电力变压器继电保护装置设计

2013-08-15韩洪伟惠远健

河南科技 2013年14期

韩洪伟惠远健

(1.辽宁许继电气有限公司，辽宁沈阳 110003;2.沈阳地铁集团有限公司运营分公司，辽宁沈阳 110003)

1 电力变压器的故障简述

电力变压器在实际的运行当中会出现许许多多的问题，这就需要专业人员积累经验，逐渐减少故障发生的可能性。电力变压器发生的故障类型有很多，简单来说，可分为两种：1、油箱内部的故障;2、油箱外部的故障。这里分别论述如下，首先，内部故障，顾名思义是指故障发生在电力变压器中，它发生的原因可能是由于油箱绕组的短路，短路会引发极大的电流，温度升高，使得周围的绝缘物质都可能引起燃烧、剧烈气化，给易燃易爆物造成了爆炸条件，一旦引起爆炸，后果不堪设想。绕组的短路可以是由于接地造成的，也可以是相间短路，还有可能是缠绕的铁丝破损使得铁芯裸露等，该故障的发生则危险性是极大的。其次，外部故障，是指电力变压器外部或者油箱外部发生的故障，它主要是由于直接接地系统的短路所引起的，从变压器绕组中引出的导线要和绝缘套管相连，这也可能会发生相间短路，它们的损害性也是不容忽视的。除此之外，各种接地短路、超负荷、油箱漏油、冷却系统故障都会使电力变压器造成故障，不能正常的运行。对于一些稍微大些容量的电力变压器来说，它们可能还会发生过励磁故障，使得电力变压器的绝缘系统受到损害，给整个电力系统的安全运行带来威胁。因此，优化电力变压器继电保护装置设计势在必行。

2 电力变压器继电保护装置设计的创新

由于电力变压器会出现很多种故障，所以我们有必要加强对电力变压器的保护设计，我们可以从以下几个方面做起：实施对电力继电器的瓦斯保护设计、差动保护设计、过电流保护设计及过负荷保护设计。

2.1 电力变压器的瓦斯保护

电力变压器的瓦斯保护又叫做气体继电装置保护，它主要对预防变压器内部故障的发生起着至关重要的作用，瓦斯保护主要适用于油浸式电力变压器，它能良好的反映出油箱内出现的各种故障，它能检测出电力变压器内部是否有短路情况、油箱内部是否有漏油情况以及各种电力线路是否有接触不良的情况。瓦斯保护分为：轻度瓦斯动作保护和重度瓦斯动作保护。它们分别适用于当故障发生的情况较轻和故障发生的情况较重时，这两种情况下，瓦斯保护分别所进行的保护方式是不一样的，前者是进行信号整体的回路启动而后者是进行整体的跳闸回路启动。瓦斯保护的结构设置比较简化，保护速度也较为敏捷，保护效果也比较安全可靠。但是，瓦斯保护比较容易受到外部环境的干扰，所以，单一的瓦斯保护并不是行之有效的保护方案。

2.2 电力变压器的差动保护

目前，我国的电力变压器的差动保护装置大多是依据电流循环或者称为基尔霍夫的电流定律的原理进行装配的。在电路正常运转的情况下，差电流很小甚至为零的，但是当电力变压器的内部发生某一故障时，差电流就会变大。差动保护的工作原理是：当电力变压器或者油箱的内部发生故障时，尤其是由于故障点发生短路的情况时，差动保护可以快速地发动断路器，使其工作来切断短路部位。差动保护是电力变压器继电保护装置中的重要保护设施之一，它具有高选择性、高灵活性与高快捷性的特点。所以，我们有必要加强对差动保护的研究，使其得到高度的重视。

2.3 电力变压器的过电流保护

电力变压器的过电流保护并不是保护装置中的主要组成部分，它主要是作为补充保护装置，它的工作目标是尽可能的让动作电流避免可能会出现的超负荷电流，部分电力变压器采用的是复合电压的过流保护，它是由负序电压和低电压两个继电器共同构成的，这两个接在相同电压上的继电器如果其中某一个发生动作，加上过点流继电器同时也发生动作，装置才可以运转。过电流保护的这种设计方案适用的范围较大，效果较好，加之过电压、过电流对变压器的危害是十分巨大的，过大的电流可以是变压器内部的温度瞬间提升而烧毁电力变压器，过大的电压可瞬间穿破变压器上的绝缘物质，造成短路或者烧损。所以，为了减少这些不必要的危害，创新电力变压器继电保护装置的过电流保护设计也是意义重大的，也是保证电力变压器安全运行的途径之一。

2.4 电力变压器的过负荷保护设计

变压器的过负荷保护总的来说就是起到了有效负载的作用，对于不同类型的电力变压器，过负荷保护装置安装的位置也不尽相同，该装置的安装要将变压器上所有的过负荷情况反映出来，当故障发生时，电力变压器的过负荷保护便会发生某种信号，相关的工作人员根据信号进行故障处理，从而优化保护装置。

3 继电保护装置创新设计的细节

我国的电力变压器在整个电力系统中占有主导位置，对其继电保护安全的装置设计是不容小视的，在设计创新方面的细节也是我们应该注意的，首先，在设计中我们要注重与分清电力变压器的主保护、后备保护以及电流和电压保护，做好每个环节的保护工作，并做好整体的协调工作;其次，不能贸然采用保护装置，要根据相关的设计原则，合理的采用保护设计措施，这样才能保证电力变压器的电压电流的稳定性;再者，在进行电力变压器继电保护装置的创新设计是要结合当今电力系统存在的问题，利用全新的技术加以解决，使故障点尽快消除;最后，我们要重视电力变压器在整体运行中的热分析的研究，探讨变压器是否符合热稳定方面的要求等。只有注重这些小细节，我国的电力系统才能更好地运行。