張瑩瑩 宋軍

摘 要：在整體的電力變壓器的運(yùn)行體系中變壓器的繼電保護(hù)環(huán)節(jié)是其中的重要組成，在日常的運(yùn)行中只有確保電力變壓器繼電保護(hù)能夠順暢的工作，才能促進(jìn)整體電力變壓器的安全工作，在現(xiàn)階段人們對(duì)電力的供應(yīng)需求逐漸增大，對(duì)電力安全性的要求也越來越高，因此需要對(duì)電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷的完善，不斷提升其工作性能以及運(yùn)行的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：電力變壓器；繼電保護(hù)；設(shè)計(jì)策略

在當(dāng)前電力行業(yè)的快速發(fā)展中電網(wǎng)的規(guī)模也得到了不斷的擴(kuò)大，分布密集程度逐漸增大，在整個(gè)的電力系統(tǒng)運(yùn)行中變壓器的工作也會(huì)受到其他因素的影響，在正常的電力變壓器運(yùn)行中可能會(huì)出現(xiàn)一些故障，出現(xiàn)問題就會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)整體造成不利影響，所以，在日常的設(shè)計(jì)維護(hù)中人們要確保供電的不間斷與穩(wěn)定性狀態(tài)，就必須嚴(yán)格設(shè)置變壓器繼電保護(hù)的性能與工作狀態(tài)。

1 電力變壓器繼電保護(hù)的工作原理

電力變壓器的繼電保護(hù)系統(tǒng)主要的工作原理是根據(jù)電力系統(tǒng)出現(xiàn)電力數(shù)值改變而產(chǎn)生的電力變壓器繼電系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)功能。在電力變壓器的系統(tǒng)中繼電保護(hù)不管處于一個(gè)怎樣的工作狀態(tài)，其工作運(yùn)行的主要目標(biāo)就是確保電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，在電力變壓器繼電保護(hù)體系中，工作的基本原理與保護(hù)工作原理是不相同要想確保繼電保護(hù)的工作狀態(tài)是否良好就需要對(duì)系統(tǒng)中不同環(huán)節(jié)程序的工作狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量與確認(rèn)，對(duì)其不同工作狀態(tài)下的數(shù)據(jù)參量進(jìn)行逐一的分析，然后根據(jù)整合的數(shù)據(jù)尋找其中的不同點(diǎn)，從而產(chǎn)生不同的原理概念。繼電保護(hù)系統(tǒng)如果是處于正常的運(yùn)行的時(shí)候，其主要的工作原理就是先測(cè)量，再就是邏輯，最后一步是執(zhí)行，如果繼電保護(hù)的運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)問題就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的運(yùn)行故障，這種時(shí)候通常都需要使用正常工作時(shí)的物理量與出現(xiàn)問題時(shí)的物理量進(jìn)行對(duì)比，來實(shí)現(xiàn)工作狀態(tài)的測(cè)量與分析。

2 電力變壓器繼電保護(hù)的基本結(jié)構(gòu)

在這幾年的發(fā)展過程中，電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)已經(jīng)進(jìn)入了微機(jī)型的繼電保護(hù)體系這一階段，這一種類的繼電保護(hù)工作系統(tǒng)主要是由三個(gè)部分構(gòu)成的，一部分就是由電力系統(tǒng)信號(hào)的采集程序構(gòu)成的，其主要的工作功能就是對(duì)電力內(nèi)部運(yùn)行體系中產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集與整理，然后將整理后的各項(xiàng)電力參數(shù)準(zhǔn)確完整的傳遞給電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)程序。第二部分的主要是由電力體系中的信號(hào)處理程序構(gòu)成的，其主要的工作運(yùn)行目的就是將電力系統(tǒng)中產(chǎn)生的各種信號(hào)進(jìn)行收集然后經(jīng)過有效的處理進(jìn)行運(yùn)用，并且將其中產(chǎn)生的問題根據(jù)一定的形式進(jìn)行歸類與處理。第三部分主要是由信號(hào)輸出設(shè)備構(gòu)成的，其主要的工作原理就是將需要輸出的信號(hào)信息對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確、及時(shí)的傳遞，從而完成電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)中的調(diào)節(jié)工作。

