對(duì)變壓器保護(hù)幾個(gè)關(guān)鍵問題研究

黃金丹

（桂林天湖水利電業(yè)設(shè)備有限公司，廣西 桂林541213）

電力變壓器是發(fā)電廠和變電站的主要電氣設(shè)備，對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。變壓器是供電裝置中的重要部分，變壓器的用電保護(hù)至關(guān)重要，而且電力變壓器對(duì)繼電保護(hù)的要求較高。

1 變壓器保護(hù)的重要性

變壓器是電網(wǎng)中的重要設(shè)備之一，它具有多個(gè)電壓等級(jí)，在電力的運(yùn)輸過程中能夠改變電壓，以利于運(yùn)輸和減少電力損失。盡管變壓器配有避雷器、差動(dòng)、接地等多重保護(hù)，但由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、電場(chǎng)及熱場(chǎng)不均、電力運(yùn)輸過程中的其他自然條件等諸多因素，事故率仍然很高。所以對(duì)變壓器的保護(hù)已成為電力系統(tǒng)研究的重要問題。

對(duì)變壓器的保護(hù)有利于電力系統(tǒng)電力的安全運(yùn)輸，可以增加變壓器的使用年限，延長(zhǎng)使用壽命。同時(shí)對(duì)變壓器的保護(hù)可以節(jié)省電力資源，避免電力資源因變壓器的故障轉(zhuǎn)變成熱能損耗，腐蝕變壓器線圈，產(chǎn)生繼發(fā)性災(zāi)害。對(duì)變壓器的保護(hù)有利于變壓器在額定的功率下保持其最大性能，增加其電力運(yùn)輸容量。對(duì)變壓器的保護(hù)可以有效的減少電弧和放電以及劇烈燃燒現(xiàn)象的發(fā)生，避免短路或其他故障，避免由變壓器原因?qū)е碌幕馂?zāi)的發(fā)生和人員傷亡。因此對(duì)變壓器的保護(hù)對(duì)于電力系統(tǒng)的電力運(yùn)輸和用電安全具有重要的意義。

2 變壓器保護(hù)中存在的關(guān)鍵性問題

2.1 公眾對(duì)變壓器保護(hù)的意識(shí)較弱

變壓器是運(yùn)輸電力中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在電器設(shè)備和無(wú)線電路中，常用作升降電壓、匹配阻抗，安全隔離等。主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）等。以上這些功能都是涉及與電有關(guān)的作業(yè)，但是就公眾而言，電力資源只是為滿足我們?nèi)粘Ｉ钚枰囊环N常用資源，至于電力是如何產(chǎn)生，如何通過變壓器進(jìn)行轉(zhuǎn)換和運(yùn)輸，普通的民眾并不關(guān)心。同時(shí)，當(dāng)公眾談及到電時(shí)，往往都是電壓過大等漏電事故使人傷殘的事情，這也在一定程度上使公眾遠(yuǎn)離電力，最終使公眾對(duì)變壓器的意識(shí)也變得更加淡薄，缺少對(duì)變壓器的保護(hù)意識(shí)。

就現(xiàn)階段我國(guó)的變壓器的相關(guān)內(nèi)容，大多數(shù)公眾都不是特別了解，對(duì)于變壓器的相關(guān)的知識(shí)沒有良好的認(rèn)識(shí)，有些地區(qū)的變壓器因?yàn)槟昃檬蓿３?huì)發(fā)生漏電的現(xiàn)象，當(dāng)對(duì)漏電沒有察覺的小孩或成人與變壓器的相關(guān)零件接觸時(shí)，就會(huì)發(fā)生觸電事故。這種情況在我國(guó)的一些地區(qū)經(jīng)常會(huì)發(fā)生，造成了大量的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。這些情況一方面是由于電力系統(tǒng)的不完善，更多的是我國(guó)對(duì)普通民眾的變壓器知識(shí)的普及不到位，公眾不了解變壓器的基礎(chǔ)情況，對(duì)漏電的相關(guān)現(xiàn)象不明確而產(chǎn)生的災(zāi)難。

