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[摘 要]电力系统的功能是将自然界的其它能源，通过一系列装备设施与技术转换工作将其转化成为我们日常生产生活所需的电能。变压器作为电力系统中的重要组成部分，在维持系统安全稳定方面，具有十分重要的意义。本文围绕现阶段电力系统保护工作中普遍采用的变压器差动保护技术为中心展开论述，探讨其运行过程中应当注意的技术问题，旨在更好的为电力工作服务，同时对相关领域课题研究具有一定的借鉴意义。
[关键词]电力系统，变压器，差动保护
中图分类号：G335 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）48-0284-01
一、引言
变压器属于一种静止的电气设备，它工作的基本原理是通过电磁感应实现交流电压等级的改变，主要实现的功能包括稳压、变压、电流转换等等。具体可以表述为：①变换电压、进行功率传输。②通过升压降低线路电能损耗，提高远距离输电的经济性。③通过降压将电能送进千家万户，供生产生活需要。工作流程简图如图1：
变压器按照用途的不同可以分为十几种类型，本文则着重探讨基于电力系统保护工作的电力变压器。
一套完整的电力系统由发电、变电、输电、配电以及用电环节构成，其中，电力变压器主要用于变电环节中电压的升降，是整个工作过程中较为重要的一环，因此，为了确保电力工作的正常运转，做好变压器的保护工作就显得尤为重要。有关电力变压器的主保护，大致可以分为三个类型，即：气体保护、纵联差动保护与电流速断保护。
二、变压器常见故障与差动保护的作用
常见的变压器运行异常表现为：过电流、中性点过电压、油位降低、温度过高、过负荷、泠却系统故障、过励磁等等。上述现象反映的具体故障又可以分为两大类，即变压器的油箱内故障与油箱外故障，内故障是指绕组的相间短路、接地短路、匝间短路、铁芯的烧损等；外故障是指套管和引出线上发生的相间短路与接地短路。
内故障产生的原因总结起来有以下几点。绕组原因：①生产制造与维修保护的时候，由于疏忽原因造成线路绝缘材料受到磨损。②日常运行过程中，随着时间的延长，造成热量积累或超负荷运转，温度变形等原因使得绝缘材料耐久性降低、出现老化。③材料本身制作过程中出现缺陷，如材质不良，采取工艺技术不够成熟，压制环节不达标，机械力学性能差等，致使材料使用过程中不能承受短路瞬间的电流冲击，最终绝缘材料变形破损。④绕组处于潮湿或干湿交替环境，由于绝缘材料自身性质原因，会产生鼓凸，致使内部油路堵塞，局部热量快速累积，加速老化。⑤用于绝缘材料涂覆的绝缘油因掺入水汽发生变质，或者和外部流动空气接触过多，造成油料自身绝缘作用大幅降低，或暴露在自然空气中的绕组线圈未能进行及时有效的处置。⑥有匝间短路的现象出现，却忽略其负面效应，未能及时进行处置。分接开关原因：⑦开关螺丝松动。⑧开关接头接触不良，未能按照行业或国家标准进行生产制造，质量不满足要求。⑨绝缘油自身酸价不合要求，开关遭到腐蚀。⑩绝缘板自身的绝缘效果不合格。铁芯原因：主要是由于连接螺杆长时间的运转引起绝缘材料破损，导致铁芯叠片与螺杆之间出现短路，热量过大而引起铁芯的烧毁，另外，也可能是叠片间的绝缘层破损，导致自身短路，产生热量。所以，想要区分故障原因是由绕组产生，还是由于铁芯熔毁产生，我们首先要对绕组间的直流电阻进行比较，若差别明显，则可以确定为绕组原因，之后，我们对铁芯的外观质量情况进行鉴定，如果破损影响不大，则直接在表面重新涂覆绝缘漆便可。
外部故障的原因仅以套管故障为例，最常见的表现形式就是闪落、漏油、炸毀。产生套管故障的具体原因如下：①未能按照设计要求配置呼吸器，在设备内部吸入水分之后，没有进行及时的处理。②绝缘材料密封性差，致使自身受潮变质。
