电力变压器的继电保护技术的应用实践

田琨

摘要：我国人口众多，各项社会生产总量大，对电力的需求较大。然而电力资源的生产涉及到众多复杂的技术，配电系统的正常运作也需要大量器械设备的辅助。为了保障供电的稳定性，给用户提供满意的服务，缓解目前的用电压力，电力企业需要对各方面进行优化升级。电力变压器在配电系统中是使用最普遍的零件之一，其功能的发挥情况与配电系统的运作息息相关。因此，对电力变压器进行继电保护是很有必要的，能够消除很多不必要的麻烦，将配电系统发生故障的概率控制在较低的水平内。可见对电力变压器的继电保护技术进行研究，能够实现对电力资源的有效利用，使电力企业获得理想的经济效益。

关键词：电力变压器;继电保护;应用

继电保护是一整套设备， 从互感器二次回路、经继电保护装置到断路器跳闸线圈， 具体包括设计、整定、配置、调试几方面技术内容。由测量部分、逻辑部分及执行部分共同构成了继电保护， 逻辑信号经测量有关电气量， 再经适当处理后给出， 负责对保护装置是否该动作进行判断;使保护装置依据一定逻辑关系， 确定是否跳闸或发出信号使断路器， 这是逻辑部门的任务;执行部门则是将保护装置承担的任务全部完成。

1 电力变压器继电保护的作用

1.1 瓦斯保护的作用

变压器继电保护主要有三种，首先介绍瓦斯保护。瓦斯保护具有比较完备的系统，其操作原理是：电力变压器内部油面在正常运作情况下是不会有太大涨落的，一旦其出现故障，后面高度可能会出现骤降的情况。瓦斯系统能够感知油面下降的速度，并进行实时监控，如果检测到速度不在合理的范围内，瓦斯系统会自动触发预警。接下来瓦斯系统还会根据实际情况做出合理的反馈，不同瓦斯类型反馈的方式和内容之间存在一定差异。对于重瓦斯而言，如果变压器内部的气压升高超过了规定的标准，系统将会自动跳闸，停止变压器的工作。而对于轻瓦斯而言，变压器内部的气体情况会被看做重要的依据和参考。

1.2 差动保护的作用

接下来是差动保护。差动保护也有不同的类型，目前最常见的是纵联差动保护。作为电力变压器继电保护中最重要的部分，差动保护起到的作用不容忽视。变压器出现的很多种情况都可以通过差动保护系统得到合理解决。例如变压器的相关组件遭到损坏，变压器会自动切断自身的断路器，以起到保护变电器功能的作用，避免造成更严重的损失。根据相关研究数据，纵联差动保护的主要原理是，借助差接法的作用，实现位于变压器两段的电流互感器能够互相感应，当变压器出现故障时，两个电流互感器将会互相作用，加大通过的电流强度，电流增大到一定强度，电路会直接短路，从而阻止了电压器继续运作。而变压器正常工作时，纵联差动保护系统则不会工作妨碍变压器运作。更重要的是，纵联差动保护系统与其他设备几乎没什么关联，其功能具有独立性，不容易受外界的影响。

1.3 变压器相间短路后备保护

最后介绍变压器相间短路后备保护。众所周知，变压器很容易受到相连线路的影响，一旦外部线路故障出现短路的情况，变压器的运作就会异常。因此，在电力系统中，外部短路现象是工作人员头疼的情况之一。为了尽量避免这一情况，需要采取全面的措施即使预防。变压器相间短路后，线圈中电流的强度通常较大，这时候后备保护系统能够和前面提到的瓦斯保护系统、差动保护系统进行合理的联系，起到可观的保护作用。因此，设置相间短路是目前成本较低，且比较基础的一种保护类型。

