關(guān)于電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的探析

于海濤

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，高新技術(shù)也是日漸進(jìn)步。對(duì)于社會(huì)發(fā)展的多樣化對(duì)電力領(lǐng)域的需求越來越高，在電網(wǎng)日漸復(fù)雜化的當(dāng)今社會(huì)，電力系統(tǒng)中的電力變壓器在日常的工作中也備受關(guān)注。但這一電力變壓器在實(shí)際的工作中必然會(huì)遇到各種問題，這些都會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來很大的危害。為了實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的工作順利，避免造成的各種影響，確保正常的用電安全，加強(qiáng)對(duì)變壓器的繼電保護(hù)就有很重要的作用。所以，對(duì)于繼電保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)和使用都要加強(qiáng)重視的程度。

關(guān)鍵詞：電力變壓器；繼電保護(hù)；變壓器；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）25-0107-02

引言

在電力系統(tǒng)的工作中，變壓器是其中工作的主要電力設(shè)備，對(duì)于現(xiàn)代社會(huì)的電力輸送，都是需要使用電力變壓器對(duì)電壓進(jìn)行相應(yīng)的處理之后才可以使用。電力變壓器在日常的使用中可能會(huì)受到各種不確定因素的影響，致使變壓器出現(xiàn)各種故障都是不可預(yù)測(cè)的，這樣就會(huì)對(duì)電力的輸送造成影響，從而使電力不能正常的運(yùn)行。繼電保護(hù)是變壓器使用的重要保護(hù)措施之一，它的主要功能就是保證變壓器的安全使用，對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行更優(yōu)化的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)的使用規(guī)模也在逐步壯大，網(wǎng)絡(luò)的密集程度相應(yīng)的也在變化。對(duì)于電力變壓器來說受到外界因素影響的可能性很大，特別是運(yùn)行中電力系統(tǒng)出現(xiàn)的短路問題最為嚴(yán)重。所以，在電力變壓器的日常使用中可能會(huì)出現(xiàn)不同類型的設(shè)備問題和工作狀態(tài)的不正常運(yùn)行，這樣對(duì)電力系統(tǒng)的影響就會(huì)加劇。

1 電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)的工作原理與基本組成

1.1 電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)的工作原理

在電力系統(tǒng)中變壓器的繼電保護(hù)設(shè)備主要是這一系統(tǒng)可以根據(jù)電力系統(tǒng)中電力數(shù)值的變化產(chǎn)生的自我調(diào)節(jié)與保護(hù)的功能。整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)能否正常安全的運(yùn)行是電力變壓器能否正常使用的主要條件。在日常的工作中，對(duì)于繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)揮的作用也會(huì)有所不同。通過對(duì)運(yùn)行中各種參數(shù)數(shù)據(jù)的分析與研究，再結(jié)合不同工作狀態(tài)下繼電保護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與信息，就可以分辨繼電保護(hù)是否屬于正常運(yùn)行。并且這些不同的數(shù)據(jù)信息也可以作為不同狀態(tài)下繼電保護(hù)系統(tǒng)工作的依據(jù)。目前我國(guó)的繼電保護(hù)系統(tǒng)的工作屬于正常的工作狀態(tài)，該系統(tǒng)工作是先進(jìn)行測(cè)量之后再執(zhí)行具體操作。如果繼電保護(hù)系統(tǒng)處于不正常的運(yùn)行狀態(tài)，就必須要將不正常狀態(tài)下的數(shù)據(jù)信息與正常運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的對(duì)比。

1.2 電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)的基本組成

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)的使用技術(shù)也在不斷的革新。電力變壓器的繼電保護(hù)系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了微機(jī)型的繼電保護(hù)工作狀態(tài)。通過對(duì)這一繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的分析與研究得知繼電保護(hù)系統(tǒng)主要是包括以下幾個(gè)方面：第一，電力系統(tǒng)的信號(hào)采集部分，這一部分的主要工作就是對(duì)電力系統(tǒng)內(nèi)部的相關(guān)數(shù)據(jù)、信息進(jìn)行收集的工作。之后在將收集到的這些信息傳輸給變壓器的繼電保護(hù)裝置。第二，對(duì)電力系統(tǒng)的信息進(jìn)行相應(yīng)的處理。這一方面主要是將前面收集到的數(shù)據(jù)、信息等進(jìn)行相關(guān)的分析與研究，而且要根據(jù)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)將出現(xiàn)的問題進(jìn)行歸分種類。第三，電力系統(tǒng)中信號(hào)的輸出部分，主要負(fù)責(zé)將輸出的信號(hào)傳遞給電力系統(tǒng)，這樣就可以進(jìn)行相關(guān)的調(diào)節(jié)。

