论继电保护技术在变压器故障解决中的应用

胡定友

国网重庆市电力公司开州区供电分公司

论继电保护技术在变压器故障解决中的应用

胡定友

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变压器在电力系统中的地位作用是不言而喻的。电力系统发生故障时，如果保护装置不能快速启动，变压器会发生严重损坏，甚至发生烧毁现象。变压器发生故障的原因很多，类型也有很多种，针对这些故障要有较为全面的保护举措，继电器保护技术就是其中之一。本文就对继电保护技术在变压器故障解决中的应用进行分析和探讨。

电保护技术；变压器；故障解决；应用

1 变压器设备的继电保护配置

1.1 过负荷保护和过电流保护

过负荷故障指的是因超定额负荷引起的故障，出现过负荷故障时如果三相对称仍可继续运行比较短的一段时间，这段时间内继电保护会检测到故障信号并发出警报，同时做出过负荷保护反应。在装配过负荷保护时需按变压器实际型号和负荷状况选择安装方式，对于双绕组变压器，降压式需安装于高压侧，升压式需安装于发电机一侧，而三绕组变压器(直接带负荷)还需配置负荷检测以及电流互感装置。过电流指的是超载流量引起的短路、过载故障。

1.2 瓦斯保护

瓦斯保护是以气体反应状态进行的继电保护，多应用于大中型的油浸式变压器继电保护中，包括重瓦斯保护和轻瓦斯保护两种。瓦斯保护具有高灵敏度、低成本的优点，不过该保护装置只能用于变压器内部的故障保护反应，不能对外部故障做出保护反应。

1.3 差动保护

在变压器的谐波闭锁差动保护中，涉及到的绝大多数都是启动和差动元件，主要囊括谐波制动和异常判定以及其他等多种元件。继电保护装置的保护过程主要划分为以下几个方面：(1)启动元件的使用。主要包含差流突变量和超限两种元件，在实际使用过程中如果差电流产生变动并且持续性的超过启动电流时，便立即激发启动保护动作。而启动元件在差动电流超过超限启动电流并且超过5ms时，立即启动保护动作。(2)差动元件的使用。主要作用是在变压器产生故障或者线路异常时，实现快速切断电路的基本功能。(3)谐波元件的基本作用是变压器在空投状态能够有效避免励磁涌流产生的差动保护错误动作，而动作产生的依据其实是差流中二次谐波分量电流和基波分量电流的基本比例。(4)比率制动部件。比率制动部件的主要作用是变压器外部产生故障，差动保护便能立即启动制动功能，减少故障问题的影响范围，并且比率制动部件对于内部故障具有较高的灵敏度。

1.4 后备保护

后备保护指的是主保护装置的备用保护装置，主保护在电力回路发生故障时会在故障瞬间断开回路元件，但是当主保护受到其他原因的影响没有瞬间做出保护，另外一个保护即后备保护就会在较短的时间内断开故障回路，做出保护反应。

2 继电保护技术在变压器故障解决中的运用

2.1 盲区故障

关于变压器继电保护技术故障，具体可分为运行盲区故障、操作盲区故障两类。一，运行盲区故障。以电流互感器、低压侧短路故障为例，低压侧母线电流的增加，导致电压偏低，促使低压侧保护装置断开电路，启动主变保护，从而将低压侧母线电压恢复至标准范围。二是操作盲区故障。针对变压器运行阶段，检查与维修工作的开展，应以低压侧装置断开为前提，使高压侧装置在主变冲击环节恢复至标准范围，并对低压侧装置实施闭合，结合电流输出，确保变压器稳定运行及故障排查。

2.2 盲区故障排除下的继电保护

首先，对中低压侧的后备保护逻辑做出改进。对于双绕变压器，其中低压测后备保护与高压侧逻辑相同，若低测压中低压测的断路装置断开，且电流超出定值，则高压侧的断路装置会在规定时间内跳开，如图1所示。而在三绕变压器中，其中低压测后备保护逻辑与通过双绕变压器大致相似，当中低压测的断路装置断开且电流超出定值时，低、中、高压测的断路装置均会在规定时间内跳开，如图2所示。依照上述逻辑可根据中低压测断路装置跳开位置和电流大小判断出电流互感装置和中低压侧断路装置间的故障，解决故障，防止二次短路造成主变损毁。

图1 双绕变压器中、低压侧后备保护逻辑

图2 三绕变压器中、低压侧后备保护逻辑

其次，优化高压侧后备保护。以双绕变压器为例，其高压侧后备保护流程为：基于低压侧装置断开、额定电流超出的情况，高压侧装置可在限定时间内完成跳闸命令；而三绕变压器后备保护为：中低压侧装置断开、高压侧电流超出，则高中低侧装置分别出现跳闸行为。

最后，实际应用。变压器继电保护技术实际应用易受到变压器运行方式的影响，出现继电保护装置误动现象。对此，以变压器运营状况为前提，通过针对性、辅助性措施的运用，将变压器故障进行严格控制。如双绕变电器，若低压侧开关介于冷备/检修状态，而主变元件、高压侧装置保持运行，则应在高压侧装置处设定输入压板，预防低压侧装置位置变化引起的高压侧继电误动保护；三绕变压器还需对高中低侧装置预热问题予以判断，并采用紧密配合的方式，对继电装置保护行为进行规范，使其能够在界限逻辑控制、改善逻辑控制的前提下，对中低压侧装置短路故障实施有效预防，从而降低高压侧过电流现象发生概率。

结语

在电力系统的安全稳定运行中，变压器起着至关重要的作用，但是后者受到环境条件、污垢淤积、绝缘保护损坏、设备老化等外部或内部因素的影响，存在一定的故障风险，而继电保护可将变压器故障风险及损失控制在最小的范围内。对此，应深入研究了解变压器中的继电保护装置及其保护技术，充分发挥继电保护技术的作用，提高变压器和电力系统运行的安全、稳定和可靠。

[1]林亦鹏.探析变压器故障解决中继电保护技术的应用[J].科技与创新，2014，(13)：20+23.

[2]冉小康.继电保护技术在电力变压器故障中的应用[J].科技与企业，2012，(11)：150-151.

胡定友，男，1972年8月出生，重庆开县人(籍贯)