电力变压器的继电保护设计

【摘 要】我国的电力事业随着我国的经济建设快速发展而飞速前进.不断扩大的电力设施以及日益复杂的电力网络都给人们的日常生产和生活带来了极大地方便.变压器室电力系统中一种极为重要的装置,但是电力变压器在运行的过程中总会出现这样那样的故障,破坏了电力系统的正常运行.为了保证我国电力系统的顺利运作,很有必要对电力变压器的继电保护装置进行优化设计.本文就如何优化设计电力变压器的继电保护装置进行了简要的阐述.

【关 键 词】电力变压器；继电保护；优化设计；保护措施

1.前言

在现代化的社会里,我们的日常生活离不开电,发电厂产生的电通过输送电路到达用户,而电的输送却是与电力变压器息息相关的.电力变压器广泛用于现实生活中如机床、照明、电器、机械电子、医疗设备等.电力变压器由于各种人为的或者环境的因素,在使用过程中会发生故障,对我们的日常生活造成不良的影响.因此优化设计电力变压器的继电保护装置,保障电力的顺利运行就有着很重要的现实意义.

2.常见的电力变压器故障

电力变压器由于各种人为的或者环境的因素,在使用过程中难免会产生这样那样的故障.广义的说常见的变压器故障分为两种类型.第一种类型是内部故障,这种故障主要发生在电力变压器的油箱里面；第二种类型是外部故障,这种类型的故障在油箱外部比较常见,常发生在绝缘套管及其引出线上.在故障发生时,前者要切除变压器可以依靠差动保护动作以及瓦斯；而后者一般只能由差动保护动作实现.在故障发生的情况下,利用瓦斯和差动保护等的速动保护切除故障变压器,变压器的动稳定性则是设备是否损坏的主要因素.

如果电力变压器的故障发生在两侧母线及其相连的间隙时,若故障设备的保护装置保护拒动或者故障设备未配保护,如低压侧母线保护等,这种情况下切除故障变压器只能靠变压器后备保护动.此时由于故障造成的过量电流就可能通过变压器一段时间,这是因为电力变压器的后备保护带具有延时性.在过量电流通过的时间段内,变压器的热稳定性则是设备否损坏主要决定因素.

电力变压器在故障发生的情况下依然工作属于不正常的工作状态,会对电力设备造成很大的损害,如设备周围的绝缘材料迅速老化导致电力设备的某些零部件热量过高.因此为了保护电力设备,在电力变压器发生故障时应及时将其切除避免其他故障的发生.

3.电力变压器继电保护的原理

在电力变压器发生故障时,主要表现为电流增加、电压降低以及电压和电流间的相位发生变化.继电保护的原理就是根据电力变压器正常运行时与故障发生时的电流、电压参数差别而进行工作的[1].例如,电流保护的继电保护是根据电流增大工作的；电压保护的继电保护是根据电压降低工作的；而阻抗类型的继电保护工作是根据电压和电流比值的变化进行的；差动保护类型的继电保护特点是利用电力设备各端电流大小和相位的差别而进行工作等.

4.电力变压器继电保护的特点

4.1具有高可靠性

电力变压器的继电保护装置的工作特点决定了继电保护装置的高可靠性,这需要对继电保护装置进行有合理的设计配置以保证继电保护的优良性能,此外,在运行过程中进行合理的维护与管理也是很有必要的.在电力系统中,方法库和数据仓库是继电保护装置所采用的信息管理技术,这不仅方便对保护系统进行维护和升级,而且在继电保护装置运行时,整个信息管理系统为集中于网络中心的数据库和规则库,简言之就是集中式的运输,比传统分散式的传输更具有优势[2].具备了这样的继电保护系统,个别有问题的客户工作站就不会对整个电力系统造成不良的影响.

4.2具有强实用性

针对继电保护装置的电力变压器,当在实际生活中电力变压器产生了故障,继电保护能够针对实际产生的故障通过使用和共享二次部分中的各类数据有效的解决[3].由于这种继电保护设备能够根据实际情况统计数据和分析系统,这就对工作人员的操作起到了非常实用的作用,具有很强的适用性.

4.3具有便于操作性

当前的电力变压器的继电保护装置都能与变电站的微机监控系统有通信联系.“继电保护装置能实现与变电站的微机监控系统联系沟通是保护装置具备串行通信的能力,这样就能通过远程监控对整个电力变压器的继电保护装置进行实时监控,保障了继电保护系统的可操作性,进而使电力系统更为安全的运行[4].”

5.变压器继电保护的设计

电力变压器的继电保护装置是变压器的安全卫士,对变压器的工作具有监督的作用,并能将发生故障的电力变压器及时切除.因此,对电力变压器的继电保护装置进行优化设计具有非常重要的现实意义,具体措施可以分为以下几个方面：

A.针对电力变压器的继电保护装置,其中的瓦斯保护可以用于第一类故障即在变压器油箱内部发生的故障.另外瓦斯保护也可以用于变压器内油面降低的情况.对于0.4×106VA及以上车间内油浸式变压器和0.8×106VA及以上油浸式变压器,我们均应对其装备瓦斯保护.

B.针对电力变压器的继电保护装置,反应变压器内部短路、套管及引出线等第二类故障,设置纵联差动保护.故障产生时可瞬时切断电力变压器两侧的断路器.

（1）对6.3×106VA以下并列运行以及厂用变压器的变压器,和1×107VA以下单独运行以及厂用备用变压器的变压器,为了实现继电保护,如果后备保护动作延迟的时间大于0.5s,我们应装设电流速断装置在此设备上.

（2）应装设纵联差动保护在6.3×106VA以下并列运行以及厂用变压器的变压器,和1×107VA以下单独运行以及厂用备用的变压器的变压器,还有2×106VA及以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器设备上.

（3）应装设双重纵联差动保护与高压侧电压为320kV及以上变压器以实现继电保护.

（4）发电机变压器组是整个电力传输的起点,因此我们应对其继电保护装置进行严格的设计以保证电力的顺利传输.具体实施分为以下几个方面：a）.单独的纵联差动保护可以装设与变压器和发电机之间有断路器的情况；b）.对于变压器和发电机之间没有断路器的情况,共用纵联差动保护可以装设与1×108VA及以下变压器与发电机组；共用纵联差动保护和单独纵联差动保护同时装设1×108VA以上发电机.

C.反应变压器对称过负荷保护.

过负荷保护使用与的情况如下：

（1）当数台4×105VA及以上的变压器并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时,可根据实际情况装设过负荷保护；

（2）过负荷保护装置也可以用于绕组变压器和自耦变压器,过负荷保护在这种情况下应接于一相电流上,带时限动作于信号.此时当变压器设备发生故障而无人进行值守,过负荷保护就可以断开部分负荷甚至动作于跳闸.

6.结语

总之,电力变压器在我国的电力传输中占据着极为重要的地位.由于认为或者环境等各种因数,电力设备在运行过程中难免会发生这样那样的故障,破坏电力的供应.因此,优化电力变压器的继电保护设备,对于电力系统的顺利运作具有非常重要的意义,可以满足我们对电力的日常需求,推动我国电力事业的发展与进步.

【参考文献】

[1]黄婷君.试论电力变压器继电保护设计[J].科技信息,2010,（15）：35-36.

[2]赵洪梅.电力变压器的继电保护[J].电力与能源,2008,（34）：55-57.

[3]王攀.电力变压器继电保护设计[J].供配用电,2009,（04）：202-231.

[4]何超.探讨电力系统压器的继电保护措施[J].大科技科技天地,2011,（18）：270-271.