电力变压器保护现状及未来发展趋势

江苏中联电气股份有限公司 丁鸿远

1 引言

为满足人们的用电需求，提供更好的服务，电力企业应当进行电力变压器保护技术的进一步研制，使得电力变压器在使用过程中出现故障的概率得到有效控制。

2 电力变压器概述

随着时代的发展，电力系统的运用逐渐成为了人民群众日常生活与生产中不可忽略的部分。电力系统日常运行的过程中承担发电和输电重要功能，同时变压器在使用过程中很容易出现一系列运作的技术问题，如果电力变压器出现了质量问题或故障，那么供电系统的正常运作就很可能会由于电力变压器的异常而受到负面影响。但需要注意的是，就目前而言，电力变压器保护技术的研究仍然无法贴合时代发展的步伐与趋向。

因此，从这一方面来看，进行电力变压器保护技术的研制显得尤为重要，但需要注意的是，在进行保护技术研发的过程中，有研究学者认为应当遵循电力变压器所具备的电磁感应定律，并根据实际的电力变压器使用效果和状态来进行保护技术的进一步研发与创新。电力变压器的运作原理其实十分简单，只要通过电磁感应定律进行交流电的转换，使得电磁感应现象出现，便能够使得电力变压器在日常的电力系统供应中发挥作用。基于电力变压器在供电系统中所具有的重要地位，技术人员应当对电力变压器保护技术的研发引起足够的重视[1]。

3 电力变压器的发展历史概述

电力变压器的发展经历了较为漫长的时间。早在1876年德国的物理学家就通过不断发明和研制，创造性地制作出了世界上单相变压器。到了1882年，另一位对电力变压器生产和发明感兴趣的科学家，在前人的基础上进行了单相变压器的改进与完善，使其具备了升压和降压两项功能。

1882年9月，英国的研究学者也开始进行单相变压器的发明和研制，并将其所发明的成果通过申请专利的方式进行了全方位的推广。但需要注意的是，这一次改进与创新过程中所发明出的感应线圈供电系统，在运用过程中仍然存在着诸多不便之处。如在线圈串联或开路铁芯方面仍然存在着亟待修改的瑕疵。随着时间的不断推移，越来越多研究学者开始意识到感应线圈供电系统改革与完善的重要性。

1885年，在匈牙利的工厂有3位工程师进行了开路铁芯的进一步改善，通过闭路铁芯的运用，将原本进行串联的线圈，以并联的方式进行排列。这能够在一定程度上改变原有感应线圈供电系统的供电效果。但即便对原有的感应线圈供电系统进行了更改与完善，其最终所发明出的感应器仍然是单向的。直到1891年，真正的三相变压器才出现在人民群众的日常生活中，因此变压器的发明与发展经历了十分漫长的阶段，正是由于科学家不断的研制与创新，才使得电力变压器有了现阶段的使用功效和质量，这是现阶段研究学者务必要引起重视的问题[2]。

4 电力变压器保护技术发展现状分析

就目前而言，电力变压器的保护技术得到了更为广泛地使用与完善，随着电力变压器的不断改革与创新，能够提供保护功效的技术种类也日渐丰富。但在进行保护技术选择与运用的过程中，工作人员仍然需要通过具体问题具体分析的方式来进行电力变压器的保护。下文将对较为常见的几种保护种类进行深入的研究与分析。

4.1 瓦斯保护

瓦斯保护是在电力变压器使用过程中，较为传统且实用的保护技术。瓦斯保护技术使用的主要功效，是对电力变压器的油箱使用情况进行监督，一旦发现油箱在使用过程中出现了故障，那么瓦斯气体就会在短时间内迅速产生，用以保障电力变压器不会发生危险故障。如果油箱使用过程中的确出现了异常情况，那么热分解作用就会马上出现，最终瓦斯会通过从油箱内飘出的形式进行压力的汇集，如若油箱所达到故障较为严重，那么在油箱内就会有大量的瓦斯气体形成十分明显的压力，电力变压器的油液也会在瓦斯的压力之下退回到油枕当中去，这能够在一定程度上帮助油箱进行状态的稳定，降低电力变压器出现故障危险的可能性。

