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摘要：电力变压器是组成电力系统的重要设备，其运行的安全性直接关系到电力系统的稳定。因此，电力变压器应按一定的原则配置继电保护装置。在本案，笔者首先介绍电力变压器继电保护装置的配置原则，然后再进一步探讨电力变压器继电保护的设计方案。
关键词：电力变压器；继电保护；瓦斯保护
引言
电力变压器是保证电力系统稳定运行的重要条件，但在实际运行中，电力变压器却常出现油箱内高或低压侧绕组相间（匝间）短路、铁芯绕损、中性点直接接地系统侧绕组单相接地短路及油箱外变压器绕组引出线及绝缘套管相间短路、接地短路等。为了消除电力变压器故障对电力系统的危害，要求电力变压器根据自身的容量、电压及重要程度，配置继电保护装置。
一、继电保护装置的配置原则
为了保证电力变压器继电保护装置的实用性、可靠性和灵敏性，建议在配置装置时坚持下列原则：
（一）差动保护装置的配置原则
在配置差动保护装置时，建议以电力变压器的实际运行状况为依据，即：2MVA及以上且电流速断保护不够灵敏的变压器、6.3MVA及以上且并行运行的变压器或常用工作变压器、10MVA及以上且单独运行的变压器或厂备用变压器都应配置差动保护装置，其中高压侧电压≥330kV的变压器应配置双重差动保护装置，以提高电力变压器运行的安全性。
（二）瓦斯保护装置的安装原则
电力变压器的油箱最易出现短路故障，且在接地短路或匝间短路引起的电流、电弧作用下，外加电阻力的影响，会产生大量的热量，进而导致变压油及油箱内的绝缘材料产生大量气体。倘若故障的严重程度达到一定限值，不及时排出气体易引起爆炸。为此，应按要求安装电力变压器的瓦斯保护装置。
（三）过电流保护的设计原则
通常而言，过电流保护应按电力变压器的容量、灵敏度及运行状况来选择。例如，对于外部相间短路所致的过电流，便可进行过电流保护及复合电压、单相式低电压或负序电流启动的过电流保护，亦或将阻抗保护视作后备保护。
二、继电保护设计方案
（一）差动保护设计
电力变压器差动保护是利用变压器高、低压侧的电流差值与相位来实现动作，其设计原理图如图1所示。
结合图1，变压器差动保护的设计原则是按正常时的“环流”进行两侧电流互感器（CT)二次侧接线，即：在正常运行时，变压器差动继电器的电流与两侧CT的二次电流差相等，其中在差值接近0时，差动继电器与保护不动作。据此，在CT二次回路端线、变压器出现最大负荷的情况下，差动保护应不动作。为了及时反映变压器的内部短路、套管及引出线故障，建议高压侧电压≥330kV的变压器增设双重差动保护装置。其中，对于双重差动保护装置的CT，建议按下列方法设计其二次绕组的分配：一是第一套保护电流回路与原差动保护CT的二次绕组连接，即：接入单独的CT，并在旁代时切换；二是第二套保护与原后备保护CT的二次绕组连接，即：接入主变套管CT，且不需在旁代时切换。研究发现，在变压器外部故障或正常运行的情况下，差动继电器的电流与两侧CT的二次电流差相等，且接近0，此时差动继电器与保护不动作；在变压器内部故障的情况下，差动继电器的电流与两侧CT的二次电流总和相等，都是故障点短路电流，且比继电器的动作电流大，此时继电器动作及跳变压器的断路器切除故障、发出动作信号，从而起到保护的作用。
（二）瓦斯保护设计
研究发现，一旦电力变压器内部出现漏油、匝间短路、线圈断线、铁芯局部烧损及绝缘劣化等故障，差动保护等都不动作，唯有瓦斯保护动作。其中，瓦斯保护一般设在变压器油枕与邮箱间的连接导油管上，并借助气体继电器实现动作。从目前的应用情况来看，瓦斯保护包括下列两种：一是轻瓦斯保护动作于信号，运行人员可根据气体的化学成分、颜色、可燃性和数量等，判定故障的性质及保护的原因，从而发现和处理存在的故障；二是重瓦斯保护动作于断路器跳闸，运行人员可通过监测气体速度及分析其成分、特征等，间接推测出故障的成因、位置及严重性，并在变压器突发严重故障时切断电源和自动报警。
（三）过电流保护设计
电力变压器过电流保护是一种通过绕开最大负荷电流来调整变压器启动电流的保护装置，其一般在母线故障时动作。下面，笔者分别介绍高、低压变压器的过电流保护设计：
1.低压变压器过电流保护设计
电力变压器的低压侧通常设有三相式三卷变压器，鉴于中、高压侧阻抗保护对压侧短路的保护可能失效，则可将复合电压闭锁、零序方向过电流保护及间隙保护一并设在中、高压侧，同时将复合电压闭锁过流保护设在低压侧。对于复合电压闭锁过流保护装置，其电流元件应比变压器额定电流的整体值大，即：
2.高压变压器过电流保护设计
对于高压变压器的低压侧母线，倘若过电流保护对其灵敏系数做了明确规定，则可将过电流保护装置设在变压器高、低压侧的断路器上，且若低压侧母线保护故障举动、校验停运及TA与开关间出现故障，则过电流保护装置便会成为其主保护、后备保护。但若短路具有非金属性，则阻抗保护在弧光短路时可能不够灵敏或整定延时＞2.0s。综上，建议在高压侧装设反时限过流保护装置，以保护变压器的热稳定性，其中装置的整定值应视变压器对热稳定性的要求而定，同时在低压侧增设保护或将零序电流保护设在低压侧的中性线上。
结语
为了实现电力系统的稳定运行，电力变压器继电保护装置的设计方案务必保证其具有实用性、可靠性和灵敏性等特性，使其既能准确反映故障，又能快速消除异常或故障。
参考文献
[1]庄重. 关于电力变压器继电保护设计的探究[J]. 黑龙江科技信息,2016,(36):34.
[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.
[3]蒋明辉. 刍议电力变压器继电保护设计[J]. 低碳世界,2015,(32):26-27.
[4]陈良杰. 对电力变压器继电保护设计的探讨[J]. 通讯世界,2014,(24):210-211.
论文作者:陈琳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/14
标签：电流论文; 变压器论文; 电力变压器论文; 保护装置论文; 故障论文; 差动论文; 低压论文; 《电力设备》2017年第6期论文;