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關鍵詞 電力變壓器；二次回路；瓦斯保護；定時限過電流
中圖分類號：TM4 文獻標識碼：A 文章編號：1671—7597（2013）021-085-02
電力變壓器是電力系統變配電的重要設備，它的故障對配電的穩定、可靠和系統的正常運行都有明顯且比較嚴重的影響，同時，電力變壓器也是非常昂貴的設備，由此，提供對電力變壓器的繼電保護尤為重要。變壓器通常需要的保護裝置有瓦斯保護、縱差動保護或電流速斷保護、相間短路的后備保護、接地保護、過負荷保護、過勵磁保護等等。下面就電力變壓器常用的典型保護做分析。
對于輸電線路高壓側為110 kV及以上的工廠總降壓的主變壓器來說，應裝設過流保護、速斷保護和瓦斯保護。過流保護作為電流速斷保護的后備保護，在有可能超過電力負荷時，也需裝設過負荷裝置。但是如果單臺運行的電力變壓器容量在10000千伏安及以上和并列運行的電力變壓器每臺容量在6300千伏安及以上時，則要求裝設縱聯差動裝置保護來取代電流速斷保護。由于主電源出口處繼電保護裝置動作時限為 2 s，則變壓器保護的過電流保護動作時限可整定為1.5 s。
1 裝設瓦斯保護
當變壓器油箱內故障產生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時動作于信號；當產生大量瓦斯時，應動作于高壓側斷路器。
2 裝設定時限過電流保護
2.3.2 過負荷保護動作時限
上述設計的電流及電壓回路、保護操作回路的繼電保護回路圖設計情況如下：
1）電流回路：A相第一個繞組頭端與尾端編號1A1，1A2，如果是第二個繞組則用2A1，2A2，其他同理。
2）電壓回路：母線電壓回路的星形接線采用單相二次額定電壓57V的繞組，變電站高壓側母線電壓接線，如圖2。
①為了保證PT二次回路在莫端發生短路時也能迅速將故障切除，采用了快速動作自動開關ZK替代保險。
②采用了PT刀閘輔助接點G來切換電壓。當PT停用時G打開，自動斷開電壓回路，防止PT停用時由二次側向一次側反饋電壓造成人身和設備事故，N600不經過ZK和G切換，是為了N600有永久接地點，防止PT運行時因為ZK或者G接觸不良，PT二次側失去接地點。
③1JB是擊穿保險，擊穿保險實際上是一個放電間隙，正常時不放電，當加在其上的電壓超過一定數值后，放電間隙被擊穿而接地，起到保護接地的作用，這樣萬一中性點接地不良，高電壓侵入二次回路也有保護接地點。
④傳統回路中，為了防止在三相斷線時斷線閉鎖裝置因為無電源拒絕動作，必須在其中一相上并聯一個電容器C，在三相斷線時候電容器放電，供給斷線裝置一個不對稱的電源。
⑤因母線PT是接在同一母線上所有元件公用的，為了減少電纜聯系，設計了電壓小母線1YMa，1YMb，1YMc，YMN（前面數值“1”代表I母PT。）PT的中性點接地JD選在主控制室小母線引入處。
⑥PT二次電壓回路并不是直接由刀閘輔助接點G來切換，而是由G去啟動一個中間繼電器，通過這個中間繼電器的常開接點來同時切換三相電壓，該中間繼電器起重動作用，裝設在主控制室的輔助繼電器屏上。
3）保護操作回路：
繼電保護操作回路是二次回路的基本回路，110 kV操作回路構成該回路的主要部分，220 kV操作電壓回路也是應用同樣的原理設計形成的，傳統電氣保護的閥值、開關量進行邏輯計算后，提交給操作回路。對微機裝置進行保護。因此微機裝置保護僅僅是將傳統的操作回路小型化，板塊化。下面的操作回路見圖3。
1）當開關閉合時，DL1立即斷開，然后DL2閉合。HD、HWJ、TBJI繞組、TQ組成回路，點亮HD，HWJ開始操作，但是由于線圈的各個繞組有較大的電阻阻值，致使TQ上獲得的電壓不至于讓其執行跳開動作，保護跳閘出口時，TJ、TYJ、TBJI線圈、TQ直接連通，TQ上線圈電流變大，獲得較大電壓后開始工作，由于TBJI接點動作自保持，所以TBJI繞組線圈一直等待所有斷路器斷開后，TBJI才返回（即DL2斷開）。
2）二次保護合閘回路原理與二次保護跳閘回路相同。
3）在二次回路合閘繞組線圈上并聯了TBJV回路，這個保護回路是為了防止在線圈失去電壓跳閘過程中又有電壓合閘命令，由于短時間內的繁復跳合閘而損壞機構。例如合閘后繞組充放電的延遲效應，及容易造成合閘接點HJ或者KK的5，8粘連，當開關在跳閘過程中，使得TBJI閉合，HJ、TBJV繞組、TBJI接通，TBJV動作時TBJV繞組線圈自保持，相當于將合閘線圈短路了（同時TBJV閉觸點斷開，合閘繞組線圈被屏蔽）。這個回路叫防躍回路，防止開關跳躍的意思，簡稱防躍。
4）D1、D2兩個二極管的單相連通讓KKJ合閘后的繼電器開始工作，KKJ的工作通過手動合閘來完成，手動跳閘的目的是讓KKJ復歸，KKJ是電磁保持繼電器，動作后并不是自動返回的，所以KKJ又稱手動合閘繼電器，廣泛用于“備自投”、“重合閘”，“不對應”等的二次回路設計。