2.2 變壓器保護(hù)技術(shù)的不完善

變壓器的是由鐵芯、線圈、絕緣保護(hù)物質(zhì)和屏蔽物組成，絕緣保護(hù)物質(zhì)也是變壓器的基本保護(hù)物質(zhì)，在繞制變壓器中，線圈框架層間的隔離、繞阻間的隔離，均要使用絕緣材料，變壓器的絕緣材料只對(duì)變壓器電力起到基本絕緣作用，而當(dāng)變壓器發(fā)生故障時(shí)，絕緣物質(zhì)往往會(huì)被擊穿。對(duì)變壓器真正起到漏電保護(hù)的是報(bào)警保護(hù)裝置，當(dāng)變壓器的漏電達(dá)到某一限度時(shí)，報(bào)警裝置會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，安全裝置將對(duì)變壓器產(chǎn)生控制作用，但是變壓器的報(bào)警裝置的靈敏度存在問題，無(wú)法核定漏電的電量大小，或者當(dāng)發(fā)生漏電時(shí)由于漏電的電量過大會(huì)將報(bào)警裝置擊穿，也會(huì)發(fā)生故障。

近年來，變壓器近區(qū)或出口短路（以下簡(jiǎn)稱出口短路）故障也正逐步引起人們重視的，大大影響了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。統(tǒng)計(jì)表明，在變壓器的損壞的原因中，80%以上是由于變壓器發(fā)生了出口短路的大電流沖擊造成的。對(duì)變壓器的短路預(yù)防和處理工作也成為變壓器保護(hù)的重要目標(biāo)之一。

3 變壓器保護(hù)的重要技術(shù)方法

3.1 提高對(duì)變壓器故障的識(shí)別辦法

要做到變壓器的保護(hù)就要提高變壓器的故障識(shí)別辦法，生產(chǎn)廠家要把好質(zhì)量關(guān)，杜絕不合格產(chǎn)品出廠，加大各項(xiàng)檢測(cè)手段和檢測(cè)力度，對(duì)開關(guān)瓷套容器等嚴(yán)格進(jìn)行探傷，消除潛在的缺陷隱患。作為電力系統(tǒng)的驗(yàn)收單位應(yīng)做好各項(xiàng)交接試驗(yàn)，檢漏要利用靈敏度高的鹵素檢漏儀，微水檢測(cè)要靜止24小時(shí)后進(jìn)行，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷。應(yīng)加強(qiáng)對(duì)密度繼電器的效驗(yàn)工作，保證變壓器的各節(jié)點(diǎn)的正常，做好試跳工作，也確保在發(fā)生故障時(shí)，安全系統(tǒng)能夠有效的發(fā)揮作用，確保密度繼電器能發(fā)出安全信號(hào)。

完善電力變壓系統(tǒng)，提高公眾對(duì)變壓器的認(rèn)識(shí)，了解變壓器的安全工作情況，加強(qiáng)在社區(qū)等地區(qū)的科普宣傳，增加公眾對(duì)變壓器的相關(guān)的知識(shí)的了解，加大對(duì)局部地區(qū)的變壓器的檢修力度避免發(fā)生漏電的現(xiàn)象，向公眾宣傳變壓器的作用及漏電危害，是人群遠(yuǎn)離變壓器，減少觸電事故的發(fā)生，避免經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。向公眾宣傳變壓器的漏電現(xiàn)象，做到漏電問題的及早發(fā)現(xiàn)，及早上報(bào)和及時(shí)的解決。[1]

3.2 提高變壓設(shè)備的靈敏度

變壓設(shè)備的靈敏度是變壓器保護(hù)的重要影響因素，變壓器的靈敏度的核心零件是由密度繼電器控制的，運(yùn)用的差動(dòng)保護(hù)的方法，由電磁型構(gòu)成的差動(dòng)保護(hù)，是將變壓器的高壓側(cè)電流互感器二次側(cè)接成三角形，低壓側(cè)電流互感器二次側(cè)接成星形，以此來滿足相位補(bǔ)償關(guān)系。當(dāng)變壓器器發(fā)生故障時(shí)變壓器高壓側(cè)有零序分量電流，而變壓器低壓側(cè)電流互感器反應(yīng)零序分量電流，這樣在差動(dòng)回路中就會(huì)引起不平衡電流。不平衡電流進(jìn)一步激發(fā)變壓器的傳感裝置，將變壓器的情況做到反饋，由密度繼電器所形成的差動(dòng)保護(hù)可以有效的提高變壓設(shè)備的靈敏度。[2]