3 電力變壓器繼主要故障類型分析

3.1 電力變壓器產(chǎn)生繞組故障

繞組是變壓器的核心部件，負(fù)責(zé)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換，構(gòu)成了變壓器輸人/輸出電能的電氣回路，繞組故障是出現(xiàn)在變壓器線圈、縱絕緣中的故障，可分為繞組短路、斷路、變形等。如果變壓器的線圈導(dǎo)線表面存在毛刺，那么在它運(yùn)行的時(shí)候就會(huì)受到電磁力的作用，毛刺會(huì)使得導(dǎo)線不能絕緣，進(jìn)而造成線圈短路的問題產(chǎn)生，如果變壓器的線圈由于受潮等影響進(jìn)入水分，那么變壓器在工作的時(shí)候就會(huì)比較容易產(chǎn)生匝間短路的問題。另外，如果線圈的接頭部分的焊接質(zhì)量較低或者線圈與導(dǎo)電桿的接觸不良，那么變壓器則會(huì)因?yàn)榻宇^溫度過高加速局部的絕緣功能的老化，這樣當(dāng)其絕緣惡化發(fā)展到一個(gè)極限的時(shí)候，繞組就會(huì)出現(xiàn)短路。在變壓器的正常工作過程中其外部如果出現(xiàn)比較嚴(yán)重的短路問題，繞組的外部形態(tài)就會(huì)因?yàn)槭艿綑C(jī)械力與電動(dòng)力的共同作用產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的變化，這種情況是引發(fā)繞組變形的主要原因，這一狀況出現(xiàn)之后就會(huì)影響變壓器的正常工作，另外，如果發(fā)生雷擊繞組的薄弱部分也會(huì)發(fā)生絕緣損壞或者擊穿的狀況。

3.2 電力變壓器的鐵芯故障與分接開關(guān)故障

鐵芯是除繞組之外的又一重要部件，它與繞組共同負(fù)責(zé)電磁能量的傳遞和交換，要想確保變壓器穩(wěn)定運(yùn)行，鐵芯的質(zhì)量也在其中起著決定性的作用。變壓器的鐵芯問題通常是發(fā)生在磁路之中的，這種類型的故障主要表現(xiàn)在三個(gè)部分，其一就是鐵芯疊片發(fā)生絕緣故障，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生大沖擊力的電流，進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生很多的熱量，從而影響變壓器中線圈以及鐵芯的絕緣功能，還會(huì)增加變壓器的鐵耗。其二就是鐵芯在制作的時(shí)候，如果產(chǎn)生較大的毛刺或者疊片發(fā)生彎曲，那么鐵芯容易發(fā)生局部的變形與短路，進(jìn)而形成渦流損壞變壓器。其三就是在變壓器正常的工作時(shí)應(yīng)避免鐵芯出現(xiàn)多點(diǎn)接地的狀態(tài)，否則會(huì)產(chǎn)生局部溫度過高，從而使得變壓器發(fā)生跳閘或者損壞的故障。另外，分接開關(guān)運(yùn)行的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，而且開關(guān)還要進(jìn)行頻繁的切換操作，這樣會(huì)提升其故障的發(fā)生幾率，造成分接開關(guān)問題的主要因素就是產(chǎn)品質(zhì)量的不達(dá)標(biāo)，比如選擇開關(guān)接觸問題，不能合到位，就會(huì)使得出頭溫度升高或者斷軸等問題，如果切換開關(guān)的觸點(diǎn)接觸不好就會(huì)造成絕緣部件的機(jī)械強(qiáng)度減弱，如果油室的密封狀況不合格就會(huì)使得判斷失誤，如果變壓器結(jié)構(gòu)中的低壓控制電器和輔助器件質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，就會(huì)造成分接開關(guān)發(fā)生誤動(dòng)、拒動(dòng)的故障。

