電力變壓器繼電保護(hù)裝置設(shè)計(jì)

韓洪偉 惠遠(yuǎn)健

(1.遼寧許繼電氣有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110003;2.沈陽(yáng)地鐵集團(tuán)有限公司 運(yùn)營(yíng)分公司，遼寧 沈陽(yáng) 110003)

1 電力變壓器的故障簡(jiǎn)述

電力變壓器在實(shí)際的運(yùn)行當(dāng)中會(huì)出現(xiàn)許許多多的問題，這就需要專業(yè)人員積累經(jīng)驗(yàn)，逐漸減少故障發(fā)生的可能性。電力變壓器發(fā)生的故障類型有很多，簡(jiǎn)單來說，可分為兩種：1、油箱內(nèi)部的故障;2、油箱外部的故障。這里分別論述如下，首先，內(nèi)部故障，顧名思義是指故障發(fā)生在電力變壓器中，它發(fā)生的原因可能是由于油箱繞組的短路，短路會(huì)引發(fā)極大的電流，溫度升高，使得周圍的絕緣物質(zhì)都可能引起燃燒、劇烈氣化，給易燃易爆物造成了爆炸條件，一旦引起爆炸，后果不堪設(shè)想。繞組的短路可以是由于接地造成的，也可以是相間短路，還有可能是纏繞的鐵絲破損使得鐵芯裸露等，該故障的發(fā)生則危險(xiǎn)性是極大的。其次，外部故障，是指電力變壓器外部或者油箱外部發(fā)生的故障，它主要是由于直接接地系統(tǒng)的短路所引起的，從變壓器繞組中引出的導(dǎo)線要和絕緣套管相連，這也可能會(huì)發(fā)生相間短路，它們的損害性也是不容忽視的。除此之外，各種接地短路、超負(fù)荷、油箱漏油、冷卻系統(tǒng)故障都會(huì)使電力變壓器造成故障，不能正常的運(yùn)行。對(duì)于一些稍微大些容量的電力變壓器來說，它們可能還會(huì)發(fā)生過勵(lì)磁故障，使得電力變壓器的絕緣系統(tǒng)受到損害，給整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來威脅。因此，優(yōu)化電力變壓器繼電保護(hù)裝置設(shè)計(jì)勢(shì)在必行。

2 電力變壓器繼電保護(hù)裝置設(shè)計(jì)的創(chuàng)新

由于電力變壓器會(huì)出現(xiàn)很多種故障，所以我們有必要加強(qiáng)對(duì)電力變壓器的保護(hù)設(shè)計(jì)，我們可以從以下幾個(gè)方面做起：實(shí)施對(duì)電力繼電器的瓦斯保護(hù)設(shè)計(jì)、差動(dòng)保護(hù)設(shè)計(jì)、過電流保護(hù)設(shè)計(jì)及過負(fù)荷保護(hù)設(shè)計(jì)。

2.1 電力變壓器的瓦斯保護(hù)

電力變壓器的瓦斯保護(hù)又叫做氣體繼電裝置保護(hù)，它主要對(duì)預(yù)防變壓器內(nèi)部故障的發(fā)生起著至關(guān)重要的作用，瓦斯保護(hù)主要適用于油浸式電力變壓器，它能良好的反映出油箱內(nèi)出現(xiàn)的各種故障，它能檢測(cè)出電力變壓器內(nèi)部是否有短路情況、油箱內(nèi)部是否有漏油情況以及各種電力線路是否有接觸不良的情況。瓦斯保護(hù)分為：輕度瓦斯動(dòng)作保護(hù)和重度瓦斯動(dòng)作保護(hù)。它們分別適用于當(dāng)故障發(fā)生的情況較輕和故障發(fā)生的情況較重時(shí)，這兩種情況下，瓦斯保護(hù)分別所進(jìn)行的保護(hù)方式是不一樣的，前者是進(jìn)行信號(hào)整體的回路啟動(dòng)而后者是進(jìn)行整體的跳閘回路啟動(dòng)。瓦斯保護(hù)的結(jié)構(gòu)設(shè)置比較簡(jiǎn)化，保護(hù)速度也較為敏捷，保護(hù)效果也比較安全可靠。但是，瓦斯保護(hù)比較容易受到外部環(huán)境的干擾，所以，單一的瓦斯保護(hù)并不是行之有效的保護(hù)方案。

2.2 電力變壓器的差動(dòng)保護(hù)

