電力變壓器保護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)研究

摘 要：本文重點(diǎn)講述了電力變壓器的發(fā)展歷史以及我國(guó)目前電力變壓器保護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀，并分析了對(duì)于電力變壓器保護(hù)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，為我國(guó)將來(lái)電力行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：電力變壓器;保護(hù)技術(shù);技術(shù)現(xiàn)狀;未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力行業(yè)也獲得了空前的發(fā)展，那么電力變壓器作為一個(gè)在電力傳輸過(guò)程中重要的保護(hù)器，對(duì)其進(jìn)行有效的保護(hù)就顯得非常重要了。因?yàn)樽儔浩鞅Ｗo(hù)可以保證供電的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)電力的穩(wěn)定傳輸，而且變壓器性能的好壞直接影響了電力系統(tǒng)的工作效率。所以對(duì)于電力變壓器的保護(hù)應(yīng)該要進(jìn)一步加強(qiáng)，確保供電效率，這樣就可以更好的促進(jìn)電力行業(yè)的發(fā)展。

一.電力變壓器發(fā)展簡(jiǎn)史

在十九世紀(jì)七十年代末，亞勃落契科夫，作為一位著名的俄國(guó)物理學(xué)家在那個(gè)時(shí)候第一次研發(fā)發(fā)明了“電燭”，這個(gè)被稱(chēng)為第一臺(tái)不閉合磁芯單相變壓器。它的工作原理主要是采用一個(gè)有兩個(gè)繞組的感應(yīng)線(xiàn)圈，并且在邊上連接一個(gè)交流電源，然后調(diào)節(jié)感應(yīng)線(xiàn)圈的電壓，調(diào)節(jié)的順序是從線(xiàn)圈的高壓處向低壓處調(diào)，最后使“電燭”供電。在這之后的六七年，同樣是發(fā)生在俄國(guó)的一位工程師烏薩金第一次呈現(xiàn)出了一個(gè)高壓變電裝置，這個(gè)裝置擁有即可以升高壓力又可以降低壓力的功能。

隨著交流電已經(jīng)被大眾所使用，在十九世紀(jì)八十年代初，英國(guó)人吉布斯與法國(guó)人高蘭德在英國(guó)申請(qǐng)了一個(gè)專(zhuān)利，這個(gè)專(zhuān)利是真正涉及到感應(yīng)線(xiàn)圈供電系統(tǒng)方面的，他們都叫它為“二次發(fā)電機(jī)”。但是在現(xiàn)實(shí)使用的過(guò)程中，可能是由于當(dāng)時(shí)缺乏關(guān)鍵的技術(shù)，這個(gè)“二次發(fā)電機(jī)”在使用的過(guò)程中還是發(fā)現(xiàn)了各種各樣的問(wèn)題，例如：開(kāi)路鐵芯、線(xiàn)圈串聯(lián)等。對(duì)于出現(xiàn)這樣的問(wèn)題，在當(dāng)時(shí)就有人想辦法進(jìn)行解決，他們是三個(gè)比較年輕的工程師，當(dāng)時(shí)在匈牙利的一家工廠中，第一次提到變壓器這個(gè)詞語(yǔ)，并且他們對(duì)于“二次發(fā)電機(jī)”進(jìn)行了一定的改進(jìn)，就是將開(kāi)路鐵芯改成了閉路鐵芯，并且把原邊的串聯(lián)線(xiàn)圈做成了并聯(lián)線(xiàn)圈，這就做成了在當(dāng)時(shí)稱(chēng)為單相殼式閉路鐵芯變壓器。

不管是高蘭德以及吉布斯創(chuàng)造的二次發(fā)電機(jī)，還是匈牙利工程師改進(jìn)的單相殼式閉路鐵芯變壓器，他們都統(tǒng)一稱(chēng)為變壓器。

二.電力變壓器保護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀

我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展非常迅速，那么在電力變壓器的保護(hù)上肯定也是下了不少的功夫，所以目前，對(duì)于電力變壓器的保護(hù)方法以及措施都是非常多的，在電力行業(yè)工作的技術(shù)人員就可以對(duì)要保護(hù)的變壓器進(jìn)行全面的調(diào)查以及對(duì)變壓器保護(hù)想要達(dá)到什么樣的目的，那么就要合理的選擇相應(yīng)的變壓器保護(hù)技術(shù)，來(lái)達(dá)到我們想要保護(hù)的目的。下面對(duì)于一些常見(jiàn)的變壓器保護(hù)技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的論述：

（一）瓦斯保護(hù)

