關于電力變壓器繼電保護的研究

張希軍

摘要：電流增加以及電壓降低是電力系統發生故障時所必須出現的幾種現象，注意電流以及電壓間相位的變化也在上述范圍涵蓋之內。所以電力系統在開展繼電保護工作過程當中一般是利用正常運行時的物理量差別來構成。其中還會涉及到故障時的物理量，也就是說在繼電保護工作中必須實現對多方面內容的綜合考慮，本文主要針對電力變壓器繼電保護進行進一步探究，這對供電工作的正常開展有重要作用，可將更為良好的服務提供給人們。

關鍵詞：電力變壓器；繼電保護；瓦斯保護

變壓器從本質上來說就是一種器件，需要對電磁感應原理對電能或者電信號進行傳輸。變壓、變流以及變阻抗是變壓器的主要作用。變壓器具有相當多的種類使用范圍也較為廣泛，所以在供配電系統中變壓器占據的位置至關重要。針對變壓器工作可靠性所開展的研究具有十分重要的意義，在考慮保護裝置裝設工作過程當中，必須充分融合變壓器的故障以及不正常運行方式，將其作為主要依據實現對專用保護裝置的合理設置。

一、電力系統繼電保護概述

將不同類型的過電流保護裝置合理安裝在電力系統中是，有效保障電力系統安全運行的重要途徑。在此過程中，負荷以及短路所引起的電流對系統的影響也會大幅度降低。熔斷器保護、低壓斷路器保護以及繼電保護是現階段常用過電流保護裝置的三種主要形式。高壓供配電系統一般會對繼電保護進行使用，其保護功能相當強大，這也是順利開展供配電自動化的重要前提。會有不可避免的故障或者不正常工作狀態存在于配電系統中的電氣設備上。繼電保護裝置可對其進行直觀體現，尤其是可對跳閘或者短路現象發出預報信號，作為一種自動的裝置存在。繼電保護任務可在多個方面進行直觀體現我們主要將其總結為以下幾點。

1.首先是從供配電系統中實現對故障元件的有效切除，保障其自動性、迅速性以及有選擇性，在最短的時間內恢復正常供電。

2.電氣設備的不正常運行狀態可借助繼電保護來真實反映，工作人員將其發出的預報信號作為主要依據，采取必要措施實現對電氣設備正常工作的有效恢復。

3.在工作過程當中配合供電系統的自動裝置，可實現對供配電系統運行可靠性的真正提升。

二、電力變壓器繼電保護的研究

電力系統發生故障時會引起電流的增加、電壓的降低以及電流與電壓間相位的變化，因此，電力系統中所采用的各種繼電保護大多數足利用故障時物理量與正常運行時物理量的差別來構成的，其中規定：對電力變壓器的下列故障及異常運行方式，應裝設相應的保護裝置：

繞組及其引出線的相間短路和中性點直接接地側的單相接地短路；繞組的匝間短路；外部短路引起的過電流；中性點直接接地系統中外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓；過負荷；變壓器溫度升高或冷卻系統故障。不同容量、不同使用地點的變壓器裝設的保護裝置不同。

1.瓦斯保護

瓦斯保護稱氣體繼電保護，用來防御變壓器的內部故障。當變壓器內部發生故障，油受熱分解產生氣體或當變壓器油面降低時。瓦斯保護應動作。其中輕瓦斯動作于預告信號，重瓦斯動作于跳開各電源側斷路器。瓦斯保護主要有以下幾種：

（1）在變壓器正常運行時，瓦斯繼電器的容器內包括其中的上下開口油杯，都是充滿油的；而上下油杯因各自平衡錘的作用而升起，此時t下兩對觸點都是斷開的。

（2）當變壓器油箱內部發生輕微故障時，由故障產生的少量氣體慢慢升起，進入瓦斯繼電器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，這時上觸點接通信號回路，發出音響和燈光信號，這稱之為“輕瓦斯動作”。

（3）當變壓器油箱內部發生嚴重故障時.如相間短路、鐵心起火等，由故障產生的氣體很多，帶動油流迅猛地由變壓器油箱通過聯通管進入油枕。這時下觸點接通跳閘回路（通過中間繼電器），使斷路器跳閘。同時發出音響和燈光信號，這稱之為“重瓦斯動作”。

2.變壓器的過電流保護

變壓器的過電流保護用來保護變壓器外部短路時引起的過電流，同時又可作為變壓器內部短路時瓦斯保護和差動保護的后備保護。為此，保護裝置應裝在電源側。過電流保護動作以后，斷開變壓器兩側的斷路器。一般來說。變壓器的過電流保護采用三相完全星形接線方式或兩相三繼電器不完會星形接線方式，這樣可以提高靈敏度。

3.電流速斷保護

用來防御變壓器內部故障及引出線套管的故障。容量在10000kv/A以下單臺運行的變壓器。一般裝設電流速斷保護來代替縱聯差動保護，當變壓器靈敏度不能滿足要求時，應改為裝設縱聯差動保護。

4.過負荷保護

用來防御變壓器因負荷而引起的過電流，保護裝置只接在某一項的電路中，一般延時動作無信號，也可以延時跳閘或延時自動減負荷。

5.瓦斯保護設計

當變壓器內部出現嚴重漏油、匝間短路、鐵芯局部燒毀以及絕緣失效、油面下降等故障時，差動保護設計的實際應用意義就會受到限制，這時就需要采用瓦斯保護設計。通過將氣體繼電器安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接導油管中，可以很容易實現瓦斯保護的目的。一般情況下可以將瓦斯保護分為兩種。其一是輕瓦斯保護動作信號，可以通過分析氣體的數量、顏色及化學成分等判斷出該保護動作產生的原因以及所發生的故障類別；另一種是重瓦斯保護動作，能夠對氣體產生的速度進行監視，同時對氣體的成分和特征進行分析，從而有效推斷出故障發生的原因以及程度。

6.高壓變壓器保護設計

當變壓器高壓側的過電流保護對其低壓側的母線具有規定的靈敏系數時，可以在其間配置過電流保護裝置，使之成為低壓側母線的保護設施。此外，在變壓器的高壓側可以設置一個反時限過流保護裝置，從而對該變壓器的熱穩定性進行保護。與此同時，在變壓器的低壓側還應另外安裝保護裝置，在其中性線上安裝零序電流保護裝置，如跳高壓側短路器，同時規定經過該裝置的不平衡電流不能超過額定電流的25%。

結語：

變壓器的不正常工作情況較為復雜，外部短路或者過負荷所引起的過電流都可對其進行直觀體現。注意不斷降低的油面以及不斷升高的溫度也可充分說明變壓器工作狀態不正常，因此我們在設計繼電保護裝置過程當中需要融合合理的運行方式，并將故障類型作為主要依據，實現對科學措施與建議的制定。針對電力系統安全性能進行全方位的提升。

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