電力變壓器的用途

　　變壓器是傳輸電能而不改變其頻率的靜止的電能轉(zhuǎn)換器。變壓器是電力系統(tǒng)中數(shù)量極多且地位十分重要的電氣設(shè)備，變壓器的總?cè)萘看蠹s是發(fā)電機(jī)總?cè)萘康?倍以上。其功能是將電力系統(tǒng)中的電能電壓升高或降低，以利于電能的合理輸送、分配和使用。

　　在電力系統(tǒng)中，輸送同樣功率的電能，電壓越高，電流就越小，輸電線路上的功率損耗也越小；輸電線的截面積也可以減小，這樣就可以減少導(dǎo)線的金屬用量。

　　由于制造上的困難，發(fā)電機(jī)電壓不可能很高（目前在20KV以下），所以在發(fā)電廠中要用升壓變壓器將發(fā)電機(jī)電壓升到很高，才能將大量的電能送往遠(yuǎn)處的用電地區(qū)，如35KV、66KV、110KV、220kv、330kv、500kv等。

　　而在用電負(fù)荷處，再用降壓變壓器將電壓降低到適當(dāng)?shù)臄?shù)值供用戶電氣設(shè)備使用。電力變壓器在傳輸電能的時(shí)候，本身也有一些有功損耗，但數(shù)量不大，因而傳輸效率很高。中小型變壓器的效率不低于95％，大型變壓器效率可達(dá)到98％以上。

　　電力變壓器的應(yīng)用

　　電力變壓器主要用于輸配電系統(tǒng)的升、降電壓。電力變壓器是發(fā)電廠和變電所的主要設(shè)備之一。變壓器的作用是多方面的不僅能升高電壓把電能送到用電地區(qū)，還能把電壓降低為各級(jí)使用電壓，以滿足用電的需要。總之，升壓與降壓都必須由變壓器來完成。在電力系統(tǒng)傳送電能的過程中，必然會(huì)產(chǎn)生電壓和功率兩部分損耗，在輸送同一功率時(shí)電壓損耗與電壓成反比，功率損耗與電壓的平方成反比。利用變壓器提高電壓，減少了送電損失。

　　變壓器是由繞在同一鐵芯上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的線圈繞組組成，繞組之間是通過交變磁場(chǎng)而聯(lián)系著并按電磁感應(yīng)原理工作。變壓器安裝位置應(yīng)考慮便于運(yùn)行、檢修和運(yùn)輸，同時(shí)應(yīng)選擇安全可靠的地方。在使用變壓器時(shí)必須合理地選用變壓器的額定容量。變壓器空載運(yùn)行時(shí)，需用較大的無功功率。這些無功功率要由供電系統(tǒng)供給。變壓器的容量若選擇過大，不但增加了初投資，而且使變壓器長(zhǎng)期處于空載或輕載運(yùn)行，使空載損耗的比重增大，功率因數(shù)降低，網(wǎng)絡(luò)損耗增加，這樣運(yùn)行既不經(jīng)濟(jì)又不合理。變壓器容量選擇過小，會(huì)使變壓器長(zhǎng)期過負(fù)荷，易損壞設(shè)備。因此，變壓器的額定容量應(yīng)根據(jù)用電負(fù)荷的需要進(jìn)行選擇，不宜過大或過小。

　　電力變壓器故障類型概述

　　為了更好的避免電力系統(tǒng)變壓器的故障，就需要對(duì)故障進(jìn)行分析了解：一般情況下，故障會(huì)出現(xiàn)在油箱內(nèi)部，但是油箱的外部也會(huì)出現(xiàn)一些故障。在此先說明油箱外部故障，其較為常見，例如常見的接地短路故障就屬于外部故障，又如絕緣套管、繞組引出線方面的故障及相間短路等問題。而油箱內(nèi)部故障就是位于變壓器油箱內(nèi)，例如一些短路方面的故障，或是常見的匝間短路問題。對(duì)于系統(tǒng)測(cè)繞組來講，會(huì)出現(xiàn)單項(xiàng)接地短路，繞損問題還會(huì)初選在鐵芯這。在變壓器中，若出現(xiàn)了內(nèi)部故障，就會(huì)使變壓器處于危險(xiǎn)的境地。主要的原因就是在故障出現(xiàn)的過程中會(huì)產(chǎn)生一些電弧，不能確保繞組的絕緣良好，容易受到嚴(yán)重的損壞情況。同時(shí)還會(huì)引發(fā)鐵芯燒壞的情況出現(xiàn)。在絕緣材料方面來講，在分解受熱的力量下，會(huì)出現(xiàn)大量的氣體，在變壓器油箱中就容易出現(xiàn)爆炸的危險(xiǎn)，依靠繼電保護(hù)的作用可以快速的切斷故障。

　　在變壓器系統(tǒng)這要對(duì)其不良的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行掌控。例如，變壓器的外部，如果出現(xiàn)相間短路的問題就會(huì)引發(fā)出一系列的故障，最終導(dǎo)致過電流的現(xiàn)象。并且過電流的問題還會(huì)出現(xiàn)在外部接地短路故障這，在這其中包含了中性點(diǎn)過電壓的問題。若變壓器的運(yùn)行負(fù)荷超出了過額的定值，就會(huì)初選過負(fù)荷的故障。若油箱出現(xiàn)漏油的問題，就會(huì)降低油面。伴隨著冷卻系統(tǒng)的故障，溫度就會(huì)上升。