瓦斯在對(duì)電力變壓器的保護(hù)是通過(guò)保護(hù)變壓器的油箱來(lái)完成的。瓦斯保護(hù)的工作原理主要是在電力傳輸?shù)倪^(guò)程中如果電力變壓器的油箱出現(xiàn)了比較小的問(wèn)題時(shí)，會(huì)發(fā)生熱分解作用，熱分解的產(chǎn)生就會(huì)導(dǎo)致了瓦斯的形成，從而瓦斯會(huì)從油箱里面向外飄出來(lái)。在故障越來(lái)越劇烈，越來(lái)越嚴(yán)重的情況下，產(chǎn)生的大量瓦斯氣體會(huì)在油箱里面形成非常大的壓力，這些壓力足夠?qū)㈦娏ψ儔浩骼锩娴挠鸵簤喝氲接驼砝锩?，這樣就會(huì)在油箱里面形成相應(yīng)的保護(hù)層，有了這個(gè)保護(hù)層之后，就可以起到對(duì)變壓器保護(hù)的作用，進(jìn)而降低了故障對(duì)壓力變壓器帶來(lái)的損耗。從這里可以看出，瓦斯保護(hù)就是從壓力變壓器的內(nèi)部形成一個(gè)保護(hù)層來(lái)保護(hù)變壓器的內(nèi)部不在進(jìn)一步遭到破壞，也就可以在很大程度上降低了故障進(jìn)一步的加大。

（二）自動(dòng)斷開(kāi)保護(hù)

在電力系統(tǒng)中，也發(fā)現(xiàn)會(huì)安裝那些比較小型的壓力變壓器，這些微型的壓力變壓器常常用到的保護(hù)方式就是自動(dòng)斷開(kāi)保護(hù)。自動(dòng)斷開(kāi)保護(hù)的工作原理就是：采用這種保護(hù)技術(shù)對(duì)電力變壓器進(jìn)行保護(hù)時(shí)，需要做到的是對(duì)于電路的連接是要比較簡(jiǎn)單是，而且操作性非常強(qiáng)。但是電力行業(yè)發(fā)展非常迅速以及科技的不斷進(jìn)步，那么對(duì)于電力變壓器的保護(hù)要求也越來(lái)越高，這就凸顯出了自動(dòng)斷開(kāi)保護(hù)技術(shù)在靈敏度方面存在許多的不足，因此，有關(guān)的工作人員就對(duì)自動(dòng)斷開(kāi)保護(hù)著一項(xiàng)技術(shù)的靈敏度方面進(jìn)行多角度的研究以及改進(jìn)，發(fā)現(xiàn)其配合瓦斯保護(hù)技術(shù)可以對(duì)電力變壓器起到很好的保護(hù)作用，最終可以實(shí)現(xiàn)電力變壓器能夠安全工作的目的。

（三）差動(dòng)保護(hù)

對(duì)電力變壓器應(yīng)用差動(dòng)保護(hù)技術(shù)可以很好的對(duì)變壓器的內(nèi)部非常多的故障進(jìn)行有效出保護(hù)，其工作原理就是：在理想情況下，當(dāng)變壓器是正常工作的狀態(tài)或者變壓器外部發(fā)生了故障問(wèn)題時(shí)，它兩端的電流可以發(fā)現(xiàn)呈現(xiàn)出來(lái)的特點(diǎn)就是大小相等、方向相反，如果是出現(xiàn)了這樣的情況，那么差動(dòng)保護(hù)技術(shù)是不工作的;差動(dòng)保護(hù)技術(shù)開(kāi)始工作的情況是在電力變壓器里面發(fā)生了一些故障問(wèn)題，這個(gè)時(shí)候它兩端的電流呈現(xiàn)出來(lái)的特點(diǎn)就是大小相等、方向相同，如果電流呈現(xiàn)這樣的特性之后被差動(dòng)保護(hù)技術(shù)裝置檢測(cè)到相應(yīng)的信號(hào)，那么其就會(huì)開(kāi)始工作，將電力變壓器保護(hù)起來(lái)，不讓其故障進(jìn)一步變的更加嚴(yán)重。從這里可以看出，差動(dòng)保護(hù)技術(shù)對(duì)于電力變壓器的內(nèi)部許多的故障問(wèn)題都可以進(jìn)行有效的保護(hù)起來(lái)，而且這個(gè)技術(shù)整體安裝的操作也是非常簡(jiǎn)單的，所以目前電力系統(tǒng)中應(yīng)用差動(dòng)保護(hù)技術(shù)來(lái)對(duì)電力變壓器進(jìn)行保護(hù)的使用越來(lái)越廣泛。然而，這種保護(hù)技術(shù)雖然操作簡(jiǎn)單但是在使用的過(guò)程中還是發(fā)現(xiàn)有些問(wèn)題，舉個(gè)例子：如果電力變壓器的外部出現(xiàn)了故障，這就會(huì)使電流變得不平衡，從而會(huì)使差動(dòng)保護(hù)技術(shù)產(chǎn)生誤動(dòng)，由于存在這樣的問(wèn)題，使差動(dòng)保護(hù)技術(shù)裝置不能同時(shí)具備較好的靈敏度與可靠性。

