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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，它的主要功能就是保证变压器的安全使用，对继电保护进行更优化的设计就显得尤为重要。
关键词：电力系统；变压器；继电保护设计
随着我国经济持续迅速发展，人民对电能的需求也在持续扩大。为了满足人民日益增加的需要，电能系统的输送网络随之不断进步与发展，来使电力系统能够持续安全、稳定地运行。在很大程度上来讲，电力系统的稳定与否应对继电保护设计的性能高低起到了很大的影响。而随着技术科学的持续发展，信息化计算机技术逐渐应用到继电保护工作中来，并越来越发挥着重要的作用。
1 继电保护概述
继电保护装置能够在电力系统出现问题的时候保护相关的元件，快速解决电力系统存在的故障，减少危险事故的发生，确保电力系统的高效稳定运行，因此，加强继电保护的运行及维护是提高工作效率必不可少的环节。当前，电力系统中大量应用了各种自动装置如微机保护、安全自动装置等，这些装置对继电保护造成各种消极的影响，例如调度端故障分析无法获得准确及时的信息、电网自动化大大降低等。导致电力系统出现问题的原因有多种，外界因素、内部因素以及具体的操作是主要的原因，探究电力系统继电保护的运行及维护具有深远的意义。
继电保护系统中各个部分是相互关联的，这种错综复杂的交叉关系会产生“波动效应”，如图1所示。A、B、C、D四大部分之间是紧密的联系在一起的，其中一个部分的改动直接会牵连到其他部分，彼此之间相互影响的这种关系大大增加了电力系统继电保护的运行及维护工作的难度，因此应设计合理的结构。
图1 系统中各个部分之间的联系
2 电力变压器继电保护的常见故障
2.1 继电保护系统电流互感器的故障
在电力变压器的继电保护系统中电流互感器的设计是根据电磁感应的基本原理，所以，设计电流互感器的主要作用就是将原有的较大数值的电流转换成较小数值的电流，这就是电流互感器的主要作用。根据上述的内容可以得知，如果电流互感器的内部绝缘部分出现了光问题，就会造成电流的窜出或其他现象的发生，这样就会对电力系统的安全运行造成严重的威胁，还有可能引发安全事故的发生。
2.2 计算机型电力变压器继电保护装置的故障
随着现代信息技术的不断进步，计算机技术的使用范围越来越广泛，新型的计算机型的继电保护装置在逐步的应用到变压器的继电保护工作中来。但是，在这一设备运行使用的过程中，一旦出现输入功率不合理，就会造成计算机控制系统输出的电压数值变小等情况的出现，这一现象就会造成电力系统正常运行中电力数值的严重危害。
2.3 带病运行故障
如果变压器在存在问题的状态下继续工作，特别是变压器的使用超出了自身的承载能力，在超高压强的情况下进行使用，还有可能引起变压器的使用期限超出了自身的承受力，超过使用期限的继续使用也是变压器带病运行的状态之一。变压器的带电运行，很容易对变压设备造成威胁，就会给设备的正常运行和经济造成严重的损失，从而给变压器的安全使用带来严重的影响。
3 完善电力变压器继电保护设计工作
3.1 瓦斯保护设计
瓦斯的保护主要是通过气体继电保护器的作用实现的，通常情况下，瓦斯的保护主要是包含了断路器跳闸方面保护的重瓦斯和在信号动作保护方面的轻瓦斯。其中一种保护措施就是根据气体的化学成分与数量等相关信息进行故障性质的分辨与原因的分析，这样有利于相关的工作人员技术的注意到异常情况的发生，从而在最快的时间内进行解决。另一种就是通过对气体的速度进行监测，再对自身的特点和成本的相关情况进行分析，从而对出现问题的位置进行相关的知道。而且在变压器受到严重的损坏后可以将电源自动的进行切断，做到对变压器的保护。在变压器的正常使用情况下，都是要符合三相对称的，因此，如果在一个电流继电器上运用了保护装置并进行相应的连接，之后便可以实现保护的作用。
3.2 电力系统继电保护设备
对主变压器和线路进行保护，并对线路的电流进行保护工作。我们知道，在电力系统的运行状态正常的情况下，并且当负荷电流流过输电线路的时候，额定电压为母线。而输电系统一旦发生故障（如：断路）的时候，回路线路上面就会有断路电流经过，并且，母线的电压也会被降成残余电压。而出现残余电压这一情况的时候，装置的测量部分会出这个信号的特征进行反映，电压保护会在线路上进行。要是发生了严重的短路故障，就会使用顺势电流，来进行速断保护。
3.3 PLC多代理机制过电流继电保护设计
在PLC的数据输出点上可以增减电压检测单元，电压的信号数值来自于PT两侧的电压值；其次可以调整PLC整定值，将电流值调整为最大允许电流值；电压值可以设置为母线电压的60%-70%。对于本设计中的6KV空压站进线断路器QF4而言，在带有PLC代理机制的过电流饱和情况下。基于多级代理的过电流继电保护装置的技术关键在于对现场的PLC以及PLC与上位机之间的信息交互进行设置，满足其一定的动态稳定性。早期的变电站采用的是串行网络通信技术，这种通信方式的主要缺点为传输的速率比较低，一般采用主从结构，会带来主机信息的共享的困难。目前比较流行的是现场总线技术，本设计中采用的CAN现场总线技术还具有全球的统一标准。假设在空压站6KV的母线上发生三相电压故障，通过与传统继电保护模式相对比可知，多级代理机制PLC，可以通过对QF4断路器的设置，让其处于未切断的短路状态，则其上级车间10KV出线断路器QF3自动调动，切断故障进行保护。
3.4 对继电保护系统定期检查
继电保护系统的定期检查有利于电力系统的正常运行，相关工作人员要对继电系统的情况及时跟进，了解其变化，确保机电系统的状态正常，一旦发现以次充好或其他问题必须立即采取措施予以解决。继电系统不能出现差错，工作人员要重视校对工作，检查电路问题，确保稳定性。管理人员要时刻关注继电保护装置的情况，遇到问题要及时与各个部门进行沟通和协调。另外，电力企业应制定一个定期检查的制度，确保检查工作真正落到实处。为了做好继电系统的正常运行以及维护工作，工作人员要养成良好的习惯，及时记录故障的原因、具体内容以及产生的影响，再次遇到问题时可以翻阅历史记录，了解前因后果，从而快速做出判断和决策，提高解决问题的针对性和效率。
综上所述，在整个电网系统之中，继电保护装置是最为重要的环节之一，同时也是整个系统中最关键的设备之一。它能够有效保证整个电力系统平稳地运行，并在整个电力系统中发挥着极其重要的作用。
参考文献：
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[3] 黄婷君.试论电力变压器继电保护设计[J].科技信息，2010，（15）：772+782.
论文作者:戴雪松1,杨建林2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/10
标签：继电保护论文; 电力系统论文; 变压器论文; 电流论文; 电压论文; 系统论文; 故障论文; 《电力设备》2017年第27期论文;