电力变压器保护技术现状及未来发展趋势

电力变压器保护技术现状及未来发展趋势

张庆双

哈尔滨奥天奇物业管理有限公司，黑龙江省哈尔滨市， 150000

摘要：本文立足于电力变压器保护技术的实际应用，对我国现阶段的电力变压器保护技术及其未来的发展趋势做了深入分析， 并给出针对性意见。

关键词 ：电力变压器 ；技术现状 ；技术发展

引言

随着当代社会的飞速发展，电力系统对现代人们生活的影响力也变得越来越重。如果发生断电事故，则不仅会使人们陷入恐慌，更容易造成巨大的经济损失。而电力变压器作为发电、输电、配电系统中的重要设备，其性能的好坏自然影响着供电效果，所以如何提升电力变压器的保护技术，则是相关专家和学者一直在讨论的话题。电力变压器的基本原理就是电磁感应定律，简单点说，电力变压器就是一台将一股交流电转换成另一股同频率、不同电压的交流电的非旋转式电机。所以，也可以说电力变压器的产生完全是由于电子感应现象的发现，并且随着科学技术的不断发展进而在电力系统中的应用不断完善。由于电力变压器是从发电到配电系统中的重要设备，所以变压器的性能直接影响了整个电路系统的可靠性及效益。因此，对电力变压器的保护也是对电能质量及其可靠性、经济性的保护。

1电力变压器发展简史

1876 年，俄国物理学家亚勃落契科夫发明了“电烛”，这就是第一台不闭合磁芯单相变压器。它的原理主要是利用一个有两个绕组的感应线圈，并在原边连接一个交流电源，从高压处线圈向低压处线圈进行调压，最后为“电烛”供电。在之后的 1882 年，同为俄国的工程师乌萨金首次展示出了具有升压及降压功能的高压变电装置。而随着交流电正式为普通人们生活所用，在 1882 年 9 月 13

日，英国人吉布斯与法国人高兰德在英国申请了第一个真正意义上的感应线圈供电系统的专利，并且他们将其称作“二次发电机”。而在实际应用过程中，由于当时的技术问题，这个“二次发电机”仍然存在着许多问题，比如开路铁芯、线圈串联等。针对这一系列的问题，1885 年在匈牙利的一家工厂中，三个年轻的工程师首先引入了变压器这个词语，并且将开路铁芯变成了闭路铁芯，并且将原边的串联线圈改成了并联线圈，这就是最初的单相壳式闭路铁芯变压器 [1]。

当然，无论是高兰德及吉布斯发明的二次发电机，还是匈牙利工程师生产奇案的单相壳式闭路铁芯变压器，总的来说，其都是单相变压器。而真正三相变压器的出现是在 1891 年，是由三相交流电之父多利沃·多布罗夫斯基发明的。

2电力变压器保护技术现状

现如今，电力变压器的保护技术应用繁多，相关工作人员可以根据变压器所处位置或保护目的的不同来选择不同的保护技术，常用的电力变压器保护技术主要由以下几种 ：

2.1瓦斯保护

瓦斯保护主要作用是针对电力变压器的油箱进行保护。工作原理就是当电力变压器中的油箱出现轻微的故障时，由于热分解作用，就会加速瓦斯的形成，继而瓦斯从油箱内飘出。随着故障的加剧，当故障严重到一定程度时，大量的瓦斯气体就会在邮箱之中形成较大的压力，从而将变压器里的油液压缩到油枕之中，最终在邮箱的内部形成一个立体的保护层，这样一来，便可以有效的降低由于邮箱的故障对变压器本身产生的损耗。

所以，瓦斯保护的好处就是可以从内部对变压器进行保护防止变压器内部遭到破坏，从而大大的降低了发生危险的概率。

2.2自动断开保护

对于一些小型的变压器来说，自动断开保护是一种最常用到的保护方式。究其原因，就是这种保护技术在电力变压器中使用时，需要连接的电路相对较为简单，操作性很高。但随着科技的进步，对各种保护系统也有着更高的要求，在自动断开保护技术方面，其灵敏度尚存不足，所以有关技术人员应着手于对这项技术灵敏度方面的进行改进，从而让其与瓦斯保护技术一同实现对变压器油箱的保护作用，最终达到使变压器安全运行的目的。