2 電力變壓器的常見故障

2.1 變壓器油箱內(nèi)部故障

對(duì)于變壓器的油箱來說出現(xiàn)內(nèi)部故障的種類有很多種。變壓器的檢測(cè)根據(jù)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)順序，通過電傳導(dǎo)的方法，達(dá)到對(duì)內(nèi)部設(shè)備的排查工作。第一，在變壓器的使用中出現(xiàn)問題情況最多的就是線圈的問題，以前的線圈主要是使用銀質(zhì)和金質(zhì)的線路進(jìn)行運(yùn)行，所以線圈的傳導(dǎo)性就會(huì)很好，傳輸?shù)氖褂帽容^穩(wěn)定，而且不易出現(xiàn)老化的現(xiàn)象。但對(duì)于當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)水平來說，使用這種昂貴的線圈材質(zhì)很容易引發(fā)被偷竊的情況，所以就會(huì)選擇使用銅質(zhì)的線圈作為主要的工作材料，銅質(zhì)線路的缺點(diǎn)就是比金、銀質(zhì)的線圈更容易老化受損，與此同時(shí)線圈的使用基本上處于高溫的狀態(tài)下，所以就會(huì)加速了線圈的受損程度，導(dǎo)致油箱內(nèi)各種安全故障的出現(xiàn)。第二，油箱內(nèi)部出現(xiàn)的短路問題，在大部分的變壓器故障中油箱內(nèi)部的短路問題都是比較常見而且解決難度較大的，因?yàn)槠涔ぷ髁亢芏?，如果想查出故障就需要?duì)內(nèi)部進(jìn)行一一的排查，這樣就會(huì)使成本變得更高。一部分變壓器使用的時(shí)間又很長(zhǎng)，多數(shù)的企業(yè)就會(huì)選擇對(duì)變壓器和油箱進(jìn)行更換，很少進(jìn)行相應(yīng)的維修，對(duì)于油箱短路來說主要是變壓器在運(yùn)行中進(jìn)行的高難度振動(dòng)。第三，油箱內(nèi)部的環(huán)境變化也會(huì)引起相關(guān)的變壓器故障，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的合理分配，就會(huì)造成變壓器產(chǎn)生大量的熱量，對(duì)于這些高強(qiáng)度的熱量，就會(huì)引起變壓器內(nèi)部一些零件的損壞，在變壓器的使用中鐵芯是受損最為嚴(yán)重的零件之一，如果鐵芯出現(xiàn)了故障就會(huì)產(chǎn)生氧氣，氧氣的不斷積累就會(huì)使變壓器其他內(nèi)部零件出現(xiàn)樣化的現(xiàn)象，從而零件腐蝕生銹，造成變壓器出現(xiàn)故障的幾率大大提高。

2.2 電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)電流互感器的故障

在電力變壓器的繼電保護(hù)系統(tǒng)中電流互感器的設(shè)計(jì)是根據(jù)電磁感應(yīng)的基本原理，所以，設(shè)計(jì)電流互感器的主要作用就是將原有的較大數(shù)值的電流轉(zhuǎn)換成較小數(shù)值的電流，這就是電流互感器的主要作用。根據(jù)上述的內(nèi)容可以得知，如果電流互感器的內(nèi)部絕緣部分出現(xiàn)了光問題，就會(huì)造成電流的竄出或其他現(xiàn)象的發(fā)生，這樣就會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重的威脅，還有可能引發(fā)安全事故的發(fā)生。

2.3 計(jì)算機(jī)型電力變壓器繼電保護(hù)裝置的故障

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)的使用范圍越來越廣泛，新型的計(jì)算機(jī)型的繼電保護(hù)裝置在逐步的應(yīng)用到變壓器的繼電保護(hù)工作中來。但是，在這一設(shè)備運(yùn)行使用的過程中，一旦出現(xiàn)輸入功率不合理，就會(huì)造成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)輸出的電壓數(shù)值變小等情況的出現(xiàn)，這一現(xiàn)象就會(huì)造成電力系統(tǒng)正常運(yùn)行中電力數(shù)值的嚴(yán)重危害。