5）HYJ與TYJ是感壓型的跳合閘壓力繼電器，它一般接入斷路器機構的氣壓接點，根據SF6產生的氣體所造成的氣體壓力而動作，所在以SF6為絕緣介質的滅弧開關量中，若氣體發生泄露，那么當氣體壓力降到不能夠滅弧的時侯，接點J1和J2連通，將操作回路斷開，防止操作發生，造成火災隱患。在設計和施工中，值得注意的是當氣壓低閉鎖電氣操作時候，不能夠在現場直接用機械方法使開關斷開，氣壓低閉鎖是因為滅弧氣壓已不能滅弧，這個時候任何將開關斷開的方法都容易造成危險，容易讓滅弧室炸裂，造成設備損毀，正確的方法是先把負荷斷路器的負荷去掉之后，再手動把開關跳開，保證電氣的安全特性。
6）輔助的位置繼電器HWJ，TWJ，主要用于顯示二次回路當前開關的合跳閘位置和跳合閘線圈的工作狀況。例如，在運行時，只有TQ完好，TWJ才動作。
所有保護及安控裝置作用于該斷路器的出口接點都必須通過該斷路器的操作系統，不允許出口接點直接接入斷路器。
目前的保護裝置都已經采用微機式保護方式，但從電氣操作的靈敏性、快速性、安全性考量，機電式保護在許多電廠及變電站被廣泛的使用著。
參考文獻
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【關鍵詞】電力變壓器；繼電保護；優化設計；保護措施
1.前言
在現代化的社會里，我們的日常生活離不開電，發電廠產生的電通過輸送電路到達用戶，而電的輸送卻是與電力變壓器息息相關的。電力變壓器廣泛用于現實生活中如機床、照明、電器、機械電子、醫療設備等。電力變壓器由于各種人為的或者環境的因素，在使用過程中會發生故障，對我們的日常生活造成不良的影響。因此優化設計電力變壓器的繼電保護裝置，保障電力的順利運行就有著很重要的現實意義。
2.常見的電力變壓器故障
電力變壓器由于各種人為的或者環境的因素，在使用過程中難免會產生這樣那樣的故障。廣義的說常見的變壓器故障分為兩種類型。第一種類型是內部故障，這種故障主要發生在電力變壓器的油箱里面；第二種類型是外部故障，這種類型的故障在油箱外部比較常見，常發生在絕緣套管及其引出線上。在故障發生時，前者要切除變壓器可以依靠差動保護動作以及瓦斯；而后者一般只能由差動保護動作實現。在故障發生的情況下，利用瓦斯和差動保護等的速動保護切除故障變壓器，變壓器的動穩定性則是設備是否損壞的主要因素。
如果電力變壓器的故障發生在兩側母線及其相連的間隙時，若故障設備的保護裝置保護拒動或者故障設備未配保護，如低壓側母線保護等，這種情況下切除故障變壓器只能靠變壓器后備保護動。此時由于故障造成的過量電流就可能通過變壓器一段時間，這是因為電力變壓器的后備保護帶具有延時性。在過量電流通過的時間段內，變壓器的熱穩定性則是設備否損壞主要決定因素。
電力變壓器在故障發生的情況下依然工作屬于不正常的工作狀態，會對電力設備造成很大的損害，如設備周圍的絕緣材料迅速老化導致電力設備的某些零部件熱量過高。因此為了保護電力設備，在電力變壓器發生故障時應及時將其切除避免其他故障的發生。
3.電力變壓器繼電保護的原理
在電力變壓器發生故障時，主要表現為電流增加、電壓降低以及電壓和電流間的相位發生變化。繼電保護的原理就是根據電力變壓器正常運行時與故障發生時的電流、電壓參數差別而進行工作的[1]。例如，電流保護的繼電保護是根據電流增大工作的；電壓保護的繼電保護是根據電壓降低工作的；而阻抗類型的繼電保護工作是根據電壓和電流比值的變化進行的；差動保護類型的繼電保護特點是利用電力設備各端電流大小和相位的差別而進行工作等。
4.電力變壓器繼電保護的特點
4.1具有高可靠性
電力變壓器的繼電保護裝置的工作特點決定了繼電保護裝置的高可靠性，這需要對繼電保護裝置進行有合理的設計配置以保證繼電保護的優良性能，此外，在運行過程中進行合理的維護與管理也是很有必要的。在電力系統中，方法庫和數據倉庫是繼電保護裝置所采用的信息管理技術，這不僅方便對保護系統進行維護和升級，而且在繼電保護裝置運行時，整個信息管理系統為集中于網絡中心的數據庫和規則庫，簡言之就是集中式的運輸，比傳統分散式的傳輸更具有優勢[2]。具備了這樣的繼電保護系統，個別有問題的客戶工作站就不會對整個電力系統造成不良的影響。
4.2具有強實用性
針對繼電保護裝置的電力變壓器，當在實際生活中電力變壓器產生了故障，繼電保護能夠針對實際產生的故障通過使用和共享二次部分中的各類數據有效的解決[3]。由于這種繼電保護設備能夠根據實際情況統計數據和分析系統，這就對工作人員的操作起到了非常實用的作用，具有很強的適用性。
4.3具有便于操作性
當前的電力變壓器的繼電保護裝置都能與變電站的微機監控系統有通信聯系?！袄^電保護裝置能實現與變電站的微機監控系統聯系溝通是保護裝置具備串行通信的能力，這樣就能通過遠程監控對整個電力變壓器的繼電保護裝置進行實時監控，保障了繼電保護系統的可操作性，進而使電力系統更為安全的運行[4]。”
5.變壓器繼電保護的設計
電力變壓器的繼電保護裝置是變壓器的安全衛士，對變壓器的工作具有監督的作用，并能將發生故障的電力變壓器及時切除。因此，對電力變壓器的繼電保護裝置進行優化設計具有非常重要的現實意義，具體措施可以分為以下幾個方面：
