摘要：随着电力的不断发展，电网拓展了固有的总规模，密集性更强。在电力体系内，变电器是必备配件，其日常运行与各时段的负荷密切相关。电力变压器平常运转之中，常常遇有突发故障。因此，为了保障变压器正常运行，必须供应更完备的继电保护。在配电系统设计过程，配电变压器继电保护设计属于十分必要的内容，通过合理设计可使继电保护得到更加理想的效果，可为配电变压器更好运行奠定理想的基础，从而可使配电系统工作效率得以提升，使配电需求得以更好满足。
关键词：电力；变压器；继电保护；设计
1变压器继电保护系统的工作原理与基本组成
1.1电力变压器继电保护系统的工作原理
电力变压器继电保护系统的工作原理是电力变压器继电系统根据电力系统中电力数值的波动情况而产生的一种进行自我调节的功能。整个电力变压器继电系统处于安全可靠的运行状态是电力变压器继电保护系统进行正常工作的基本前提条件。根据实际运行情况的不同，继电保护系统发挥保护作用的原理也会有所差别。通过对具体运行状态参数的分析和测量，再找出不同状态下的数据参量，能够判断继电保护系统是否处于正常的工作状态。此外，这些数据信息也可以成为不同条件下继电保护发挥作用的直接依据。利用继电器对电力系统中的设备进行实时的监测,当发现有任何异常情况出现时，继电器可以立即响应，提醒相关人员引起注意。
1.2电力变压器继电保护系统的基本组成
经过不断的发展，电力变压器继电保护系统已经到达了微机型的继电保护系统的状态。通过研究分析发现，这种类型的继电保护系统的组成主要包括以下三个方面：首先，通过详细介绍整个电力系统的电流信息的采集，为在变压器收集电力的数据提供了具体的支持，从而能够清楚的了解电力系统中电力数值的运行情况，并且能够将这些收集到的详细电流运行情况，有效的传送到最终的电力变压器的继电保护装置中。其次，对于整个电力系统的信号处理方面，通过全面的数据收集与整理，使整个电力系统的数据得到有效的分析，并且根据相对定律将问题发生的原因进行有效的处理。最后，对于电力系统中输出部分，我们还需要将有效的输出信号进行传递，保证在继电保护装置中得到很好的调节作用。
2电力变压器继电保护系统的有效设计方案
2.1系统结构
电力变压器继电保护终端监测器包括雷击过压，感应过压，接地电流，电流方向判断检测模块。主要结构为罗氏线圈、积分器电路、数据采集器、CPLD、存储器、CPU处理器等。接地电阻检测模块：包括内置非接触传感器、激励脉冲信号发生单元、电流检测单元、电压检测单元、数据处理器等。由于被监控的信号是模拟信号，这些信号并不能直接被处理器所分析与处理，所以需要ADC来将模拟信号转换为数字信号，最终传输给处理器。电力变压器继电保护终端在线式无线监测器，包括雷击过压、感应过压、接地电流、电流方向判断检测模块：包括罗氏线圈、积分器电路、数据采集器、CPLD、存储器、CPU处理器、无线数据传输部。接地电阻检测模块：包括内置非接触传感器、激励脉冲信号发生单元、电流检测单元、电压检测单元、数据处理器、无线数据传输部。
2.2差动保护设计
变压器继电保护系统的差动保护设计原则是：使变压器两侧的电流互感器按照正常工作状态下的环流接线进行。在正常运行的状态之下，差动继电器中的电流值即为两侧电流互感器二次电流的差值，一般情况下，它近似等于零。当差动继电器不工作时，其具有的保护作用也会相应停止。随着高性能计算机芯片的出现，差动保护设计也已取得了一定的成果，因此，对于高压侧电压大于330千伏的变压器，可以采用双重差动保护设计，从而对装置的实际运行状态进行有效的保护。
2.3电流速断保护和纵联差动保护
变压器借助电流速断保护以及纵联差动保护，可以用来解决变压器的中性点发生直接接地或电网侧绕组的引线发生接地引发的短路，还可以解决引出线或绕组引发的相间短路，并可以预防绕组发生匝间短路。在地铁供电系统中，对于电流速断保护要借助过流时限大于0.8s的15MVA变压器来实现；纵联差动保护需要配备20MVA及以上并可单独运行的变压器，也可以安装8MVA以上的并列运行式变压器。纵联差动保护发生在暂态和稳态情况下，保护具有制动特性。纵联差动发生保护反应通过保护变压器流出的电流与隔断流入发生的相量差。
2.4配电变压器瓦斯保护设计
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。目前，虽然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。所以在瓦斯设计保护时，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，如图1所示。
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图1瓦斯继电器工作原理
2.5配电变压器过流保护设计
首先，对于低压配电变压器，在实行过流保护过程中，由于在配电变压器低压侧主要选择三相三卷式变压器，所以高压及低压中阻抗保护很难对低压侧短路进行较好保护，很难使相邻元件后备保护得以较好实现，所以在低压侧、中压侧以及高压侧，均应当配置复合电压闭锁过流保护装置，在与零序方向相结合的基础上实行间隙保护以及过流保护。其次，在高压配电变压的保护设计方面，由于变压器中高压侧相关过流保护对于低压侧母线灵敏度系数具有一定规定，在变压器中高压侧及低压侧的短路器以及短路器中，均需要设置相关过流保护装置，在低压侧母差保护的校验停运开关出现故障以及故障拒动情况发生时，可通过对这一装置进行利用，对于低压侧母线可实行后备保护积极以及主保护。
3结语
总之，变压器的继电保护是保证电力系统安全稳定的基础。在电力系统中，继电保护发挥着重要的作用，不仅可以提高输电的可靠性，还可以提高电压器的使用寿命。因此，为了确保继电保护设计的科学合理性，设计人员应该在日常工作中切实加强有关专业技术知识的学习，确保配电变压器的继电保护设计的科学性，并且采取有效的设计措施，切实掌握其设计要点，提高电力服务水平。
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作者介绍：
柳震（1977.01.18），性别:男；籍贯:天津；民族:汉族；学历:本科；职称:中级：职务:电气工程师：研究方向；单位:北京沃利工程技术有限公司。
论文作者:柳震
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/9
标签：继电保护论文; 变压器论文; 电流论文; 电力变压器论文; 系统论文; 瓦斯论文; 电力系统论文; 《电力设备》2019年第22期论文;