继电保护技术在变压器故障解决中的应用分析

周刚

（许昌电气职业学院，河南 许昌 461000）

随着现代科学技术的不断发展，人们的生活对电力的依赖程度越来越高，一旦停电，人们的生产生活就会陷入停滞。对已经习惯于电力生活的现代人来说，停电相当于使人们的生活重归黑暗，所以相关的专业维护人员在日常的工作中应该始终关注对电力系统的维护。变压器作为电力系统中十分重要的电器元件，对它的保护和维护也是十分重要的，如变压器发生故障而相关的保护措施不能快速制动的话，变压器就会产生较为严重的故障，所以对继电保护技术的相关研究是十分重要的。

1 继电保护技术的具体内涵

继电保护装置是指为了保护相关的电气元件，在变压器出现故障的时候较为快速和准确的切除出现的故障，由此达到不伤害元件，降低经济损失的目的。在变压器出现故障时，通过进行高压电测量来监控在配电、用电以及输电过程中的各个环节的相关的电气元件的使用状态，当相关的电气元件出现问题时，能够通过机电保护的可靠性，尽快发出报警信号，使相关的专业人员能够尽快发现电气元件出现了问题，并作出迅速的反应。继电保护技术能够在发现问题并迅速示警之后，通过相关的动作使得电气元件的断路器跳闸，从而能够迅速从保护电气元件的方面出发，来切除故障。在经过这样的保护机制之后，继电保护技术能够自动重合闸门，在使用电器元件的通路中自动投入备用电源，并自动减轻相关电气元件的负荷，通过遥控、监控等对变压器进行进行维护。从上文对继电保护技术的相关阐述，我们能够发现，继电保护装置具有选择性，表现在对相关的部件进行断路保护时是具有选择性的，具有速动性，是指当相关的电器元件发生故障时，能够迅速做出反应，对电器元件进行保护，具有非常灵敏的反应，能够迅速发出预警，并且具有其可靠性，能够迅速做出反应，对任何变压器元件都具有保护性。这种继电保护装置具有一种机械记忆式的保护，即出现问题之后，会迅速依照相关的程序对相关的问题做应急处理，以此达到降低经济损失，降低安全隐患的作用。

2 变压器保护设施的常见配置情况

继电保护装置的主要作用是为了保护主要的电气元件，但相关的保护机制是不同的，主要具有主保护、后备保护和辅助保护3 种类型。

2.1 主保护

对变压器的主保护是指进行差动保护配置。差动保护配置中的主要保护元件有：（1）谐波配置元件，谐波配置元件的作用在于当谐波出现，变压器可能承载了一些非线性负载，进而可能导致变压器承载压力过大而导致的损坏，当变压器空投时，有效的预防相关电流对变压器的影响，防止开关误动。（2）差动元件，差动元件中包括大差和小差，大差是指不包括母联的两条母线的进线和出线的电流的矢量和，小差是指包括母联的一条母线上的进线和出线电流的矢量和，所以在差动元件元件之中，大差会被用来区分故障究竟出现在区内还是区外，小差则被用来对发生故障的母线进行选择，所以差动元件就是在变压器出现故障时，根据大差与小差结合之后的结果选择断开相关侧的开关，但这时出现了一个相关的故障盲区保护，假如母联开关与母线之间发生了故障，景观断路保护的断路器一侧母线的开关跳开，但故障依然存在，这时就处于母线小差的故障盲区，所以应该设置相关的故障盲区保护。（3）启动元件，启动元件的作用在于当故障发生时，或者大小差的电流差超越设置的限制时或发生突变情况时，如果相关的差流超过了标准电流，则差动保护装置就会自发启动，发生动作以保护变压器，启动元件在这一阶段发挥了自身的闭锁作用，因为是在启动元件动作之后才会为保护装置提供电源，所以在装置能够正常运行或者正常运行的时候发生异常动作装置不会发生误动作，这提高了装置工作的可靠性。但在客观情况下，电流启动元件全部类型的电力网络。（4）判别元件，判别元件就是对装置内电流的回路情况进行监控和判别，当发生不正常的情况时，会立即发出警报，但闭锁保护是否启动是由控制元件来决定的，差动保护的主要原理就是波形识别原理。

