浅析配电设备中的变压器运行问题及其继电保护

王荣辉 张彬 郭亮

(国网哈密供电公司 新疆哈密 839000)

摘要：配电设备的变压器运行和继电保护对于整个电力系统的安全、稳定运行有着重要影响，结合高压配电设备的变压器，对其运行及其继电保护进行分析。高压配电设备的变压器运行过程中容易受到各种因素影响，使得配电设备的变压器无法达到圆定值或者电压不稳定，导致配电设备的变压器输电故障。基于此，本文阐述了配电设备变压器的经济运行要求，对配电设备中的变压器运行问题及其继电保护进行了探讨分析。

关键词：配电设备;变压器;经济运行要求;问题;继电保护

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。按相数可以分为：单相变压器、三相变压器;按冷却方式分为干式变压器、油浸式变压器;按用途分为电力系统中的变压器、仪用变压器、试验变压器以及特种变压器。

一、配电设备变压器的经济运行要求分析

配电设备变压器的经济运行要求主要表现为：

(1)合理调整变压器负载。一般采取调整变压器间的负载经济与削峰填谷的措施。变压器经济运行目的是降低变压器运行经济成本，提高整体输送的经济效益，因此需要综合考虑变压器的经济负载系数。在变压器运行中，负载变化与无功功率损耗和有功功率损耗之间呈非线性变化，当有功功率损耗和无功功率损耗在最低点时，就是变压器的最佳有功经济负载系数和最佳无功经济负载系数。

(2)合理选择运行方式。合理选择变压器运行方式是实现变压器经济运行的有效途径，并且需要根据变压器的实际采取相应措施。

(3)合理配置变压器。及时更新旧变压以及合理选择新增变压器。

二、配电设备中的变压器运行问题分析

配电设备的变压器运行问题主要表现为：

(1)电压问题。配电设备的变压器运行过程中，受到水分、气体、温度等因素影响，造成配电设备的变压器输电故障，也使得变压器输电电压不稳定。当输电线路电力负荷过重时，配电设备的变压器会由于磁场、内部信号等原因造成电压异常，损坏变压器内部零部件;配电设备的变压器外部线路短路时，造成变压器内部油面降低、温度升高，电压不稳定;当配电设备的变压器气体不正常时，经常发生信号跳跃，油箱无法正常运行，严重影响配电设备的变压器的安全性和稳定性。

(2)继电干扰问题。配电设备的变压器在磁场作用下，变换高低压，分配到电力用户端，在实际应用中配电设备的变压器继电保护装置容易受到以下几方面的电磁干扰：其一，工作人员在靠近配电设备的变压器的地方使用电话机，或者接触变电器外壳产生火花放电;其二，配电设备的变压器自身零部件出现运行故障;其三，雷击、大雨等对配电设备的变压器一次系统的干扰。配电设备的变压器受到电磁干扰时，会影响输电线路的运行，并且受到电磁干扰的设备和回路通过多种方式和电磁干扰源组成回路，严重影响配电设备的变压器的输电电压，造成严重故障。在实际应用中，配电设备的变压器受到的辐射干扰主要来自步话机辐射干扰和高压开关场干扰，而电压干扰比较明显的是同一条电缆线路的传导耦合、电感耦合、电容耦合等。

三、配电设备变压器运行的继电保护分析

1、变压器运行的继电保护目的分析。其主要是为了保护整个电力系统安全运行，并且配电设备的变压器内的继电保护装置必须选择性的对故障进行部分自动切断保护，只有这样才能迅速、快捷、可靠的对其实施保护动作。变压器的继电保护是利用变压器内外发生故障时，由于电流、电压、油温等随之发生变化，通过这些突然变化来发现、判断变压器故障性质和范围，继而做出相应的反映和处理。继电保护动作后，如何确认是速断保护动作，可暂时解除信号音响。此外，还应该重点检查变压器高压引线有无明显的故障点和其他明显异常现象，如变压器喷油、起火油温过高等。如果发现瓦斯动作，可基本判断故障在变压器内部。

2、变压器运行常见继电保护形式。主要有：

(1)差动保护和电流速断保护。差动保护和电流速断保护是配电设备的变压器继电保护最常见的一种形式，其对于变压器内部零部件故障或者出线端短路故障，通过瞬间跳闸方式实现控制保护。

(2)过负荷保护。过负荷保护主要是根据配电设备的变压器的运行情况，当变压器过负荷运行时，在配电设备的变压器输电线路中设置过电流保护，用于控制和避免过负荷引起的过电流事故。

(3)气体保护。气体保护是指在配电设备的变压器运行过程中，瞬时作用在控制信号上，使变压器发生跳闸的一种保护形式，其主要用于配电设备的变压器油箱故障或者油面降低的控制保护。

(4)温度信号保护和过流继电保护。温度信号保护是指结合配电设备的变压器的温度信号变化状态，检查变压器的异常情况和运行故障，报障变压器的安全、稳定运行;过流继电保护是配电设备的变压器电流速断保护和气体保护的一种后备保护形式，对过电流故障和变压器外部短路故障进行保护，实现带时限跳闸控制。

3、变压器运行中的继电保护措施。主要有：

(1)合理应用抗干扰措施。具体表现为：第一、降低二次回路干扰影响。为了有效降低配电设备的变压器电磁干扰水平，可采用带屏蔽层的电缆线路，切断二次回路和一次回路之间的耦合，对控制室和开关场接地采用有效方法，降低二次回路干扰影响。第二、降低干扰源干扰。当高频电流注入配电设备的变压器时，控制设备电压，降低变压器接地阻抗，调整输电线路，设计低阻抗接地网，降低大地和配电设备的变压器之间的电位差，减少二次回路干扰。第三、提高装置配线抗干扰水平。对配电设备的变压器继电保护装置开关场进线位置的电容接地，通过母线将电缆线路产生的电磁干扰传回，屏蔽电缆线路干扰，提高继电保护装置配线抗干扰水平。

(2)加强变压器继电运行检测。主要包括：第一、继电保护装置检验。在配电设备的变压器运行过程中，应做好检查校验，抑制电流回路升流，检测变压器继电保护装置。首先，确定配电设备的变压器定值改变范围，调节接电线路，在检测校验继电器过程中，还要注意检验回路升压，完成这两个检验后，为了避免配电设备的变压器出现继电失误，不能立即将插件拔掉，可等待一段时间后再拔掉。第二、严格控制定值区。配电设备的变压器使用微机保护时，可通过检查焊接点和机械特性，确定微机保护定值，有效控制定值区。对定值区数据进行标准化、规划化和一体化处理，提升配电设备的变压器的输电效率和输电能力，在实际应用中，可在接地网上固定大截面导线或者铜线，解决配电设备的变压器定值规范问题。第三、强化继电保护装置运行维护。为了确保配电设备的变压器始终处于安全、稳定的运行状态，应做好继电保护装置的运行维护，定期进行护理、维修、检测和观察。

结束语

综上所述，配电设备的变压器是通过电磁场进行电压调节，并且利用切换分接头，有效调节高压输电线路中的电力负荷。电力部门应高度重视配电设备的变压器运行出现问题，做好继电保护，及时发现配电设备的变压器故障，及时报警，及时切除故障，充分发挥配电设备的变压器继电保护作用。

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