电力变压器继电保护配置及常见故障分析

蒋斌

摘 要：电力变压器继电保护装置的应用能够有效保证电力系统安全稳定运行，但是在工程应用中还会出现多种问题。该篇文章对电力变压器继电保护和常见故障进行了梳理，并提出相应的解决方法，供广大同仁参考。

关键词：电力变压器；继电保护；配置

电力变压器是供电系统中的重要设备，它的应用能有效提高电力系统的运行能力，但由于内外部环境因素的影响导致变压器出现的故障，直接对供电系统的可靠性和安全性产生影响。因此，熟悉变压器继电保护配置至关重要。

1 电力变压器几种常见的保护

1.1 变压器的瓦斯保护

变压器的瓦斯保护是防止油浸式变压器内部发生故障的一种基本保护，它主要由瓦斯继电器来实现，能够反映变压器内部绕组相间短路、匝间短路、绕组断线、绕组和铁芯或外层间的短路、铁芯故障、绝缘下降、油面降低或漏油、油温升高等。变压器瓦斯保护分为轻瓦斯保护和重瓦斯保护，轻瓦斯保护动作于信号，重瓦斯保护动作于跳闸。变压器的瓦斯保护只能反映变压器内部故障，如漏油、油内有气体、绕组的相间短路、匝间短路等，而对变压器的外部故障无法反映。

1.2 变压器的差动保护

变压器的差动保护，主要是用来保护变压器内部以及出线电缆和绝缘套管的相间短路，同时也可以保护变压器内部绕组的匝间短路。一般分为纵连差动保护和横联差动保护，其基本原理就是通过将变压器高、低压侧装设的电流互感器同极性串联起来，把差动继电器连接在两连线之间，流入差动继电器的电流大于差动保护的动作电流，差动保护就会动作于跳闸，来迅速切断故障区域。实际工程应用表明差动保护可以有效保护变压器绕组内部及电缆引出线和绝缘套管上所出现的各种短路故障。

1.3 变压器的过电流保护

变压器的过电流保护一般都配置在变压器的电源侧，能够反映变压器外部短路而引起的过电流，一般设置为带时限动作于跳闸，通常作为变压器主保护的后备保护。

1.4 变压器的电流速断保护

变压器电流限速断保护是用来反映变压器内部故障和电缆出线的相间短路或接地故障，设置为瞬时动作于跳闸。需要指出的是变压器在突然来电或空载运行时，将会出现励磁涌流，可造成电流速断保护误动。因此，根据经验，可将速断保护动作電流值设置为比变压器额定电流大2～3倍，这样可以躲过励磁涌流。

1.5 变压器的过负荷保护

变压器过负荷保护是用来反映变压器运行时出现的过负荷情况，我厂动力站装置区由于锅炉变底下除了锅炉的六大风机和五大磨煤机外，还有汽机的电动给水泵，在满负荷运行时常会出现过负荷情况，一般动作于信号，同时出口设定为启动风冷。

2 变压器继电保护常见问题及解决方法

2.1 后备保护问题

作为变压器主保护的后备保护，当主保护或断路器拒动时，后备保护会根据自身设定的延时时间迅速动作来切除故障。常见的有过电流保护、低电压启动的过流保护、复压过流保护、零序电流保护等。我厂动力站锅炉变设置的后备保护是通过过流Ⅰ段、过流Ⅱ段、过负荷和零序过流保护（分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段）来实现。过流Ⅰ段为纯过流保护，通过设置动作电流大小和延时时间来实现保护；过流Ⅱ段为复压过流保护，通过复压闭锁低电压和负序电压与过电流配合来实现保护；零序过流则是通过三段式保护，零序Ⅰ段跳锅炉变A分支；零序Ⅱ段跳锅炉变B分支；零序Ⅲ段跳锅炉变35kV侧和10kV侧A/B分支。通过长期应用实践，该套保护有良好的效果。

2.2 非电量保护问题

为了反映变压器油箱压力过高或冷却系统故障，会将非电量保护装置装设在变压器上。非电量保护常受外界影响，有时会出现误动。因此，非电量保护设计的重点是分析误动原因并防止误动。其常见问题主要有以下几点：

2.2.1 接点防护不到位引起非电量保护误动

变压器内部非电量保护继电器的安装部位在风雨天受潮、非电量保护的接点防护不到位造成绝缘下降，都会引发保护误动，要引起现场作业人员的注意。

2.2.2 需敷设较长的二次电缆

二次电缆在长期运行中处于很强的电磁场中，对强烈的干扰信号十分敏感，较易引起光敏三极管的触发导通，造成保护继电器的误动。

2.2.3 非屏蔽电缆在施工

在现场施工敷设电缆时，针对变压器压力释放阀和瓦斯继电器做好外部接点保护工作，在电缆管口要密封胶，电缆选用屏蔽电缆，交直流要分开。尽量远离高压电缆，屏蔽电缆两端要接地，避免因这些外部干扰因素而出现误动。

2.3 微机保护应用问题

变压器微机保护技术在我国得到了广泛的应用。 由于变压器微机保护高度集成和程序化，所以要求维护人员不仅要具备相应专业知识，还要求要有较强的分析问题能力。譬如现在广泛使用的西门子和四方保护器可以简单地实现各方并联复合，如果对某侧的电压互感器进行检修，可以利用压板对本侧电压进行投退操作，从根本上解决变压器某侧保护失去闭锁的问题。

3 结束语

综上所述，电力变压器是电力系统的重要组成部分，其运行质量对于电网的运行有着重要影响。现在仍然需要加强继电保护系统可靠性的研究，为有限延长其使用寿命，减少故障的发生，保障电力系统稳定运行，做出积极努力。

参考文献：

[1]魏秀安，吕景岩.电力变压器的继电保护[J].科技资讯， 2010（06）.

[2]原权利，刘玉军，张伟.变压器继电保护系统的改进[J].中国设备工程，2010（07）.