A.針對電力變壓器的繼電保護裝置，其中的瓦斯保護可以用于第一類故障即在變壓器油箱內部發生的故障。另外瓦斯保護也可以用于變壓器郵箱內油面降低的情況。對于0.4×106VA及以上車間內油浸式變壓器和0.8×106VA 及以上油浸式變壓器，我們均應對其裝備瓦斯保護。
B.針對電力變壓器的繼電保護裝置，反應變壓器內部短路、套管及引出線等第二類故障，設置縱聯差動保護。故障產生時可瞬時切斷電力變壓器兩側的斷路器。
（1）對 6.3×106VA 以下并列運行以及廠用變壓器的變壓器，和1×107VA 以下單獨運行以及廠用備用變壓器的變壓器，為了實現繼電保護，如果后備保護動作延遲的時間大于0.5s，我們應裝設電流速斷裝置在此設備上。
（2）應裝設縱聯差動保護在6.3×106VA 以下并列運行以及廠用變壓器的變壓器，和1×107VA 以下單獨運行以及廠用備用的變壓器的變壓器，還有2×106VA及以上用電流速斷保護靈敏性不符合要求的變壓器設備上。
（3）應裝設雙重縱聯差動保護與高壓側電壓為320kV及以上變壓器以實現繼電保護。
（4）發電機變壓器組是整個電力傳輸的起點，因此我們應對其繼電保護裝置進行嚴格的設計以保證電力的順利傳輸。具體實施分為以下幾個方面：a）. 單獨的縱聯差動保護可以裝設與變壓器和發電機之間有斷路器的情況；b）.對于變壓器和發電機之間沒有斷路器的情況，共用縱聯差動保護可以裝設與1×108VA及以下變壓器與發電機組；共用縱聯差動保護和單獨縱聯差動保護同時裝設1×108VA 以上發電機。
C.反應變壓器對稱過負荷保護。
過負荷保護使用與的情況如下：
（1）當數臺4×105VA 及以上的變壓器并列運行或單獨運行并作為其他負荷的備用電源時，可根據實際情況裝設過負荷保護；
（2）過負荷保護裝置也可以用于繞組變壓器和自耦變壓器，過負荷保護在這種情況下應接于一相電流上，帶時限動作于信號。此時當變壓器設備發生故障而無人進行值守，過負荷保護就可以斷開部分負荷甚至動作于跳閘。
6.結語
總之，電力變壓器在我國的電力傳輸中占據著極為重要的地位。由于認為或者環境等各種因數，電力設備在運行過程中難免會發生這樣那樣的故障，破壞電力的供應。因此，優化電力變壓器的繼電保護設備，對于電力系統的順利運作具有非常重要的意義，可以滿足我們對電力的日常需求，推動我國電力事業的發展與進步。
【參考文獻】
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[2]趙洪梅.電力變壓器的繼電保護[J].電力與能源，2008，（34）：55-57.
電力變壓器的結構和功能是電力系統的重要組成部分，其運行過程中會遇到很多問題，這些問題將會或多或少的影響電力系統的安全，尤其是大容量電力變壓器受損會對企業電力系統造成致命破壞。因此，只有加強電力變壓器的繼電保護，將變壓器合理應用到繼電保護裝置中，才能保證電力系統的安全。本文重點分析了電力變壓器的繼電保護對策，闡述了電力變壓器在續電工作中的重要作用，展望了電力變壓器在繼電保護方面的未來。
【關鍵詞】電力變壓器 繼電保護 軟件系統
電力變壓器的正常運行可以保證電力的有效運輸，而保證電力變壓器正常發揮功能的關鍵是繼電保護，其工作能否完成將影響著電力體系的完整度。只有對電力變壓器的機電保護對策進行科學分析，才能在電力變壓器續電出現故障時做出合理應對，更好地處理電力運輸過程中可能出現的各種意外狀況，從而保證電力系統的穩定性和安全性。
1 電力變壓器繼電保護的常見故障
1.1 電力變壓器繼電保護概況
電力變壓器繼電保護主要有三種功能。第一，對電力系統出現的不正常信號和非正常狀態做出有效應對，而達到維護繼電保護功能的目的。第二，對電力變壓器出現的非正常狀態和故障進行判斷，及時切斷問題而達到有效控制事故發生的目的。第三，盡量避免電力變壓器的繼電保護功能因停電和設備損壞等問題而產生經濟損失的情況，從而保證電力變壓器的有效運轉。
1.2 電力變壓器繼電保護的常見故障
1.2.1 內部原因造成的故障分析
內部原因造成的繼電保護故障主要是電力變壓器內部結構出現的機構性故障或功能性故障導致，如果變壓器繞組出現故障或者變壓器外殼接地線路出現故障都會引起繼電保護故障，甚至會引發電網停電或者電力變壓器被迫切除的情況。如果變壓器出現短路，不能立即對變壓器實行切除和停機，就會導致電力變壓器燒毀或者不能運轉的嚴重后果。
1.2.2 外部原因造成的故障分析
外部原因造成的故障主要有因油箱外部引線出現搭接情況、電力變壓器的絕緣皮套出現發熱情況等問題而引發的繼電保護故障。如果電力變壓器外部出現短路情況，可能會使電力變壓器因電壓過高而產生嚴重損害。
1.3 電力變壓器繼電保護裝置的配備原則
當電力變壓器內部出現短路或者油面下降的情況時，應該設置瓦斯保護；當外部短路引發變壓器過電流的情況時，應該根據電力變壓器容量和運行情況，設置電流保護、復合電壓啟動的過電流保護等裝置作為后備保護；當長時間的過負荷對電力設備產生損害時，應根據過符合情況設置負荷保護裝置；當電力變壓器出現溫度升高問題或者冷卻出現故障時，應該根據變壓器標準的規定，設置作用于信號的設備；110kv及以上中性點直接接地的電力網，應該根據電力變壓器中心點接地的實際情況設置零序電流保護和零序電壓保護裝置。
