电力变压器的继电保护思路构建
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摘 要：电力变压器是电力系统中十分重要的元器件，設置相应的继电保护装置，可保证供电的可靠和系统运行安全。本文将在分析电力变压器常见故障的基础上，介绍分析了电力变压器继电保护的工作原理、基本构成等，希望对构建电力变压器继电保护思路有所帮助。
关键词：电力变压器；继电保护；电力工程
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.171
1 电力变压器的常见的故障分析
电力变压器常见故障分为油箱内部故障和油箱外部故障。油箱内部故障有绕组的相间短路、接地短路、匝间短路和铁芯的绕损等。当邮箱内故障发生时，在其内部会产生电弧。从而以兴起绝缘物质剧烈气化，最终可能会引起火灾、爆炸等安全事故。油箱外故障包括绝缘套管和引出线上发生相间短路和接地短路。当发生故障问题时不但会伤害电力变压器，还会影响继电保护设备的功能和运行安全。当外部短路发生在电力变压器高压侧时，会因为电压过高而出现严重损害。此外，电力变压器在正常运行时会受到继电保护的制约和保护，但是在继电保护出现故障以后，电力变压器的功能就可能因失去保护而出现损害，导致电力变压器温度上升，出现放电等危害。在继电保护没有启动时，使得电力变压器的故障问题更加严重，给变压器带来严重损害。
2 电力变压器继电保护工作原理和特点分析
2.1 电力变压器继电保护工作原理
电力系统继电保护的作用是为了保证该电力系统的安全、可靠运行。但是在电力系统变压器的继电保护中，和整体电力系统的继电保护原理不同，在电力系统中确认和测量不同环节的故障状态以后才能开展继电保护工作，保证继电保护工作良好的状态，然后分析在不同工作状态和环节中的运行参数，整合分析数据，找出不同点，并以此为依据制定继电保护方案并执行。
2.2 电力变压器继电保护工作特点
电力变压器的继电保护设计具有以下几个特点或优势：第一，变压器继电保护装置具有可靠性的特点，继电保护专职不会发生误动，只有在需要继电保护状态下才会开始工作。在继电保护装置负责的范围内，还要发现电力变压器出现故障，继电保护立即启动，做出及时的反应，从而可保证变电器的安全。第二，当在继电保护范围内电力变压器出现故障或处于不正常运行状态下时，继电保护会根据故障问题的不同而发出不同的指令，做出不同的反应，具有灵敏性的特点。第三，在电力系统运行中，利用共享的数据可有效解决变压器运行中存在的问题，还能通过数据分析系统和远程监控等方式保证继电保护装置正常运行，为电力变压器安全可靠地运行提供保障。
3 电力变压器继电保护的基本构成
随着科学技术的发展，在电力系统中，关于电力变压器的继电保护系统设置，目前已使用微机型的继电保护系统，在微机型状态下，变压器继电保护主要由电力系统信号采集电力系统信号处理和电力系统信号输出三个部分组成。其中电力系统信号采集的作用是对电力系统内所有电力数值进行收集，在整理后将数据传输给电力系统继电保护部分。电力系统信号处理指的是对电力系统信号采集部分采集到的信号数据进行一定处理，并做好问题的分类和处理。信号传输部分的作用是将信号数据以精准无误的方式传输给电力系统，保证调节工作有效完成。
4 电力变压器继电保护设计优化对策
4.1 差动保护设计
差动保护装置在设计时，手心必须保证纵联差动保护设计有效，也就是在电力变压器并列运行并且容量在6.3MVA以上，单独运行容量超过10MVA时采用该保护设计方式。为保证设计有效，比逊遵循电力变压器低压侧和高压侧互感器环流接线的原则，高于330KV的高压侧应将差动保护装置设置在引出线部分。其次，应根据变压器和断路器设置差动保护装置数量如果在安装断路器的情况下，则应在电力变压器和发电机间安装独立的差动保护装置，如果还没有设置断路器，则应根据电力变压器容量确定要安装的保护装置数量。此外，在设置差动保护装置中CT二次绕组时要注意：第一套差动保护回路时要连接独立的CT绕组，保证旁代切换，第二套差动保护回路则应在主变套管中接CT绕组，但是不用切换旁代。
4.2 瓦斯保护设计
瓦斯保护设计的作用是为了避免因为油箱内温度的升高，使得绝缘材料遭到破坏，或变压油出现气体膨胀问题而导致爆炸的现象。现阶段大部分电力变压器都安装了继电保护装置，但是因为瓦斯保护装置容易受到温度和湿度等外部因素影响，所以会影响保护的实际效果。在设计中要注意和其他保护方式结合，提高保护的效率和质量，保证电力变压器继电保护的可靠性。
4.3 过电流保护设计
过电流保护装置的作用是在电力变压器各侧母线出现故障时起到一定的制约和保护作用。在设计时要根据不同的电压侧实际情况开展。一般而言，在变压器低压侧采用的是三相式三卷变压器，在中高压侧设置复合电压闭锁过流保护装置、间隙保护装置和零序方向过电流保护，在低压侧采用复合电压锁闭过流保护。在设置复合电压锁闭过流保护时考虑到保护装置元件复杂，所以电流元件一般要大于电力变压器的额定电流，在低压侧还应安装一套低电压锁闭元件。
4.4 高压变压器保护设计
过电流保护在高压侧的变压器规定了低压侧母线的灵敏系数，过电流保护装置则需要设置在变压器高压侧断路器和低压侧断路器之间。当低压侧出现故障时，保护装置则可以作为低压侧的后备保护或主保护。
5 结语
综上所述，关于电力变压器继电保护的设计，设计的有效性关系着电力系统继电保护工作能否有效开展，关系着电力变压器的稳定可靠，从而对电力系统的安全运行产生影响。所以要根据实际电力工程情况做好电力变压器继电保护系统的设计和执行，及时发现和解决故障问题，保证电力系统的正常运行。
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[3]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）.
作者简介：赵亚鑫（1990-），男，河南商丘人，硕士研究生，工程师，研究方向：继电保护。
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