2.3差动保护

差动保护的工作原理是在理想情况下，变压器正常或外部产生故障时，其两端的电流会存在大小相等、方向相反的特性，在这种情况下，差动保护不动作 ；而一旦变压器内部产生了故障，则其两端的电流就会变成大小相等、方向相同，当差动保护装置接收到这种信号的时候，便会开始工作，进而对变压器产生保护作用 [2]。所以差动保护可以有效地对变压器内部的大部分故障做到瞬间保护，并且整套系统安装原理也较为简单，所以这种保护技术现在也得到了较为广泛的使用。

但是不得不说的是，这种保护技术依然存在着一定的问题， 比如当电力变压器发生外部故障，从而导致电流不平衡时，则非常容易引起差动保护的误动，也正是因为这个原因，导致差动保护的灵敏性与可靠性往往不能得到兼顾。

2.4过励磁保护

过励磁保护技术一般是主要应用在升压变压器的保护系统之中，其工作原理主要是通过电流频率的变化或者电压的变化来对是否发生故障进行判断。

简单来说，就是电路中的励磁电流如果瞬间增大，则会造成变压器内部过热，从而对金属元件产生一定的损耗。所以针对这种情况，当变压器内部的电流频率或者电压如果发生瞬间增大的情况，那么过励磁保护装置就会执行自动断开操作，从而达到保护变压器中金属元件的目的。

2.5过电流保护

与过励磁保护技术不同，过电流保护技术一般是用在降压变压器之中。并且过电流保护技术的原理也相对较为简单，就是根据变压器的额定数据来采取一定的保护措施。

2.6计算机保护

随着近些年来信息化愈发的普及，计算机技术在变压器保护方面也起到了自己独特的作用。利用计算机保护技术可以有效地对变压器的实时状态进行监控，从而使故障定位的准确性得到了充分的提高，为排除故障工作提供了有力的基础。

2.7电力变压器保护技术的实际应用

2.7.1电力变压器的外部保护

在现实生活中，电力变压器大多设立在户外，其极为容易受到天气方面的影响，特别是雷电天气。所以在电力变压器周围设立一定的避雷装置是特别必要的，这样便可以最大程度上减少雷电天气对变压器的影响，从而增强供电系统的可靠性。

2.7.2电力变压器的日常维护

与上面说的相同，由于电力设备常年处在建筑外部环境中， 所以也同样容易受到雨水、雪水以及灰尘等自然物质的侵蚀，从而造成变压器生锈 [3]。所以需要相关工作人员定期或不定期的对变压器进行巡视，并进行除锈工作，以保证变压器的工作效率。

3电力变压器保护技术的未来发展趋势

近些年来，我国在科技方面得到了飞速的发展，信息化、科技化及网络化的普及速度也越来越快。基于这些变化，也推动了我国社会逐渐向智能化、自动化的方向靠拢。而电力变压器的保护技术也应如此，所以推进我国电力变压器保护技术的智能化、自动化也是极为必要的。

电力变压器保护技术的智能化、自动化不仅能提高变压器在正常工作中的稳定性，更能有效地降低变压器维修的施工难度， 减小施工人员的工作压力，使供电系统更加高效。在电力变压器保护技术智能化之中，分段智能监控就是一个很好的实用例子。通过这项技术，可以很大程度上保证一处发生故障，导致大面积供电系统瘫痪的情况发生，从而有效较低了供电系统发生事故的概率。但由于电力变压器的复杂性，所以具体的维修工作仍然需要依靠人力来负责。

所以，未来电力变压器保护技术的发展趋势将会以人力与智能检修技术相结合的方式，良好的运行下去。

4结论

保障电力变压器的正常使用是保证整个供电系统正常运转的很重要的一点。相关工作人员应以瓦斯保护、自动断开保护、差动保护、过励磁保护、过电流保护及计算机保护等一系列现有的变压器保护技术为基础，大力发展变压器保护技术的自动化、智能化。同时相关人员还应提升自身的专业素质，以保证变压器的稳定工作，从而使整个供电系统能够长久的稳定运行。

参考文献

[1]韩宏亮 . 电力变压器的发展现状及未来发展趋势 [J]. 电气开关 ,2014,(06):4-6+10.