2 電力變壓器繼電保護的要點分析
2.1 提高電力變壓器繼電保護技術的可靠性
電力變壓器的繼電保護方式主要是采用方法庫和數據倉庫。這兩種方式可以有效地保證系統升級和維護的可靠性。在方法庫上對電力系統進行升級和維護，為系統升級和換代提供了便利。因此，配備合理有效、性能優越的繼電保護裝置可以保證繼電保護的可靠性。
2.2 增強電力變壓器繼電保護技術的實用性
電力變壓器運行過程中的一些問題可以通過調節數據的共享性和適用性進行解決。如此一來，在分析問題和數據統計過程中可以增強數據的實用性，進而保證電力變壓器的正常運行。
2.3 按照國家標準進行電力變壓器設備設計
電力變壓器的設計工作應該嚴格按照國家標準進行，并且嚴格把控型號選擇的問題，以保證繼電保護的協調性。同時，在對電力變壓器進行繼電保護時，應該對繼電保護的工作情況和定期數值計算進行審核，保證電力變壓器的運行符合國家規范。
2.4 電力變壓器的運行應該以行動性為原則
在電力變壓器的運行過程中，應該根據其結構的特殊性和功能的實用性，在設備內部安裝保護裝置，當瓦斯超出限值，立即做出反應，從而保證繼電保護裝置工作的準確性和便捷性，保證電力變壓器的穩定性。
3 電力變壓器繼電保護的未來發展方向
3.1 軟件系統的發展
隨著社會科技的進步，電力變壓器的繼電保護應該向著自動化和智能化的方向發展。開發相關的軟件支撐起電力變壓器的繼電保護工作，建立相應的電力變壓器繼電保護的工作程序，進行系統的數據記錄和分析。通過其對相關數據的細致分析和高效決策來提高電力變壓器繼電保護的效果，從而維護電力變壓器的繼電保護功能。
3.2 數據庫的發展
國民經濟的快速發展使得電力變壓器需要向網絡化和信息化的方向發展。通過建立電力變壓器繼電保護的相關數據庫和資料來實現網絡化和信息化是最有效的途徑。具體就是根據電力變壓器繼電保護工作的實際情況，建立電力變壓器繼電保護工作正常運行、故障檢測和數據存儲的數據庫，對相關數據進行系統、科學的記錄，使資料庫可以作為電力變壓器繼電保護工作的堅強后盾。只有確保數據庫在電力變壓器繼電保護工作中的有效運用，保證數據庫對數據的全面統計，才能在設備出現故障后，準確的分析故障原因，找出解決故障的方法，從而保證電力變壓器的繼電保護工作正常運行。
4 結束語
電力變壓器的結構和功能作為電力系統的重要組成部分，其運行過程中會遇到的問題會影響整個電力系統的安全，尤其是大容量電力變壓器受損會對電力系統造成致命破壞。而電力變壓器的繼電保護是電力變壓器最重要的保護體系和設備，同時也是保護電力變壓器的有效手段，不僅可以保證電力變壓器的正常運行，而且還可以將發生故障的可能性降到最低。因此，為了能夠發揮電力變壓器繼電保護工作的最大價值，必須對電力變壓器的繼電保護技術進行分析，從而找到有效避免電力變壓器的繼電保護工作的正常進行，保證電力系統的安全性和穩定性，減少電力系統故障發生的概率。
參考文獻
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作者簡介
高海濤（1980-），男，陜西省洋縣人。工程碩士學位?，F為吉林石化公司工程師。主要研究方向為電氣運行管理。
關鍵詞：電力變壓器；特點；保護措施
中圖分類號： U264.3 文獻標識碼：A
在電力系統中，電力變壓器是輸配電力不可缺少的重要設備，在機床電器、照明、醫療設備、機械電子設備等中廣泛應用到了電力變壓器。而在電力變壓器在運行的過程中，通常會出現各種故障，這些故障的存在會威脅到電力系統的安全持續運行，尤其是大容量變壓器出現故障，對整個電力系統的影響更為嚴重。在電力系統飛速發展的如今，對繼電保護提出了的要求更高，為此，要加強電力變壓器繼電保護裝置的功能，從而以確保電力系統得以安全穩定運行有著重要的意義。
1 電力變壓器的常見故障和非正常運行狀態
電力變壓器的故障分為內部和外部兩種故障。內部故障指變壓器油箱里面發生的各種故障，主要靠瓦斯和差動保護動作切除變壓器；外部故障指油箱外部絕緣套管及其引出線上發生的各種故障，一般情況下由差動保護動作切除變壓器。速動保護（瓦斯和差動）無延時動作切除故障變壓器，設備是否損壞主要取決于變壓器的動穩定性。而在變壓器各側母線及其相連間隔的引出設備故障時，若故障設備未配保護（如低壓側母線保護）或保護拒動時，則只能靠變壓器后備保護動作跳開相應開關使變壓器脫離故障。因后備保護帶延時動作，所以變壓器必然要承受一定時間段內的區外故障造成的過電流，在此時間段內變壓器是否損壞主要取決于變壓器的熱穩定性。因此，變壓器后備保護的定值整定與變壓器自身的熱穩定要求之間存在著必然的聯系。
變壓器的不正常運行狀態即變壓器在故障狀態運行的狀態，變壓器在不正常的運行狀態運行，會加快絕緣材料老化、使得鐵芯、繞組和其他金屬構件熱量過高，從而降低絕緣強度，減少變壓器的使用壽命，導致其他故障的發生。因此，電力變壓器要裝設繼電保護裝置，以及時將短路故障切斷，防止更大的損壞的發生。
