电力变压器的继电保护

范少成

华电渠东发电有限公司

电力变压器的继电保护

范少成

华电渠东发电有限公司

随着电力系统的不断发展，城市环保的要求不断提高。脱硫脱硝到超低排放的增加，厂用设备增加，厂用负荷也不断增加，对厂用变压器继电保护也有了相应的变化。当前，发电厂的继电保护装置主要分为发电机继电保护、变压器继电保护、发电机-变压器继电保护三类。而对于发电机继电保护也同样可以分为三类，分别为电动机-差动保护、瓦斯保护、中性点间隙过流保护。而发电机-变压器继电保护又分为断路器端口闪络保护、发电机-变压器过励磁保护以及发电机-变压器纵差保护。

电力变压器；继电保护

电力变压器作为电力系统中输配电力的关键部分，具有不可或缺性，而且直接关系到电力系统运行的安全性和可靠性。但在电力变压器运行过程中，器件老化﹑运行故障等经常发生，这必然的会对电力系统安全持续的运行带来较大的影响。因此在当前电力需求不断增加的新的形势下，电力变压器继电保护的功能需要不断加强，从而确保电力系统运行的安全性和稳定性。

1 继电保护的特点

1.1 可靠性高

继电保护具有较高的可靠性，这主要是由于继电保护配置十分合理，而且质量﹑技术和性能都处于较高的水平，同时做好日常继电保护运行的维护和管理工作。特别是信息管理技术在继电保护系统的方法库和数据仓库中的广泛应用，为继电保护系统维护和升级带来了较多的便利。同时信息管理系统在运行过程中采用集中运输的方式，完全区别于传统的分散式运输，在这种情况下，即使某个工作站出现故障，也不会对整个信息系统的正常运行带来不利影响，有利于继电保护系统安全﹑可靠的运行。

1.2 实用性强

在继电保护系统运行过程中存在着一些较为实际的问题，这些问题需要在继电保护运行过程中有效的实现对二次部分各类数据的使用和共享，以此来解决这些实际问题，同时继电保护还能够有效的实现对数据进行分析和统计，不仅操作上较为简便，而且具有较强的实用性，有效的保障了继电保护运行的高效性和安全性。

1.3 实现远程监控

微机保护装置存在串行通信，能够与远方的变电站微机监控系统实现相互通信，使整个微机保护都实现了远程监控功能，从而节省了人力，更加保障了无人变电站的继电保护系统的安全运行。

2 电力变压器常见的继电保护故障以及原因

2.1 内部原因导致的故障

电力变压器自身出现了功能以及结构方面的故障都属于内部原因，例如变压器外壳出现接地问题﹑变压器绕组断裂等，都会使电力变压器继电保护产生相应的动作，并且造成停电或者将电力变压器移出电力网的情况。变压器的内部故障还可以分为热故障﹑电故障这两种性质，热故障就是说变压器整体或者局部温度过高；电故障是指变压器内部电场强度过高损坏了绝缘性能的情况。

2.2 外部原因导致的故障

产生外部故障的原因均为外部因素，例如变压器外壳出现了变形﹑绝缘体出现了破损﹑油箱外引线搭接在一起﹑绕组间放电等，都可能会对电力变压器继电保护造成影响并且引发故障。

3 电力变压器的继电保护措施

3.1 变压器差动保护

在变压器高压侧和低压侧所装的电流互感器之间便是差动保护的保护区域。差动保护的原理就是：通过比较变压器高压侧和低压侧电流的大小以及它的相位来实现保护的。差动保护的目的就是对变压器的绝缘套管的相间短路故障和变压器内部的引出线进行保护，与此同时还可以对变压器内的匝间进行一个保护。差动保护有两种形式：①纵联差动；②横联差动。纵联差动保护运用在对单回路的保护之中，横联差动就运用于双回路的保护之中。当变压器的内部发生故障即保护区内发生故障时，通过比较电流的大小和相位会发现：变压器高﹑低压侧出现较大的差流并大于差动保护的动作值，保护装置瞬时出口，动作于跳开变压器各侧断路器以达到快速切除故障的目的。当故障发生在变压器差动保护区外时，虽然故障电流依然会较大，但变压器高﹑低压侧出现的差流小于差动保护动作值，保护装置不动作。因为，差动保护不仅能够有效的区分区内区外故障，而且能够快速的将区内各种故障给排除，这也使得差动保护成为了变压器的主保护。

3.2 变压器纵差保护

为了满足继电保护的可靠性﹑选择性﹑灵敏性﹑速动性要求，变压器保护多采用差动保护原理。差动保护的原则是：差动继电器当正常运行或者区外故障时，流入和流出的电流相等；当区内故障时，差动继电器的电流之和不为零。作为变压器的主保护，不仅可以区分变压器的内外故障，而且可以快速可靠的切除区内各种短路故障。在单相双绕组变压器中，高低压侧分别装设电流互感器，变压器正常运行或者外部故障时，流过变压器一次侧的电流之和等于零，差动保护不动作；当变压器内部发生故障时，变压器内部故障电流很大，流入差动继电器的差动电流等于短路电流，变压器的差动保护动作。星三角接线的变压器，正常运行和区外故障时两侧相电流相差 30 度，因此，变压器正常运行或者区外故障时，计算的流入差流继电器的差流不为零，必须减小不平衡电流对继电保护的影响。纵联差动保护的动作电流按躲过最大不平衡电流整定来保证差动保护的选择性，因此，保护的灵敏性随最大不平衡电流越小而越好。比率制动特性广泛应用于零序电流差动保护，励磁涌流中的零序分量属于穿越性电流，因此，受励磁涌流影响小，灵敏度高。

3.3 对继电保护装置进行巡检

采取必要的预防工作，能够有效避免电力系统的安全问题。因此，我国电力系统的管理中，需要对继电保护装置进行必要的日常监测和维护工作，能够及时发现装置中存在的安全隐患，能够在安全事故发生之前将装置的故障排除，避免了电力系统的安全事故的产生。可以看出，继电保护装置的仔细巡检十分重要，其中，包括对二次回路的巡检，都能够预防电力变压器继电保护装置的故障产生。检查工作的主要内容包括：装置的开关是否良好，设备的指示灯是否正常工作，报警装置是否完好，继电器接口是否存在松动，二次回路是否有发热现象，二次回路系统是否完整。

综上，随着电力变压器继电保护技术的发展，其在电力行业的应用日渐广泛，将推动电力行业的快速发展，推动社会进步。今后还应进一步加强对电力变压器继电保护技术的研究，促进技术革新。

[1] 成花丽.浅谈继电保护在变电站中的应用及特点[J].科技创新导报,2011.

[2] 戴志辉，王增平.继电保护可靠性研究综述[J].电力系统保护与控制，2010.