淺談電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)

劉莉

[摘要]本文以探討電力變壓器繼電保護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀為出發(fā)點(diǎn)，對我國電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)常出現(xiàn)的故障問題進(jìn)行了分類探究，著重對如何進(jìn)行電力變壓繼電保護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討，并總結(jié)開展電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)研究的重要意義，以完成對電力變壓器繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)研究，以求進(jìn)一步推動(dòng)我國電力變壓器繼電保護(hù)的完善和發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]電力變壓器 繼電保護(hù) 設(shè)計(jì)研究

電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)確保電力變壓器的正常工作，當(dāng)電力變壓器出現(xiàn)故障的時(shí)候，及時(shí)的采取措施，切斷電力變壓器的工作電流，進(jìn)而降低電力事故造成的財(cái)產(chǎn)損失具有重要作用。但由于我國電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)正處于起步階段，在其發(fā)展中還存在一定的弊端，這對于確保電力變壓器正常工作，不斷實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠的電力穩(wěn)定輸送是極其不利的。鑒于我國電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)中存在的諸多問題，筆者將對如何完善發(fā)展電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)討論，以求不斷為電力變壓器繼電保護(hù)的工作人員和相關(guān)學(xué)者提供科學(xué)、有效的參考依據(jù)。

一、電力變壓器繼電保護(hù)的基本構(gòu)成

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國電力變壓器繼電保護(hù)裝置得到了極大的發(fā)展，從傳統(tǒng)型逐漸轉(zhuǎn)向微機(jī)型，部分結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)了數(shù)字集成化，微機(jī)型電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)的組成基本可以分為三個(gè)部分。首先是電力系統(tǒng)信號(hào)采集部分，電力系統(tǒng)信號(hào)采集部分的主要任務(wù)就是了解繼電保護(hù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)工作中的各個(gè)參數(shù)，測量其各種數(shù)字信號(hào)，將采集到的數(shù)字信息傳遞給下一部分的信號(hào)處理器。其次是電力變壓器繼電保護(hù)信號(hào)處理部分，這一部分的主要功能就是對信號(hào)采集部分收集到的信號(hào)進(jìn)行處理分析，然后將分析好的數(shù)據(jù)傳遞給下一部分。信號(hào)輸出部分是電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)的第三部分，其主要功能就是實(shí)現(xiàn)對信號(hào)的輸出和傳遞。這三個(gè)部分相輔相成，共同構(gòu)成了電力變壓器的繼電保護(hù)系統(tǒng)，不同部分之間聯(lián)系緊密，對于保障電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)完善發(fā)展具有重要意義。

二、電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)中存在的主要故障

（一）電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)中電壓互感器的二次回路故障

電壓互感器是電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)的重要結(jié)構(gòu)，是用來排除電力回路中超過一定數(shù)值的電壓。在電壓互感器正常工作中，可以容忍電壓較大的負(fù)載，但由于二次回路電壓會(huì)隨著一級(jí)回路的電壓增大而增大，當(dāng)一級(jí)回路的電壓過大時(shí)，電壓互感器就難以承受二次回路中過高的電壓，出現(xiàn)一系列的短路、燒毀情況，這對于電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行會(huì)造成巨大的阻礙。除此之外，由于電壓互感器的芯層含有大量的鐵元素，當(dāng)電壓互感器兩端的工作電壓較大時(shí)，會(huì)造成電路的非穩(wěn)振蕩。由此可見電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)中電壓互感器的二次回路故障將極大的影響電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)的正常工作，在完善電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)時(shí)要針對上述問題進(jìn)行重點(diǎn)討論，以求尋找到相應(yīng)的解決措施。

（二）電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)電流互感器的故障

電流互感器故障主要是因?yàn)槠渚€路的絕緣材料破損造成的，當(dāng)線路的絕緣材料收到毀壞，其內(nèi)部的部分電流就會(huì)漏出，這對于電力變壓器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是極其不利的，由于漏電現(xiàn)象的存在，在潮濕的環(huán)境下會(huì)使電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)帶電，嚴(yán)重威脅到了工作人員的人身安全。當(dāng)電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)檢測到漏電電流的存在，就會(huì)采取電力保護(hù)措施，切斷相應(yīng)設(shè)備的工作電流，嚴(yán)重影響了電力的正常供應(yīng)。

（三）計(jì)算機(jī)型電力變壓器繼電保護(hù)裝置的故障

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)逐漸被應(yīng)用到了眾多的工業(yè)領(lǐng)域和科研領(lǐng)域，與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)型電力變壓器繼電保護(hù)裝置也得到了很好的發(fā)展。但由在實(shí)際工作中，計(jì)算機(jī)型電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)常常會(huì)出現(xiàn)輸入功率不足的現(xiàn)象，缺乏標(biāo)準(zhǔn)的輸入功率就會(huì)造成起運(yùn)行工作中的電力參數(shù)不在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，如電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)的輸出電流和輸出電壓，這將對繼電保護(hù)系統(tǒng)造成不利影響。