针对上述种种异常情况，以及分析问题对应的原因，我们提出了变压器的差动保护技术，简单的说，变压器差动保护的功能就是用来应对线路短路故障，包括：单相匝间短路、双绕组或三绕组内部及其引出线上的相间短路。从现场工程实际情况来看，当短路故障情况发生的时候，瞬时间巨大的电流所产生的累计热量，足以使变压器内部绝缘材料发生破坏，这种情况下，就需要差动保护能够确保其效用正常发挥。
三、差动保护方式的原理及运用
变压器差动保护方式的基本原理是通过比较被保护装置两侧电流的大小，从而实现特定功能，它与线路的差动保护方式既有区别、又有联系。从变压器的基本结构来看，器身的组成包括铁芯、绕组、绝缘与引线（调压装置、引线夹件等），电压和电流的变化则是通过控制线圈匝数比来实现的。德国物理学家基尔霍夫在分析电路规律时，发现并总结出了节点电流定律，即“假设进入某节点的电流为正值，离开这节点的电流为负值，则所有涉及这节点的电流的代数和等于零。”这是差动保护工作存在的理论基础。在实际运用过程中，电流互感器被设置于变压器的各个侧面，采用差接线法对互感器的各个副边进行接线，将其中同个极性的一端相连，之后并联接入继电器，那么，在差动继电器线圈中就会产生电流差。这种方式从理论上讲，当系统在正常运行或者是电路故障的时候，变压器中的流入、流出电流相等，而差回路中，其电流大小则为零。从实际上看，在差动保护程序运行的时候，不同侧产生的电流差值会通过相应软件主动调整，当电流的计算差值为零时，差动保护不工作，在变压器内部出现线路短路情况时，外侧会向短路点提供电流，当差动电流高于保护系统的规定值时，保护动作将被跳开，从而中断变压器的电源。
差动保护方式在各种类型的变电站中普遍采用，具体情况分类如下：第一，单独运行的变压器，其容量等级超过10000KVA的大型与超大型变压器；第二，并列运行的、企业或工厂中的重要变压器，其容量等级在6300KVA以上的中型及大型变压器；第三，变压器容量等级超过2000KVA的中型变压器。
四、结语
随着社会的进步发展，我们对于电力系统的要求日益严苛、用电设备的科技价值也在不断升高，电力系统安全性、稳定性、高效性与经济性是我们需要重点关注的目标，想要实现这一预定功能，变压器技术更新就要与时俱进，其中，差动保护技术作为变压器的主保护，我们要求它的故障反映要迅速、运行效果要可靠、问题辨别要精准。
从目前实际情况来看，电力变压器作为维持电网正常运转的重要设施，虽然进行了多方面的措施保护，但由于系统复杂程度的提升，及使用环境的不可预见性等因素存在，电力事故仍在频频发生，为此我们更要积极响应国家号召：强化电力系统安全责任的落实；完善电力安全管理体系；积极排除设备设施安全隐患，提高安全性；完善安全应急体系、加强电力系统应急能力建设；加强人员安全培训，提高职员安全工作意识；加强电力工作安全监管，督促安全责任落实。
自变压器差动保护技术出现以来，随着现场应用的逐步发展与完善，技术本身也在逐渐成熟，但我们也要清楚地认识到，差动保护的技术尚存在很大的改进空间，在找到另一种更加高效的保护技术之前，我们要不断地进行探索，最终目的，都是为了更好的服务于电力系统建设，服务于广大人们的生产生活、服务于社会的发展进步。
参考文献
[1] 陈宇.变压器励磁涌流的特性与识别方法[J].云南水力发电.2008.
[2] 王维俭.电气主设备继电保护原理和应用.北京：中国电力出版社.1996.
[3] 张海平，秦志国.IEC61850变电站自动化系统在供电整流系统中的应用与分析[J].电力系统保护与控制.2008.
