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摘要：当前，随着经济建设的发展，对于电力的需求越来越大。在电力系统中，电力变压器是非常重要的设备，如果电力变压器出现故障，就会致使整个电网都停止运转，电力系统无法正常供电，严重时会危及到人身安全。所以为了供电的可靠性和系统正常运行，很有必要对电力变压器的继电保护装置进行优化设计，通过重视其容量的大小、电压的高低和重要程度，设置相应的继电保护装置。基于此，文章就电力变压器继电保护设计进行分析探讨，以期能够提供一个借鉴。
关键词：电力变压器；继电保护；设计
电力变压器作为电力系统安全可靠运行中不可缺少的组成部分，它对电压的改变有利于电能的输送，对于相同的输送功率，电压等级越高，线路电流越小，线路损耗就越低，更容易实现远距离输送电能的目的[1]。电力变压器主要包括油浸式和干式电力变压器两种，分别有不同的运行特点。通常采用变压器并列运行，可以大幅提高供电的可靠性，两台变压器同时故障的概率很小，对运行的经济性也有一定提高，并列运行也使得单台变压器容量降低，制造成本降低。电力变压器的继电保护装置可以在变
1电力变压器继电保护系统的工作原理与基本组成
1.1电力变压器继电保护主要的工作原理
电力变压器在工作中由于设备本身问题或受其他外力因素影响而产生电流、电压不稳时，继电保护装置就会对变压器正常运行及故障发生时的电流、电压进行调节，从而使电压、电流维持在平稳状态，及时对出现故障的设备进行切断，从而达到保护电力系统的目的。继电保护装置的出现是为了电力系统在发生故障时，能够将故障对设备的损失避免或最大限度的降低，从而对设备起到保护作用[2]。因此电力变压器继电保护装置在工作时要对各种故障的发生具有灵敏的感知度，并及时快速地发出预警信号，根据不同故障类型准确做出判断，及时调整决定自己的工作状态，及时对电力系统的工作进行提醒、预防，避免因故障发生对系统造成的影响，保证系统的安全运行。继电保护装置根据电力系统的不同运行状态，发挥出的保护作用也是不同的。例如，电流保护的继电保护装置工作能力和电流的增加是成正比的，电压保护的继电保护装置工作原理与电压的大小是成反比的。继电保护装置在运行过程中，通过对系统的运行参数进行分析，从而确定自己的工作状态。
1.2电力变压器继电保护系统的基本组成
随着我国科学技术的不断发展，电力变压器继电保护装置的研究力度也在不断加大，并且研制出的继电保护装置科技含量越来越高，更适应电力系统发展的需要。目前，我国变压器继电保护装置朝着微机型继电保护系统方向发展，已经成功地对微机型继电保护装置系统进行以下3个方面的研究。首先，要对整个电力系统的电流信息进行采集，从而为变压器整合各项电力数据提供了数据依据，并将这些数据有效地传送到最终的电力变压器继电保护装置中[3]。其次，电力保护装置根据采集到的各项数据进行分析对比，从而总结出整个电力系统运行的工作规律、故障发生规律及潜在安全隐患，并对故障产生原因进行挖掘，及时做出相应的保护措施，从而从源头上对故障进行治理。最后，对于电力系统中输出部分，要对各项信号进行灵敏的预警及快速的传递，从而可以及时地输出到继电保护装置那里，以便继电保护装置快速对自身进行调节进入对设备的保护工作状态。
2变压器常见的继电保护故障以及原因
2.1内部原因导致的故障
变压器内部故障指的是变压器的内部结构出现问题而影响变压器的正常工作。通常情况下内部故障主要包括油箱漏油、渗油问题，由于铁芯或其他绕组出现问题发出的异常响声，以及变压器内部温度不稳，或者由于其他原因造成的变压器油老化，而继电保护装置未能及时切断电源，延长了故障存在时间可能引发喷油爆炸事故。变压器的内部故障不是仅凭借外部表象就能发现和解决的，引起故障的原因是多方面的，有时甚至会出现假象影响判断，因此必须对变压器的特性及实际产生的各种情况进行综合分析，准确找出故障原因，针对性地设计出解决方案，降低事故的发生率。为避免上述问题的发生，过电保护装置安全运转非常重要。通过过电保护装置的过电保护，及时发出提示信号，切断电源，停止变压器的运行，从而保证变压器的安全顺利工作。
