电力变压器的电气试验与继电保护研究

文圣

【摘 要】电力变压器是电力系统当中关键的电气设备，如果不能保障变压器的安全，就必然会影响整个电力系统的安全稳定性。所以只有加强电力变压器的电气试验以及采用科学的继电保护措施，才能为变压器的正常稳定运行提高保障。本文主要就变压器的故障以及电气试验内容加以阐述，然后对电力变压器继电保护措施实施详细探究。

【关键词】电力变压器;电气试验;继电保护

1 变压器的故障以及电气试验

1.1变压器的故障分析

变压器的故障中，声音异常是比较常见的故障。也就是变压器在实际的运用过程中，会发出不均匀的声音，以及发出特殊的声音。这就说明变压器出现了故障。结合声音的不同来找出故障位置，然后对其及时处理。在这一故障出现的时候，电网处在高压情况下，变压器的声音就会比较尖锐，这就需要对变压器的电压实施测试。在电流电压没有问题的时候，就可能是内部螺丝出现了松动情况。

变压器故障当中，如果出现了颜色以及气味异常的问题，在变压器的内部就出现了故障。最为可能的就是防爆管发生了破裂，从而使得水以及潮气进入到变压器内，这样就会使变压器的绝缘性能受到影响。在实际运行过程中，就比较容易出现闪络问题。或者由于變压器老化问题，也会出现烧焦气味出现，这就需要根据具体的情况来加以应对。

变压器的故障类型中，油温异常的问题也比较常见。如果是油温比平常高出10摄氏度或负载时油温不断上升，也能判断变压器的内部出现了故障。可能是冷却器不工作，使得温度不能得到有效扩散，这就需要对冷却系统及时性的维修。

1.2变压器电气试验

在变压器电气试验的内容中，主要有绝缘测试以及耐压试验和瓦斯继电器试验等。其中的绝缘试验就是其他试验的基础，在这一环节的试验过程中，就要在变压器一次和二次间对地电阻实施测试，这样能对一些比较简单性的故障加以判断，对设备的绝缘强度也能得到有效保证，可有效避免漏电以及破损的问题出现。在电压器存在着相间电阻平衡的时候，通过直流电阻试验对稳定性进行测试，就能满足实际的试验要求。

2 变压器继电保护的基本要求

选择性

选择性是指在变压器内部线路发生短路时，继电保护设备能做到只对自己工作范围内进行保护，切断故障部分，对于不再自己保护范围内的故障，不进行处理。

速动性

继电保护设备的出口速度要很快，争取在故障出现的第一时间就将其解决，减少设备的损坏和降低维修人员的工作量以及电力企业的经济损失。当变压器在大电流或者低电压情况下运行时，变压器设备的使用寿命会被减短，出现这种状况的原因一般是：母线电压小于有效值;发电机或者变压器其内部备件出现问题;线路的横截面积过小;通信系统的干扰等等。这些问题一旦出现，就要求继电保护设备的出口速度要快，避免因为解决速度慢了而造成的不必要损失。

灵敏度

灵敏度与继电保护相辅相成，灵敏度是保护设备在设备出现故障时能不正常运行的能力表现。继电保护数据的运算是按照最大运行方式运行的，而灵敏度与其正好相反。灵敏度完善了继电保护，因为继电保护在变压器出现很小很小的短路现象时，未必可检测出来并对其进行保护措施，而灵敏性正好能弥补这个问题，使得变压器无论是出现较大的短路现象还过渡型较小的短路现象时，都能保证正常运行。在灵敏度的加入之后，继电保护设备对变压器的保护范围被扩大了，而且能更全面的对变压器故障问题进行解决，能让变压器在更为安全、稳定的条件下服务广大人民群众。

可靠性

可靠性是继电保护设备的最基本要求，主要体现在变压器内部出现故障时，在继电保护范围内的故障继电保护设备能及时切断该路线，在继电保护范围之外出现的故障，继电保护设备能做到不误动，这就是我们所说的可靠性。

3 电力变压器的继电保护措施

3.1 瓦斯保护

瓦斯保护又称为气体继电保护，主要反映内部故障和油面情况，是变压器的主要保护措施。在正常运行时，瓦斯保护的上下油杯留有一定的空隙，使油杯在平衡锤的作用下，轻瓦斯触点与重瓦斯触点是分开的。当变压器油箱内部出现问题时，变压器油及其他绝缘材料在故障点电流和电弧的作用下迅速发热并产生气体;当故障较为严重时，油箱内存在大量的气体，气体流和油流迅速穿过联通管，进而冲向油枕的上部，由于压强增大，导致继电器内部的油面降低，两个触点接触，就会起动瓦斯保护，使继电器跳闸。

3.2 差动保护

差动保护主要通过对变压器高、低压侧的电流大小和相位进行比较，从而对变压器内部引出线与绝缘套管的相间短路故障以及变压器内的匝间保护实现保护功能。差动保护的保护区位于变压器一次、二次侧所装的电流互感器之间。差动保护主要有两种形式：纵联差动和横联差动，其中，纵联差动主要用于保护单回路，而横联差动主要用于保护双回路。

变压器在正常运行时，差动继电器中的电流与两侧电流互感器的二次电流之差相等，因而，差动继电器和继电保护都不会启动。当变压器内部某处发生故障时，故障点短路不等于或者大于继电器的动作电流，继电器就会出现动作，跳变压器各侧断路器将故障切除，同时自动发出动作信号。差动保护的优点在于能反映出变压器内部故障和外部故障，能够单独作用，无延时地将区内各种故障予以切除。因而，差动保护作为变压器的主保护，具有一定的优越性，广泛应用于各种电气主设备和线路的保护设备。

3.3 过电流保护

过电流保护主要用于后备保护，对瓦斯保护或者差动保护起援助性的作用，主要反应外部相间短路引起的过电流。根据系统短路电流和变压器容量、变压器型号的不同，所采用的过电流保护方式也不同，例如：复合电压起动、负序电流及单相式低电压起动。而为了使得电力变压器实现一定的灵敏性和选择性，我们还可以根据变压器的实际情况采用阻抗。运用过励磁保护，就可以有效防止出现过励磁导致的过电流，可以有效避免变压器绝缘老化、劣化，对于延长变压器的使用寿命具有一定的作用。

3.4 过负荷保护

过负荷保护主要运用于正常运行时的过负荷情况。尤其是对于400 kVA及以上的变压器，需要考虑过负荷可能的情况装设过负荷保护装置，通常动作于信号。一般情况下，变压器的过负荷通常都是三相对称的，因而，只要在一相上接入过负荷保护，并经过一定时间延长动作于信号来进行过负荷保护。过负荷保护装置要装设在主电源侧。

4 结论

综上所述，电力变压器的电气试验及继电保护均具有十分重要的作用。为了避免因电力变压器故障造成系统运行不畅，或产生极大的经济损失，应充分发挥电气试验的作用，合理分析故障原因。此外，如继电保护装置出现故障，需立即结合故障特征、类型，分析继电保护装置异常的原因，并采取有针对性的手段，恢复继电保护装置的正常功能，以促使其对电力变压器产生良好的保护作用。

参考文献：

[1]张晓刚.电力变压器常见故障与继电保护方法探究[J].中国高新技术企业，2016，15（32）：65-66.

[2]谢辉.试论电力变压器继电保护设计[J].黑龙江科技信息，2015，12（17）：104-106.

（作者单位：国网山西省电力公司检修分公司）