浅谈电力变压器继电保护设计

文/解占元，内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒电业局阿巴嘎供电分局

浅谈电力变压器继电保护设计

文/解占元，内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒电业局阿巴嘎供电分局

随着我国社会经济的不断发展,作为整个电力变压器系统的重要组成部分,电力变压器继电保护装置具有至关重要的作用。因此,只有使整个电力变压器继电保护系统处于正常的运行状态,才能够在一定程度上保证电力变压器继电系统的安全运行。如今,人们对于电力的需求水平日益增长,对于电力变压器继电保护设计的研究就显得非常有必要。本文将主要从电力变压器继电保护设计的角度进行分析,同时对电力变压器继电保护系统的工作原理、基本组成及该系统的常见故障类型进行阐述,从而得出电力变压器继电保护中故障的有效排除措施。

电力变压器；继电保护；设计

伴随着经济的迅速发展，我国的电力工业发展迅速，电力已走进了现代社会的方方面面，离开了电力，所有的家用电器将会停止运转，人们的日常生活将无以为继；工业系统更是少不了电力的支持，几乎所有的机械设备都需要电力的支持，因此维持电力的正常运转，十分重要。在现代电力系统中，变压器的作用十分的重要，电力变压器在供电系统中，可以有效地调节电气输出电路中电流的变化，相当于供电系统中的“自动开关”，起到自动调节、安全保护、转换电路等作用。

1 电力变压器常见的故障

电力变压器由于各种人为的或者环境的因素，在使用过程中难免会产生这样那样的故障。广义的说常见的变压器故障分为两种类型。第一种类型是内部故障，这种故障主要发生在电力变压器的油箱里面；第二种类型是外部故障，这种类型的故障在油箱外部比较常见，常发生在绝缘套管及其引出线上。在故障发生时，前者要切除变压器可以依靠差动保护动作以及瓦斯；而后者一般只能由差动保护动作实现。在故障发生的情况下，利用瓦斯和差动保护等的速动保护切除故障变压器，变压器的动稳定性则是设备是否损坏的主要因素。

如果电力变压器的故障发生在两侧母线及其相连的间隙时，若故障设备的保护装置保护拒动或者故障设备未配保护，如低压侧母线保护等，这种情况下切除故障变压器只能靠变压器后备保护动。此时由于故障造成的过量电流就可能通过变压器一段时间，这是因为电力变压器的后备保护带具有延时性。电力变压器在故障发生的情况下依然工作属于不正常的工作状态，会对电力设备造成很大的损害，如设备周围的绝缘材料迅速老化导致电力设备的某些零部件热量过高。因此为了保护电力设备，在电力变压器发生故障时应及时将其切除避免其他故障的发生。

2 电力变压器继电保护的原理

在电力变压器发生故障时，主要表现为电流增加、电压降低以及电压和电流间的相位发生变化。继电保护的原理就是根据电力变压器正常运行时与故障发生时的电流、电压参数差别而进行工作的[1]。例如，电流保护的继电保护是根据电流增大工作的；电压保护的继电保护是根据电压降低工作的；而阻抗类型的继电保护工作是根据电压和电流比值的变化进行的；差动保护类型的继电保护特点是利用电力设备各端电流大小和相位的差别而进行工作等。

3 电力变压器继电保护的设计方案

电力变压器在整个电力系统中的作用非常重要，因此它的稳定运行，直接关系到电网的安全，针对变压器经常出现的故障，继电保护装置可以有效的检测到电力变压器的运转状态，及时的将出现的问题反馈给相关的维修人员，在有重大的故障时，及时的切除问题设备，保障电力系统的安全稳定。

3.1 瓦斯保护装置

前面讲到，电力变压器常见的故障分为油箱内部故障和外部故障，瓦斯保护装置就是针对油箱内部问题进行检测和保护的设备。瓦斯保护装置主要的工作部分是气体变压器，当油箱的内部由于各种原因出现内部温度过高时，它可以保证油箱内部的温度保持正常，及时的排出多余的高温热量，瓦斯保护装置分为两种，轻瓦斯保护和重瓦斯保护，轻瓦斯保护的主要作用体现在它能够及时的检测内部气体的各种状况，并传达给工作人员，帮助其判断出现的问题；重瓦斯保护主要体现在油箱内部出现重大问题时，可在发出故障信号的同时，可以传出信号，直接的切断电闸，保护电力变压器，等待维修人员排除故障。

3.2 差动保护

差动保护以比较变压器高压侧、低压侧的电流大小和相位来实现作为构建原理。如果电力变压器发生了故障，差动继电器内部的电流就会增大，约等于两侧电流互感器的二次电流之和差，此时，差动保护装置就会发出故障的信号，切断电力动保护装置在电力变压器继电保护中运用十分的广泛，差动保护装置具有灵敏度较高，结构简单，可靠性强等优点，在实际的使用中用途较广泛。

3.3 过电流保护

瓦斯保护装置的主要工作是针对油箱的内部状态，如果是油箱外部出现了问题，那么瓦斯保护装置就无能为力了，而过电流保护则可以检测到油箱外部出现的故障问题，可以成为瓦斯保护与差动保护的另一个后备保险装置，在外部的出线与绝缘套管出现问题导致短路，出现电流过大时做出检测，电流检测装置如果检测到不正常的电流数值时，就会发出故障信号，帮助维修人员及时处理问题，排除隐患。

3.4 速断保护

速断保护按照被保护设备的短路电流整定，当短路电流超过整定值时，则保护装置便会发出信号动作，指挥断路器跳闸，电流速断保护一般没有时限，为避免失去选择性，不能保护线路全长，因此存在保护的死区。为克服此缺陷，常采用略带时限的电流速断保护以保护线路全长。时限速断的保护范围不仅包括线路全长，而深入到相邻线路的无时限保护的一部分，其动作时限比相邻线路的无时限保护大一个级差。

4 结语

电力变压器是现代电力系统的重要组成部分，如果它出现故障，将会极大的影响电力系统的正常运转，电力变压器的常见问题主要分为油箱内部问题和外部的问题，继电保护设备可以有效的保护变压器，根据不同的工作原理，可以分为瓦斯保护，差动保护，过电流保护，速断保护四种方式，这几种方式都有各自的优点和缺点，在设计使用时应该全面地考虑，扬长避短，从而充分保护好变压器的安全运行，保证电力系统的的安全运行。

[1]王耀辉.电力变压器继电保护设计要点[J].城市建设理论研究(电子版).2016(20).

[2]周迅燕.浅谈电力变压器继电保护设计[J].科技创新与应用.2014(25).

[3]庄重.关于电力变压器继电保护设计的探究[J].黑龙江科技信息.2016(36).