關(guān)于電力變壓器繼電保護(hù)的研究

張希軍

摘要：電流增加以及電壓降低是電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)所必須出現(xiàn)的幾種現(xiàn)象，注意電流以及電壓間相位的變化也在上述范圍涵蓋之內(nèi)。所以電力系統(tǒng)在開展繼電保護(hù)工作過程當(dāng)中一般是利用正常運(yùn)行時(shí)的物理量差別來構(gòu)成。其中還會(huì)涉及到故障時(shí)的物理量，也就是說在繼電保護(hù)工作中必須實(shí)現(xiàn)對(duì)多方面內(nèi)容的綜合考慮，本文主要針對(duì)電力變壓器繼電保護(hù)進(jìn)行進(jìn)一步探究，這對(duì)供電工作的正常開展有重要作用，可將更為良好的服務(wù)提供給人們。

關(guān)鍵詞：電力變壓器；繼電保護(hù)；瓦斯保護(hù)

變壓器從本質(zhì)上來說就是一種器件，需要對(duì)電磁感應(yīng)原理對(duì)電能或者電信號(hào)進(jìn)行傳輸。變壓、變流以及變阻抗是變壓器的主要作用。變壓器具有相當(dāng)多的種類使用范圍也較為廣泛，所以在供配電系統(tǒng)中變壓器占據(jù)的位置至關(guān)重要。針對(duì)變壓器工作可靠性所開展的研究具有十分重要的意義，在考慮保護(hù)裝置裝設(shè)工作過程當(dāng)中，必須充分融合變壓器的故障以及不正常運(yùn)行方式，將其作為主要依據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)專用保護(hù)裝置的合理設(shè)置。

一、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)概述

將不同類型的過電流保護(hù)裝置合理安裝在電力系統(tǒng)中是，有效保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要途徑。在此過程中，負(fù)荷以及短路所引起的電流對(duì)系統(tǒng)的影響也會(huì)大幅度降低。熔斷器保護(hù)、低壓斷路器保護(hù)以及繼電保護(hù)是現(xiàn)階段常用過電流保護(hù)裝置的三種主要形式。高壓供配電系統(tǒng)一般會(huì)對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行使用，其保護(hù)功能相當(dāng)強(qiáng)大，這也是順利開展供配電自動(dòng)化的重要前提。會(huì)有不可避免的故障或者不正常工作狀態(tài)存在于配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備上。繼電保護(hù)裝置可對(duì)其進(jìn)行直觀體現(xiàn)，尤其是可對(duì)跳閘或者短路現(xiàn)象發(fā)出預(yù)報(bào)信號(hào)，作為一種自動(dòng)的裝置存在。繼電保護(hù)任務(wù)可在多個(gè)方面進(jìn)行直觀體現(xiàn)我們主要將其總結(jié)為以下幾點(diǎn)。

1.首先是從供配電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)故障元件的有效切除，保障其自動(dòng)性、迅速性以及有選擇性，在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常供電。

2.電氣設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)可借助繼電保護(hù)來真實(shí)反映，工作人員將其發(fā)出的預(yù)報(bào)信號(hào)作為主要依據(jù)，采取必要措施實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備正常工作的有效恢復(fù)。

3.在工作過程當(dāng)中配合供電系統(tǒng)的自動(dòng)裝置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)供配電系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的真正提升。

二、電力變壓器繼電保護(hù)的研究

電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)會(huì)引起電流的增加、電壓的降低以及電流與電壓間相位的變化，因此，電力系統(tǒng)中所采用的各種繼電保護(hù)大多數(shù)足利用故障時(shí)物理量與正常運(yùn)行時(shí)物理量的差別來構(gòu)成的，其中規(guī)定：對(duì)電力變壓器的下列故障及異常運(yùn)行方式，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置：

繞組及其引出線的相間短路和中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路；繞組的匝間短路；外部短路引起的過電流；中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中外部接地短路引起的過電流及中性點(diǎn)過電壓；過負(fù)荷；變壓器溫度升高或冷卻系統(tǒng)故障。不同容量、不同使用地點(diǎn)的變壓器裝設(shè)的保護(hù)裝置不同。

1.瓦斯保護(hù)

瓦斯保護(hù)稱氣體繼電保護(hù)，用來防御變壓器的內(nèi)部故障。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，油受熱分解產(chǎn)生氣體或當(dāng)變壓器油面降低時(shí)。瓦斯保護(hù)應(yīng)動(dòng)作。其中輕瓦斯動(dòng)作于預(yù)告信號(hào)，重瓦斯動(dòng)作于跳開各電源側(cè)斷路器。瓦斯保護(hù)主要有以下幾種：

（1）在變壓器正常運(yùn)行時(shí)，瓦斯繼電器的容器內(nèi)包括其中的上下開口油杯，都是充滿油的；而上下油杯因各自平衡錘的作用而升起，此時(shí)t下兩對(duì)觸點(diǎn)都是斷開的。

