配电变压器继电保护措施分析

马慧敏

摘要：随着社会发展对电力的需求不断上升，对供电质量要求不断提高，继电保护装置对于保证供电稳定性提供了很大帮助。多年来，继电保护技术也在不断发展，设计也更为合理，可以满足变压器保护工作需要。本文基于工作经历，对继电保护工作进行了分析研究。

关键词：配电变压器;继电保护;措施

引言：

社会全面进步，电力建设功不可没。配电变压器在各用电行业均有应用，是电力系统中必不可少的电气设备。由于配电变压器处于复杂的运行环境，故障时有发生，影响了配电系统运行。所以，需要重视并做好继电保护工作。

1、配電变压器中的继电保护设计原则

如果配电系统运行中出现一些故障或异常，继电保护装置要能够在最短时间、最小区域做出保护动作，自动切除设备故障供电，或者发出报警提醒值班人员。值班人员可以根据报警及时发现、处理，减少故障或异常情其给设备和周边地区供电造成的负面影响。因此，进行继电保护设计要注意以下几点：

（1）不低于6.3MVA的变压器、不低于10MVA的备用或单独变压器、并列运行的变压器，不低于20MVA采用电流速断保护方式但灵敏性不高的变压器，都要设计差动保护装置，如果变压器的高压侧实际电压为330KV，必须设计双重差动型的保护装置。

（2）如果变压器故障位于油箱内，故障点电弧、电流会使变压器油和一些绝缘材料因为局部受热发生分解现象，形成一些气体，继而会从油箱向油枕流出，如果故障程度较严重，油就会迅速膨胀，生成很多瓦斯气体，可能会导致着油现象，因此要设计安装瓦斯保护装置。

（3）如果变压器外部出现相间短路问题，会使变压器过流。所以，需要结合变压器容量和运行状况、灵敏度要求进行过电流保护设计。

2、配电变压器继电保护

变压器故障通常可以分为外部、内部故障。过电流、过负荷、出线接地短路等归为外部故障;而出现铁心绕组损耗或者绕组间短路等问题则是内部故障。无论配电变压器出现何种故障，都要及时排查、处理，长时间故障状态运行会造成严重后果，轻则变压器绝缘迅速老化，配电变压器可用寿命缩减，重则会导致故障范围扩大，严重程度加深，从而极大影响系统运行安全性。例如过配电变压器出现短路故障，继而产生电弧，会使变压器油、绝缘材料升温，有变压器油箱爆炸的风险。继电保护装置能够及时发现故障并报警或断电，对于减少故障损失，及时排查恢复运行状态有重要意义。继电保护措施大致可以分为以下几种：

2.1差动保护设计

继电保护设计中，做好差动保护是设计重点。实际设计时，要参考正常环流对设置在变压器两侧的互感器进行正确接线处理。在此设计中，流经差动继电保护器的电流值为流经变压器两侧互感器电流差值，假如供电不存在异常现象，配电变压器处于正常工作状态，此时两侧互感器电流基本相等，差值趋于零，继电保护器电流也接近零，继电保护器不会在此情况下启动，没有保护作用。在此情况下，如果要查找变压器故障位置，就要设计双重差动型的继电保护器，应用此设计后，如果发生短路故障问题，差动保护则启动，还能够保护电流速断。双重差动继电保护可以保证由于是外部故障，所以差动继电器电流通常为零的时候也可以保护变压器。

2.2瓦斯保护设计

变压器内部故障类型很多，影响往往也更大。瓦斯保护就是针对变压器内部故障的一种可靠的保护措施。内部故障或异常如漏油、铁心区域性损坏、线圈断线、油面下降等可能会使其他保护方法都无法执行保护动作，瓦斯保护则不受影响。瓦斯保护采用气体继电器，设计在变压器的油箱和油枕之间连接的导油管内。这种保护装置有两种保护方式，一种是发出报警信号，使工作人员及时察觉故障，及时处理;另一种是以保护动作使断路器跳闸，断电防止危害扩大。瓦斯保护可以监视气体情况，通过分析气体成分、特点，推测出故障原因、位置、严重程度，辅助技术人员处理故障。

2.3变压器过电流保护

在变压器运行中，一些异常可能导致差动保护、瓦斯保护动作迟缓、敏感度下降，不能及时保护设备。例如变压器的一些外部故障可能会导致流经绕组电流过大、变压器自身的内部异常等。由于这一问题，电气设备安装项目在变压器中需要安装过流保护装置，过流保护装置本质上是针对变压器在实际启动时大量电流出现而设计的，所以应用中要注意进行优化处理。①出于保护低压变压器内所有元件的目的，最好结合间隙保护与过流保护，可以安装具有复合电压闭锁的过流保护来达到目的。②高压变压器低压侧断路器和高压侧断路器都安装过流保护装置，高压侧还可安装过流保护装置。③假如相间后备保护设施按照远后备原则进行配置，要避开变压器上与之相连的线路。

2.4过负荷保护

上文所述保护设置会在变压器故障产生时进行保护动作保护变压器。在配电变压器实际运转中，有可能在正常运转状态下也发生过负荷，这种情况也要做好保护。过负荷一般情况下呈三相对称状态，继电保护装置会安置在系统主电源一旁。通常过负荷继电保护不是预防行为，而是过负荷已经出现的时候，进行过负荷保护装置安装。如果某一相安装了继电器，整个系统就都具有过负荷保护效果。

结束语

在配电变压器运行中，各种继电保护措施为变压器的稳定、安全运行提供了技术保证。随着对电气设备的研究不断深入，继电保护也会更为科学、高效，在电气设备运行中起到良好的保护作用。继电保护方法很多，各有针对性，在实际施工中要注意功能性区别，针对不同保护要求采用合理的继电保护手段。

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（作者单位：国网内蒙古东部电力有限公司电力科学研究院）