2繼電保護的組成及工作原理
供電系統發生故障時，會引起電流的增加和電壓的降低，以及電流電壓間相位角的變化，因此故障時參數與正常運行的差別就可以構成不同原理和類型的繼電保護。例如，利用短路時電流增大的特征，可構成過電流保護：利用電壓降低的特征可構成低電壓保護：利用電壓和電流比值的變化，可構成阻抗保護：利用電壓和電流之間的相位關系的變化，可構成方向保護：利用比較被保護設備各端電流大小和相位的差別可構成差動保護等。此外也可根據電氣設備的特點實現反映非電量的保護。
3繼電保護的特點
3.1可靠性高
繼電保護的可靠性高，是因為有合理的配置、質量技術性能優良的繼電保護裝置以及正常的運行維護與管理。在繼電保護系統中，信息管理技術采用了方法庫和數據倉庫，使得系統的維護和升級更加方便，在運行過程中，整個信息管理系統由以往分散式的傳輸轉變為集中式的運輸，即集中于網絡中心的數據庫和規則庫，這樣即便其中一個客戶的工作站有問題的出現，也不會對整個信息系統的正常運行造成影響。
3.2實用性強
在生產運行中所出現的一些實際問題，通過繼電保護能夠有效的對二次部分中各類數據之間的使用和共享予以解決。由于其能分析系統、統計數據，這就更便于工作人員的操作，其實用性更強，繼電保護運行的水平在一定程度上得以提高。
3.3實現遠程監控
因微機保護裝置有串行通信的作用，其能與遠方的變電站的微機監控系統進行相互間的通信聯絡，而使得整個微機保護都具備了遠程監控性，從而更加保障了無人變電站的繼電保護系統的安全運行。
4變壓器繼電保護的措施
4.1反應變壓器油箱內部各種故障和油面降低的瓦斯保護。
0.8MVA及以上油浸式變壓器和0.4MVA及以上車間內油浸式變壓器，均應裝設瓦斯保護。當油箱內故障產生輕微瓦斯或油面下降時，應瞬時動作于信號；當產生大量瓦斯時，應動作于斷開變壓器各側斷路器。帶負荷調壓的油浸式變壓器的調壓裝置，亦應裝設瓦斯保護。
4.2反應變壓器引出線、套管及內部短路故障的縱聯差動保護或電流速斷保護。
保護瞬時動作于斷開變壓器的各側斷路器。
4.2.1對 6.3MVA以下廠用變壓器和并列運行的變壓器，以及10MVA以下廠用備用變壓器和單獨運行的變壓器，當后備保護時間大于0.5s時，應裝設電流速斷保護。
4.2.2對6.3MVA及以上廠用工作變壓器和并列運行的變壓器，10MVA及以上廠用備用變壓器和單獨運行的變壓器，以及2MVA及以上用電流速斷保護靈敏性不符合要求的變壓器，應裝設縱聯差動保護。
4.2.3對高壓側電壓為330kV及以上變壓器，可裝設雙重縱聯差動保護。
4.2.4對于發電機變壓器組，當發電機與變壓器之間有斷路器時，發電機裝設單獨的縱聯差動保護。當發電機與變壓器之間沒有斷路器時，100MVA及以下發電機與變壓器組共用縱聯差動保護；100MVA以上發電機。除發電機變壓器共用縱聯差動保護外，發電機還應單獨裝設縱聯差動保護。對 200～300MVA的發電機變壓器組亦可在變壓器上增設單獨的縱聯差動保護，即采用雙重快速保護。
4.3反應變壓器外部相間短路并作瓦斯保護和縱聯差動保護（或電流速斷保護）后備的過電流保護、低電壓起動的過電流保護、復合電壓起動的過電流保護、負序電流保護和阻抗保護，保護動作后應帶時限動作于跳閘。
4.3.1過電流保護宜用于降壓變壓器。
4.3.2復合電壓起動的過電流保護，宜用于升壓變壓器、系統聯絡變壓器和過電流保護不滿足靈敏性要求的降壓變壓器。
4.3.3負序電流和單相式低電壓起動過電流保護，可用于63MVA及以上升壓變壓器。
4.3.4當采用上述2）、3）的保護不能滿足靈敏性和選擇性要求時，可采用阻抗保護。
4.4反應大接地電流系統中變壓器外部接地短路的零序電流保護。
110kV及以上大接地電流系統中，如果變壓器中性點可能接地運行，對于兩側或三側電源的升壓變壓器或降壓變壓器應裝設零序電流保護，作變壓器主保護的后備保護，并作為相鄰元件的后備保護。
4.5反應變壓器對稱過負荷的過負荷保護。
對于400kVA及以上的變壓器，當臺數并列運行或單獨運行并作為其他負荷的備用電源時，應根據可能過負荷的情況裝設過負荷保護。對自耦變壓器和多繞組變壓器，保護裝置應能反應公共繞組及各側過負荷的情況。過負荷保護應接于一相電流上，帶時限動作于信號。在無經常值班人員的變電所，必要時過負荷保護可動作于跳閘或斷開部分負荷。
4.6反應變壓器過勵磁的過勵磁保護。
現代大型變壓器的額定磁密近于飽和磁密，頻率降低或電壓升高時容易引起變壓器過勵磁，導致鐵心飽和，勵磁電流劇增，鐵心溫度上升，嚴重過熱會使變壓器絕緣劣化，壽命降低，最終造成變壓器損壞。因此，高壓側為500kV的變壓器宜裝設過勵磁保護
5 總之，電力系統在運行過程中會因多種因素的影響而使得電氣熱備出現各種故障，電力變壓器作為電力系統中輸配電力不可缺少的重要設備，為此，要科學合理地進行繼電保護裝置的設置，以確保電力系統的安全穩定經濟運行。
參考文獻
[1] 王梅義.高壓電網繼電保護運行技術[J].電力工業出版社，2008-10.
[2] 趙洪梅.電力變壓器的繼電保護[J].電力與能源，2008-34.
