广州新研电力设计有限公司
摘要：随着科技的进步、电力系统的高速发展，追求更可靠、更完善的保护体系已成继电保护技术在新时期有待开辟的新领域，国内外继 电保护的发展趋势必会在微机化、网络化，保护、测量、计量、控制、网络通讯一体化和人机智能化的基础上有更新的突破，这对继电保护工作者提出了新的挑战。
关键词：电力变压器；继电保护；设计
一、电力变压器概述
电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备。当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以kVA或MVA表示，当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。较为节能的电力变压器是非晶合金铁心配电变压器，其最大优点是，空载损耗值特低。最终能否确保空载损耗值，是整个设计过程中所要考虑的核心问题。当在产品结构布置时，除要考虑非晶合金铁心本身不受外力的作用外，同时在计算时还须精确合理选取非晶合金的特性参数。
电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。变压器的作用是多方面的不仅能升高电压把电能送到用电地区，还能把电压降低为各级使用电压，以满足用电的需要。总之，升压与降压都必须由变压器来完成。在电力系统传送电能的过程中，必然会产生电压和功率两部分损耗，在输送同一功率时电压损耗与电压成反比，功率损耗与电压的平方成反比。利用变压器提高电压，减少了送电损失。
变压器是由绕在同一铁芯上的两个或两个以上的线圈绕组组成，绕组之间是通过交变磁场而联系着并按电磁感应原理工作。变压器安装位置应考虑便于运行、检修和运输，同时应选择安全可靠的地方。在使用变压器时必须合理地选用变压器的额定容量。变压器空载运行时，需用较大的无功功率。这些无功功率要由供电系统供给。变压器的容量若选择过大，不但增加了初投资，而且使变压器长期处于空载或轻载运行，使空载损耗的比重增大，功率因数降低，网络损耗增加，这样运行既不经济又不合理。变压器容量选择过小，会使变压器长期过负荷，易损坏设备。因此，变压器的额定容量应根据用电负荷的需要进行选择，不宜过大或过小。
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二、变压器继电保护的特点
（1）具有高可靠性
电力变压器继电保护装置的工作特点决定了继电保护装置的高可靠性。这需要一个合理的设计和配置的继电保护装置，以确保能继电保护优异的性。此外，在运行过程中还需要进行合理的维护和管理。在电力系统中，方法库和数据仓库是继电保护装置所使用的信息管理技术。这不仅有利于保护措施的维护和升级，而且在继电保护装置运行时，整个信息管理系统是一个集中在网络中心的数据库和规则库。总之，集中式传输比传统的分散式传输具有更多的优势，有了这种继电保护系统，有问题的个别客户工作站不会对整个电力系统产生不良影响。
（2）具有强实用性
对于继电保护装置的电力变压器，当电力变压器在实际生活中发生故障时，继电保护针对实际产生的故障使用和共享二次部分中的各类数据，可以有效地解决继电保护问题。由于该继电器保护装置可根据实际情况用于统计数据和分析，因此对人员操作具有非常实际的效果，具有很强的适用性。
（3）具有便于操作性
电力变压器电流继电器保护装置可与变电站微机监控系统有通信联系。“继电保护装置可实现与变电站微机监控系统联系沟通是保护装置具备串行通信的能力。这样，整个电力变压器的继电保护装置就可以通过远程监控实时监控，保证了继电保护系统的可操作性。从而使电力系统的运行更加安全。
三、变压器继电保护设计方法
变压器的继电保护装置是变压器的安全卫士。其具有监督变压器工作的功能，能及时将电力变压器切除。因此，优化电力变压器继电保护装置的设计具有十分重要的意义。具体措施可分为以下几个方面：
（1）电力变压器继电保护，其中瓦斯保护可用于第一类故障，即变压器油箱内发生的故障。此外，瓦斯保护也可以用来减少变压器油箱中油面降低的情况。对于0.4×106VA及以上车间油浸变压器及0.8×106VA及以上油浸变压器，均应保护其装备瓦斯。
（2）对于电力变压器的继电保护装置，为变压器的内部短路、套筒和引出线等第二类故障设置纵联差动保护。当故障发生时，电源变压器两侧的断路器可以瞬间切断。
①对 6.3×106VA 以下并列运行以及厂用变压器的变压器，和1×107VA 以下单独运行以及厂用备用变压器的变压器，为了实现继电保护，如果后备保护动作延迟的时间大于0.5s，我们应装设电流速断装置在此设备上。
②应装设纵联差动保护在6.3×106VA 以下并列运行以及厂用变压器的变压器，和1×107VA 以下单独运行以及厂用备用的变压器的变压器，还有2×106VA及以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器设备上。
③应装设双重纵联差动保护与高压侧电压为320kV及以上变压器以实现继电保护。
④发电机变压器组是整个电力传输的起点，因此要严格设计继电保护装置，保证电力的平稳传输。具体实施分为以下几个方面：第一可在变压器和发电机之间安装有断路器的独立纵联差动保护装置；其次对于变压器与发电机之间没有断路器的情况，可安装1×108VA及以下的变压器和发电机组的通用纵联差动保护；共用纵联差动保护和单独纵联差动保护同时装设1×108VA 以上发电机。
（3）反应变压器对称过负荷保护。
过负荷保护使用与的情况如下：
①当数台4×105VA 及以上的变压器并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，可根据实际情况装设过负荷保护；
②过负荷保护装置也可以用于绕组变压器和自耦变压器，过负荷保护在这种情况下应接于一相电流上，带时限动作于信号。此时当变压器设备发生故障而无人进行值守，过负荷保护就可以断开部分负荷甚至动作于跳闸。
结束语
总之，变压器继电保护是保证电力系统正常运行的有效措施。在大部分电力操作系统中，继电保护起着极其重要的作用，不仅提高了传输效率，而且在一定程度上提高了电压器的使用寿命。变压器作为一种重要的电力消耗品，对降低使用故障概率具有重要意义。较高的故障几率有损变压器的使用寿命，从而增加了电力运行成本，积极做好变压器的运行，是降低电力运行成本的有效途径。
参考文献：
[1]郭玉涛.电力变压器故障类型分析与继电保护设计研究[J].科技展望，2016，26（20）：110.
[2]吴骏.基于改进变压器结构提高抗短路能力的优化设计[D].南昌大学，2016.
[3]艾绍贵，马奎，贺好艳，杜玮，孙丽琼，焦在滨，李江涛，王曙鸿.一体化集成变阻抗节能变压器的研究[J].高电压技术，2016，42（04）：1028-1034.
[4]许晓军.浅析发电厂电气部分变压器的保护设计[J].智能城市，2016，2（03）：224-225.