电力变压器故障类型与继电保护方式研究

安广文

摘 要 在电力系统中变压器电流、电压转换装置，对电流和电压起调节作用，在供电和配电过程中发挥着重要作用，但是在实际电力运行过程中，电力变压器在受到外力作用下经常出现不稳定的情况，甚至由于电压不稳定可能会烧毁变压器，严重影响变压器的正常运行。因此，为了确保供电系统的稳定性，一般情况下会根据变压器的压力、电流等情况安装配套的继电保护装置。本文主要分析了电力变压器常见故障和继电保护方式。

关键词 电力系统 变压器故障 继电保护

近年来随着经济社会的发展，人们对电力的需求越来越大，为满足人们对电力的需求，电网的规模越来越大，变压器作为转换装置，承受的负荷越来越大。电力系统在运行中短路故障负荷会给变压器带来很大的影响，如果变压器的运行过程中出现故障，就会影响整个电力系统的正常运行，甚至出现大面积停电故障。因此，针对这些原因分析他们产生的故障，然后通过继电保护的方式降低故障发生的概率，提高电力运行的安全性和稳定性非常必要。

1电力变压器故障类型

根据故障产生的原因，电力变压器的故障类型大致可以分成三种，一种是变压器油箱内部故障，一种是变压器油箱外部故障，以及其他故障。

1.1变压器油箱内部故障

变压器油箱内部与高压侧、低压侧的绕组出现短路等现象这就是变压器内部故障，内部故障短路发生时会产生电弧现象，电弧会干扰装置的绝缘性，随着温度的上升，装置的绝缘材料和变压器就会发生化学反应产生大量的气体，这些气体的浓度达到一定极限会发生爆炸，可能会烧坏变压器的铁芯。当变压器线路发生短路现象，变压器的保护装置能够立即切断电路，避免电弧现象的出现。

1.2变压器油箱外部故障

变压器绝缘套管上和绕组引出线的故障就是外部故障。当变压器的绕组对电压器电能转换起到基础性作用。

1.3其他故障

变压器在运行过程中还会出现一些故障：变压器绝缘故障。根据电力故障的相关数据统计，绝缘故障占据变压器故障的80%以上，绝缘故障产生的最主要原因是变压器绝缘系统不稳定。电力系统的变压器长时间处于高负荷的状态下，变压器本身产生的波动效应都会对绝缘材料产生影响，绝缘材料出现老化、发黑等现象，影响变压器的绝缘效果；当变压器油位过高，那么变压器就会引起油枕泄露；如果油位太低，就会发生绝缘击穿故障；当变压器的容量很大时，变压器内的磁通密度和铁芯的密度差不多，电压会出现低频率，引起励磁故障。这些因素都会对变压器内部的铁芯、变压器绕组和其他部件产生影响，降低变压器的绝缘效果。

2变压器的继电保护

2.1变压器的差动保护

变压器的差动保护通过变压器的高低侧压电流和相位就能达到保护的目的。通常情况下，变压器的高压侧和低压侧的电流互感器在运行时进行环流接线，然后将高低压侧的互感器电流进行比较，比较结果跟变压器的电压相同。变压器高、低压侧的电流互感器二次电流和差动继电器的电流都为零，这个时候差动继电器无法产生保护的作用。如果变压器内部发生故障，高、低压侧的电流互感器二次电流和差动继电器的电流之间的差值会产生电流短路的现象，如果高、低压侧的电流互感器二次电流比继电器的电流大，继电器会自动切断电流从而达到保护的作用。差动保护装置具有灵活性、通用性以及反应速度快等特点，因此广泛应用在电器设备中，比如发电机、电动机和电抗器等。

2.2变压器的瓦斯保护

当变压器内部发生了漏油、线圈断线、绝缘材料破裂、局部铁芯烧坏等情况时，差动保护装置会失去效果，因此针对变压器油箱内部故障时，只能使用瓦斯保护了。瓦斯保护是连接变压器油箱和油枕的导油管，它是通过气体继电器完成保护动作的。气体继电器有两种，一种是轻瓦斯，当油箱发生故障时，轻瓦斯会产生信号，电力操作人员能够第一时间发现，并及时处理；另外一种重瓦斯，主要应用于重大故障，当变压器发生重大故障时重瓦斯直接切断变压器的断路器，从而起到保护的作用。瓦斯保护通过导油管可以将变压器产生的气体排放出去，这些排放出来的气体能提供给电力技术人员进行研究，他们能根据变压器的气体气味、颜色和化学成分进行研究，分析故障产生的原因，从而提高电力运行的安全性。

2.3变压器过电流保护

除了差动继电保护装置和瓦斯保护装置以外，还可以通过变电器的过电流处安装保护装置。变压器的过电流保护分为三种：复合式启动保护、负序式保护、低电压启动式保护。变压器过电流保护方法比较复杂，它既要保证启动装置以后变压器能够安全运行，又要在启动装置时要跳开变压器两边的附属断路器，这样才能使得电流得到适当的调整。

总之，变压器是电力系统重要的设备，它承担着电流与电压的转换任务。在运行过程中，如果变压器出现故障可能会给整个电力系统造成影响，因此电力企业必须要重视，采取有效的措施进行防范。比较常见的办法就是安装保护装置，并根据变电器的运行情况设置好相关参数，降低变压器故障发生的概率从而保证电网的正常运行。

参考文献

[1] 左荣.电力变压器故障类型与继电保护方式研究[J].中国科技纵横，2013（1）：180.

[2] 蒋超伟.电力变压器故障类型及诊断检修探析[J].机电信息，2013（33）：62-63.

[3] 张琴.电力变压器故障类型分析与继电保护设计[J].机电信息，2013（18）：25-26.

[4] 朱艳青.供电系统中电力变压器的继电保护方式初探[J].信息通信，2015（1）：291.