网络出版时间：2012-11-01 14:36
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INDUSTRY TECHNOLOGY
工业技术
电力变压器继电保护装置设计
陕西高智电力咨询有限公司 李 俊
随着我国经济的不断发展，电力工业也迅速发展，电网规模也越来越大。但是由于电网的密集程度越来越大，变压器作为电力系统的主要部件，其负荷也越来越大。电力变压器的故障也时有发生。电力变压器故障会影响电力系统的正常运行，从而影响人们的日常用电。因此，对电力变压器的常见故障进行分析，并设计合理的继电保护装置，对于保证居民用电额稳定性具有重要作用。
一、电力变压器故障分析
在实际工作中，电力变压器发生故障的变现是多种多样的，如，冷却系统发生故障，引起温度过高；变压器邮箱漏油，负荷超过额定容量，使得油面降低；由于电压不在正常状况下运行，使得变压器的额定工作磁密接近其饱和磁密，使得过励磁故瘅发生，引起铁芯过热使绝缘老化等。总的来说，电力变压器故障分为内部故障和外部故障两种。
1.内部故障。内部故障是指电力变压器内部发生的问题。如，电力变压器高侧或者低侧绕组间的短路、匝间短路、中性点接地系统的绕组单相接地短路、铁芯烧坏等问题。内部故障具有很大的危险性，故障处的电流会烧毁绝缘绕组，甚至是铁芯，严重时还会导致变压器爆炸。
2.外部故障。外部故障是指发生在电力变压器外部的故障，常见的有：绝缘套管和引出线短接、接地短路等。在实际工作中，要根据变压器的容量来确定装设合适性能的继电保护器。变压器要承受一定时间段内的区外故障造成的过电流，在此时间段内变压器是否损坏主要取决于变压器的热稳定性。由于变压器后备保护的定值整定与变压器自身的热稳定要求之间存在着必然的联系，因此，要选择合适的机电保护装置，以保证电力变压器的正常工作。
二、电力变压器器继电保护设计方案
针对电力变压器的常见故障，应采取有效的措施，保证电力变压器的正常工作，确保电力系统的稳定运行。具体来说，可以从以下几个方面做起。
1.变压器的瓦斯保护。瓦斯保护是指油箱内部发生故障时，将产生大量的热能，使油分解出可燃性气体，向油枕（储油柜）方向流动。当流速超过气体继电器的签定值时，气体继电器的挡板就会受到冲击，使断路器跳闸，从而避免事故扩大。特别的， 对于油浸式变压器都应装设瓦斯保护。瓦斯保护能够很灵敏迅捷发出跳闸信号，需要注意的是，瓦斯保护会因为外部的一些小的扰动发生错误判断，所以不能把瓦斯保护当做唯一的保护方案。
2.变压器的差动保护。变压器的差动保护是按照电流循环设计的。它主要应对变压器绕组内部或者是引出线上的各种短路故障。变压器差动保护工作原理如下：如果变压器正常工作
时，差动继电器和互感器间的电流差值几乎为0，差动保护动作不会发生，如果变压器的内部发生故障时，差动继电器中的电流等于两侧电流互感器电流之和，这时的短路电路比较大，继电器会迅速发生保护动作，切断故障。差动保护作为电气设备的主要保护措施，一直拥有灵敏反应快、选择性好的特点，得到了广泛应用。
3.电力变压器的过电流保护。电力变压器的过电流保护一般作为后备保护设置，根据变压器的容量和短路电流的情况不同可分为3种保护。第一种是过电流保护，当电流超过预定最大值所发生的保护设备，它常用于降压变压器。第二种是复合电压启动的电流保护。当过电流保护不能够起到保护作用时可采用这种保护。第三种是负序电流的过电流保护，它常适用于容量较大的升压变压器。
4.电力变压器的负荷保护。所谓过负荷保护是指在电路中，当回路电流超过过负荷保护装置预设值时，过负荷保护装置自动断开电流回路，从而起到保护有效负载的作用。在实际应用中，通常采用电流继电器与单相线路相连，它的保护动作一般有延迟或者是延迟跳闸。
三、电力变压器继电保护装置设计注意事项
1.电力变压器在整个电力系统中具有不可替代的作用，不论是在设计，制造还是在运行中，都要确保变压器的安全性和稳定性，尤其是变压器的热稳定性，更应引起足够的重视。
2.要向制造厂商索要电力变压器流过故障电流的大小和允许时间的关系曲线，以确保变压器在运行中的热稳定性，从而确保电力系统的正常运行。
3.要根据造商提供的电力变压器绕组流过故障电流和时间的关系曲线，采用合适的保护措施，确保流过变压器电流的稳定性。
4.电力变压器差动保护的范围应包括低压侧开关，以防低压侧开关故障对变压器的热稳定构成威胁。
5.在设计电力变压器的继电保护装置是，采用新的计算机技术，可以设置较多的过流保护段，使各侧的过流保护能有相对较快的延时段；也有利于跳变压器各侧开关，特别是中、低压侧保护跳变压器各侧开关的保护段变压器尽快脱离故障点。
四、结论
电力变压器对于电力系统的正常运行具有重要作用，加强电力变压器继电保护装置的设计，可以提升电力变压器的稳定性，从而保证电力系统供电的连续性和可靠性。
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河南科技2012.07 下