浅谈继电保护技术在电力变压器故障中的应用

王富民 曹成

摘要：在电力系统的运行过程中，变压器是十分关键的部分，如果出现故障，将会直接影响整个电力系统的安全性。本文就对继电保护技术在电力变压器故障中的应用措施进行探讨。

关键词：继电保护;电力;变压器;故障

变压器是电力系统中的关键设备，其运行的质量对整个电力系统具有重要的影响。当变压器发生故障时，保护装置拒动或者不能快速切除故障，可能造成变压器不同程度的损坏，甚至烧毁。针对变压器出现的的大部分故障类型，目前都有较完善的保护措施。

1、电力变压器继电保护装置的基本含义

电力变压器继电保护装置的主要作用是确保电力系统稳定运行，给予用户提供可靠和安全的供电服务，其中电力变压器继电保护的主要功能有以下几点。（1）一旦电力变压器系统产生动作信号或者故障信息就能够快速做出回应，确保继电保护功能和设计能力能够充分发挥出来。（2）若是变压器产生异常问题或者故障问题时，能够迅速命令继电保护动作将电力变压器切点，并隔离线路异常问题和故障问题，减少故障事故带来的影响。（3）电力变压器继电保护能够减少异常问题或者故障问题带来的经济损失，确保电网和电力变压器运行的经济性和稳定性。电力变压器继电保护装置主要具有四种性能，即灵敏、快速、可靠以及选择等多种性质。其中灵敏性是指继电保护对于设备设定的动作故障和相关异常情况能够及时可靠的完成中断动作。而继电保护装置的快速性则是指设备在发生故障时能够以最快的速度促使断路器跳闸，从而断开故障，终止异常状态。继电保护装置的可靠性则主要划分为两种形式，即可信赖性和安全性，其中可信赖性是指继电保护在正常动作过程中出现异常或者故障时，能够及时准确的完成既定动作，安全性是要求继电保护在非设计状态下，能够立即停止动作，从而将损失降至最低。

2、变压器设备的继电保护配置

2.1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，在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。

2.2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。前者在二次回路故障或者油面骤然急剧下降状态自动跳闸保护装置，后者则在发现故障瞬间发出警报。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。

2.3差动保护

差动保护分为横差保护和纵差保护两种形式，前者设计原理为循环电流原理，依照设备电流过差判断故障，如电流过差为0则无需启动保护，如出现电流分流等故障则电流过差会增大，超出定值时立刻启动保护将变压器与电网系统断开，从而控制故障的影响范围;后者主要用于变压器设备内部的绕组保护反应，包括绝缘保护管套的单相接地、中性点接地和相间短路等故障。

2.4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接下来较短的时间内断开故障回路，做出保护反应。

3、继电保护技术改进措施

3.1变压器瓦斯故障排除

变压器出现瓦斯保护方面上的故障问题应该从变压器系统检测方面开始，重点多瓦斯保护信号进行检查对瓦斯保护动作之间的关系进行检查，确定瓦斯保护故障的根本原因和故障所在，变压器瓦斯保护强化的基础上，预防误动作对瓦斯保护之间产生的影响，变压器在瓦斯保护动作产生之后要立即对变压器气体和油体进行色谱分析，及时确定变压器瓦斯保护故障类型和原因，变压器瓦斯保护设备进行检修和内部结构调整来确定变压器瓦斯保护的准确性和有效性。

3.2变压器绕组故障排除

根据变压器绕组运行特点和系统规律对其进行合理规划之后，控制变压器运行时间，避免变压器出现绕组长时间高温运行和超负荷运行产生的加快绕组恶化和绝缘体恶化的速度问题。根据变压器生产制造和运行检修等实际工作要求，建立目的性强烈的防范变压器绕组运行故障意识，做好变压器绕组的检查修理和维护工作，做好对变压器绕组故障的防范和处理工作，及时解决绕组的故障问题。

3.3变压器油位油溫油质故障排除

值班人员应该时常对油位上升或者是下降变化进行检查，油位过低时需要检查其原因采取相关解决措施，油位过高时将油箱内的油适当放出部分来保证变压器安全稳定的运行。变压器在运行过程中出现油温过高过热现象，应该立刻对变压器油温冷却装置进行常规检查来确保其是否正常运行，检查变压器是否存在超负荷或者是长时间高温运行，从而来采取相关预防措施和解决措施。如果不能直接对变压器立即采取降温处理措施，应该及时采取切断电源的方法，进一步对问题故障进行确定和排除。

3.4变压器实际需要考虑问题和措施

主变电压出现高压保护之后，应该增加一和门的电路，低压侧断路器运行断开时，高压侧电流会逐渐达到规定值，在规定时间内高压侧的逻辑电路就会跳开，在变压器实际使用过程中会由于运行方式的差别，差动保护装置和技术的判断也会出现不同，这就不需要具有针对性的对其进行分析。在两圈变化之后，低压侧需要将断路器关闭之后进行检查修理工作，此时高压侧断路器和主变运行时，为了保证低压侧位置不变高压侧断路器就会频繁启动，此时应该装设一款低压侧断路器装置输入板，安装后利用低压侧和高压侧来防止外界环境干扰，低压侧热设备应用应该在运行后及时将断路器装置数据输入位置输入板中。

4、继电保护技术在变压器故障解决实际应用中应当重视的问题和应对措施

在两圈的变压器中，当低压侧的开关断路器进行检修或者处于冷备用时期时，高压侧的断路器和主变正常运行状况下，为了避免低压侧断路器的位置发生变化而导致的高压侧保护动作频繁启动，最好在低压侧的断路器部位设置一块输入压板，断开防止干扰。如果低压侧的开关处于正常运行或者热备用的状态时，要及时放置好此输入压板。在三圈的变压器中，会出现与两圈变压器相同的问题，除此之外，还要注意到高、中、低压侧的断路器正常运行但是低、中压侧的断路器处于热备用的状态情况下，很大程度上会出现中、低压侧的线路短路，从而导致高压侧启动过电流保护动作，在低、中压侧的断路器发生断开的位置出现高、中、低压侧断路器跳开的现象出现，因此，要充分关注各种动作时限的相互配合。对于三圈变压器，一般采用改变中、低压侧的接线和保护逻辑等方法，尽量避免出现上述情况。

5、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。

参考文献：

[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）.

[2] 张珂.电力系统继电保护技术应用现状分析[J].中国高新技术企业，2015，（22）.