浅谈变压器继电保护

刘光军

【摘 要】变压器的继电保护是指在变压器的内部和外部发生故障时，由于电压、电流和油温等条件随之发生的变化，根据对这些突发变化进行发现、分析、判断，对变压器的故障性质和故障范围进行分析，并作出相对应的处理和反应。变压器的继电保护是变压器自我保护的主要内容，本文对变压器的继电保护进行简单分析。

【关键词】变压器继电保护 变压器 继电保护 故障 继电保护装置

【中图分类号】TM77【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0433-02

一.引言

电力系统是保障我国经济快速发展的重要能源支柱，而变压器是供电系统中较为重要的电气原件，其可靠的结构，相对较少的故障机会，使得变压器被广泛应用于电力系统中。虽然变压器具有相对稳定的运行状态，但在实际的工作中，也难免会存在各种类型的故障，导致变压器异常运行。为了提高变压器的安全运行能力，将变压器的异常运行影响降到最小值，就有必要根据变压器的容量大小，来设置提高变压器可靠性的继电保护装置。

二. 变压器的常见故障

1. 声音异常

变压器在正常运行时，会发出连续均匀的“嗡嗡”声。如果产生的声音不均匀或有其他特殊的响声，就应视为变压器运行不正常，并可根据声音的不同查找出故障，进行及时处理。主要有以下几方面故障：

（1）电网发生过电压。电网发生单相接地或电磁共振时，变压器声音比平常尖锐。出现这种情况时，可结合电压表计的指示进行综合判断。

（2）变压器过载运行。负荷变化大，又因谐波作用，变压器内瞬间发生“哇哇”声或“咯咯”的间歇声，监视测量仪表指针发生摆动，且音调高、音量大。变压器夹件或螺丝钉松动、声音比平常大且有明显的杂音，但电流、电压又无明显异常时，则可能是内部夹件或压紧铁芯的螺丝钉松动，导致硅钢片振动增大。

（3）变压器局部放电。若变压器的跌落式熔断器或分接开关接触不良时，有“吱吱”的放电声；若变压器的变压套管脏污，表面釉质脱落或有裂纹存在，可听到“嘶嘶”声；若变压一器内部局部放电或电接不良，则会发出“吱吱”或“僻啪”声，而这种声音会随离故障的远近而变化，这时，应对变压器马上进行停用检测。

2.油温异常

变压器在正常条件下，油温比平时高出10摄氏度以上或负载不变而温度不断上升（在冷却装置运行正常的情况下）测可判断为变压器内部出现异常。主要为：

（1）内部故障引起温度异常。其内部故障，如绕组匝间或层间短路、线圈对围屏放电、内部引线接头发热、铁芯多点接地使涡流增大过热、零序不平衡电流等漏磁通过与铁件油箱形成回路而发热等因素引起变压器温度异常。发生这些情况时，还将伴随着瓦斯或差动保护动作。故障严重时，还有可能使防爆管或压力释放阀喷油，这时应立即将变压器停用检修。

（2）冷却器运行不正常所引起的温度异常。冷却器运行不正常或发生故障，如潜油泵停运、风扇损坏、散热器管道积垢、冷却效果不佳、散热器阀门没有打开、温度计指示失灵等诸多因素引起温度升高，应对冷却器系统进行维护和冲洗，以提高其冷却效果。

3.气味、颜色异常

（1）防爆管防爆膜破裂：防爆管防爆膜破裂会引起水和潮气进入变压器内，导致绝缘油乳化及变压器的绝缘强度降低。套管闪络放电：营管闪络放电会造成发热导致老化，绝缘受损甚至引起爆炸。引线（接线头）、城卡处过热引起异常：套管接线端部紧固部分松动或引线头线鼻子滑牙等，接触面发生氧化严重，使接触过热，颜色变暗失去光泽，表面镀层也遭破坏。

（2）套管污损引起异常：套管污损产生电晕、闪络会发生臭氧味，冷却风扇、油泵烧毁会发出烧焦气味。

另外，吸潮过度、垫圈损坏、进入油室的水量太多等原因会造成吸湿剂变色。

4.其他故障。

箱体内故障：绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁心烧损；箱体外故障：管及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路。

三.变压器的继电保护基本原则

对作用于跳闸的继电保护，在技术上有5个基本原则：可靠性、灵敏性、选择性、速动性以及经济性。

1.可靠性。可靠性指在该保护装置规定的保护范围内，发生了它应该动作的

故障时，它不应该拒绝动作而在任何其他该保护不应该动作的情况下，则不应该误动作，可靠性主要指保护装置本身的质量和运行维护水平而言，可以用拒动率和误动率来衡量 当两者愈小则保护的可靠性愈高。为保证可靠性应采用由可靠的硬件和软件构成的装置，并应具有必要的自动监测，闭锁报警等措施。

2.灵敏性。灵敏性是指保护装置对其保护区内发生故障或不正常运行状态的反应能力用灵敏系数来衡量。 如下图：

3. 选择性。选择性是指当供电系统发生故障时，首先由故障设备或线路本身保护且出故障，当故障设备或线路的保护或断路器拒动时应由相邻设备或线路的保护将故障切除。

4.速动性。速动性是指继电保护装置应能尽快地切除故障，以减少设备及用户在大电流低电压运行的时间，降低设备的损坏程度，提高系统并列运行的稳定性，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。一般从装置速动保护充分发挥零序瞬时段保护及相间速断保护的作用，减少继电器固有动作时间和断路器跳闸时间等方面入手来提高速动性。

5. 经济性。经济性是指在经济上以最少的投资达到最高程度的保护原则。

四.变压器的保护

1.瓦斯保护。

容量为800KVA及以上的油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。当油箱内部故障产生轻微瓦斯或油面下降时，保护装置应瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，瓦斯保护应动作于断开变压器各电源测断路器。对于高压侧未装设断路器的线路一变压器组，未采取使瓦斯保护能切除变压器内部故障的技术措施时，瓦斯保护可仅动作于信号。对于容量为400KVA以上的车间内油浸式变压器，也应装设瓦斯保护。

2. 相间短路的后备保护。

过电流保护宜用于降压变压器，复合电压起动的过电流保护宜用升压变压器，系统联络变压器和采用过电流保护不满足灵敏度要求的降压变压器，63MVA及以上的升压变压器，采用负序电流保护及单相式低电压起动的过电流保护对于大型升压变压器或系统联络变压器，为满足灵敏度要求，可采用阻抗保护。其作用是用来防御外部相间短路引起的过电流，并作为瓦斯保护和纵差动保护（或电流速断保护）的后备.保护延时动作于跳开断路器。

3. 过负荷保护

过负荷保护主要应用于：对于0.4MVA及以上的变压器，当数台并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应装设过负荷保护。其作用为对于自耦变压器或多绕组变压器，保护装置应能反应公共绕组及各侧的过负荷情况。过负荷保护经延时动作于信号。

五、结束语

变压器的继电保护装置必须要具有快速性和灵敏性，才能准确的反映变压器的运行故障，能在最短的时间内将故障或异常消除，并将事故降低，提高系统的整体可靠性，能在最大程度上提供安全用电。

参考文献

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