2.4 帶病運(yùn)行故障

如果變壓器在存在問題的狀態(tài)下繼續(xù)工作，特別是變壓器的使用超出了自身的承載能力，在超高壓強(qiáng)的情況下進(jìn)行使用，還有可能引起變壓器的使用期限超出了自身的承受力，超過使用期限的繼續(xù)使用也是變壓器帶病運(yùn)行的狀態(tài)之一。變壓器的帶電運(yùn)行，很容易對(duì)變壓設(shè)備造成威脅，就會(huì)給設(shè)備的正常運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重的損失，從而給變壓器的安全使用帶來嚴(yán)重的影響。endprint

3 電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 差動(dòng)保護(hù)設(shè)計(jì)

差動(dòng)的保護(hù)設(shè)計(jì)主要是進(jìn)行高壓與低壓的對(duì)比，對(duì)流動(dòng)的電流相位進(jìn)行了分辨。對(duì)于環(huán)流接線布設(shè)主要是在變壓器和互感器兩者擁有同樣的變化數(shù)據(jù)。在常規(guī)的使用中會(huì)變現(xiàn)出外部故障的情況，在互感器內(nèi)部流動(dòng)的電流與差動(dòng)繼電器中流動(dòng)的電流數(shù)據(jù)很難表現(xiàn)出來。可是如果是變壓器的某一個(gè)點(diǎn)出現(xiàn)了問題，就需要對(duì)二者的電流總和進(jìn)行辨別，也就是短路電流。

3.2 瓦斯保護(hù)設(shè)計(jì)

瓦斯的保護(hù)主要是通過氣體繼電保護(hù)器的作用實(shí)現(xiàn)的，通常情況下，瓦斯的保護(hù)主要是包含了斷路器跳閘方面保護(hù)的重瓦斯和在信號(hào)動(dòng)作保護(hù)方面的輕瓦斯。其中一種保護(hù)措施就是根據(jù)氣體的化學(xué)成分與數(shù)量等相關(guān)信息進(jìn)行故障性質(zhì)的分辨與原因的分析，這樣有利于相關(guān)的工作人員技術(shù)的注意到異常情況的發(fā)生，從而在最快的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行解決。另一種就是通過對(duì)氣體的速度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，再對(duì)自身的特點(diǎn)和成本的相關(guān)情況進(jìn)行分析，從而對(duì)出現(xiàn)問題的位置進(jìn)行相關(guān)的知道。而且在變壓器受到嚴(yán)重的損壞后可以將電源自動(dòng)的進(jìn)行切斷，做到對(duì)變壓器的保護(hù)。在變壓器的正常使用情況下，都是要符合三相對(duì)稱的，因此，如果在一個(gè)電流繼電器上運(yùn)用了保護(hù)裝置并進(jìn)行相應(yīng)的連接，之后便可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)的作用。

3.3 高壓變壓器的保護(hù)設(shè)計(jì)

如果電流保護(hù)在高壓側(cè)的變壓器規(guī)定了低壓側(cè)母線的靈敏系數(shù)，過電流的保護(hù)主要是設(shè)置在變壓器高壓側(cè)的斷路器與低壓側(cè)的斷路器之間，如果低壓側(cè)發(fā)生問題，就是要將低壓側(cè)的后備保護(hù)或者主要保護(hù)。如果出現(xiàn)特殊情況，就需要將一個(gè)保護(hù)變壓器熱穩(wěn)定的反時(shí)限過流保護(hù)設(shè)置在高壓側(cè)，而且變壓器的熱穩(wěn)定的要求可以決定整個(gè)電流的數(shù)值。

4 結(jié)束語(yǔ)

總結(jié)來說，根據(jù)上面的分析我們可以得知，電力變壓器的繼電保護(hù)系統(tǒng)在整個(gè)電力系統(tǒng)中具有非常重大的作用，所以就需要我國(guó)相關(guān)的技術(shù)人員加強(qiáng)對(duì)這一方面的研究與分析，還要對(duì)系統(tǒng)中存在的各種問題進(jìn)行及時(shí)有效的處理，從而使電力系統(tǒng)正常的工作。除此之外，根據(jù)以前的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在電力變壓繼電保護(hù)系統(tǒng)中最常出現(xiàn)的問題就是二次回路的故障和電流互感器故障的出現(xiàn)。這就要求技術(shù)人員加強(qiáng)對(duì)這兩方面的重點(diǎn)研究，積極的改進(jìn)這些問題，這樣會(huì)對(duì)電力變壓器系統(tǒng)的工作帶來很大的幫助，從而保證我國(guó)電力的正常運(yùn)行，為社會(huì)的發(fā)展打下堅(jiān)固的基礎(chǔ)。

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