继电保护技术在变压器故障解决中的应用

缪玉生 肖虎

摘 要：电力变压器是电力系统中关键设备，其运行的可靠性关系着整个电力系统运行的安全与稳定。当变压器发生故障时，电力系统就会受到安全威胁，这不仅会给电力企业造成很大的设备及经济损失，还会影响电网的稳定及供电可靠性。继电保护技术在变压器故障处理中的正确应用，能够提高变压器运行可靠性。文章通过对变压器电气量配置情况以及故障情况分析，探讨继电保护技术在变压器故障解决中的具体应用，供有关人员参考。

关键词：继电保护技术；变压器故障解决；应用

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。由于变压器工作原理的限制，有时断路器以及电压互感器故障不能够及时的消除，这就对变压器故障快速切除造成很大的影响。

1 变压器电气量保护配置

根据《继电保护及安全自动装置技术规程》要求，变压器保护不仅要配置以差动保护以及非电量保护为主的变压器内部保护，还需要配置反应变压器外部及内部相间及接地的后备保护，切实保证变压器运行的安全与稳定运行。

1.1 差动保护

谐波制动原理差动保护：主要元件包括异常判定元件、谐波制动元件以及其它元件等等。差动保护的具体过程分为以下几步：（1）启动元件包括差流越限元件以及差流突变量元件等。当差流发生突变或越限，超过差流启动门槛电流时，差动保护就会被启动，如果差动电流比整定值高时，差动元件就会动作；（2）对于差动元件来说，就是在变压器发生较为严重的故障时，会将变压器的各侧开关自动断开；（3）对于谐波元件，主要应用的变压器发生空投情况时，能够有效的防止励磁电流影响的保护误动；（4）TA判别元件，其作用是在运行过程中判断回路情况，发生异常时发出告警，可通过控制元件来决定是否需要闭锁保护。

波形识别原理的差动保护：波形识别原理差动保护与谐波制动原理相比，主要区别在于二次谐波方面。波形差动元件主要是通过波形算法，在变压器发生空载时，将合闸生成的故障电流以及励磁电流进行有效区分。空载合闸造成的變压器内部故障，波形差动保护会在极短的时间内启动。

主变差动保护范围：各侧电流互感器之间设备，当保护设备内部故障发生时，会将主变变压器各侧的断路器跳开。

1.2 非电量保护

反应变压器内部故障，主要由本体瓦斯气体保护、调压瓦斯气体保护、本体压力释放保护、有载调压压力释放保护、绕组温度高保护、油位异常保护等。

1.3 后备保护

作为主变差动保护及主变各侧母线连接元件的后备保护。通常设置反应相间故障的相间阻抗保护、复合电压方向过流保护；反应接地故障零序方向过流保护。

变压器运行的过程中会发生各种各样的故障，同时会伴随着电流急剧升高、电压急剧降低，由于受到主变抗阻的影响，当中（低）压侧发生故障，也会对高压侧的电压造成影响，对高压侧复合电压闭锁启动造成一定影响。为了保证在变压器故障发生时，保护装置能够迅速启动，应该合理的设置后备保护，确保中（低）压侧发生故障不会造成高压侧后备保护拒动。

2 变压器故障分析

电力变压器在投运操作及正常运行时出现内、外部故障，以差动保护、非电量保护为主的变压器内部保护及反应变压器外部、内部相间及接地的后备保护均可以正确动作。但在主变中（低）压侧流变及断路器之间发生故障时存在动作盲区。

主变盲区故障产生原因：电力变压器在投运操作及正常运行时，如果在中（低）压侧流变及断路器之间发生故障，主要是短路故障，由于故障点在差动保护保护范围之外，差动保护无法启动，主变中（低）后备保护感受到中（低）压侧母线的电压下降及中（低）压侧保护电流会增大，中（低）压侧后备保护可正确动作跳开中（低）压侧断路器，但故障点依然存在，而在变压器高压侧，由于主变阻抗很大，高压侧电压变化可能并不明显，虽然主变高压侧电流发生急剧变化，但高压侧复合电压闭锁不能开放高后备保护，高压侧的复合电压过流保护不能动作，变压器故障由于不能及时有效的切除，最终导致变压器损毁。

3 继电保护技术在变压器故障解决中的应用

3.1 主变高压侧后备保护改进方法

因为在中（低）压侧流变及断路器之间发生故障时主变中（低）后备保护能灵敏感受到中（低）压侧母线的电压下降，故在主变高压侧后备保护中增加复合电压“或”门电路，让主变高压侧后备保护的复合电压闭锁条件由高压侧复合电压、中压侧复合电压、低压侧复合电压经逻辑门“或”的关系输出，有效解决高压侧复合电压过流保护不能动作问题。中（低）后备保护复合电压可只取本侧压变电压。

3.2 实际运行过程中问题的解决措施

在变压器实际应用过程中，由于运行方式存在差异，所以常常会发生保护拒动或误动，这就必须采取有效的针对性措施。对于两圈或三圈变压器来说，如果变压器处于运行状态，但中或低压侧压变可能处于停用状态，虽然加装了防止中或低压侧发生死区故障导致高压侧后备保护拒动的复合电压闭锁“或”门电路，但在中（低）压侧压变检修或二次断线时中（低）压侧复合电压是开放的，这就容易引起高压侧后备保护误动，所以还应在相应位置上加设各侧压变退出压板，在某侧压变检修退出时投入此侧压变退出压板，让此侧复合电压在复合电压闭锁“或”门电路不起作用，确保主变保护稳定及可靠。

4 结束语

随着我国社会经济的快速发展，电力事业得到了长足的发展，社会各行各业的生产活动都离不开电力系统的支持，对电力需求量也逐渐的增多。这就使得电网规模逐渐的扩大，对电网运行质量要求也越来越高。变压器是电力系统中关键的设备之一，对电力系统的运行保护有着关键的作用。因此，需要在原来的变电运行系统中，除了原有的继电保护设备外，增设复合电压闭锁“或”门电路辅助判据，通过对变压器外部接线以及内部逻辑判据，有效的消除变压器故障，保证电力系统安全稳定的运行。

参考文献

[1]柏再生.继电保护技术在变压器故障解决中的应用[J].中国高新技术产业，2012，23（2）：124-125.

[2]林毅鹏.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，2013，24（8）：190-191.

[3]周培培，刘峰.浅谈电力系统中继电保护技术的发展与应用[J].电力科技，2012，26（7）：263-264.

[4]王建玲，高飞.继电保护技术在变电运行系统中的应用探究[J].科技咨询，2013，31（11）：78-79.