浅谈电力变压器继电保护原理及配置

武鹏

摘要：我国电力系统规模越来越大，使用的技术也越来越先进，不仅给各行各业的生产提供了源源不断的支持，还为千家万户的日常生活提供了有力的保障。在智能变电站得到更加广泛应用的同时，相关人员一定要提高对继电保护技术的认识，为继电保护技术的应用创造良好的环境，让它能够充分发挥作用，确保智能变电站的稳定运转。基于此，本文主要分析了电力变压器继电保护原理及配置。

关键词：继电保护装置;发电厂;电力行业

引言

继电保护在电力系统中的作用，具体地说就是在电力系统运行中出现异常或故障时，可以对异常参数和故障现象进行检测并发出相应的报警信号，不仅可以对故障进行部分的隔离和切除，避免故障扩大化，降低故障所造成的危害，而且在线监测电力系统运行情况，针对其中的异常发出报警，工作人员及时处理，提升电力系统的运行稳定性。

1继电保护系统的组成概述

全面分析传统继电保护系统可发现，其主要构架层面可划分为间隔层及站空层，而智能变电站的构架及模式均明显优于传统继电保护系统。由此可见，智能变电站继电保护系统不止具备传统系统的特点，更增加过程控制的职能，有助于优化过程层及间隔层的总体功能，对提高总体工作效率具有不可比拟的积极作用。继电保护设备的作用可以分为以下3个方面。首先，继电保护设备可以保障变电站的运行稳定性和运行的可靠性。通过实时监测变电站的运行状况，可以及时发现运行中存在故障问题的设备。在发现故障设备之后，智能变电站的继电保护设备能够向相关的断路器下达跳闸指令，实现对变电站的保护。其次，继电保护设备还能够反映变电站电气设备的异常情况，并将这些异常情况通过信号的方式来提醒相关人员。同时，继电保护设备还可以实现远程自动化操控，具有自动重合闸、遥测以及备用电源自动投切等功能，给智能变电站的运行带来了较大的便利。最后，智能变电站继电保护设备还具有信息交互及时的特征，依托发达的网络技术提升了变电站监控的全面性，从而及时发现故障，一定程度上解放了劳动力，降低了劳动成本[1]。

2继电保护装置工作原理分析

众所周知，电力行业一直是我国经济发展的主要支柱之一，相关电力技术人员需要充分地了解继电保护装置的原理以及一些相关的专业性知识，才能进一步地将其应用在我国电力行业之中。继电保护装置有电源总线、数据总线、地址总线和控制总线四大中枢系统，而且还分有功率驱动模块、图形显示模块、通讯模块、A/D模块、开关量I/O模块和CPU模块等六大模块组成。这六大模块可以有效地调节在电路过程中的故障，在其发生故障之时，继电保护装置会发出警报，然后迅速地将警报信息传输到数据库中，迅速地分类出属于何种故障，并且会给出相应的补救措施。与此同时还会断开电路以防止电路继续损坏。最终将整个影响范围控制到最小，起到保护电网的作用[2]。

在继电保护运行维护期间，工作人员必须深入了解装置特性与基本要求，将其作为开展后续运行维护工作的主要依据。例如，当检查到继电保护装置未满足基本要求时，及时更换全新装置，将原有装置退役报废处理或进行返厂检修，以满足电力系统的继电保护需求。继电保护装置的基本要求包括：第一，可靠性。在满足保护动作触发条件时，要求继电保护装置可以在限定时间内快速执行保护动作，禁止装置出现误动与拒动现象。第二，选择性。在电力系统出现异常运行现象时，装置应选择性断开与故障点最近的开关设备，如果所断开设备选择不当，将扩大实际的停电范围，影响到其他无故障部分的运行状态。第三，灵敏性。要求所配置继电保护装置具有良好的监测精度及灵敏系数，装置可以第一时间发现所保护区域内出现的设备故障与异常现象，并执行相应的保护动作。第四，快速性。在电力系统出现运行故障后，继电保护装置应在限定时间内以最快速度执行跳闸等保护动作，断开故障设备与无故障部分的连接。

