关于电力变压器继电保护设计的思考孙承祥

关于电力变压器继电保护设计的思考孙承祥

孙承祥

（贵州电网有限责任公司铜仁供电局贵州铜仁554300）

摘要：随着社会的不断发展，我们国家电力工业水平也在飞速额运转中，电网的形式与日俱增，社会的网络密集程度也在不断的增加，在整个的电气系统中，电力变压器机电设备是一种非常重要的电力设备设施，其自身负责电力系统非常重要的转换工作，因此电力变压器很容易受到一些外界自然条件的影响，工作的期间很容易导致大量的变压器受到损坏，为了保障用电的安全和可靠，一定要根据实际的工作情况做好电力变压器的继电保护装置。

关键词：电力变压器；继电保护；设计要点

一、电力变压器继电保护系统的工作原理与基本组成

1、电力变压器继电保护系统的工作原理。经过长期的研究得知，在电力系统中对于变压器的继电保护装置来说，其系统主要的工作原理是通过电力运行时的电力实际数值波动情况来进行自我调节的变压能力。电力系统能够正常稳定运行的一个重要前提就是需要继电保护装置自身能够正常的进行运行，从而能够为变压器继电保护装置奠定坚实的基础。继电保护系统会根据实际情况的不同，在实际的运行过程中的发挥的保护作用也会不同，他们的原理也会有多差别，在运行的过程中，根据具体的情况，在运行的过程中对具体的参数进行具体分析，得出的参数的数据不同，根据数据判断出继电保护系统是否处于正常的运行工作状态，不同的数据可以作为继电保护系统的不同运行的数据，形成不同的原理内容。对继电保护系统处于正常状态下或者非正常状态下的情况下，进行具体的分析，当他处于正常的状态下，工作原理就是先测量然后执行；让处于非正常的工作状态下，继电保护系统出现系统故障的情况下得出的物理参数与实际的参数进行相应的对比。

2、电力变压器继电保护系统的基本组成。目前已经成功的对微机型继电保护装置系统进行以下三个方面的研究。首先，通过详细介绍整个电力系统的电流信息的采集，为在变压器收集电力的数据提供了具体的支持，从而能够清楚的了解电力系统中电力数值的运行情况，并且能够将这些收集到的详细电流运行情况，有效的传送到最终的电力变压器的继电保护装置中。其次，对于整个电力系统的信号处理方面，通过全面的数据收集与整理，使整个电力系统的数据得到有效的分析，并且根据相对定律将问题发生的原因进行有效的处理。最后，对于电力系统中输出部分，我们还需要将有效的输出信号进行传递，保证在继电保护装置中得到很好的调节作用。

二、电力变压器继电保护系统的故障类型

一般情况下，我们将电力变压器保护装置的故障类型简单的分为两种类型，即为油箱内部故障和油箱外部故障这两种。一般来说，对于造成油箱内部故障发生的主原因，是在变压器的内部相间短路、接地短路和铁芯短路等问题引起的。由于发生在电力变压器装置系统内部故障的出现几率非常高，并且内部故障的危险系数较大，所以，当内部故障发生时，产生的较大电弧不仅会烧毁变压器内的绝缘部分，还会使变压器内部的大部分绝缘体在严重受热情况下，产生大量的有毒气体，容易导致变压器内部的油箱发生爆炸，产生严重的威胁人身安全的事故，因此对于变压器内部的故障需要及时的对继电保护装置中进行排查，避免严重事故的发生。而一般油箱外部的故障发生的主要原因则是，变压器自身的阻线与绝缘体相关的电路或接地断线的现象引起的。此外，对于电力变压器继电保护中不能够正常的进行运转，需要我们从下面几个方面进行概括。首先，因为电力变压器外部线路短路造成的电流过大，或者是实际的变压器负荷超载现象。其次，变压器自身的油箱漏油会造成油面下降，导致在变压器发生故障时不能够及时的冷却，而出现了温度过高的现象。这些现象无疑都会对变压器自身内部金属设施造成严重的伤害，从而导致变压器绝缘体的损坏，使得其后期事故不断的发生。