3.3 做好短路的預(yù)防與處理工作

變壓器的短路是在電力運(yùn)輸過程中的常見問題，因此對(duì)變壓器問題的研究就要做好短路問題的預(yù)防和處理工作。充分發(fā)揮導(dǎo)線的自支撐作用。按自支撐理論，提高繞組承受短路的動(dòng)穩(wěn)定能力的關(guān)鍵是提高導(dǎo)線的比例極限。在變壓器進(jìn)行繞阻時(shí)要采用半硬銅線，硬銅線可以有效的增加導(dǎo)線的支撐能力，同時(shí)也可增強(qiáng)電力的流通能力。預(yù)防短路問題，還要抑制絕緣的松散性，絕緣系統(tǒng)是關(guān)系預(yù)防短路的重要防范手段，在采用硬銅線進(jìn)行繞阻后同時(shí)要對(duì)外包的絕緣進(jìn)行加固，要保證外包絕緣一定與硬銅線相互接觸、壓實(shí)，防止中間形成“隔離帶”，產(chǎn)生漏電短路現(xiàn)象。

當(dāng)短路發(fā)生時(shí)，如果是絕緣系統(tǒng)破裂導(dǎo)致的短路問題，要更換絕緣件以保證絕緣件的性能，對(duì)絕緣件要做到整體的更換，做到絕緣件的無(wú)破損、腐蝕情況，對(duì)于更換好的絕緣件要進(jìn)行相應(yīng)性能測(cè)試，且符合要求方可使用。特別對(duì)引線支架木塊的絕緣應(yīng)引起重視。木塊在安裝前應(yīng)置于80℃左右的熱變壓器油中一段時(shí)間，以保證木塊的絕緣。

當(dāng)短路現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，要更換抗短路能力較強(qiáng)的繞組材料，改進(jìn)結(jié)構(gòu)變壓器繞組的機(jī)械強(qiáng)度，變壓器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度一方面是由繞組自身結(jié)構(gòu)的因素決定的；另一方面是由繞組內(nèi)徑側(cè)的支撐及繞組軸向壓緊結(jié)構(gòu)和拉板、夾件等制作工藝所決定的機(jī)械強(qiáng)度。采用質(zhì)量更好的硬紙板筒或增加撐條的數(shù)量來提高繞組受徑向力的能力，同時(shí)要運(yùn)用變壓器的相關(guān)零件提高繞組受軸向力的能力。

在變壓器發(fā)生短路事故后，除了按照常規(guī)項(xiàng)目對(duì)變壓器進(jìn)行試驗(yàn)外，應(yīng)重點(diǎn)結(jié)合變壓器油、氣體繼電器內(nèi)氣體、繞組直流電阻、繞組電容量、繞組變形測(cè)量的試驗(yàn)結(jié)果判斷分析故障的性質(zhì)，做到對(duì)短路問題根源的了解，從而在根本解決變壓器的短路問題。使短路問題不再發(fā)生。

4 結(jié)束語(yǔ)

變壓器是電網(wǎng)中的重要設(shè)備之一，保證變壓器的正常運(yùn)行對(duì)電力運(yùn)輸具有重要意義?？梢栽黾幼儔浩鞯氖褂媚晗?，延長(zhǎng)使用壽命。關(guān)于變壓器這一方面的問題探討在未來也是變壓器發(fā)展的重要研究方向。

［1］尹克寧.變壓器設(shè)計(jì)原理[M].中國(guó)電力出版社,2009.

［2］路長(zhǎng)柏.電力變壓器絕緣技術(shù)[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2009.