3继电保护装置基本性能

3.1可靠性

由于继电保护装置优异的警报功能和保护功能，能够迅速地处理，电路之中多出现的各种故障，并且给予补救措施，因此它拥有很高的可靠性。准确来讲其可靠性主要来自两个主要方面，其一就是保证判断故障出现的稳定性和准確性，并且能够迅速地分类故障种类。其二就是不会导致技术人员出现失误动作：相关技术人员需要依据科学合理的专业知识作为储备，并且保证设计制造过程能够满足要求。

3.3灵敏性

灵敏性主要体现在继电保护装置运行过程中的灵敏性系数以及以灵敏性系数值，它可以有效地显示整个装置的所能允许的最大额定电流和电压以及所能允许的电阻变化范围，这对于整个电路的保护作用有着重要的意义和价值。

3.4快速反应性

快速反应性是继电保护装置应有的特性，快速地检查到故障并对其进行补救处理，然后将故障信息反馈给技术人员是其本质作用。这样才能在电路之中出现故障之时，将整个损失和影响降到最小[3]。

4主变压器的继电保护措施

主变差动保护范围为主变各侧外附电流互感器之间，保 护范围内故障瞬时跳主变各侧断路器，作为主变套管、绕组、引出线发生短路故障时候的主保护。

4.1主变差动保护

主变差动故障是变电站在运行期间经常出现的问题之一，以某企业的 110kV 变电站为例，该企业拥有两台 40005kVA 容量的 主变机器设备，并采用国电南瑞 DSA 系列变电站成套保护装置，在设备维修检查过程中，发现 110kV 其中一台主变差动保护装置设 备显示“比率差动动作”，另一台主变差动保护装置及相关附属设 备没有发现异常情况，高低压测电流互感器的外观正常没有出现破 损迹象，保护装置的开关端子排二次电流接线处烧焦凝结并炭化。对于主变差动故障的原因有很多种：（1）差动保护装置的零部件出现故障，老化现象严重无法正 常运转;（2）装置内部结构出现问题;（3）主变气体继电器误动;（4）电流互感器出现故障;（5）在二次电流回路过程中，发生断线、接地或者相关短路 故障。维修检测部门应该开展全面的系统检测和检查工作，排除主变 本身故障风险，并应用先进的设备处理技术，提升其使用性能[4]。

4.2后备保护

后备保护是指对变压器进行电压的大幅降低和电流的急 剧增加，以此来缓解变压器承载的压力。因为当低压一侧发 生故障时，在主变抗阻的影响下，高压侧的电压会再次影响 而产生一定程度的变化，这会对高压侧的复合电压的闭锁元 件的启动造成影响，可能造成延迟闭锁或其他问题。所以，但变压器出现故障时，闭锁装置若没有按时启动，后备保护 就会迅速开启，以此来全面确保变压器的故障范围不会再继 续扩大 [5]。

结束语

在电力系统中，配电变压器是非常重要的电气设备之一，其运行安全性对整个电力系统工作连续稳定性具有直接的影响。在电力系统容量不断增大、电压等级不断提高背景下，对配电变压器保护的安全性、可靠性、灵敏性、快速性也提出了更高的要求。

参考文献：

[1]田伦.继电保护装置在发电厂中的应用分析[J].数字通信世界，2018，161（05）：273-274.

[2]于超.火电厂继电保护系统装置应用中的防干扰技术分析[J].科学与财富，2020（003）：80.

[3]张雪冬.风力发电厂继电保护装置故障分析及处理措施分析[J].电力设备管理，2020（4）：118-119.

[4]徐鹏.220kV智能变电站继电保护及自动化分析[J].通信电源技术，2018，35（6）：265-266.

[5]晁岳振，杨绍辉，刘天晓.探讨智能变电站继电保护设备的运行维护技术[J].山东工业技术，2019（6）：207

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