[4] 贺家李.电力系统继电保护技术的现状与发展[J].中国电力.2000.
作者简介
徐卫卫（1986-8），女，汉，江苏南通人，江苏东开电气有限公司，江苏南通市，本科，助理工程师，主要从事电气安装调试的研究。
[关键词]电力系统，变压器，差动保护
中图分类号：G335 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）48-0284-01
一、引言
变压器属于一种静止的电气设备，它工作的基本原理是通过电磁感应实现交流电压等级的改变，主要实现的功能包括稳压、变压、电流转换等等。具体可以表述为：①变换电压、进行功率传输。②通过升压降低线路电能损耗，提高远距离输电的经济性。③通过降压将电能送进千家万户，供生产生活需要。工作流程简图如图1：
变压器按照用途的不同可以分为十几种类型，本文则着重探讨基于电力系统保护工作的电力变压器。
一套完整的电力系统由发电、变电、输电、配电以及用电环节构成，其中，电力变压器主要用于变电环节中电压的升降，是整个工作过程中较为重要的一环，因此，为了确保电力工作的正常运转，做好变压器的保护工作就显得尤为重要。有关电力变压器的主保护，大致可以分为三个类型，即：气体保护、纵联差动保护与电流速断保护。
二、变压器常见故障与差动保护的作用
常见的变压器运行异常表现为：过电流、中性点过电压、油位降低、温度过高、过负荷、泠却系统故障、过励磁等等。上述现象反映的具体故障又可以分为两大类，即变压器的油箱内故障与油箱外故障，内故障是指绕组的相间短路、接地短路、匝间短路、铁芯的烧损等；外故障是指套管和引出线上发生的相间短路与接地短路。
内故障产生的原因总结起来有以下几点。绕组原因：①生产制造与维修保护的时候，由于疏忽原因造成线路绝缘材料受到磨损。②日常运行过程中，随着时间的延长，造成热量积累或超负荷运转，温度变形等原因使得绝缘材料耐久性降低、出现老化。③材料本身制作过程中出现缺陷，如材质不良，采取工艺技术不够成熟，压制环节不达标，机械力学性能差等，致使材料使用过程中不能承受短路瞬间的电流冲击，最终绝缘材料变形破损。④绕组处于潮湿或干湿交替环境，由于绝缘材料自身性质原因，会产生鼓凸，致使内部油路堵塞，局部热量快速累积，加速老化。⑤用于绝缘材料涂覆的绝缘油因掺入水汽发生变质，或者和外部流动空气接触过多，造成油料自身绝缘作用大幅降低，或暴露在自然空气中的绕组线圈未能进行及时有效的处置。⑥有匝间短路的现象出现，却忽略其负面效应，未能及时进行处置。分接开关原因：⑦开关螺丝松动。⑧开关接头接触不良，未能按照行业或国家标准进行生产制造，质量不满足要求。⑨绝缘油自身酸价不合要求，开关遭到腐蚀。⑩绝缘板自身的绝缘效果不合格。铁芯原因：主要是由于连接螺杆长时间的运转引起绝缘材料破损，导致铁芯叠片与螺杆之间出现短路，热量过大而引起铁芯的烧毁，另外，也可能是叠片间的绝缘层破损，导致自身短路，产生热量。所以，想要区分故障原因是由绕组产生，还是由于铁芯熔毁产生，我们首先要对绕组间的直流电阻进行比较，若差别明显，则可以确定为绕组原因，之后，我们对铁芯的外观质量情况进行鉴定，如果破损影响不大，则直接在表面重新涂覆绝缘漆便可。
外部故障的原因仅以套管故障为例，最常见的表现形式就是闪落、漏油、炸毀。产生套管故障的具体原因如下：①未能按照设计要求配置呼吸器，在设备内部吸入水分之后，没有进行及时的处理。②绝缘材料密封性差，致使自身受潮变质。
