基于500kV电力变压器的继电保护问题的研究

李文兵

（国网四川省电力公司检修公司，四川 西昌 615000）

500kV电力变压器是电力系统中非常重要的电气设备，它对于电力系统的安全、可靠运行以及对用户不间断的持续供电都起到了决定性的作用。由于其具有电压等级高、传输容量大的特点，因此要求所装设的继电保护装置应当具备较高的灵敏度与可靠度，以保证变压器运行的安全与可靠。

一、500kV电力变压器继电保护配置

500kV电力变压器继电保护装置，常用配置有：两套差动保护、过电流保护、主变压器过激磁保护、过负荷（信号）保护、主变压器本体非电量保护（瓦斯保护、油温高跳闸）等。主要配置方案为：两套主后一体的微机主变压器保护+一套微机非电量保护。

1 瓦斯保护

为了准确反映500kV变压器油箱内的各种短路故障或油面降低问题，应当装设瓦斯保护。瓦斯保护主要包括了轻瓦斯保护和重瓦斯保护两类，其中轻瓦斯故障的保护动作是发送信号；重瓦斯动作作用于跳闸。

2 差动保护

差动保护也是500kV电力变压器的主保护，其保护范围为变压器各侧电流互感器所包含的范围。通过差动保护，能准确反映其保护范围内所出现的各类短路故障问题，其保护动作瞬间断开变压器各侧的断路器。

3 过电流保护

为防止500kV变压器运行中所产生的短路故障、过负荷故障、断相故障所带来的危害，通常需要装设过电流保护装置。过电流保护属于后备保护，主要配置在变压器的高、中、低压侧和公共绕组侧，其动作时限一般为两段，第一时限跳本侧断路器，第二时限跳各侧断路器。

二、500kV电力变压器继电保护常见故障

500kV电力变压器的继电保护中常见故障，主要表现为差动保护故障、瓦斯保护故障等。

1 瓦斯保护故障

瓦斯保护故障主要分为轻瓦斯误动和重瓦斯误动两类。其中，轻瓦斯保护误动的原因主要有：气体继电器内油中存在较多空气集聚、气体继电保护回路接线错误、端子排二次电缆短路等；而重瓦斯保护误动则主要是由于二次回路短路、气体继电器接线盒进水、气体继电器渗油、输油泵起动时冲击油压过大等所引起的。

2 差动保护故障

差动保护故障主要表现为误动和拒动这两种故障问题，其故障原因为：一是因差动保护误整定，如整定值计算错误、整定值调整疏忽等，都会导致差动保护不正确动作问题的发生；二是因变压器二次接线错误，如电流互感器二次接线错误、保护屏配线接线错误等。

三、具体故障处理及查找措施

（一）处理故障

1 瓦斯保护故障的处理

（1）轻瓦斯误动的处理。瓦斯保护通常是先报出轻瓦斯动作信号，然后再发展为重瓦斯动作跳闸。当出现轻瓦斯误动作时，并不一定是由于变压器内部故障所导致的，应首先查明是由于变压器本体故障还是其它故障所导致的，再查看变压器油位是否正常、气体继电器充气量多少等，以判断误动作原因并处理，然后再复归信号。

（2）重瓦斯误动的处理。应首先查明故障原因，判断是由二次回路短路还是由其它原因所导致的保护误动作。若检查电力变压器无任何故障现象和异常，且气体继电器无漏油、无气体问题时，可判断为二次回路故障所造成的误动跳闸。然后再根据所查找出的具体故障原因进行及时处理。

2 差动保护故障的处理

（1）为避免差动保护误整定行为的发生，首先应详细测量各侧、各相电流的有效值与相位，以保证整定计算值的准确性；其次，还应及时核算差动保护的整定值，加强运行管理与定期检验，及时发现错误并加以处理。

（2）对于接线错误而导致的差动保护误动、拒动，则主要应严格按照施工图纸进行安装，在保证设备外部二次回路接线正确的同时，还应认真的对保护装置的控制系统、信号系统、测量系统等的内部接线以及电器元件，进行认真的核定与检查，确保接线的正确。

（二）合理检查

当500kV电力变压器继电保护装置出现误动故障时，通常可采用逆序检查法对保护装置以及二次回路进行检查。逆序检查法的应用原理，是从故障的不正确结果出发，通过继电保护动作原理逻辑图一级一级的逐步向前查找，当发现动作需要条件与实际条件不相符的地方，即为故障的根源所在。

而当变压器继电保护装置出现拒动故障时，则通常采用顺序法进行检查。其应用原理与逆序检查法相反，是从保护装置的外部向内部开始逐层检查，直至查找出故障点为止。顺序检查法的工作顺序大致为：外部检查→绝缘检查→定值检查→电源性能检查→保护性能检查。