三、电力电压器继电保护设计要点

1、系统结构。电力变压器继电保护终端监测器包括雷击过压，感应过压，接地电流，电流方向判断检测模块。主要结构为罗氏线圈，积分器电路，数据采集器，CPLD，存储器，CPU处理器，RS485数据传输部。接地电阻检测模块:包括内置非接触传感器，激励脉冲信号发生单元，电流检测单元，电压检测单元，数据处理器，RS485数据传输部。由于被监控的信号是模拟信号，这些信号并不能直接被处理器所分析与处理，故此需要ADC来将模拟信号转换为数字信号，最终传输给处理器。电力变压器继电保护终端在线式无线监测器，包括雷击过压，感应过压，接地电流，电流方向判断检测模块:包括罗氏线圈，积分器电路，数据采集器，CPLD，存储器，CPU处理器，无线数据传输部。接地电阻检测模块:包括内置非接触传感器，激励脉冲信号发生单元，电流检测单元，电压检测单元，数据处理器，无线数据传输部。

2、系统功能。电力变压器继电保护在线式监测系统，可实现雷击过压，感应过压，接地电阻，接地电流，电流方向判断。雷击过压:前端采用罗氏线圈，积分电路，数据采集及存储，数据处理，动作电流值可调，程序捕捉数据单元脉冲时间1.2μs~50μs为雷击过压。感应过压:前端采用罗氏线圈，积分电路，数据采集及存储，数据处理，动作电流值可调，程序捕捉数据单元脉冲时间250μs~2500μs为雷击过压。接地电阻:包括内置非接触传感器，激励脉冲信号发生单元，电流检测单元，电压检测单元，数据处理器，RS485数据传输部，检测范围0~200欧姆，报警全量程可设置。接地电流:前端采用罗氏线圈，积分电路，数据采集及存储，数据处理，检测范围0~400A，报警电流值可调。电流方向判断:通过电力变压器继电保护接地线穿过用罗氏线圈，经过积分器传送到复杂可编程逻辑器件CPLD，CPLD的相位检测过程由高速ARM处理器控制。

3、工作方式。电力变压器继电保护接地线穿过罗氏线圈，罗氏线圈输出连接到积分器模块，积分器模块输出连接到10M采集/8位模块，采集模块输出连接到数据处理单元，数据处理单元对采集的数据进行处理，区分是否有雷击过压和感应过压，及区分是雷击过压还是感应过压，数据处理单元处理完数据输出到显示单元和输出接口或。为了保持被采集信号的准确性，需要在信号源和A/D转换器之间加入一个采样/保持电路来确保信号源的可靠性。为了提高系统的准确性，采样/保持电路的采样时间越短越好，其保持时间越长越好。A/D转换器具有很多类型，一般采用逐次逼近型的A/D转换器。电力变压器继电保护接地线穿过罗氏线圈，罗氏线圈输出连接到积分器模块，积分器模块输出连接到10k/24位采集模块，采集模块输出连接到数据处理单元，数据处理单元对采集的数据进行处理并计算接地电流值及计算相位值，数据处理单元处理完数据输出到显示单元和输出接口。电力变压器继电保护接地线穿过传感器，数据处理单元触发脉冲发生模块，脉冲发生模块输出连接到传感器，传感器输出一个电流信号到数据采集模块，数据采集模块输出到数据处理单元，数据处理单元对采集的数据进行处理，计算接地电阻值，数据处理单元处理完数据输出到显示单元和输出接口(RS485或433M)。

结束语

随着社会的不断发展，电力变压器的继电保护装置作为电力变压器系统的重要组成部分，在运行的过程中是至关重要的，当整个电力变压器的机电保护装置处于运行的状态当中，在一定程度上都是变压器自身的继电保护装置发挥着重要的保护作用，因此对于变压器被的继电保护装置的深入研究应受到重视。上文中主导诊断仪电力变压器的机电保护装置的工作原理、基本组成和一些常见的系统问题不同的探讨，从而希望能够帮助电力变压器继电保护装置的有效实施。

参考文献

[1]赵一明.关于电力变压器继电保护设计的探析[J].黑龙江科技信息,2017(28):78-79.

[2]王俊.浅谈电力变压器继电保护设计[J].中国新品,2017(22):159-161.

[3]李斌.电力变压器继电保护设计要点[J].企业技术开发,2018(12):278.