时进行自动报警或者阻断电源，保证变压器不受影响。变压器處于正常运行时，其过负荷通常是三相对称的，因此保护装置只需使用一个电流继电器进行连接并通过延时动作于信号就可以实现，对于那种双绕组的变压器类型来说，过负荷保护应当在主电源侧进行安装，在单侧电源三绕组降压型变压器中，如果绕组的容量都相同，则应将过负荷保护电源侧进行安装，如果容量不一样，就要在电源侧与绕组容量最小的一侧设置过负荷保护，这在电力变压器继电保护的过负荷保护设计中都是需要特别注意的要点。

5 结语

在社会经济发展的推动下，人们对电力系统的供电安全、稳定的要求更加高，变压器在电力体系中担任着比较重要的工作职责，变压器的具体工作情况直接影响着供电的稳定性与安全性，电力变压器继电保护在运行的时候会受到其他方面的影响，产生一些运行问题，对人们的日常用电造成阻碍，继电保护技术的设计推广与应用可以有效的减少变压器发生故障。

参考文献：

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