针对上述种种异常情况，以及分析问题对应的原因，我们提出了变压器的差动保护技术，简单的说，变压器差动保护的功能就是用来应对线路短路故障，包括：单相匝间短路、双绕组或三绕组内部及其引出线上的相间短路。从现场工程实际情况来看，当短路故障情况发生的时候，瞬时间巨大的电流所产生的累计热量，足以使变压器内部绝缘材料发生破坏，这种情况下，就需要差动保护能够确保其效用正常发挥。
三、差动保护方式的原理及运用
变压器差动保护方式的基本原理是通过比较被保护装置两侧电流的大小，从而实现特定功能，它与线路的差动保护方式既有区别、又有联系。从变压器的基本结构来看，器身的组成包括铁芯、绕组、绝缘与引线（调压装置、引线夹件等），电压和电流的变化则是通过控制线圈匝数比来实现的。德国物理学家基尔霍夫在分析电路规律时，发现并总结出了节点电流定律，即“假设进入某节点的电流为正值，离开这节点的电流为负值，则所有涉及这节点的电流的代数和等于零。”这是差动保护工作存在的理论基础。在实际运用过程中，电流互感器被设置于变压器的各个侧面，采用差接线法对互感器的各个副边进行接线，将其中同个极性的一端相连，之后并联接入继电器，那么，在差动继电器线圈中就会产生电流差。这种方式从理论上讲，当系统在正常运行或者是电路故障的时候，变压器中的流入、流出电流相等，而差回路中，其电流大小则为零。从实际上看，在差动保护程序运行的时候，不同侧产生的电流差值会通过相应软件主动调整，当电流的计算差值为零时，差动保护不工作，在变压器内部出现线路短路情况时，外侧会向短路点提供电流，当差动电流高于保护系统的规定值时，保护动作将被跳开，从而中断变压器的电源。
差动保护方式在各种类型的变电站中普遍采用，具体情况分类如下：第一，单独运行的变压器，其容量等级超过10000KVA的大型与超大型变压器；第二，并列运行的、企业或工厂中的重要变压器，其容量等级在6300KVA以上的中型及大型变压器；第三，变压器容量等级超过2000KVA的中型变压器。
四、结语
随着社会的进步发展，我们对于电力系统的要求日益严苛、用电设备的科技价值也在不断升高，电力系统安全性、稳定性、高效性与经济性是我们需要重点关注的目标，想要实现这一预定功能，变压器技术更新就要与时俱进，其中，差动保护技术作为变压器的主保护，我们要求它的故障反映要迅速、运行效果要可靠、问题辨别要精准。
从目前实际情况来看，电力变压器作为维持电网正常运转的重要设施，虽然进行了多方面的措施保护，但由于系统复杂程度的提升，及使用环境的不可预见性等因素存在，电力事故仍在频频发生，为此我们更要积极响应国家号召：强化电力系统安全责任的落实；完善电力安全管理体系；积极排除设备设施安全隐患，提高安全性；完善安全应急体系、加强电力系统应急能力建设；加强人员安全培训，提高职员安全工作意识；加强电力工作安全监管，督促安全责任落实。
自变压器差动保护技术出现以来，随着现场应用的逐步发展与完善，技术本身也在逐渐成熟，但我们也要清楚地认识到，差动保护的技术尚存在很大的改进空间，在找到另一种更加高效的保护技术之前，我们要不断地进行探索，最终目的，都是为了更好的服务于电力系统建设，服务于广大人们的生产生活、服务于社会的发展进步。
参考文献
[1] 陈宇.变压器励磁涌流的特性与识别方法[J].云南水力发电.2008.
[2] 王维俭.电气主设备继电保护原理和应用.北京：中国电力出版社.1996.
[3] 张海平，秦志国.IEC61850变电站自动化系统在供电整流系统中的应用与分析[J].电力系统保护与控制.2008.
[4] 贺家李.电力系统继电保护技术的现状与发展[J].中国电力.2000.
作者简介
徐卫卫（1986-8），女，汉，江苏南通人，江苏东开电气有限公司，江苏南通市，本科，助理工程师，主要从事电气安装调试的研究。