电力变压器继电保护研究

郑俊萍

摘要：现当今，随着我国经济的飞速发展，电力企业的建设也在加快。而为减少电力系统长时间断电，防止出现电力事故以保障电力设备安全平稳运行，工程上常采用继电保护这一方法来对电路进行维护。在实践中，若继电保护装置的运行产生了问题，这有可能导致重大电力事故的发生。故总体看来，继电保护装置能够有效对继电保护功能进行实现。对继电保护装置进行优化和改进，具有较高的实际应用价值。

关键词：电力变压器;继电保护

引言

在我国经济不断发展的过程中，社会对于电力能源具有了更高的要求。在电厂运行中，变压器是其中的重点设备，如果在实际运行中发生故障问题，则将对电力系统的正常运行产生较大的影响。在该种情况下，继电保护装置得到了应用，能够对电力系统的运行稳定性起到重要的保障效果，对于电力的稳定供应具有十分积极的意义。在本文中，将就电力变压器继电保护进行一定的研究。

1继电保护的构成

继电保护是一整套设备，从互感器二次回路、经继电保护装置到断路器跳闸线圈，具体包括设计、整定、配置、调试几方面技术内容。由测量部分、逻辑部分及执行部分共同构成了继电保护，逻辑信号经测量有关电气量，再经适当处理后给出，负责对保护装置是否该动作进行判断;使保护装置依据一定逻辑关系，确定是否跳闸或发出信号使断路器，这是逻辑部门的任务;执行部門则是将保护装置承担的任务全部完成。

2电力变压器常见的运行故障问题

2.1内部短路

电力变压器内部短路一般表现为相间短路、绕组短路、中性点接地短路、单项接地短路，如果电力变压器出现内部短路，则通常表现为继电保护装置失灵或者继电保护装置异常运行。在这种情况下，一般很难对正在运行的电力变压器进行切除或者停止等控制性动作。更为严重的情况下会造成继电保护装置出现烧毁或者瘫痪。

2.2外部短路

电力变压器的外部短路故障主要与电力变压器的外接线或者外接端子有关，当其受到污染或者异物堵塞时往往就会造成外部短路，进而造成电力变压器受到损害，同时也会威胁到继电保护装置的功能与安全性。需要特别注意的是，一旦电力变压器的高压侧出现外部短路，由于其电压过高则后果不堪设想。

2.3继电保护引起的故障

当电力变压器正常运行时，继电保护装置能起到正常的保护作用。如果继电保护装置出现功能性障碍，则当电力变压器出现高温、放电等安全隐患时，继电保护装置不能及时有效的启动，甚至会加剧电力变压器的故障，造成重大损失。

3加强电力变压器继电保护

3.1电力变压器的瓦斯保护方式

所谓瓦斯保护，针对的为电力变压器运用相关变压器油当成绝缘和冷却介质的一种电力变压器保护方式。通常来说，处于变压器油箱故障情况下，受到故障点电弧与电流的影响，此时变压器油和绝缘材料由于较热出现分解而形成大量的气体。而电力变压器和气体排出量、相应速度密切相关。以上述气体达到保护目的的设备便是瓦斯。这种保护方式以气体继电器装置为目标，将其装设到油箱与油枕间的管道中。对于电力变压器较小故障的情况，此时油箱中形成很少的气体，速度缓慢，而借助其上端的油枕，使相应气体可以顺着管道向上走，让气体继电器中的油面得以降低，在降低至动作门槛后，瓦斯会形成一定动作，产生相应的警示信号。一旦产生严重故障，故障处周围温度将提高，并形成大量气体，导致变压器中的压力增加，同时让变压器油通过油箱的管道朝油枕流淌，达到一定的保护目的。依靠此种保护方式的优势在于不但可以体现出电力变压器中的各类故障，而且也能够呈现出相应的铁心故障与匝间短路问题。如果电力变压器中存在空气，能形成一定的反应，所以，凭借应对快速、敏感性强的优点，使瓦斯保护发挥出良好的保护作用。当然，瓦斯保护也存在不足，在外部影响方面的抵抗能力不高，当出现外部的故障问题后难以迅速进行应对，需要配合其他类型的保护措施共同运用。

3.2变压器的轻瓦斯保护和重瓦斯保护

瓦斯保护是电力变压器进行继电保护的主要方式之一，一般分为轻瓦斯保护和重瓦斯保护。如果变压器的油箱存在故障，则瓦斯保护能够很好的反应出来。例如，当变压器绕组的绝缘出现劣化、变压器的绝缘套管内部出现故障、变压器绕组内部出现断线、变压器绕组之间发生层间短路、变压器油面下降、变压器油箱漏油、变压器导线焊接不良、变压器的分接开关出现接触不良等，在这些情况下，都需要瓦斯保进行相应的动作，且要求动作灵敏可靠，以及时排除系统中的故障问题。对于油浸式的变压器，一旦变压器内部出现故障，在电弧的作用下变压器的绝缘材料就会受热发生分解，同时释放出大量气体，该气体就会沿着变压器的油箱向油枕方向流动。这种保护就被成为瓦斯保护。气体流动的速度直接反映出变压器内部故障抢矿的严重性。因此，气体流速度可以作为判断变压器内部故障情况的一个指标。

3.3复压闭锁方向过流保护

复压闭锁方向过流保护主要作为变压器相间故障的后备保护。其主要原理就是在过流保护的基础上增加复压闭锁的功能，以防止在变压器过载的情况下引起保护误动作。复压闭锁元件则主要由一个低压元件和一个负序元件通过或的关系构成，即只要低压元件或负序元件的其中一个动作即可开放复压过流保护，在这个情况下只要电流达到动作值即可动作出口。

3.4电力变压器的差动保护方案

对于电力变压器继电保护管理工作而言，可以运用差动保护的方案，这种保护方式主要体现出电力变压器两端电流的差额情况，进而形成一定动作完成保护的目的。根据此种保护设备的运作原理获得良好的效果。电力变压器两端的电流互感器同极性端以串联形式处于回路当中，而差动继电器则以并联形式处于环路当中，有关流入差动继电器的电流为两端电流互感器的电流差，具体为：I=I1-12。通过科学选用两端电流互感器的变比与接线，确保其处于运作与区外故障的情况下，两端的二次电流向量一致，此时流入差动继电器的电流数值是零，相关保护设备没有形成动作。

3.5变压器相间短路后备保护

最后介绍变压器相间短路后备保护。众所周知，变压器很容易受到相连线路的影响，一旦外部线路故障出现短路的情况，变压器的运作就会异常。因此，在电力系统中，外部短路现象是工作人员头疼的情况之一。为了尽量避免这一情况，需要采取全面的措施即使预防。变压器相间短路后，线圈中电流的强度通常较大，这时候后备保护系统能够和前面提到的瓦斯保护系统、差动保护系统进行合理的联系，起到可观的保护作用。因此，设置相间短路是目前成本较低，且比较基础的一种保护类型。

结语

从论文的阐述和分析中获悉，深入探讨和分析电力变压器的继电保护对策显得十分必要，具有重要的意义。本文通过说明电力变压器继电保护的运作机制，提出了电力变压器继电保护的有效对策：电力变压器的瓦斯保护方式、电力变压器的过电流保护措施、电力变压器的差动保护方案。望此次研究的内容和结果，可以获取相关工作者的关注与重视，并从中得到相应的启发和帮助，以便确保电力变压器功能的正常发挥，使整个电力系统运行更加安全、稳定。

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