4 電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的策略分析

4.1 電力變壓器繼電保護(hù)中的差動(dòng)保護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流的設(shè)計(jì)原則是將變壓器兩側(cè)的電流互感器二次側(cè)按正常運(yùn)行時(shí)的環(huán)流接線，變壓器處于正常運(yùn)行時(shí)，差動(dòng)繼電器內(nèi)的電流等同于兩側(cè)電流互感器二次電流的差，該值非常接近于零，因此繼電器不會(huì)動(dòng)作，差動(dòng)保護(hù)也不會(huì)發(fā)生動(dòng)作 。在微機(jī)型的繼電保護(hù)設(shè)備應(yīng)用中采取高性能微型計(jì)算機(jī)對(duì)芯片進(jìn)行處理，為相關(guān)技術(shù)的研究提供了很大的技術(shù)支持，取得了不錯(cuò)的研究成果，并且在許多城市的電力系統(tǒng)中都得到了應(yīng)用，為了對(duì)電力變壓器套管以及引出線、內(nèi)部短路等問題進(jìn)行真實(shí)全面的反映，如果變壓器的高壓側(cè)電壓在300kV及以上類型，應(yīng)該選擇雙重的差動(dòng)保護(hù)設(shè)置，能夠達(dá)到通過瞬時(shí)動(dòng)作來斷開各側(cè)斷路器，可以有效的降低變壓器的故障產(chǎn)生幾率。在電力變壓器的雙重差動(dòng)保護(hù)設(shè)備中，相關(guān)電流互感器的二次繞組設(shè)置應(yīng)先將第一套保護(hù)電流回路與互感器中的二次繞組連接，在旁代時(shí)便無需進(jìn)行切換操，再將第二套保護(hù)與原后電流互感器的二次繞組進(jìn)行連接。

4.2 電力變壓器繼電保護(hù)的瓦斯及過負(fù)荷保護(hù)設(shè)計(jì)

一般情況下，當(dāng)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)比如匝間短路、鐵芯局部燒損、絕緣劣化、等問題時(shí)差動(dòng)保護(hù)不會(huì)產(chǎn)生動(dòng)作，但是瓦斯保護(hù)卻能在這些狀況下產(chǎn)生動(dòng)作，由此可見，瓦斯保護(hù)主要是由氣體繼電器來完成的，通常使用的瓦斯保護(hù)主要包含輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)以及重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于斷路器跳閘著兩方面，第一種的保護(hù)方式是按照氣體的數(shù)量、化學(xué)成分等條件來進(jìn)行故障原因與性質(zhì)實(shí)施判斷，這樣管理人員就能夠即刻注意到變壓器的運(yùn)行異常，從而進(jìn)行第一時(shí)間的故障處理。第二個(gè)方面具體的方式就是監(jiān)視氣體的速度，然后分析其實(shí)際的成分與特點(diǎn)，可以間接的指導(dǎo)故障成因與實(shí)際的部位，而且在變壓器出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p傷時(shí)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警或者阻斷電源，保證變壓器不受影響。變壓器處于正常運(yùn)行時(shí)，其過負(fù)荷通常是三相對(duì)稱的，因此保護(hù)裝置只需使用一個(gè)電流繼電器進(jìn)行連接并通過延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)就可以實(shí)現(xiàn)，對(duì)于那種雙繞組的變壓器類型來說，過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)當(dāng)在主電源側(cè)進(jìn)行安裝，在單側(cè)電源三繞組降壓型變壓器中，如果繞組的容量都相同，則應(yīng)將過負(fù)荷保護(hù)電源側(cè)進(jìn)行安裝，如果容量不一樣，就要在電源側(cè)與繞組容量最小的一側(cè)設(shè)置過負(fù)荷保護(hù)，這在電力變壓器繼電保護(hù)的過負(fù)荷保護(hù)設(shè)計(jì)中都是需要特別注意的要點(diǎn)。

5 結(jié)語

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)下，人們對(duì)電力系統(tǒng)的供電安全、穩(wěn)定的要求更加高，變壓器在電力體系中擔(dān)任著比較重要的工作職責(zé)，變壓器的具體工作情況直接影響著供電的穩(wěn)定性與安全性，電力變壓器繼電保護(hù)在運(yùn)行的時(shí)候會(huì)受到其他方面的影響，產(chǎn)生一些運(yùn)行問題，對(duì)人們的日常用電造成阻礙，繼電保護(hù)技術(shù)的設(shè)計(jì)推廣與應(yīng)用可以有效的減少變壓器發(fā)生故障。

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