对电力变压器继电保护设计的探讨

李 由

重庆渝电工程监理咨询有限公司

对电力变压器继电保护设计的探讨

李 由

重庆渝电工程监理咨询有限公司

电力资源是我国重要的战略资源之一。随着城市化进程的不断加快，电力资源的消耗速度也有所增加，强化电力设施建设势在必行。本文就电力变压器继电保护设计展开探究，并总结出电力变压器机电保护设计的主要设计方案。

电力变压器；继电保护；设计；探究

电力变压器继电保护系统主要是根据电力系统所出现的电力数值的变化情况以实现电力变压器继电系统的自我调节功能。电力变压器继电保护系统存在的目的是，无论电力变压器的工作状态如何，或是处于什么样的情形都要保证整个系统的安全。

1 电力变压器继电保护系统的工作原理与基本组成

1.1 电力变压器继电保护系统的工作原理

电力变压器继电保护系统的工作原理是电力变压器继电系统根据电力系统中电力数值的波动情况而产生的一种进行自我调节的功能。整个电力变压器继电系统处于安全可靠的运行状态是电力变压器继电保护系统进行正常工作的基本前提条件。根据实际运行情况的不同，继电保护系统发挥保护作用的原理也会有所差别。通过对具体运行状态参数的分析和测量，再找出不同状态下的数据参量，能够判断继电保护系统是否处于正常的工作状态。与此同时，这些参数也能作为继电保护系统不同运行状态的依据，从而形成不同的原理。当继电保护系统处于正常工作状态时，其工作原理是先测量后执行；当其处于非正常工作状态时，则需要将系统故障情况下产生的物理参量与其正常运行时得到的结果进行对比。

1.2 电力变压器继电保护系统的基本组成

通过不断的发展，电力变压器继电保护系统已经到达了微机型的继电保护系统的状态。通过研究分析发现，这种类型的继电保护系统的组成主要包括以下三个方面：首先，要介绍的是电力系统的信号采集部分，它的工作内容具体是收集电力系统内部的电力数值情况，再将所收集得到的结果传送到电力系统的继电保护装置；其次，是电力系统的信号处理部分，它能够将前面电力系统收集到的数据进行分析和处理，并依据一定的规律将所出现的问题进行归类整合；最后要进行说明的是电力系统的信号输出部分，它主要是将最终输出的信号传递到电力系统当中，从而进行有效的调节。

2 电力变压器继电保护设计优化方法

2.1 差动保护设计

将变压器两侧的电流互感器二次侧压，如果变压器处于正常运行的状态，那么差动继电器中的电流为其两侧电流互感器CT的二次电流之差，其数值趋于0。如果差动继电器不发生任何动作，那么其保护也不会有任何作为。也就是说，如果在电流互感器二次回路端线，并且变压器处于最大符合的状态下，差动保护是不会产生任何动作的。随着计算机芯片性能的提升，对位于变压器1套保护装置中所具有的主保护以及各侧全部后备保护的两套主变压器微机型保护装置进行了全力开发，其成果已经被广泛应用于实际工程中。所以，在330kV及以上高压侧电压的变压器可以采用安装双重差动保护的方法对电力变压器引出线、套管及其内部短路故障进行反应，从而实现电力变压器绕组及其引出线的纵联差动保护，同时也可以将电流速断保护作为主保护，另外也能达到将瞬时动作于断开各侧断路器的目的。

2.2 瓦斯保护设计

除了瓦斯保护可以动作，像差动保护以及其他有关保护设计通常是都不能进行动作的。瓦斯保护主要是依靠气体继电器来实现动作的，其位于变压器油箱和油枕之间的连接导油管中。瓦斯保护主要有两种：首先轻瓦斯保护动作于信号，然后依照气体的属性，包括：颜色、可燃性、数量以及化学成分来判断保护的理由以及电力变压器继电保护装置故障的性质。据此，有关工作人员则可以及时察觉故障的发生并有针对性地对故障进行处理。首先重瓦斯保护动作于断路器跳闸，然后通过监视确定气体发生的速度，并对气体的不同特征以及相关成分进行剖析，从而根据有关分析间接地推测、判断造成故障的原因、故障出现的部位以及故障的严重程度。

2.3 过电流保护设计

(1)低压变压器过电流保护设计。三相式三卷变压器通常用于变压器低压侧，在低压侧短路时高、中压侧的阻抗保护通常无法发挥作用，起不到保护功能，因此难以达成作为相邻元件所具有的后备保护需求。在这种情况下可以在低压侧安置复合电压闭锁过流保护，并同时在其高、中压侧都设计并安装复合电压闭锁过流保护以及零序方向过电流保护或间隙保护等。

(2)高压变压器的保护设计。在电力变压器高压侧的过电流保护对低压侧母线规定有灵敏系数的时候，可以在电力变压器低压侧断路器和电力变压器高压侧上设计安装过电流保护装置。如果电力变压器低压侧母差保护发生校验停运现象，或者是因为故障出现拒动问题以及开关与TA间出现不正常现象的时候，过电流保护装置可以作为电力变压器低压侧母线的主保护以及后备保护。不过需要注意的是，一旦出现的是非金属性短路，在通过弧光短路的时候，则容易出现阻抗保护灵敏度不足以及整定延时超过2s等情况。基于以上分析，应该在电力变压器的高压侧也安装一个保护变压器热稳定的反时限过流保护装置，并且该装置的整定值必须根据电力变压器的热稳定要求进行设置。

(3)负序过电流保护设计。在进行配置的时候，必须避免被保护电力变压器所连接相邻线路发生一相断线时在流过保护安装位置的时候出现负序电流。另外，为了不引起负序过电流保护出现非选择性动作，在灵敏度方面应当配合相邻线路零序电流保护的后备段。

3 结束语

总而言之，从以上的分析当中我们不难看出，电力变压器继电保护系统在整个电力系统之中占据着十分重要的位置。因此，相关工作人员对于电力变压器继电保护系统当中可能存在的故障与问题应该及时进行解决，以充分保证电力系统的正常运行工作。与此同时，通过以往的工作经验以及调查研究，我们会发现，二次回路故障和电流互感器故障等问题是电力变压继电保护系统中最容易出现的问题。

[1]王攀.电力变压器继电保护设计[J].电气时代.2014(07)：43.

[2]韩澍，赵洪梅.电力变压器的继电保护[J].科技信息.2015(34)：132. [3]李俊狄.关于电力变压器继电保护设计的探究[J].建筑工程技术与设计，2016，(6)：1293.

个人简介，李由，身份证号：500112198608180456