2.2外部原因导致的故障
由外部原因导致的变压器故障是多方面的，由于变压器自身原因或因自然条件的影响都有可能引发变压器故障。变压器如果长期严重超负荷、过电压运行，极易造成线圈的绝缘部分被破坏，严重的甚至被击穿，进而造成短路而烧毁变压器。如果输配电网发生短路及油箱外部出现问题时，也会对变压器的正常运行造成影响[4]。另外，一些自然现象例如雷电对变压器外部绝缘层的危害，严重时可能使高压线路端部或中性点击穿，从而对变压器造成损害，带来不可估量的损失。同时变压器在制造过程中，由于设计不合理以及所用材料不符合标准，都会对变压器的质量产生影响。
3电力变压器继电保护设计的方法
3.1差动保护设计
随着人们对电力需求及应用范围的不断加大，对变压器的安全性及高效性提出了更高的要求。大容量变压器的广泛应用，以及为了满足生产的需要，远距离输送，超高电压的应用范围也在逐步加大。为了保证人们的正常需求，差动保护作为变压器的主保护，必须在设计中进行优化，根据变压器的实际工作需要，及时进行调整和升级，从而实现变压器工作的安全可靠。根据差动保护的工作原理，对变压器两侧电流进行数据收集，并对收集的电流数据进行研究分析，从而选择出两侧适当的电流互感器。当变压器正常工作或出现短路情况时，差动保护可以保证各侧输出和输入电流的平衡或对各侧不平衡相位进行补偿，达到各侧电流相位相等，实现对变压器的主保护。
3.2瓦斯保护设计
当变压器正常工作时，瓦斯继电器的上下两个油杯中由于重量的平衡，上下触点都是断开的。当变压器内部出现轻微故障时，油面就会出现下降的情况。油面一旦下降，两个油杯就会出现不平衡状态，上油杯因为重力的缺失就会降落而接触触点，从而发出报警信号。当变压器内部出现严重漏油、漏气或其他故障时，会产生大量气体，气体产生的强大气流会带动油迅速流动，在经过瓦斯继电保护装置时，下油杯由于重力的加大而迅速降落，从而使下触点接通，出现跳闸现象达到切断电源而保护设备的目的。瓦斯继电器只能对变压器的内部故障进行感知和预警。其工作原理虽然简单，并且对故障的感知反应较灵敏，但瓦斯继电保护对变压器外部的各种故障无法反映，因此，要与过流保护、速断保护等结合使用，从而达到对变压器的整体保护，保证变压器的正常运转。
3.3高压变压器的保护设计
高压变压器的过电流保护装置可以设置在变压器的高压侧断路器和低压测断路器上，只有这样才能实现高压过电流保护装置对低压母线各种故障的灵敏感知。如果低压母线一旦在运行中发生各种故障，那么过电流保护装置就会迅速地开展工作进行对低压母线的主保护。在低压母线正常工作的情况下，高压变压器的过电流保护装置将作为低压母线的后备保护装置存在。如果由于非金属引起的短路，过电流保护装置不能灵敏的感知，从而不能及时对故障发出信号及预防，这时需要考虑设置反时限过流保护，通过增加变压器的热稳定性来为保护装置赢取时间，从而将故障对设备的危害降到最低。
4结语
总而言之，从以上的分析中不难看出，变压器继电保护系统在整个电力系统之中占据着十分重要的位置。因此设计人员要不断创新设计理念，根据电力系统的实际工作情况，优化电力变压器继电保护设计，对电力变压器继电保护系统当中可能存在的故障与问题，应在设计阶段予以充分考虑并采取相应的解决措施，以保证变压器的正常运行。
参考文献：
[1]张班.电力变压器继电保护设计分析[J].工程技术（文摘版），2016（6）：00190-00190.
[2]李春明.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（2）：75-75.
[3]李燕.电力变压器继电保护设计要点[J].企业技术开发：下旬刊，2016，35（3）：7-8.
[4]梁海峰.基于500kV电力变压器的继电保护问题研究[J].科技风，2018（21）：175-175.