摘要：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。
关键词：电力变压器；继电保护；设计
1电力变压器继电保护的主要构成
电力系统在长时间的演变和发展下，已经初步达到了理想的状态，由过去老式的继电保护系统到现在的微机型继电保护装置。这种继电保护装置的组成包括有几个部分。第一部分，主要是负责采集电力系统的信号装置。收集并整理系统内部的电力数值，再通过收集的数据通过进行有效的传递，最后交给继电保护装置。第二部分，主要是负责处理电力系统的信号。它可以把采集整理的信号进行有效的处理，再把影响作用对其分类解决。第三部分，主要负责信号输出任务。由于这部分比较关键，必须要确保输出的信号要准确无误，确保电力系统正常运行工作。
2电力变压器继电保护主要的工作原理
变压器继电保护装置主要的工作原理指的就是在电力系统当中，由于电力数值会产生一定的波动，从而具有调节功能作用的装置。电力变压器继电系统的运行状态必须是安全可靠的，这也是为了确保电力系统正确运行的基础。当然，电力系统运行状态不同时，发挥出的保护作用也是不同的，在这种情况下，就必须要通过分析运行参数找到具体的数据值，从而判断继电保护的运行状态。并且，准确有效的参数也可以作为运行依据，形成相应的工作原理。
3电力变压器继电保护系统的故障类型及不正常的工作状态
根据目前的知识，我们可以将电力变压器的故障简要分为两种类型：油箱内部故障与油箱外部故障。前者指的是发生在变压器内部（同时包括高压侧与低压侧两个部分）的相间短路、单相接地短路以及铁芯绕损等问题。值得注意的是，变压器发生内部故障时危险系数极高，该故障发生时所产生的电弧不仅会损毁缠绕组的绝缘部分，烧坏铁芯，同时，由于绝缘材料和变压器油在受热分解的情况下会产生大量的气体，很容易使变压器的油箱发生爆炸，具有相当大的危险性，因此这些故障在继电保护过程中应该被尽快排除。此外，油箱外部故障则主要指变压器绕组引出线与绝缘套管发生相间短路以及接地短路的现象。
电力变压器继电保护系统的不正常运行工作状态主要包括以下几个方面的内容。其一，由变压器外部短路而产生的过电流及变压器外部接地而产生的过电流；当实际负荷超过额定负荷容量而引起的过负荷状态；由油箱漏油导致的油面降低以及当冷却系统发生故障时产生的温度升高等现象。与此同时，当其磁通量密度接近铁芯的饱和磁通量密度时，对于大容量的变压器而言，还很有可能会发生变压器过励磁故障等。
4电力变压器继电保护设计优化方法
4.1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。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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆也就是说，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。
4.2瓦斯保护设计
瓦斯的保护主要是通过气体继电保护器的作用实现的，通常情况下，瓦斯的保护主要是包含了断路器跳闸方面保护的重瓦斯和在信号动作保护方面的轻瓦斯。其中一种保护措施就是根据气体的化学成分与数量等相关信息进行故障性质的分辨与原因的分析，这样有利于相关的工作人员技术的注意到异常情况的发生，从而在最快的时间内进行解决。另一种就是通过对气体的速度进行监测，再对自身的特点和成本的相关情况进行分析，从而对出现问题的位置进行相关的知道。而且在变压器受到严重的损坏后可以将电源自动的进行切断，做到对变压器的保护。在变压器的正常使用情况下，都是要符合三相对称的，因此，如果在一个电流继电器上运用了保护装置并进行相应的连接，之后便可以实现保护的作用。
4.3过电流保护设计
①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。②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。③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。
结语
总而言之，电力变压器继电保护系统在整个电力系统之中占据着十分重要的位置。因此，相关工作人员对于电力变压器继电保护系统当中可能存在的故障与问题应该及时进行解决，以充分保证电力系统的正常运行工作。与此同时，通过以往的工作经验以及调查研究，我们会发现，二次回路故障和电流互感器故障等问题是电力变压继电保护系统中最容易出现的问题。对此，相关技术人员应针对这一方面进行积极的研究和改进，这一举措将具有重大的现实意义。
参考文献：
[1]李燕.电力变压器继电保护设计要点[J].企业技术开发，2016，35（09）：7-8.
[2]张莹莹，宋军.电力变压器继电保护设计策略研究[J].工业设计，2015，（12）：130-131.
论文作者:金士琳,王乐醒
论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期
论文发表时间:2018/6/1
标签：变压器论文; 电力变压器论文; 电流论文; 故障论文; 继电保护论文; 低压论文; 保护装置论文; 《电力设备》2018年第1期论文;