（四）過(guò)勵(lì)磁保護(hù)

在電力變壓器中存在有升壓變壓器，對(duì)于升壓變壓器的保護(hù)應(yīng)用到的保護(hù)技術(shù)就是過(guò)勵(lì)磁保護(hù)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的工作原理也是比較簡(jiǎn)單的，就是在電力傳輸?shù)倪^(guò)程中觀察電流頻率或者電壓有沒(méi)有發(fā)生變化進(jìn)而判斷有沒(méi)有故障產(chǎn)生。說(shuō)的簡(jiǎn)單一點(diǎn)，就是當(dāng)電路中的勵(lì)磁電流突然變大時(shí)，就會(huì)使升壓變壓器的內(nèi)部過(guò)熱，從而對(duì)金屬元件造成損耗。因此，對(duì)于這樣的情況，即當(dāng)變壓器內(nèi)部的電流頻率或者電壓突然之間就變大了，就會(huì)促使過(guò)勵(lì)磁保護(hù)技術(shù)裝置執(zhí)行自動(dòng)斷開(kāi)操作，從而達(dá)到保護(hù)變壓器目的。

（五）過(guò)電流保護(hù)

跟過(guò)勵(lì)磁保護(hù)技術(shù)不一樣的是過(guò)電流保護(hù)技術(shù)是應(yīng)用在降壓變壓器上的。過(guò)電流保護(hù)技術(shù)的工作原理是非常簡(jiǎn)單的一個(gè)，就是在電力傳輸?shù)倪^(guò)程中依據(jù)電力變壓器的額定數(shù)據(jù)來(lái)選擇相應(yīng)的保護(hù)方法以及手段來(lái)對(duì)變壓器進(jìn)行有效的保護(hù)。

（六）計(jì)算機(jī)保護(hù)

近幾年來(lái)，我國(guó)的計(jì)算機(jī)技術(shù)以及通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展非常迅速，所以在電力變壓器保護(hù)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)，使電力變壓器的保護(hù)起到不錯(cuò)的效果。在變壓器保護(hù)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)保護(hù)技術(shù)主要是可以遠(yuǎn)程控制以及監(jiān)測(cè)變壓器的工作情況，這樣就可以更加方便、更加容易發(fā)現(xiàn)變壓器出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)而可以及時(shí)采取有效的措施來(lái)對(duì)變壓器進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)也為排除故障工作提供了有力的基礎(chǔ)。

三.電力變壓器保護(hù)技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

在我國(guó)，隨著科技的不斷進(jìn)步，伴隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)也得到了空前的發(fā)展，這就使我國(guó)逐漸向智能化以及自動(dòng)化的方向發(fā)展。順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展步伐，電力行業(yè)的發(fā)展也應(yīng)該逐漸走向數(shù)字化，使電力變壓器的保護(hù)逐漸由智能化以及自動(dòng)化來(lái)控制，這樣就可以進(jìn)一步使變壓器運(yùn)行的更加穩(wěn)定，使相關(guān)的工作技術(shù)人員在對(duì)電力變壓器進(jìn)行故障檢測(cè)時(shí)變的更加容易，沒(méi)有以前檢測(cè)的那么困難，工作壓力減小，同時(shí)也可以使電力系統(tǒng)供電更加具有高效性與穩(wěn)定性。對(duì)于電力變壓器應(yīng)該采取分段智能監(jiān)控的措施，這樣子就可以避免由于一個(gè)地方發(fā)生故障，而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)不能工作的情況，可以有效避免電力傳輸?shù)倪^(guò)程中安全事故的發(fā)生。所以，在將來(lái)對(duì)于電力變壓器的保護(hù)應(yīng)該將人工技術(shù)與智能檢修技術(shù)結(jié)合起來(lái)，這樣就可以達(dá)到對(duì)電力變壓器全面監(jiān)測(cè)的要求，對(duì)我國(guó)整體用電質(zhì)量的提高的非常有好處的。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮海清，王震，楊逸晴，等.關(guān)于電力變壓器繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（8）：160-160.

[2]孫玉勝，劉濤，董宇，等.電力變壓器差動(dòng)保護(hù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].電工電氣，2016（12）：1-6.

[3]胡海平.探討電力變壓器保護(hù)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].通訊世界，2013（21）：71-72.

作者簡(jiǎn)介：

馬月光（1980-）男，漢族，本科學(xué)歷，江蘇海安人，中級(jí)工程師研究方向：超高壓變壓器設(shè)計(jì)