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換器。變壓器是電力系統中數量極多且地位十分重要的電氣設備，變壓器的總容量大約是發電機總容量的9倍以上。其功能是將電力系統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，這樣就可以減少導線的金屬用量。

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

　　而在用電負荷處，再用降壓變壓器將電壓降低到適當的數值供用戶電氣設備使用。電力變壓器在傳輸電能的時候，本身也有一些有功損耗，但數量不大，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到98％以上。

　　電力變壓器的應用

　　電力變壓器主要用于輸配電系統的升、降電壓。電力變壓器是發電廠和變電所的主要設備之一。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，還能把電壓降低為各級使用電壓，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。在電力系統傳送電能的過程中，必然會產生電壓和功率兩部分損耗，在輸送同一功率時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或兩個以上的線圈繞組組成，繞組之間是通過交變磁場而聯系著并按電磁感應原理工作。變壓器安裝位置應考慮便于運行、檢修和運輸，同時應選擇安全可靠的地方。在使用變壓器時必須合理地選用變壓器的額定容量。變壓器空載運行時，需用較大的無功功率。這些無功功率要由供電系統供給。變壓器的容量若選擇過大，不但增加了初投資，而且使變壓器長期處于空載或輕載運行，使空載損耗的比重增大，功率因數降低，網絡損耗增加，這樣運行既不經濟又不合理。變壓器容量選擇過小，會使變壓器長期過負荷，易損壞設備。因此，變壓器的額定容量應根據用電負荷的需要進行選擇，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變壓器的故障，就需要對故障進行分析了解：一般情況下，故障會出現在油箱內部，但是油箱的外部也會出現一些故障。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。而油箱內部故障就是位于變壓器油箱內，例如一些短路方面的故障，或是常見的匝間短路問題。對于系統測繞組來講，會出現單項接地短路，繞損問題還會初選在鐵芯這。在變壓器中，若出現了內部故障，就會使變壓器處于危險的境地。主要的原因就是在故障出現的過程中會產生一些電弧，不能確保繞組的絕緣良好，容易受到嚴重的損壞情況。同時還會引發鐵芯燒壞的情況出現。在絕緣材料方面來講，在分解受熱的力量下，會出現大量的氣體，在變壓器油箱中就容易出現爆炸的危險，依靠繼電保護的作用可以快速的切斷故障。

　　在變壓器系統這要對其不良的運行狀態進行掌控。例如，變壓器的外部，如果出現相間短路的問題就會引發出一系列的故障，最終導致過電流的現象。并且過電流的問題還會出現在外部接地短路故障這，在這其中包含了中性點過電壓的問題。若變壓器的運行負荷超出了過額的定值，就會初選過負荷的故障。若油箱出現漏油的問題，就會降低油面。伴隨著冷卻系統的故障，溫度就會上升。

　　電力變壓器繼電保護的工作原理

　　電力變壓器繼電保護系統主要是根據電力系統所出現的電力數值的變化情況以實現電力變壓器繼電系統的自我調節功能。電力變壓器繼電系統存在的目的是，無論電力變壓器繼電系統中的電力變壓器繼電保護系統的工作狀態如何，或是處于什么樣的情形都要保證整個系統的安全。按照電力變壓器繼電系統是否處于正常運行的狀態，其繼電保護的基本原理并不相同。為了確認電力變壓器繼電系統處于什么樣的運行狀態，則需要對電力變壓器繼電系統的運行狀態進行測量并進行分析。

　　電力變壓器繼電保護系統的基本組成

　　經過不斷的發展，電力變壓器繼電保護系統已經到達了微機型的繼電保護系統的狀態。通過研究分析發現，這種類型的繼電保護系統的組成主要包括以下三個方面：首先，要介紹的是電力系統的信號采集部分，它的工作內容具體表現在收集電力系統內部的電力數值情況，再將所收集得到的結果傳送到電力系統的繼電保護裝置；其次，是電力系統的信號處理部分，它能夠將前面電力系統收集到的數據進行分析和處理，并依據一定的規律將所出現的問題進行歸類整合；最后要進行說明的是電力系統的信號輸出部分，它主要是將最終輸出的信號傳遞到電力系統當中，從而進行有效的調節。

　　電力變壓器繼電保護系統的有效設計方案

　　1、差動保護設計

　　變壓器繼電保護系統的差動保護設計原則是：使變壓器兩側的電流互感器按照正常工作狀態下的環流接線進行。在正常運行的狀態之下，差動繼電器中的電流值即為兩側電流互感器二次電流的差值，一般情況下，它近似等于零。當差動繼電器不工作時，其具有的保護作用也會相應停止。隨著高性能計算機芯片的出現，差動保護設計也已取得了一定的成果，因此，對于高壓側電壓大于330千伏的變壓器，可以采用雙重差動保護設計，從而對裝置的實際運行狀態進行有效的保護。

　　2、瓦斯保護設計

　　當變壓器內部出現嚴重漏油、匝間短路、鐵芯局部燒毀以及絕緣失效、油面下降等故障時，差動保護設計的實際應用意義就會受到限制，這時就需要采用瓦斯保護設計。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油管中，可以很容易實現瓦斯保護的目的。一般情況下可以將瓦斯保護分為兩種。其一是輕瓦斯保護動作信號，可以通過分析氣體的數量、顏色及化學成分等判斷出該保護動作產生的原因以及所發生的故障類別；另一種是重瓦斯保護動作，能夠對氣體產生的速度進行監視，同時對氣體的成分和特征進行分析，從而有效推斷出故障發生的原因以及程度。

　　3、高壓變壓器保護設計

　　當變壓器高壓側的過電流保護對其低壓側的母線具有規定的靈敏系數時，可以在其間配置過電流保護裝置，使之成為低壓側母線的保護設施。此外，在變壓器的高壓側可以設置一個反時限過流保護裝置，從而對該變壓器的熱穩定性進行保護。與此同時，在變壓器的低壓側還應另外安裝一個保護裝置，在其中性線上安裝零序電流保護裝置，比如跳高壓側短路器，同時規定經過該裝置的不平衡電流不能超過額定電流的25%。