[3] 王攀.電力變壓器繼電保護設計[J].供配用電，2009-4
【關鍵詞】電力變壓器；繼電保護裝置；故障分析；設計
前言
伴隨著我國電力工業的快速發展，電網的范圍也愈來愈廣泛，電網分布情況也是相當緊密：作為電力系統的主要部件―變壓器也不斷地遭到外界負荷的影響。電力變壓器在正常工作中，有時會突發各種類型的毛病，比如超高壓輸電建設，它的建設根本離不開大型的電力變壓器，一旦變壓器出現了故障，那么就會直接導致整個電力系統無法正常運轉。所以，想要使供電穩定有序，就要控制好電力變壓器繼電保護裝置的功能和作用以及可靠性，并且做出相應的嚴格設置。
1 電力變壓器的故障類型
電力系統運行中，電力變壓器作為重要的設備之一，一旦發生故障則會導致電力系統正常的運行受到影響。通常情況下，變壓器油箱內部和外部是電力變壓器故障易發地區。外部故障通常是由于繞組引出線和絕緣套管發生相間短路或是接地短路所導致的。而內部故障具有較大的危害性，由于短路和線損過程中會有電弧產生，同時油箱內油在受熱情況下會有較多氣體產生，氣體與電弧接觸極易導致爆炸的發生。所以一旦電力變壓器發生故障，則需要繼電保護裝置能夠快速的反應，準確的排除故障，避免危險的發生。
2 電力變壓器繼電保護裝置配置原則
繼電保護裝置在電力系統運行過程中發揮著極其重要的作用，一旦電力系統運行過程出現異常情況或是有故障發生，則斷電保護裝置則會在第一時間內進行動作，將故障部位或是線路進行快速的切斷，確保將故障控制在最小范圍內，減少由于故障而對電力系統運行所帶來的影響。所以加強對繼電保護裝置進行配置是十分必要的，具體配置原則包括以下幾個方面。
2.1 根據變壓器的運行情況來采取保護裝置
對于6.3MV?A及以上的常用工作變壓器和并列運行的變壓器，10MV?A及以上廠備用變壓器和單獨運行的變壓器，以及2MV?A及以上用電流速斷保護靈敏性不滿足要求的變壓器，應裝設差動保護裝置。對高壓側電壓為330kV及以上的變壓器，可裝設雙重差動保護裝置。
2.2 變壓器需要安裝瓦斯保護裝置
變壓器故障時危害最大的即是油箱內部故障，往往是由于匝間短路或是絕緣受到破壞而導致的電弧電阻的接地短路，在這種情況下，故障點則會受到電流和電弧的雙重作用，從而導致變壓器油與其他絕緣材料在相互作用下會有大量的氣體分解出來，而這部分氣體會流向油枕的位置，一旦故障點擴大，則會導致油迅速膨脹，從而對油枕上部帶來強烈的沖擊，在這種情況下，需要對變壓器進行瓦斯保護裝置的安裝。
2.3 采取過電流保護
在對變壓器采取過電流保護時有許多種保護選擇，具體選擇時則需要在外部相間短路引發變壓器過電流采取必要的保護，采取哪種過電流保護作為后備保護，則需要根據變壓器運行情況、容量及靈敏度的不同來進行。
3 電力變壓器繼電保護裝置設計方案
3.1 差動保護設計
變壓器差動保護動作電流設計原則是將變壓器兩側的電流互感器二次側按正常時的“環流接線”，當變壓器正常運行時，差動繼電器中的電流等于兩側電流互感器（CT）的二次電流之差，它近于0，差動繼電器不動作，保護也不會動作。即在電流互感器二次回路端線且變壓器處于最大符合時，差動保護不應動作。由于高性能計算機芯片的出現，在變壓器1套保護裝置中包含主保護、各側全部后備保護的2套主變壓器微機型保護裝置已開發，并得到廣泛應用。因此，為反應電力變壓器引出線、套管及內部短路故障，對高壓側電壓為330kV及以上的變壓器，可裝設雙重差動保護，達到反應變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的縱聯差動保護或電流速斷保護作為主保護，瞬時動作于斷開各側斷路器的目的。雙重差動保護裝置的設計中，當變壓器正常運行或外部故障時，差動繼電器中的電流等于兩側電流互感器的二次電流之差接近于0（實際為由多種原因引起的不平衡電流，由于不平衡電流小，因此接近于0）差動保護不動作，保護也不會動作。當變壓器內部（包括變壓器與電流互感器之間的引線）任何一點故障時，差動繼電器中的電流等于兩側電流互感器的二次電流之和為故障點短路電流，大于繼電器動作電流，繼電器動作，跳變壓器各側斷路器切除故障，同時發動作信號，起到保護作用。
3.2 瓦斯保護
變壓器瓦斯保護的設置可以有效的實現對變壓器油箱內的故障情況進行反應，所以對于0.8MVA及以上的油浸式變壓器則需要進行瓦斯保護裝置的安裝，實現對變壓器的保護，雖然瓦斯保護可以對于油箱內的一切故障都可以有效的反映出來，但卻無法對油箱外部的電路故障進行反應，而且一旦外部干擾因素較嚴重，則瓦斯保護也不能正確的動作，所以為了確保變壓器的安全，則瓦斯保護裝置需要配合其他保護裝置一起來實現對變壓器裝置的保護作用。
3.3 過電流保護設計
過電流保護是變壓器繞組過電流及差動保護和瓦斯保護的后備保護，所以必須進行裝設，其設計時是需要按照變壓器啟動電流按照最大的負荷電流來進行整定，作為一種保護裝置，其主要在各側母線故障時能夠有效的發揮作用。
3.3.1 低壓變壓器過電流保護設計
變壓器低壓側一般采用三相式三卷變壓器，高、中壓側的阻抗保護很可能對壓側短路起不到保護作用，不能滿足作為相鄰元件后備保護的要求，這時可以同時在其高、中壓側均裝設復合電壓閉鎖過流保護及零序方向過電流保護與間隙保護，低壓側裝設復合電壓閉鎖過流保護。
3.3.2 高壓變壓器的保護設計
