浅谈电力变压器继电保护设计李亮
摘要：在电力系统的工作中，变压器是其中工作的主要电力设备，对于现代社
会的电力输送，都是需要使用电力变压器对电压进行相应的处理之后才可以使用。电力变压器在日常的使用中可能会受到各种不确定因素的影响，致使变压器出现
各种故障都是不可预测的，这样就会对电力的输送造成影响，从而使电力不能正
常的运行。继电保护是变压器使用的重要保护措施之一，基于此，文章将针对电
力变压器的继电保护设计展开论述。
关键词：电力变压器；继电保护设计；方法
1.电力变压器继电保护系统概述
随着科学技术的不断发展，电力系统的使用技术也在不断的革新。电力变压
器的继电保护系统已经实现了微机型的继电保护工作状态。通过对这一继电保护
系统进行相应的分析与研究得知继电保护系统主要是包括以下几个方面：第一，
电力系统的信号采集部分，这一部分的主要工作就是对电力系统内部的相关数据、信息进行收集的工作。之后在将收集到的这些信息传输给变压器的继电保护装置。第二，对电力系统的信息进行相应的处理。这一方面主要是将前面收集到的数据、信息等进行相关的分析与研究，而且要根据规定的标准将出现的问题进行归分种类。第三，电力系统中信号的输出部分，主要负责将输出的信号传递给电力系统，这样就可以进行相关的调节。
2.继电保护系统的运行机制
在电力系统中变压器的继电保护设备主要是这一系统可以根据电力系统中电
力数值的变化产生的自我调节与保护的功能。整个继电保护系统能否正常安全的
运行是电力变压器能否正常使用的主要条件。在日常的工作中，对于继电保护系
统发挥的作用也会有所不同。通过对运行中各种参数数据的分析与研究，再结合
不同工作状态下继电保护系统的数据与信息，就可以分辨继电保护是否属于正常
运行。并且这些不同的数据信息也可以作为不同状态下继电保护系统工作的依据。目前我国的继电保护系统的工作属于正常的工作状态，该系统工作是先进行测量
之后再执行具体操作。如果继电保护系统处于不正常的运行状态，就必须要将不
正常状态下的数据信息与正常运行时的数据进行相应的对比。
3.电力变压器继电保护系统常见故障类型
3.1电压互感器的二次回路
继电保护系统的核心组成部分是电压互感器，同时也是继电保护系统的心脏，其主要的功能是对电力系统中的过高的电压进行排除。一般来讲，电压互感器在
荷载相对数值比较大的电阻时，所负载的二次电压的数值与一次电压的数值的关
系处于正比状态存在。所以，这种情况下，如果发生电阻的数值降低等现象，就
会非常容易导致电压互感器发生短路的现象。当开口三角电压的数值处于不稳定
状态时，一般就会发生以上原因引起的故障问题。由于电压升高所导致的线性不
稳限次极易在电压互感器内部的铁芯中发生，因此针对于这类的继电保护系统故
障的处理，需要足够关注电压互感器出现的短路以及回路等现象。
3.2电流互感器的故障
由于电流互感器是依据电磁感应的相关原理进行制作设计的，所以，将原先
的比较大的数值电流转换为相对较小的数值电流是电流互感器设计的主要功能，
也是实现电流互感器价值的主要目标。通过相关阐述可以了解到，如果电流互感
器的内部绝缘部分出现破裂或类似的现象，十分容易导致出现电流的窜出等问题，
直接阻碍了电力系统的安全可靠运行，严重的情况下还会形成安全事故。
3.3计算机型继电保护装置的故障
在现代化的科学技术迅速发展、计算机技术快速提升的影响下，计算机型的继电保护装置正在逐步应用在继电保护系统及其工作中。但是，在实际的操作、运行过程中，一旦出现输入功率不达标的现象，很容易导致计算机系统控制过程中的输出电压数值降低等现象，这一现象对于电力系统的电力数值正常运行会带来非常严重的影响。
4.电力变压器的继电保护设计方法
4.1差动保护设计
设计变压器继电保护的主要原则有几个方面。第一，如果要在正常状态下运行时，就必须要把变压器两侧的互感器进行环流接线，并且按照变压器保护电流正常运行状态下的电流互感器二次环流接线。当变压器的运行状态是正常时，差动继电器中的电流就会产生二次电流，此时，电流互感器二次电流数值为0。差动继电器如果不产生动作时，其保护也就不会有动作。电流互感器如果发生在二次回路时，此时的变压器就会处在较大的状态当中，而差动保护就不会有其它的动作。近几年以来，计算机芯片性能都有了很大的提升，所以在变压器的保护装置中主要都是对全部的后备进行保护，并且全力开发主变压器的保护装置，其应用成果是非常广泛的，同时也应用到了电力工程当中。因此，在高电压的变压器当中如果安装了双重的差动保护，那么就会对变压器的套管和内部故障产生一定的反应，实现了变压器绕组和绕组匝间短路的差动保护。另外，最重要的一种保护就是电流速断保护，达到瞬间断开断路器的效果。
4.2瓦斯保护设计
如果变压器内部发生了短路、漏油、绝缘失效、铁芯烧毁以及油面下降等问题时，那么应用差动保护设计起到的作用并不理想，会受到一定的限制，此时，最好应用瓦斯保护设计。主要是把气体继电器装置到变压器的导油管中，从而实现瓦斯保护的效果。我们可以把瓦斯保护分为两种，一种是轻瓦斯保护装置，主要是对气体的颜色和数量判断出发生故障的性质以及产生的原因等。而另一种则是对重瓦斯进行保护，监视气体产生的速度影响，分析气体的主要成分，最后找出产生故障主要问题和产生程度的大小。
4.3过电流保护设计
一般情况下，如果是应用三相式的变压器时主要是在变压器的低压侧，一旦在压侧出现短路时，或者是没有发挥出阻抗保护时，那么就起不到保护的作用。所以，在所有相邻元件的后备必须要达到保护的作用。如果发生这种问题时，可以在低压侧设计一个复合电压闭锁过流保护，也可以在高、中压侧安装一个复合的电压闭锁过流保护。另外，在设计高压变压器保护装置时，当变压器高压侧电流保护会对低压侧母线产生一定的灵敏度，所以，就可以对变压器高压侧短路以及低压侧断路器安装一个保护装置。一旦变压器低压侧产生停运问题以及发生故障时，就会发生在开关和TA间出现非正常状况，此时保护装置则当作变压器低压侧母线后备保护设计应用，也可以作为主保护的设计应用。有一点我们也是可以忽略的，就是发生非金属性短路时，会出现灵敏度不足的阻抗保护，或者是出现延时以及超时的问题发生。通过在对上述问题发生过程当中，最好的解决方法就是在变压器的高压侧设计一个保护装置，可以安装保护变压器，也就是热稳定的反时限过流装置。并且必须把这种设置的整定值要与变压器的热稳定相适应，除此之外，对变压器低压侧也要进行相应的保护，安装一个电流保护装置。
