关键词：变压器；继电保护；电力系统；优化方案
1 前言
在电力系统的正常运行过程中，离不开变压器的支持，并且当变压器在实际的工作的运行中，要确保变压器良好发挥出变压器的性能，就必须要进行电力变压器的继电保护工作。我国相关的电力企业只有对电力变压器的继电保护工作进行深入探究，才能使电力变压器在电力系统中发挥出变压器的实际性能，促使电力系统稳定的运行工作，使电力系统输出的电力具备稳定性和安全性。但是目前电力变压器在实际的运行过程中还是会出现些许问题，只有将问题优化改善，才能确保变压器的性能发挥。
2 电力变压器继电保护工作原理
电力系统继电保护的作用是为了保证该电力系统的安全、可靠运行。但是在电力系统变压器的继电保护中，和整体电力系统的继电保护原理不同，在电力系统中确认和测量不同环节的故障状态以后才能开展继电保护工作，保证继电保护工作良好的状态，然后分析在不同工作状态和环节中的运行参数，整合分析数据，找出不同点，并以此为依据制定继电保护方案并执行。
3 电力变压器继电保护工作特点
电力变压器的继电保护设计具有以下几个特点或优势：第一，变压器继电保护装置具有可靠性的特点，继电保护专职不会发生误动，只有在需要继电保护状态下才会开始工作。在继电保护装置负责的范围内，还要发现电力变压器出现故障，继电保护立即启动，做出及时的反应，从而可保证变电器的安全。第二，当在继电保护范围内电力变压器出现故障或处于不正常运行状态下时，继电保护会根据故障问题的不同而发出不同的指令，做出不同的反应，具有灵敏性的特点。第三，在电力系统运行中，利用共享的数据可有效解决变压器运行中存在的问题，还能通过数据分析系统和远程监控等方式保证继电保护装置正常运行，为电力变压器安全可靠地运行提供保障。
4 电力变压器的常见故障
4.1油箱内故障
4.1.1绕组短路
电力变压器内部绕组线路连接紧密，绕组部分是电力变压器的核心部分，原、副边线圈以同心的新时套在铁芯柱上，这部分结构是电力变压器调压的关键，绕组短路会使原、副边线圈之间温度升高或发生电火花，严重时还可能在电力变压器内部引电弧火，从而引发爆炸、火灾等一系列较为严重的事故。
4.1.2匝间短路
电力变压器的带电线圈绝缘层破裂，线圈之间连接发生短路，就会导致电阻减小，从而引起电力变压器内部发产生电火花、火弧等，可引起与绕组短路类似的严重后果。
4.1.3铁芯损耗
铁芯也是电力变压器的核心构件，铁芯出现严重的损耗时不仅导致自身功率损耗，还会导致电力变压器的功率减低，电力变压器温度升高，严重时可能会引起周边线路绝缘层熔融，引发电力变压器内部短路或产生放电现场。此外，每个电力变压器都需要接地，接地发生短路时会造成电路变压器内部产生闭合回路，从而烧毁铁芯，引发电力变压器内部故障。
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4.2油箱外故障
4.2.1绝缘套破裂
绝缘套破裂是电力变压器常见的油箱外故障。电力变压器外部线路常年暴露在外，一方面加速了线路绝缘套老化的程度，另一方面受外力影响可能发生破损，导致电力变压器运行不稳定或发生放电、短路等现场，严重时电力变压器整体升温，可引起较多的安全隐患。
4.2.2接地短路
电力变压器依靠是的接地防雷，接地线路是通过电力变压器外壳与中性点地接线连接的，再通过中性点地接线引入地下。连接变压器外壳与中性点接地回路的零部件是可拆卸连接螺栓，连接中性点、变压器外壳的线路应该是同一条线，向上连接避雷器，向下接入地下，如果连接避雷器、变压器外壳及中性点的线路发生故障，则会引起接地短路，导致防雷失败。接地短路会导致电力变压器的防雷保护失效，严重影响电力变压器的安全运行。
5 电力变压器继电保护设计优化对策
5.1 差动保护设计
差动保护装置在设计时，手心必须保证纵联差动保护设计有效，也就是在电力变压器并列运行并且容量在6.3MVA以上，单独运行容量超过10MVA时采用该保护设计方式。为保证设计有效，比逊遵循电力变压器低压侧和高压侧互感器环流接线的原则，高于330KV的高压侧应将差动保护装置设置在引出线部分。其次，应根据变压器和断路器设置差动保护装置数量如果在安装断路器的情况下，则应在电力变压器和发电机间安装独立的差动保护装置，如果还没有设置断路器，则应根据电力变压器容量确定要安装的保护装置数量。此外，在设置差动保护装置中CT二次绕组时要注意：第一套差动保护回路时要连接独立的CT绕组，保证旁代切换，第二套差动保护回路则应在主变套管中接CT绕组，但是不用切换旁代。
5.2 瓦斯保护设计
瓦斯保护设计的作用是为了避免因为油箱内温度的升高，使得绝缘材料遭到破坏，或变压油出现气体膨胀问题而导致爆炸的现象。现阶段大部分电力变压器都安装了继电保护装置，但是因为瓦斯保护装置容易受到温度和湿度等外部因素影响，所以会影响保护的实际效果。在设计中要注意和其他保护方式结合，提高保护的效率和质量，保证电力变压器继电保护的可靠性。
5.3 过电流保护设计
过电流保护装置的作用是在电力变压器各侧母线出现故障时起到一定的制约和保护作用。在设计时要根据不同的电压侧实际情况开展。一般而言，在变压器低压侧采用的是三相式三卷变压器，在中高压侧设置复合电压闭锁过流保护装置、间隙保护装置和零序方向过电流保护，在低压侧采用复合电压锁闭过流保护。在设置复合电压锁闭过流保护时考虑到保护装置元件复杂，所以电流元件一般要大于电力变压器的额定电流，在低压侧还应安装一套低电压锁闭元件。
5.4 高压变压器保护设计
过电流保护在高压侧的变压器规定了低压侧母线的灵敏系数，过电流保护装置则需要设置在变压器高压侧断路器和低压侧断路器之间。当低压侧出现故障时，保护装置则可以作为低压侧的后备保护或主保护。
6 结束语
通过上述的具体分析和讨论，我们得知在电力系统的正常运作中，电力变压器是重要的保障支持，也是电力系统的重要组成部分，变压器的有效正常运行直接决定电网的运作质量。在电力变压器中应用了继电保护，对于相关设备的运行工作质量和效率有一定的提升，并且当电力变压器出现故障的时候能够及时应对处理，保证电力系统的顺畅运行的同时也有效维护了电力设备的使用寿命以及降低电力设备的损耗，有效保障了电力企业经济效益，并且还能为企业生产，人民的生活等方面提供稳定的电力供应，提高生产生活工作效率，促进社会经济的进步发展。
参考文献
[1]赵亚鑫.电力变压器的继电保护思路构建[J].山东工业技术,2019(14):183.
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[3]周迅燕.浅谈电力变压器继电保护设计[J].科技创新与应用，2014（25）.
论文作者:蔡亮
论文发表刊物:《中国电业》2019年第21期
论文发表时间:2020/4/15
标签：电力变压器论文; 变压器论文; 继电保护论文; 电力系统论文; 保护装置论文; 绕组论文; 低压论文; 《中国电业》2019年第21期论文;