過電流保護裝置通?？梢栽O置在變壓器低壓側斷路器和高壓側短路器上，這樣可以有效的保證高壓側的過電流保護對低壓側母線規定的靈敏系數的實現。在這種情況下，一旦低壓側母線保護停運或是故障，則過電流保護裝置則會成為低壓側母線的主保護和后備保護。但對于非金屬性短路發生時，由于無法達到要求的靈敏度，而且整定也會延時，在這種情況下，則需要設置反時限過流保護，保護變壓器具有良好的熱穩定性。同時還需要在低壓側或是低壓側的中性線上進行零序電流保護的裝設，動作電流設計不宜超過變壓器額定電流的百分之二十五。
3.3.3 負序過電流保護設計
斷路器在進行合閘時，其三相在合閘的時間上并不是一致的，是分開進行的，這樣就會在電力系統起動時有較大的負序電流產生，負序電流主要是由于起動時大電流、過流過程導致的電流互感器不平衡及相鄰設備相間短路故障所導致的，為了有效的防治這種情況珠發生，則需要利用延時來避開。這就需要在負序過電流保護設計時，要將其動作時間設置大于其相鄰設備的速斷保護動作時間與斷路器的分閘時間之和，當作為相間短路后備保護時，動作時間也在大于相鄰設備及本設備的相間后備保護動作時間。
4 結束語
總而言之，繼電保護裝置運行的可靠性，需要防止拒動和誤動作，由于電力系統中各種電氣設備都是由電氣線路聯系在一起的，任何一個設備出現故障都會對整個系統的運行帶來影響，所以需要準確地對繼電保護裝置進行設置，并對其各項相關定值進行整定，確保其能夠在故障發生的第一時間內準確動作，確保系統運行的安全，確保電廠能夠正常、可靠的運行，為人們提供良好、穩定的電能供應。
參考文獻：
關鍵詞 電力變壓器；繼電保護
中圖分類號：TM41文獻標識碼： A
前言
在電力系統的運行中，繼電保護裝置處于非常重要的地位，這就要求相關的企業和工作人員要加強對其工藝和技術的設計，保證其在電力系統運行中的作用。
一． 電力變壓器不正常狀態
變壓器的不正常運行狀態主要有：變壓器外部相問短路引起的過電流和外部接地短路引起的過電流和中性點過電壓；負荷超過額定容量引起的過負荷；油箱漏油引起的油面降低或冷卻系統故障引起的溫度升高。此外，對大容量變壓器，由于其額定工作時的磁通密度接近于鐵芯的飽和磁通密度，在過電壓或低頻率等異常運行方式下，還會發生變壓器的過勵磁故障。這些不正常的運行狀態會使繞組、鐵芯和其他金屬構件過熱，威脅變壓器絕緣。
二． 電力變壓器繼電保護裝置配置原則
在電力系統運行中，當電力系統發生故障或異常工況時，繼電保護裝置應實現在最短時間和最小區域內，自動將故障設備從系統中切除，或發出信號由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設備的損壞和對相鄰地區供電的影響。其配置原則如下：
（一）.對由外部相間短路引起的變壓器過電流，根據變壓器容量和運行情況的不同以及對變壓器靈敏度的要求不同，可采用過電流保護、復合電壓起動的過電流保護、負序電流和單相式低電壓起動的過電流保護或阻抗保護作為后備保護、帶時限動作于跳閘。
（二）.當在變壓器油箱內部發生故障（包括輕微的匝間短路和絕緣破壞引起的經電弧電阻的接地短路）時，由于故障點電流和電弧的作用，將使變壓器油及其它絕緣材料因局部受熱而分解產生氣體，它們將從油箱流向油枕的上部。當故障嚴重時，油會迅速膨脹并產生大量的氣體，此時將有劇烈的氣體夾雜著油流沖向油枕的上部。因此，變壓器應安裝瓦斯保護裝置。
（三）.對于6.3MV?A 及以上的常用工作變壓器和并列運行的變壓器，10MV?A 及以上廠備用變壓器和單獨運行的變壓器，以及2MV?A 及以上用電流速斷保護靈敏性不滿足要求的變壓器，應裝設差動保護裝置。對高壓側電壓為330kV 及以上的變壓器，可裝設雙重差動保護裝置。
三 電力變壓器繼電保護裝置設計方案
（一） 瓦斯保護
為反應變壓器油箱內部各種短路故障和油面降低， 對于0.8MVA及以上的油浸式變壓器均應裝設瓦斯保護。瓦斯保護是變壓器的主要保護， 它可以反映油箱內的一切故障。包括：油箱內的多相短路、繞組匝間短路、繞組與鐵芯或與外殼間的短路、鐵芯故障、油面下降或漏油、分接開關接觸不良或導線焊接不良等。瓦斯保護動作迅速、靈敏可靠而且結構簡單，但是它不能反映油箱外部電路（如引出在線）的故障，另外，瓦斯保護也易在一些外界因素的干擾下誤動作， 所以不能作為保護變壓器內部故障的唯一保護裝置。
（二） 差動保護設計
變壓器差動保護動作電流設計原則是將變壓器兩側的電流互感器二次側按正常時的“環流接線”，當變壓器正常運行時，差動繼電器中的電流等于兩側電流互感器（CT）的二次電流之差，它近于0，差動繼電器不動作，保護也不會動作。即在電流互感器二次回路端線且變壓器處于最大符合時，差動保護不應動作。由于高性能計算機芯片的出現，在變壓器1 套保護裝置中包含主保護、各側全部后備保護的2 套主變壓器微機型保護裝置已開發，并得到廣泛應用。因此，為反應電力變壓器引出線、套管及內部短路故障，對高壓側電壓為330kV 及以上的變壓器，可裝設雙重差動保護，達到反應變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的縱聯差動保護或電流速斷保護作為主保護，瞬時動作于斷開各側斷路器的目的。雙重差動保護裝置中，CT 的二次繞組分配可以按下列方法進行設計：將第1 套保護電流回路接原差動保護CT 二次繞組，即接獨立CT，旁代時需切換；第2 套保護接原后備保護CT 二次繞組，即接主變套管CT，旁代時不需切換。雖然旁代時第2 套保護對降壓變壓器的高、中壓側來說，其保護范圍不包括獨立CT 到變壓器套管的引線，縮短了差動保護范圍，但可以保障旁代時2 套保護都在運行。這樣當變壓器正常運行或外部故障時，差動繼電器中的電流等于兩側電流互感器的二次電流之差接近于0（實際為由多種原因引起的不平衡電流，由于不平衡電流?。┎顒颖Ｗo不動作，保護也不會動作。當變壓器內部（包括變壓器與電流互感器之間的引線）任何一點故障時，差動繼電器中的電流等于兩側電流互感器的二次電流之和為故障點短路電流，大于繼電器動作電流，繼電器動作，跳變壓器各側斷路器切除故障，同時發動作信號，起到保護作用。