需要注意的是，其他的保护技术虽然也能够在危险事故规避方面起到一定效果，但都会对电力变压器内部造成不同程度的破坏，瓦斯保护技术则不然。换句话说，只要进行了瓦斯保护技术的使用，那么电力变压器的油箱即便发生了故障，出现危险事故的概率也能得到有效降低。这是技术人员在进行保护技术研发和分析过程中务必要重视的问题[3]。

4.2 自动断开保护技术分析

除了瓦斯保护技术之外，自动断开保护技术也是电力变压器保护技术中常见的一个类型。一些很小的电力变压器，在使用过程中通常都是选择自动断开保护方式来进行故障控制的。之所以优先选择自动断开保护技术，是因为这类技术在电力变压器使用的过程中，即便不使用过于复杂的电路连接方式，也依旧可以使用，因此具有较为良好的可操作性，没有过高的技术准入门槛。但需要注意的是，由于时代的发展以及科学技术的快速进步，电力变压器也处于不断改进与完善的状态之中。

虽然自动断开保护技术，在使用过程中自有其优势特征，但相比较其他的保护技术而言，自动断开保护技术的使用也并非全无缺点相比较，其他的保护技术而言，自动断开保护技术的灵敏程度并不理想，换句话说，很有可能在电力变压器已经出现故障后，自动断开保护技术，仍未觉察到相应故障的出现，并不会通过保护技术的启用来进行电力变压器的保全。正因为如此，现阶段参与进行自动断开保护技术研发的技术人员。在尝试通过技术革新与创造来帮助提升自动断开保护技术的灵敏程度，如若在未来自动断开保护技术的灵敏程度，能够达到更为理想的状态，那么其就能够与瓦斯保护技术一样，在电力变压器的油箱运作过程中进行安全保障，确保电力变压器的油箱出现故障后，能够得到进一步的保全。

4.3 差动保护技术分析

除上述两种保护技术之外，差动保护技术也是电力变压器使用过程中较为常见的一种保护技术，这种保护技术的工作原理是在变压器处于正常运行的过程中或处于由于外力而产生的故障背景下。利用两端电流本身所存在的方向相反，大小相等的特性来维持电力变压器的平衡。在这一情境下，差动保护技术并不会启动，相应的电力变压器所存在故障也尚在可控范围内。但如果电力变压器内部出现了较为明显的故障，那么两端的电流就会由原先的方向相反转化为方向相同，在这种情况下差动保护装置就能够快速接收到两端电流一遍的信息和讯号，进而开始启动相应保护装置进行工作，对变压器的日常运作进行必要的保护，因此相比较其他的保护技术而言，差动保护技术具有较为明显的针对性，它专门针对电力变压器使用过程中存在的内部故障进行瞬间保护。

相比较其他的保护技术而言，差动保护技术的使用安装原理十分简单，因此这类保护方式能够得到进一步的运用和宣传。但需要注意的是，差动保护技术使用过程中仍然存在着较为明显的问题，如若电力变压器所发生的外部故障十分严重，但差动保护却无法进行识别，那么很容易导致电力变压器所出现故障无法得到有效解决，进而引发危险事故[4]。

4.4 过电流保护技术分析

随着时代的发展以及技术的全面革新，在电力变压器使用过程中，除了可以使用上述这种传统的保护技术来进行日常防护之外，工作人员还可以运用过电流保护技术来进行电力变压器日常运作的进一步维护。相比较其他的保护技术而言，电流保护技术的使用原理也十分简单，在日常的降压变压器运作过程中，电流保护装置会根据变压器的额定数据来进行保护装置是否开启指令的辨别，一旦变压器的额定数据到达了开启过电流保护的参数值，那么降压变压器便会在过电流的保护措施运用中得到更为全面的保障，避免出现任何故障和危险。