目前，我國(guó)的電力變壓器的差動(dòng)保護(hù)裝置大多是依據(jù)電流循環(huán)或者稱為基爾霍夫的電流定律的原理進(jìn)行裝配的。在電路正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，差電流很小甚至為零的，但是當(dāng)電力變壓器的內(nèi)部發(fā)生某一故障時(shí)，差電流就會(huì)變大。差動(dòng)保護(hù)的工作原理是：當(dāng)電力變壓器或者油箱的內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，尤其是由于故障點(diǎn)發(fā)生短路的情況時(shí)，差動(dòng)保護(hù)可以快速地發(fā)動(dòng)斷路器，使其工作來切斷短路部位。差動(dòng)保護(hù)是電力變壓器繼電保護(hù)裝置中的重要保護(hù)設(shè)施之一，它具有高選擇性、高靈活性與高快捷性的特點(diǎn)。所以，我們有必要加強(qiáng)對(duì)差動(dòng)保護(hù)的研究，使其得到高度的重視。

2.3 電力變壓器的過電流保護(hù)

電力變壓器的過電流保護(hù)并不是保護(hù)裝置中的主要組成部分，它主要是作為補(bǔ)充保護(hù)裝置，它的工作目標(biāo)是盡可能的讓動(dòng)作電流避免可能會(huì)出現(xiàn)的超負(fù)荷電流，部分電力變壓器采用的是復(fù)合電壓的過流保護(hù)，它是由負(fù)序電壓和低電壓兩個(gè)繼電器共同構(gòu)成的，這兩個(gè)接在相同電壓上的繼電器如果其中某一個(gè)發(fā)生動(dòng)作，加上過點(diǎn)流繼電器同時(shí)也發(fā)生動(dòng)作，裝置才可以運(yùn)轉(zhuǎn)。過電流保護(hù)的這種設(shè)計(jì)方案適用的范圍較大，效果較好，加之過電壓、過電流對(duì)變壓器的危害是十分巨大的，過大的電流可以是變壓器內(nèi)部的溫度瞬間提升而燒毀電力變壓器，過大的電壓可瞬間穿破變壓器上的絕緣物質(zhì)，造成短路或者燒損。所以，為了減少這些不必要的危害，創(chuàng)新電力變壓器繼電保護(hù)裝置的過電流保護(hù)設(shè)計(jì)也是意義重大的，也是保證電力變壓器安全運(yùn)行的途徑之一。

2.4 電力變壓器的過負(fù)荷保護(hù)設(shè)計(jì)

變壓器的過負(fù)荷保護(hù)總的來說就是起到了有效負(fù)載的作用，對(duì)于不同類型的電力變壓器，過負(fù)荷保護(hù)裝置安裝的位置也不盡相同，該裝置的安裝要將變壓器上所有的過負(fù)荷情況反映出來，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，電力變壓器的過負(fù)荷保護(hù)便會(huì)發(fā)生某種信號(hào)，相關(guān)的工作人員根據(jù)信號(hào)進(jìn)行故障處理，從而優(yōu)化保護(hù)裝置。

3 繼電保護(hù)裝置創(chuàng)新設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)

我國(guó)的電力變壓器在整個(gè)電力系統(tǒng)中占有主導(dǎo)位置，對(duì)其繼電保護(hù)安全的裝置設(shè)計(jì)是不容小視的，在設(shè)計(jì)創(chuàng)新方面的細(xì)節(jié)也是我們應(yīng)該注意的，首先，在設(shè)計(jì)中我們要注重與分清電力變壓器的主保護(hù)、后備保護(hù)以及電流和電壓保護(hù)，做好每個(gè)環(huán)節(jié)的保護(hù)工作，并做好整體的協(xié)調(diào)工作;其次，不能貿(mào)然采用保護(hù)裝置，要根據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)原則，合理的采用保護(hù)設(shè)計(jì)措施，這樣才能保證電力變壓器的電壓電流的穩(wěn)定性;再者，在進(jìn)行電力變壓器繼電保護(hù)裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)是要結(jié)合當(dāng)今電力系統(tǒng)存在的問題，利用全新的技術(shù)加以解決，使故障點(diǎn)盡快消除;最后，我們要重視電力變壓器在整體運(yùn)行中的熱分析的研究，探討變壓器是否符合熱穩(wěn)定方面的要求等。只有注重這些小細(xì)節(jié)，我國(guó)的電力系統(tǒng)才能更好地運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)我國(guó)電力變壓器繼電保護(hù)裝置尚存在的一些故障問題進(jìn)行了分析，并從四個(gè)方面提出了繼電保護(hù)裝置創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方案，以及在保護(hù)裝置設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的一些細(xì)節(jié)，只有相關(guān)人員做好每一步工作，我國(guó)的電力安全才能得到保障，電力事業(yè)才能越來越發(fā)展壯大。

［1］周培華.淺談電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)［J］.科技咨詢導(dǎo)報(bào)，2007，16：047

［2］王江衛(wèi)，皇甫海燕.用PLC實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的順序控制［J］.新疆師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011，03：82-86.