三、電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

（一）差動(dòng)保護(hù)設(shè)計(jì)

差動(dòng)保護(hù)設(shè)計(jì)是優(yōu)化電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要途徑，差動(dòng)保護(hù)主要是將變壓器兩側(cè)的電流互感器進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)設(shè)計(jì)，當(dāng)差動(dòng)繼電器兩端的電流與二次互感電流相接近的時(shí)候，數(shù)值接近于0。為了更好完善差動(dòng)保護(hù)設(shè)計(jì)，可以通過集成技術(shù)，提升變壓器外層保護(hù)裝置的抗擊強(qiáng)度，在其前后兩側(cè)配有保護(hù)驅(qū)動(dòng)裝置，確保電力變壓器在處于非正常工作的時(shí)候，可以與周圍線路進(jìn)行有效隔離。除此之外，在高壓變壓器的周圍可以采用多重差動(dòng)保護(hù)裝置，以加強(qiáng)電力變壓器各個(gè)組成部分的安全性能。為了有效避免各個(gè)相位匹配電路受到電路短路，電流過大造成的影響，可以在不通過多相電路中采取縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的方式，進(jìn)而確保電力變壓器繼電保護(hù)裝置可以及時(shí)阻斷短路電流。在優(yōu)化差動(dòng)保護(hù)設(shè)計(jì)中，要注重對繼電保護(hù)裝置反應(yīng)靈敏度的提升，進(jìn)而降低繼電保護(hù)誤判現(xiàn)象的發(fā)生。

（二）瓦斯保護(hù)設(shè)計(jì)

瓦斯保護(hù)設(shè)計(jì)是優(yōu)化電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這是因?yàn)樵陔娏ψ儔浩骼^電保護(hù)設(shè)計(jì)中的差動(dòng)設(shè)計(jì)啟動(dòng)前提要求較高，在一般的問題中是不會(huì)被驅(qū)動(dòng)的，尤其是存在電力故障氣體中反應(yīng)。而瓦斯保護(hù)的實(shí)質(zhì)就是利用氣體繼電器來進(jìn)行動(dòng)作反應(yīng)。瓦斯保護(hù)的方式有兩大方面。第一種方式主要是通過對故障氣體的物理屬性和化學(xué)屬性進(jìn)行分析，通過其濃度和組成成分來判斷電力變壓器出現(xiàn)何種故障，進(jìn)而將相應(yīng)的分析結(jié)果傳遞給檢測的工作人員，進(jìn)而由工作人員采取相應(yīng)的動(dòng)作和措施。瓦斯保護(hù)設(shè)計(jì)的第二種方式就是利用重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于斷路器跳閘，然后再進(jìn)行相應(yīng)的檢測和判斷，采取相應(yīng)措施。所以，瓦斯保護(hù)設(shè)計(jì)中無論是第一種工作方式還是第二種工作方式，都是對非氣體保護(hù)設(shè)計(jì)手段的補(bǔ)充，這對于全面完善發(fā)展電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)都起著至關(guān)重要的作用。

（三）過電流保護(hù)設(shè)計(jì)

過電流的保護(hù)設(shè)計(jì)主要分為低壓變壓器的過電流保護(hù)設(shè)計(jì)、高壓變壓器過電流的保護(hù)設(shè)計(jì)，以及負(fù)序過電流的保護(hù)設(shè)計(jì)。針對高壓變壓器和低壓變壓器設(shè)計(jì)，需要在不同電位電壓雙側(cè)加有過電流保護(hù)裝置，以實(shí)現(xiàn)電壓全方位的過電保護(hù)，針對負(fù)序保護(hù)設(shè)計(jì)，應(yīng)該秉持相間后備保護(hù)遠(yuǎn)后背的宗旨，提升各個(gè)線路的反應(yīng)速度，以配合零序電流后備段的實(shí)時(shí)保護(hù)。

四、結(jié)語

由于我國電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)中還存在著一定的發(fā)展弊端，這無論對于變電站的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，還是發(fā)電廠的正常供電都是極其不利的。筆者在對現(xiàn)階段我國電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)展有所了解后，著重從差動(dòng)保護(hù)設(shè)計(jì)、瓦斯保護(hù)設(shè)計(jì)、過電流保護(hù)設(shè)計(jì)這三個(gè)方面出發(fā)，對如何優(yōu)化電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)發(fā)展進(jìn)行了重點(diǎn)討論，進(jìn)而確保繼電保護(hù)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)保障電力變壓器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)也為電力變壓器繼電保護(hù)的工作人員和相關(guān)學(xué)者提供了切實(shí)可行的發(fā)展設(shè)計(jì)建議，以求深入推動(dòng)我國電力變壓的完善和發(fā)展。endprint