5 电力变压器保护技术的实际应用和发展趋势

5.1 进行电力变压器的外部保护

在现阶段的电力变压器使用过程中大多数情况下，工作人员都会将电力变压器设置在户外，因此电力变压器很容易受到外部环境因素的影响。而在我国南方经常出现高频率的雷电和强降雨天气，如若电力变压器周遭没有设置较为科学合理的避雷装置，那么很可能会受到雷电天气的影响，最终导致电力变压器的日常运作出现故障。为了避免这一问题的出现，在现阶段的电力变压器安装与日常维护过程中，技术人员需要在电力变压器周围进行科学合理的避雷装置的设置，只有如此，才能够使得电力变压器的日常运作不会受到雷电等极端天气的影响，避免出现故障影响到人民群众日常的用电安全和用电稳定。但需要注意的是，在电力变压器安装完成后，技术人员还需要定期进行电力变压器周遭避雷装置使用情况的检查与维修，如若电力变压器周遭的避雷装置无法发挥实际效用，那么就要及时采取必要的措施进行避雷装置的改进与完善，以期能够让供电系统的日常运行变得更为安全可靠。

5.2 进行电力变压器的日常维护

除了要对电力变压器周遭的避雷装置进行定期的检查和维修之外，工作人员对电力设备本身在日常维护也需要引起足够的重视。由于电力变压器常年处于外部环境之中，暴露在空气和外部自然条件的影响之下，因此很容易遭受雨水灰尘等自然物质的侵蚀，最终导致电力变压器的外部出现锈迹，甚至由于受到外部物质的影响，而无法进行正常的使用。为了避免这一现象的出现，工作人员需要定期对裸露在建筑外部的电力变压器进行定期的检查和维修，如若电力变压器外部出现了锈迹，那么工作人员就需要以更为专业的方式来进行电力变压器除锈工作的展开，确保电力变压器能够正常发挥作用。这能在一定程度上降低电力变压器由于外部环境影响而出现故障的概率，让电力变压器的日常运行变得更加稳定和谐。工作人员在进行电力变压器的维修后，需要将维修过程和维修结果通过记录的方式写入到工作日志当中，只有如此，当下一次进行变压器的日常维修与检测时，就能通过翻看上一次的维修日志来对该电力变压器的情况进行更为深入地了解。

5.3 进行电力变压器保护技术的智能化研究

由于信息技术以及网络发展的不断改革与创新，我国电力系统的日常构建和改进也逐步向智能化和自动化的方向靠拢。相比较传统的电力系统，日常运行而言，现阶段的电力系统逐步脱离了人工控制向自动化的方向迈进，倘若建立系统的日常运行，迈入到了全智能化时代，那么电力变压器的保护技术也应当随着电力系统的改革与创新，进行更为全面的智能化改进与完善，这或许会成为未来电力变压器保护技术发展的最终趋向。以智能化、自动化的方式来进行电力变压器保护技术的运用，不仅能够有效缓解工作人员的压力，还能够使得电力变压器的日常运作变得更为高效稳定。智能化技术的运用，能够通过分段智能监控的方式来进行电力变压器日常运作的进一步维护，这能够使得电力变压器日常出现故障的概率得到进一步的控制，这是技术人员以及研究者务必要重视的问题。

6 结语

总而言之，在电力变压器的保护技术完善与创新过程中，技术人员需要以不断前进和不断改革的步伐和眼光，跟随时代的发展趋向进行保护技术的创新与实践，以期能够让未来的保护技术在电力系统运行稳定性方面发挥重要作用。只有如此，才能使得未来的电力系统运作，更符合人民群众的日常工作和生活期待，才能够进一步降低电力变压器运用过程中可能出现的故障。