2.2 后备保护

后备保护是指对变压器进行电压的大幅降低和电流的急剧增加，以此来缓解变压器承载的压力。因为当低压一侧发生故障时，在主变抗阻的影响下，高压侧的电压会再次影响而产生一定程度的变化，这会对高压侧的复合电压的闭锁元件的启动造成影响，可能造成延迟闭锁或其他问题。所以，但变压器出现故障时，闭锁装置若没有按时启动，后备保护就会迅速开启，以此来全面确保变压器的故障范围不会再继续扩大。

2.3 辅助保护

辅助保护是指一种非电量保护，最终的作用是对发生在变压器内部的故障进行及时的反映，包括对温度的监控和保护设施，对压力的检测和及时的保护措施，以及释放压力的设备，对油位异常的保护设施是一种帮助性的保护。

3 变压器出现故障的可能原因

在日常的运行过程中，变压器可能会出现各种各样的故障，这些故障可能是内部的，也可能是外部的，下面将就变压器出现故障的可能原因进行分析。

3.1 操作性故障

在工作人员的日常操作中，变压器会在低电压一侧的断路器断开的时候进行相关的检查和修复，高压一侧的合闸之后了解到主变压器在这一阶段正常之后才会进行低压侧的断路器合闸。但低压侧与电流感应器出现了短路，所以差动保护不能够及时进行，两侧的断路保护都不能进行，最后会导致主变压器的损坏。

3.2 运行性故障

运行性故障是指相关的电器元件在运行过程中出现了故障，本文以电流互感器和低压侧短路故障为例。低压侧的母线电流增加，导致电压下降，感应到这一故障之后，继电保护技术会在很短的延迟之内完成断开低压侧断路器的操作，这一操作能够使得低压侧的母线电压及时恢复，电流得到恢复，以此来保护主变压器。但由于发生故障的部分并没有得到隔离，短路的电流仍旧在从主变压器发生故障的部位输送，所以高压一侧的故障电流仍旧存在。但由于相关的限制，高压一侧的电流电压并不能得到释放，因而电压并不能得到可靠的开放性动作，所以故障部位不能得到及时有效的切断，所以形成了保护盲区。

4 继电保护对变压器故障的解决方法

继电保护技术在实际操作中，由于操作方式的不同，工作原理的不同，会导致保护装置在一些阶段产生了错误的判断，对相关的干扰进行隔绝，就要对低压侧的断路器进行设置。在此设置相关的输入压板，防止出现误判时的不相关的元件发生动作，并在更为复杂的变压器中，应该注意改变接线方式或者相关的保护逻辑等方法，以便尽量减少或者避免出现误判问题。

4.1 高压侧的解决方法

在高压一侧，应该注意，当低压侧的继电保护装置在断开的现实情况下，如果高压侧的电流超出额定电流，就应该对高压侧的继电保护装置在短时间内执行断开连接的任务，即应该迅速完成高压侧跳闸的指令，这是对两圈的变压器而言，对三圈的变压器而言，应该在电流超出额定电流时，相关的后备保护的逻辑就应该变为无论是高压侧，中压侧还是低压侧的断路保护装置的开关都会跳开，都在同一时间进行跳闸行为。

4.2 低压侧的解决方法

对低压侧的继电保护技术来讲，就是在做盲区内的继电保护，应该不断优化低压侧的后备保护。

对两圈的变压器来说，对低压侧的后备保护逻辑进行改进；对三圈的变压器来讲，对中低压侧的后备保护逻辑进行改进，当流经低压侧或中低压侧的电流达到预设定值之后，使高压侧的电路装置在极端的延时时间内迅速断开，从电流感应器跳开的位置和电流的大小来看就能够发现电流感应装置和中低侧的断路装置线之间的故障，发现故障并及时处理，能够在主变压器出现问题之前解决故障，就能够解决由于盲区故障没有解除而导致的二次短路，就能够防止主变压器被损坏。

5 结语

上文对继电保护设备的具体内涵，继电保护技术的常见配置以及相关的保护机制，以及变压器出现故障的可能原因以及最终的解决途径进行了分析。变压器的重要地位决定了在日常的工作中应该始终注意解决这一不可避免的问题，采用继电保护技术，能够迅速对相关问题作出反应，使得相关的损坏和经济损失降到最低。随着现代化的不断普及，以及科技的蓬勃发展，继电保护技术在对变压器的保护方面也一定会越来越普及。