　　電力變壓器繼電保護(hù)的工作原理

　　電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)主要是根據(jù)電力系統(tǒng)所出現(xiàn)的電力數(shù)值的變化情況以實(shí)現(xiàn)電力變壓器繼電系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)功能。電力變壓器繼電系統(tǒng)存在的目的是，無論電力變壓器繼電系統(tǒng)中的電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)的工作狀態(tài)如何，或是處于什么樣的情形都要保證整個(gè)系統(tǒng)的安全。按照電力變壓器繼電系統(tǒng)是否處于正常運(yùn)行的狀態(tài)，其繼電保護(hù)的基本原理并不相同。為了確認(rèn)電力變壓器繼電系統(tǒng)處于什么樣的運(yùn)行狀態(tài)，則需要對(duì)電力變壓器繼電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量并進(jìn)行分析。

　　電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)的基本組成

　　經(jīng)過不斷的發(fā)展，電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)已經(jīng)到達(dá)了微機(jī)型的繼電保護(hù)系統(tǒng)的狀態(tài)。通過研究分析發(fā)現(xiàn)，這種類型的繼電保護(hù)系統(tǒng)的組成主要包括以下三個(gè)方面：首先，要介紹的是電力系統(tǒng)的信號(hào)采集部分，它的工作內(nèi)容具體表現(xiàn)在收集電力系統(tǒng)內(nèi)部的電力數(shù)值情況，再將所收集得到的結(jié)果傳送到電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置；其次，是電力系統(tǒng)的信號(hào)處理部分，它能夠?qū)⑶懊骐娏ο到y(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，并依據(jù)一定的規(guī)律將所出現(xiàn)的問題進(jìn)行歸類整合；最后要進(jìn)行說明的是電力系統(tǒng)的信號(hào)輸出部分，它主要是將最終輸出的信號(hào)傳遞到電力系統(tǒng)當(dāng)中，從而進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)。

　　電力變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)的有效設(shè)計(jì)方案

　　1、差動(dòng)保護(hù)設(shè)計(jì)

　　變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)的差動(dòng)保護(hù)設(shè)計(jì)原則是：使變壓器兩側(cè)的電流互感器按照正常工作狀態(tài)下的環(huán)流接線進(jìn)行。在正常運(yùn)行的狀態(tài)之下，差動(dòng)繼電器中的電流值即為兩側(cè)電流互感器二次電流的差值，一般情況下，它近似等于零。當(dāng)差動(dòng)繼電器不工作時(shí)，其具有的保護(hù)作用也會(huì)相應(yīng)停止。隨著高性能計(jì)算機(jī)芯片的出現(xiàn)，差動(dòng)保護(hù)設(shè)計(jì)也已取得了一定的成果，因此，對(duì)于高壓側(cè)電壓大于330千伏的變壓器，可以采用雙重差動(dòng)保護(hù)設(shè)計(jì)，從而對(duì)裝置的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的保護(hù)。

　　2、瓦斯保護(hù)設(shè)計(jì)

　　當(dāng)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重漏油、匝間短路、鐵芯局部燒毀以及絕緣失效、油面下降等故障時(shí)，差動(dòng)保護(hù)設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用意義就會(huì)受到限制，這時(shí)就需要采用瓦斯保護(hù)設(shè)計(jì)。通過將氣體繼電器安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接導(dǎo)油管中，可以很容易實(shí)現(xiàn)瓦斯保護(hù)的目的。一般情況下可以將瓦斯保護(hù)分為兩種。其一是輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，可以通過分析氣體的數(shù)量、顏色及化學(xué)成分等判斷出該保護(hù)動(dòng)作產(chǎn)生的原因以及所發(fā)生的故障類別；另一種是重瓦斯保護(hù)動(dòng)作，能夠?qū)怏w產(chǎn)生的速度進(jìn)行監(jiān)視，同時(shí)對(duì)氣體的成分和特征進(jìn)行分析，從而有效推斷出故障發(fā)生的原因以及程度。

　　3、高壓變壓器保護(hù)設(shè)計(jì)

　　當(dāng)變壓器高壓側(cè)的過電流保護(hù)對(duì)其低壓側(cè)的母線具有規(guī)定的靈敏系數(shù)時(shí)，可以在其間配置過電流保護(hù)裝置，使之成為低壓側(cè)母線的保護(hù)設(shè)施。此外，在變壓器的高壓側(cè)可以設(shè)置一個(gè)反時(shí)限過流保護(hù)裝置，從而對(duì)該變壓器的熱穩(wěn)定性進(jìn)行保護(hù)。與此同時(shí)，在變壓器的低壓側(cè)還應(yīng)另外安裝一個(gè)保護(hù)裝置，在其中性線上安裝零序電流保護(hù)裝置，比如跳高壓側(cè)短路器，同時(shí)規(guī)定經(jīng)過該裝置的不平衡電流不能超過額定電流的25%。