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摘要：电力变压器继电保护设计系统性较强，复杂程度比较高，为了保障电力系统正常运行，提高电力服务水平，必须对电力变压器继电保护进行合理设计。对此，本文首先对电力变压器继主要故障类型进行了分析，然后对电力变压器继电保护进行了介绍，最后对继电保护设计要点进行了详细探究。
关键词：变压器；继电保护；设计
引言
近几年来，随着我国电力工业水平的快速发展，电网规模与日俱增，且网络的密集程度也有了较为明显的增长。在整个电气系统当中，作为一种极其重要的电气设备，电力变压器继电系统充当着一个负责转换的中间桥梁的角色。电力变压器很容易受到外接负荷的作用，因此在其工作期间可能会出现各种类型的故障，将对电力系统的稳定运行造成直接的影响，甚至会对大容量的变压器造成一定程度的损坏。是以，为使供电的安全、可靠性具有一定的保障，就必须根据具体的工作情况设置相应的继电保护装置。
1电力变压器继电保护的工作原理
电力变压器继电保护系统主要是根据电力系统所出现的电力数值的变化情况以实现电力变压器继电系统的自我调节功能。电力变压器继电系统存在的目的是，无论电力变压器继电系统中的电力变压器继电保护系统的工作状态如何，或是处于什么样的情形都要保证整个系统的安全。按照电力变压器继电系统是否处于正常运行的状态，其继电保护的基本原理并不相同。为了确认电力变压器继电系统处于什么样的运行状态，则需要对电力变压器继电系统的运行状态进行测量并进行分析。
2力变压器继电保护系统常见故障类型
2.1电力变压器工作时的气体保护问题
电力变压器在正常工作时，气体保护不会出现任何的动作，但是当电力变压器出现内部故障时，比如变压器匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线等，故障产生的电弧将使绝缘材料及变压器油分解并产生大量的气体，从油箱向油枕流动，气体保护就会立即被触动；根据故障的轻重级别，可分为轻瓦斯、重瓦斯。若气体轻瓦斯保护信号动作时，检修用立即对变压器进行检查，查明动作原因，有必要时对变压器油进行色谱分析，依据相应的规程规范进行分析判定变压器的故障类型；另外如果电力变压器内部的工作空间因负压进了空气，也会导致变压器气体保护误动，所以在这个时候，需要运行检修人员开展相应检查测量、分析，避免带来停运设备检修麻烦。
2.2电力变压器继电保护系统电流互感器的故障
因为电力变压器继电保护系统内的电流互感器是根据电磁感应的相关原理制作设计的，因此，将原有的较大数值电流转换成为较小的数值电流是设计电流互感器的主要功能，也是电流互感器存在的价值。基于以上原因很容易知道，一旦电流互感器内部的绝缘部分发生破裂或类似现象，则极容易引起电流的窜出等系列问题，则给电力系统的安全、稳定、正常运行造成了严重的阻碍，严重时还可能引发安全事故。
2.3计算机型电力变压器继电保护装置的故障
在现代信息技术迅速发展、计算机技术迅速提升的时代背景下，计算机型电力变压器继电保护装置已经逐渐开始运用于继电保护工作。然而，在实际操作、运用的过程中，如果发生了输入功率不足的现象，则极易引起计算机系统控制所输出的电压数值减少等现象，该问题会对电力系统电力数值的正常运行带来十分不利的影响。
3电力变压器继电保护设计要点
3.1差动保护设计
将变压器两侧的电流互感器二次侧按正常时的“环流接线”是变压器差动保护动作电流设计的原则。如果变压器处于正常运行的状态，那么差动继电器中的电流为其两侧电流互感器CT的二次电流之差，其数值趋于0。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果差动继电器不发生任何动作，那么其保护也不会有任何作为。也就是说，如果在电流互感器二次回路端线，并且变压器处于最大符合的状态下，差动保护是不会产生任何动作的。随着计算机芯片性能的提升，对位于变压器1套保护装置中所具有的主保护以及各侧全部后备保护的两套主变压器微机型保护装置进行了全力开发，其成果已经被广泛应用于实际工程中。所以，在330kV及以上高压侧电压的变压器可以采用安装双重差动保护的方法对电力变压器引出线、套管及其内部短路故障进行反应，从而实现有效反应电力变压器绕组及其引出线的多相短路及绕组匝间短路的纵联差动保护，同时也可以将电流速断保护作为主保护，另外也能达到将瞬时动作于断开各侧断路器的目的。
3.2瓦斯保护设计时的要点
瓦斯保护设计是为了避免因加热油箱内绝缘材料或变压油而造成的气体膨胀带来的爆炸。虽然目前大部分电力变压器都安装的有继电保护装置，但是瓦斯保护装置易受温度和湿度等外界影响因素的影响，从而很可能造成误动，影响保护效果。因而在瓦斯设计保护时，应该注意与其他保护方式比如励磁保护，过电流保护等的结合，从而提高保护效率，提高瓦斯继电保护的可靠性。瓦斯继电器工作原理.