2 电力变压器继电保护的特点

2.1 高可靠性的特点

在科学技术发展迅猛的时代背景下，目前电力系统中的数据信息库已经比较完善，保密性也很先进了。这从很大程度上保障了电力变压器在工作中收集到的数据的可靠性。同时，这些数据还可以作为后续维修过程中的依据和参考，给维修工作人员提供了极大的便利性。此外，大数据时代下，建立完善的信息和管理系统是目前的大趋势。将信息进行收集整理，根据信息的种类和有效性，选择性的进行存儲，同时将分散的信息传递到其他用户和系统，实现信息共享。这样一来，即使每一用户或者某处工作站因为操作不当出现信息丢失的情况，也能够轻易地找到信息备份，而不至于出现大的漏洞。

2.2 实用性强

电力系统运行中常常会出现各种运行问题，而这些问题的解决常常需要依赖数据共享信息系统来进行解决，通过对系统存储数据的分析与处理，提高了变电器继电保护系统数据的实用性，促进故障的解决，提高了电力系统运行的稳定性。

3 变压器故障原因及继电保护措施

3.1 故障原因

内部原因：变压器匝间发生短路或者油温超过标准值、油位发生异常情况、瓦斯继电器异常等， 这些都会使变压器发生故障。

外部原因：运行过程中， 引线搭接及冷却器故障、变压器绝缘套管因某些原因变形、绕组发生放电现象、绝缘体受损等。

3.2 变压器继电保护措施

变压器保护一般分为保护和后备保护， 常见的主保护有差动保护和瓦斯保护， 常见后备保护有复合电压闭锁方向过流保护和零序方向过流保护。

差动保护：差动保护主要包括比率制动差动保护和差动速断保护。正常运行的情况下， 三绕组变压器三侧电流向量之和为零， 即i I2+ill2+illl2=0。如变压器内部短路时， 差动电流为Id=I1+I2+I3， 也就是与各侧短路电流之和。比率制动差动保护和差动速断保护的启动条件是一样的：当差动电流Id大于电流起动整定值Icdqd时启动元件动作开放比率差动保护和差动速断保护。但是比率制动差动保护和差动速断保护的动作条件是不同的， 比率制动差动的动作特性是：差动电流动作值随制动电流的增大而成某一比率的增大， 而制动电流的算法则是不同保护厂家也有不同， 一般是变压器三侧电流绝对值之和再乘以一个系数。一般来说， 比率制动差动保护要经过TA饱和或断线判别及励磁涌流判别后才能出口。利用比率制动的特性防止了区外故障时由于TA的暂态和稳态饱和造成保护误动， 而区内故障能可靠动作。而差动速断保护的动作条件则是当任意一相差动电流大于差动速断整定值时保护瞬时动作跳开变压器各侧开关。差动速断保护主要是为了在变压器发生严重区内故障时能够快速切除故障， 保障变压器及电网的安全。

变压器瓦斯保护：瓦斯保护作为变压器的主保护， 主要反映变压器的匝间短路、铁芯故障等变压器内部故障。瓦斯继电器是变压器瓦斯保护核心元件， 判断变压器内部有无故障通过变压器油箱与油枕间瓦斯继电器。变压器轻微故障时绝缘物分解产生气体， 且气体缓慢产生， 聚集到继电器内的气体， 继电器动作， 闭合接点， 称为轻瓦斯保护， 一般来说轻瓦斯保护只做发信用， 不作用于跳闸。而如果是严重的故障， 变压器内部会产生大量气体在油箱中， 强烈油流会对继电器冲击， 重瓦斯动作接点闭合， 此时会作用于跳闸并将信号发出， 称为重瓦斯保护。

4结语

综上所述，经济社会的发展使得电力需求逐步增加，进而对电力变压器继电保护技术提出了更高的要求，不同的保护有不同的优势，也存在各自的局限，只有对其有一定的了解和掌握，并结合具体情况进行合理的利用，需要满足供配电的要求，提高电力系统运行的可靠性与有效性，避免电力系统故障，降低电力安全事故的发生，达到缩减成本、减少损耗，为人们的生产生活提供便利性，实现长远发展的目的。

参考文献

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