浅谈电力变压器继电保护设计

刘莉

[摘要]本文以探讨电力变压器继电保护的发展现状为出发点，对我国电力变压器继电保护系统常出现的故障问题进行了分类探究，着重对如何进行电力变压继电保护设计进行了探讨，并总结开展电力变压器继电保护设计研究的重要意义，以完成对电力变压器继电保护的设计研究，以求进一步推动我国电力变压器继电保护的完善和发展。

[关键词]电力变压器 继电保护 设计研究

电力变压器继电保护系统可以实时确保电力变压器的正常工作，当电力变压器出现故障的时候，及时的采取措施，切断电力变压器的工作电流，进而降低电力事故造成的财产损失具有重要作用。但由于我国电力变压器继电保护设计正处于起步阶段，在其发展中还存在一定的弊端，这对于确保电力变压器正常工作，不断实现发电厂的电力稳定输送是极其不利的。鉴于我国电力变压器继电保护设计中存在的诸多问题，笔者将对如何完善发展电力变压器继电保护设计进行详细讨论，以求不断为电力变压器继电保护的工作人员和相关学者提供科学、有效的参考依据。

一、电力变压器继电保护的基本构成

随着科学技术的不断发展，我国电力变压器继电保护装置得到了极大的发展，从传统型逐渐转向微机型，部分结构中实现了数字集成化，微机型电力变压器继电保护系统的组成基本可以分为三个部分。首先是电力系统信号采集部分，电力系统信号采集部分的主要任务就是了解继电保护系统实时工作中的各个参数，测量其各种数字信号，将采集到的数字信息传递给下一部分的信号处理器。其次是电力变压器继电保护信号处理部分，这一部分的主要功能就是对信号采集部分收集到的信号进行处理分析，然后将分析好的数据传递给下一部分。信号输出部分是电力变压器继电保护系统的第三部分，其主要功能就是实现对信号的输出和传递。这三个部分相辅相成，共同构成了电力变压器的继电保护系统，不同部分之间联系紧密，对于保障电力变压器继电保护系统完善发展具有重要意义。

二、电力变压器继电保护系统中存在的主要故障

（一）电力变压器继电保护系统中电压互感器的二次回路故障

电压互感器是电力变压器继电保护系统的重要结构，是用来排除电力回路中超过一定数值的电压。在电压互感器正常工作中，可以容忍电压较大的负载，但由于二次回路电压会随着一级回路的电压增大而增大，当一级回路的电压過大时，电压互感器就难以承受二次回路中过高的电压，出现一系列的短路、烧毁情况，这对于电力变压器继电保护系统的正常运行会造成巨大的阻碍。除此之外，由于电压互感器的芯层含有大量的铁元素，当电压互感器两端的工作电压较大时，会造成电路的非稳振荡。由此可见电力变压器继电保护系统中电压互感器的二次回路故障将极大的影响电力变压器继电保护系统的正常工作，在完善电力变压器继电保护系统时要针对上述问题进行重点讨论，以求寻找到相应的解决措施。

（二）电力变压器继电保护系统电流互感器的故障

电流互感器故障主要是因为其线路的绝缘材料破损造成的，当线路的绝缘材料收到毁坏，其内部的部分电流就会漏出，这对于电力变压器的正常运转是极其不利的，由于漏电现象的存在，在潮湿的环境下会使电力变压器继电保护系统的部分结构带电，严重威胁到了工作人员的人身安全。当电力变压器继电保护系统检测到漏电电流的存在，就会采取电力保护措施，切断相应设备的工作电流，严重影响了电力的正常供应。

（三）计算机型电力变压器继电保护装置的故障

随着信息技术的不断发展，计算机技术逐渐被应用到了众多的工业领域和科研领域，与此同时，计算机型电力变压器继电保护装置也得到了很好的发展。但由在实际工作中，计算机型电力变压器继电保护系统常常会出现输入功率不足的现象，缺乏标准的输入功率就会造成起运行工作中的电力参数不在标准范围内，如电力变压器继电保护系统的输出电流和输出电压，这将对继电保护系统造成不利影响。

三、电力变压器继电保护设计优化方法

（一）差动保护设计

差动保护设计是优化电力变压器继电保护设计优化的重要途径，差动保护主要是将变压器两侧的电流互感器进行差动保护设计，当差动继电器两端的电流与二次互感电流相接近的时候，数值接近于0。为了更好完善差动保护设计，可以通过集成技术，提升变压器外层保护装置的抗击强度，在其前后两侧配有保护驱动装置，确保电力变压器在处于非正常工作的时候，可以与周围线路进行有效隔离。除此之外，在高压变压器的周围可以采用多重差动保护装置，以加强电力变压器各个组成部分的安全性能。为了有效避免各个相位匹配电路受到电路短路，电流过大造成的影响，可以在不通过多相电路中采取纵联差动保护的方式，进而确保电力变压器继电保护装置可以及时阻断短路电流。在优化差动保护设计中，要注重对继电保护装置反应灵敏度的提升，进而降低继电保护误判现象的发生。

（二）瓦斯保护设计

瓦斯保护设计是优化电力变压器继电保护设计的关键环节。这是因为在电力变压器继电保护设计中的差动设计启动前提要求较高，在一般的问题中是不会被驱动的，尤其是存在电力故障气体中反应。而瓦斯保护的实质就是利用气体继电器来进行动作反应。瓦斯保护的方式有两大方面。第一种方式主要是通过对故障气体的物理属性和化学属性进行分析，通过其浓度和组成成分来判断电力变压器出现何种故障，进而将相应的分析结果传递给检测的工作人员，进而由工作人员采取相应的动作和措施。瓦斯保护设计的第二种方式就是利用重瓦斯保护动作于断路器跳闸，然后再进行相应的检测和判断，采取相应措施。所以，瓦斯保护设计中无论是第一种工作方式还是第二种工作方式，都是对非气体保护设计手段的补充，这对于全面完善发展电力变压器继电保护设计都起着至关重要的作用。

（三）过电流保护设计

过电流的保护设计主要分为低压变压器的过电流保护设计、高压变压器过电流的保护设计，以及负序过电流的保护设计。针对高压变压器和低压变压器设计，需要在不同电位电压双侧加有过电流保护装置，以实现电压全方位的过电保护，针对负序保护设计，应该秉持相间后备保护远后背的宗旨，提升各个线路的反应速度，以配合零序电流后备段的实时保护。

四、结语

由于我国电力变压器继电保护设计中还存在着一定的发展弊端，这无论对于变电站的安全运转，还是发电厂的正常供电都是极其不利的。笔者在对现阶段我国电力变压器继电保护系统发展有所了解后，着重从差动保护设计、瓦斯保护设计、过电流保护设计这三个方面出发，对如何优化电力变压器继电保护设计发展进行了重点讨论，进而确保继电保护系统可以实时保障电力变压器的正常运转，同时也为电力变压器继电保护的工作人员和相关学者提供了切实可行的发展设计建议，以求深入推动我国电力变压的完善和发展。endprint