（2）當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，由故障產(chǎn)生的少量氣體慢慢升起，進(jìn)入瓦斯繼電器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，這時(shí)上觸點(diǎn)接通信號(hào)回路，發(fā)出音響和燈光信號(hào)，這稱之為“輕瓦斯動(dòng)作”。

（3）當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí).如相間短路、鐵心起火等，由故障產(chǎn)生的氣體很多，帶動(dòng)油流迅猛地由變壓器油箱通過聯(lián)通管進(jìn)入油枕。這時(shí)下觸點(diǎn)接通跳閘回路（通過中間繼電器），使斷路器跳閘。同時(shí)發(fā)出音響和燈光信號(hào)，這稱之為“重瓦斯動(dòng)作”。

2.變壓器的過電流保護(hù)

變壓器的過電流保護(hù)用來保護(hù)變壓器外部短路時(shí)引起的過電流，同時(shí)又可作為變壓器內(nèi)部短路時(shí)瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù)。為此，保護(hù)裝置應(yīng)裝在電源側(cè)。過電流保護(hù)動(dòng)作以后，斷開變壓器兩側(cè)的斷路器。一般來說。變壓器的過電流保護(hù)采用三相完全星形接線方式或兩相三繼電器不完會(huì)星形接線方式，這樣可以提高靈敏度。

3.電流速斷保護(hù)

用來防御變壓器內(nèi)部故障及引出線套管的故障。容量在10000kv/A以下單臺(tái)運(yùn)行的變壓器。一般裝設(shè)電流速斷保護(hù)來代替縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，當(dāng)變壓器靈敏度不能滿足要求時(shí)，應(yīng)改為裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。

4.過負(fù)荷保護(hù)

用來防御變壓器因負(fù)荷而引起的過電流，保護(hù)裝置只接在某一項(xiàng)的電路中，一般延時(shí)動(dòng)作無信號(hào)，也可以延時(shí)跳閘或延時(shí)自動(dòng)減負(fù)荷。

5.瓦斯保護(hù)設(shè)計(jì)

當(dāng)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重漏油、匝間短路、鐵芯局部燒毀以及絕緣失效、油面下降等故障時(shí)，差動(dòng)保護(hù)設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用意義就會(huì)受到限制，這時(shí)就需要采用瓦斯保護(hù)設(shè)計(jì)。通過將氣體繼電器安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接導(dǎo)油管中，可以很容易實(shí)現(xiàn)瓦斯保護(hù)的目的。一般情況下可以將瓦斯保護(hù)分為兩種。其一是輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，可以通過分析氣體的數(shù)量、顏色及化學(xué)成分等判斷出該保護(hù)動(dòng)作產(chǎn)生的原因以及所發(fā)生的故障類別；另一種是重瓦斯保護(hù)動(dòng)作，能夠?qū)怏w產(chǎn)生的速度進(jìn)行監(jiān)視，同時(shí)對(duì)氣體的成分和特征進(jìn)行分析，從而有效推斷出故障發(fā)生的原因以及程度。

6.高壓變壓器保護(hù)設(shè)計(jì)

當(dāng)變壓器高壓側(cè)的過電流保護(hù)對(duì)其低壓側(cè)的母線具有規(guī)定的靈敏系數(shù)時(shí)，可以在其間配置過電流保護(hù)裝置，使之成為低壓側(cè)母線的保護(hù)設(shè)施。此外，在變壓器的高壓側(cè)可以設(shè)置一個(gè)反時(shí)限過流保護(hù)裝置，從而對(duì)該變壓器的熱穩(wěn)定性進(jìn)行保護(hù)。與此同時(shí)，在變壓器的低壓側(cè)還應(yīng)另外安裝保護(hù)裝置，在其中性線上安裝零序電流保護(hù)裝置，如跳高壓側(cè)短路器，同時(shí)規(guī)定經(jīng)過該裝置的不平衡電流不能超過額定電流的25%。

結(jié)語：

變壓器的不正常工作情況較為復(fù)雜，外部短路或者過負(fù)荷所引起的過電流都可對(duì)其進(jìn)行直觀體現(xiàn)。注意不斷降低的油面以及不斷升高的溫度也可充分說明變壓器工作狀態(tài)不正常，因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)繼電保護(hù)裝置過程當(dāng)中需要融合合理的運(yùn)行方式，并將故障類型作為主要依據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)科學(xué)措施與建議的制定。針對(duì)電力系統(tǒng)安全性能進(jìn)行全方位的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]褚振軍.電力變壓器繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐[J].科技傳播，2014（8）.

[2]周寶忠.電力變壓器繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2014（11）：173-173.

[3]劉軍，薛蓉，王得發(fā).基于小波變換的電力變壓器繼電保護(hù)研究[J].電子測(cè)量技術(shù)，2016（1）：22-26.