（三）過電流保護設計
圖一過電流保護示意圖
如圖一所示，為反應變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變壓器內部故障時，作為差動保護和瓦斯保護的后備保護，變壓器應裝設過電流保護。過電流保護通常是指變壓器啟動電流按躲開最大負荷電流來整定的一種保護裝置。它主要在其各側母線故障時起作用，特別是中、低壓側母線的故障。主要分為以下3 種情況：
1.低壓變壓器過電流保護設計
變壓器低壓側一般采用三相式三卷變壓器，高、中壓側的阻抗保護很可能對壓側短路起不到保護作用，不能滿足作為相鄰元件后備保護的要求，這時可以同時在其高、中壓側均裝設復合電壓閉鎖過流保護及零序方向過電流保護與間隙保護，低壓側裝設復合電壓閉鎖過流保護。復合電壓閉鎖過流保護裝置的電流元件應按大于變壓器的額定電流整定，即
I=K1/K2×I0（1）
K1 為可靠系數，取1.2-1.3 ；K2 為返回系數，取0.85 ；I0 為變壓器的額定電流。同時，為了正確反映各側的不對稱短路殘壓，此裝置還應安裝一套低電壓鎖閉元件。電壓元件的動作電壓應低于運行中可能出現的最低工作電壓，如大容量電動機啟動引起的電壓降低等，其計算如下：
U=U0/K1×K2（2）
U0 為校驗點故障時，電壓繼電器裝設母線上的最大殘壓；K1 為可靠系數，取1.2-1.25 ；K2 為返回系數，取1.15-1.2。
2.高壓變壓器的保護設計
如果變壓器高壓側的過電流保護對低壓側母線有規定的靈敏系數時，則在變壓器低壓側斷路器與高壓側短路器上可配置過電流保護裝置，當低壓側母差保護校驗停運或故障拒動及開關與TA間故障時，此裝置成為低壓側母線的主保護及后備保護。但是，如果短路為非金屬性的，經弧光短路時，阻抗保護可能靈敏度不足或整定延時長于2.0s。因此，最好在高壓側設一個保護變壓器熱穩定的反時限過流保護，其整定值應由變壓器的熱穩定要求決定。
3.對于負序過電流的保護設計
在負序保護作為信號發射使用的時候，因為斷路在合閘的時候三相并非同時，在整個電力系統的起動過程中大電流以及過流過程引起電流互感器的不平衡以及相鄰近設備發生相間短路故障時都會引起較大的負序電流，可用延時來躲過。因此，動作時間應大于相鄰設備的速斷保護動作時間與斷路器的分閘時間之和。當負序保護作為相間短路保護的后備保護時，即投跳閘時，動作時間應大于相鄰設備及本設備的相間后備保護的動作時間。
結束語
綜上所述，做好電力運行中變電器繼電保護裝置的設計，保證電力系統安全正常高效的運行。促進我國電力事業的發展。
參考文獻
[1]裴斌，呂勇. 探討電力變壓器的繼電保護設計[J].城市建設理論研究，2014, (15).
關鍵詞：電力變壓器；繼電保護；優化探究
一、電力變壓器常見的故障分析
電力變壓器在使用時可能會因為人為或者環境中這種或者那種因素，造成種種問題。這部分故障主要分為兩種，分別是內部故障和外部故障。內部故障主要是由于電力變壓器的油箱里可能存在問題，人們在使用時不注意，而導致油箱出現油料泄露或者油箱損壞的問題，從而使變壓器在使用時出現問題。而外部故障主要是油箱的外部，這部分主要是發生在絕緣套管或者其引線上，人員不注意就很可能會導致絕緣套管的絕緣層破損或者引線損壞等現象。
二、電力變壓器繼電保護優化分析
變壓器在電力系統中至關重要，可以說是電力系統中的關鍵所在，而繼電保護又是變壓器的重中之重，因此對變壓器進行繼電保護優化就具有非常重要的現實意義。
1.利用縱聯差動保護
縱聯差動保護主要針對變壓器內部短路和套管以及引出線等問題，主要通過切斷變壓器兩側的斷路器遏制故障的發生。而具體分為兩個方面：首先，應該裝設縱聯差動保護，在6.3×106VA以及以下并列運行，并且2×106VA以及以上用電流速斷保護一些不符合要求的變壓器。并且如果后備保護動作的延遲時間達到0.5秒，則需要裝設電流速斷裝置。
2.通過瓦斯保護
瓦斯保護主要運用于第一類變壓器故障，瓦斯保護主要可以用于油箱內油液不足的情況，例如對于0.4×106VA以上車間內油浸式變壓器以及0.8×106VA以上油侵式變壓器，我們都采用瓦斯來保護。
3.使反應變壓器對稱達到過負荷保護
當多個變壓器并列運行，并且每個變壓器利用電壓在4×105VA以及以上時，則需要根據實際情況裝設過負荷保護，同時過負荷保護也可以用于繞組變壓器和自耦變壓器，此時應該接于一相電流上，帶時限動作于信號，這樣就可以在發生故障時通過過負荷保護自動斷開部分負荷，達到保護電力系統的效果。
我國的電力事業隨著社會的發展日益強大，給人們生活帶來了極大的便利。而變壓器作為電力系統中的一個重要裝置，卻在電力系統正常運行的同時總是發生一些問題，因此，變壓器的繼電保護和優化就成為當今電力產業發展的關鍵。