3.3高压变压器保护设计
当变压器高压侧的过电流保护对其低压侧的母线具有规定的灵敏系数时，可以在其间配置过电流保护装置，使之成为低压侧母线的保护设施。此外，在变压器的高压侧可以设置一个反时限过流保护装置，从而对该变压器的热稳定性进行保护。与此同时，在变压器的低压侧还应另外安装一保护装置，在其中性线上安装零序电流保护装置，如跳高压侧短路器，同时规定经过该装置的不平衡电流不能超过额定电流的25%。
3.4过电流保护设计
低压变压器过电流保护设计。三相式三卷变压器通常用于变压器低压侧，而在压侧短路时高、中压侧的阻抗保护通常无法发挥作用，起不到保护功能，因此难以达成作为相邻元件所具有的后备保护需求。在这种情况下可以在低压侧安置复合电压闭锁过流保护，并同时在其高、中压侧都设计并安装复合电压闭锁过流保护以及零序方向过电流保护或间隙保护等;高压变压器的保护设计。在电力变压器高压侧的过电流保护对低压侧母线规定有灵敏系数的时候，可以在电力变压器低压侧断路器和电力变压器高压侧短路器上设计安装有关的过电流保护装置。如果电力变压器低压侧母差保护发生校验停运现象，或者是因为故障出现拒动问题以及开关与TA间出现不正常现象的时候，过电流保护装置则可以作为电力变压器低压侧母线的主保护以及后备保护。不过需要注意的是，一旦出现的是非金属性短路，在经过弧光短路的时候，则容易出现阻抗保护灵敏度不足以及整定延时超过2s等情况。基于以上分析，应该在电力变压器的高压侧也安装一个保护变压器热稳定的反时限过流保护装置，并且该装置的整定值必须根据电力变压器的热稳定要求进行设置。另一方面在电力变压器的低压侧应当另行设计保护，或者可以在电力变压器低压侧的中性线上实际零序电流保护装置。值得关注的是，需要根据中性线不平衡电流不超过变压器额定电流的25%的要求设计动作电流;负序过电流保护设计。在按照相间后备保护远后备原则进行配置的时候，必须避免被保护电力变压器所连接相邻线路发生一相断线时，在流过保护安装位置的时候出现负序电流。另外为了不引起负序过电流保护出现非选择性动作，在灵敏度方面应当配合相邻线路零序电流保护的后备段。
结束语
总而言之，我国城市建设的基础设施就是智能化变电站，而智能化变电站在运行中会受到自身特征的影响导致各类运行故障的产生，加大了运行的风险。因此为了有效保障智能化变电站的稳定运行，还需要结合科学的二次继电保护技术与措施，从而提高智能化变电站运行的可靠性。
参考文献：
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论文作者:王利渊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/16
标签：电力变压器论文; 变压器论文; 电流论文; 继电保护论文; 保护装置论文; 低压论文; 瓦斯论文; 《电力设备》2017年第20期论文;