四、改进办法分析

（一）故障统计数据

对近十年来我国电力系统500kV电力变压器中各类继电保护装置故障原因进行统计，其各种因素所导致的故障比例分布图，如图1所示。

从图1中可以看出，运行维护不良是导致变压器继电保护装置故障的最主要因素，约占总故障原因的49.54%；其次，为“三误”原因（误接线、误碰和误整定），分别约占15.28%、10.15%和4.82%；最后为调试质量不良（11.59%）和其它因素（8.62%）。

（二）故障改进办法

针对以上原因，在运行管理中应采取以下改进办法，以有效避免变压器继电保护中故障的发生：

1 加强运行维护管理

（1）要求运行维护人员，在操作中应严格执行变压器继电保护运行的相关规程、规范，并定期组织员工进行操作技能的培训与考核工作，以提高员工的综合技能水平与专业素质。

（2）在电力变压器新保护装置安装与投运前，应及时制定该保护装置的“现场运行规程”、“调度运行说明”、“操作票”等制度，使现场运行维护人员能明确保护装置的操作方法、使用方法，以及操作中应严格遵循的原则和相关注意事项。

（3）对继电保护装置的运行状态进行全程监控，并建立保护装置的缺陷记录台账，包括了故障原因、处理情况、故障停运时间等，从而使保护装置能始终处于跟踪保护状态。

（4）加强保护装置的状态跟踪分析与可靠性评估，以此对保护装置进行定级。对于运行时间过长且存在事故隐患的保护装置，应当逐年按计划进行淘汰与更换。通常而言，500kV电力变压器继电保护装置的运行年限，不宜超过15年。

2 防止“三误”行为

（1）误接线的预防与改进措施

误接线所导致的变压器继电保护装置故障问题，多属于工作人员的责任事故。为有效避免误接线现象的发生，必须做好以下多个方面的工作：一方面，应加强继电保护人员的综合业务素质与技能水平，增强员工的责任心与责任意识，养成严谨、细致的工作作风，在实际操作时，要求应严格按照设计方案进行接线，确保接线的正确；另一方面，对于新安装的继电保护装置，应根据设计图纸对保护装置的接线作一次全面、细致的检查与对线工作。

（2）误碰的预防与改进措施

为有效避免变压器继电保护装置中误碰行为的发生，除应当加强继电保护人员的技能水平以外，还应当严格按照相关规程与规范进行操作，并做好容易疏忽细节的处理。例如：在保护装置检修时应当做好安全措施，尽量避免螺钉、垫片等零部件掉落在正运行设备上，并注意做好检查与清理工作；在继电保护屏间的过道上搬运或安装检验设备时，应注意与变压器保护屏之间保持一定的间距，以防止因误碰而导致继电保护不正确动作等等。

（3）误整定的预防与改进措施

变压器继电保护装置的整定工作，是确定保护装置动作行为的基本准则，也是保证装置正确动作与安全运行的专业技术工作。因此，必须保证保护装置整定计算的严密性以及定值管理的有序性。一方面，在保护装置的整定过程中，必须做到认真计算、认真输入以及仔细核对，以有效避免误整定的发生；另一方面，变压器继电保护装置的整定值，还应当每年进行一次全面核对，以确保运行管理的整定值能与现场整定值之间保持一致。

3 保证调试检验的质量

（1）新安装变压器继电保护装置的调试检验工作，必须严格按照相关规范、规定进行。在调试之前，还应当首先做好对现场调试人员的技术交底工作，然后再进行各项工作的实施，并同时做好记录与监控。

（2）调试检验时所采用的测试仪器、仪表必须由专人负责管理，并将其放置在干燥、清洁的环境中。在调试检验之前，还应当对其准确性进行校验，以保证调试检验的质量。

结语

近年来，随着经济的发展与科技的进步，500kV电力系统中相继进行了电力变压器继电保护装置的更新换代工作，其运行维护水平与管理水平也得到了进一步完善，继电保护装置的正确动作率也正逐年提高。然而，误整定、误接线、误碰、运行维护不良、调试质量不佳等因素的影响仍然存在，这都可能导致变压器继电保护装置不正确动作，而引发设备故障或停电事故。因此针对这些存在的问题，必须采取有针对性的预防与改进措施，以切实保证继电保护装置的正确动作，确保电力变压器运行的安全与稳定。

[1]廖凯，蒋文林.浅析变压器继电保护不正确动作原因及防止措施[J].科技与生活，2013（21）.

[2]翟宪勇.我国电力系统继电保护技术的现状与发展[J].黑龙江科技信息，2012（14）.