浅谈继电保护技术在电力变压器故障中的应用

武方剑 黄晓

摘要：电力变压器故障类型与继电保护方式研究目前受到电力企业的重视。主要围绕对于电力变压器常见故障和继电保护方法进行研究。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。因此，为了能够最大限度消除电路变压器故障，需要通过低压开关作为判断依据，并适当改变外接线，从而减少变压器故障。

关键词：电力变压器;故障类型;继电保护

为了保障电力变压器系统和功能发挥，出现相应的继电保护技术和设备，而这一环节也就成为电力技术的实际应用重要环节。要了解电力变压器保护的功能特点，就要知道电力变压器经常会遇到哪些故障，例如套管处故障和匝间故障等，通过寻找变压器的常见故障点，也能明确电力变压器保护的未来升级方向。

一、继电保护装置要求

继电器需要满足下列几个基本要求：速动性、灵敏性、可靠性和选择性。选择性：故障产生于供电系统中时，线路自我产生的故障或发生故障的设备产生反馈效应，对应的保护器或断路器发生拒动状况，相邻线路或设备应当承担起故障切除的责任。速动性：继电保护装置在发生故障时必须在第一时间切断故障部位，缩短用户和设备在不稳定电压中运行的时间长度，尽最大可能缩减设备损坏的可能性以提升系统并列运行的稳定程度，控制障碍影响范围，提升备用设备及备用电源等上述备用设备自动投入运行的效果。为发挥相间速断保护与零序顺时段保护的作用，一般从缩减断路器切断电通路的时间与控制继电器固有的动作时间出发，以实现速动性的提升。断路器与保护装置的动作时间之和是切断电路整体故障的最短时间。灵敏性：电路保护装置的及时响应会产生相应的反应，响应速率间隔越小，对异常工况或可能的故障反馈越精准迅速，越方便电路维护者们及时进行相应反馈，此种能力被称为灵敏性。可靠性：在继电保护装置的电路保护范围中，若有故障发生，继电保护装置必须及时响应，在电路未发生故障时继电保护装置不应该被误触发产生动作。保护装置自身的质量和运行维护水平关系到误动率和拒动率。这两个数值体现了电路整体的运行维护水平，也反映了整个保护装置本身的质量问题。继电保护装置的可靠性取决于构成其的硬件和软件，其应当包括必要的报警、闭锁和自动监测措施。以上这些要求，是实际工作中，对继电保护装置进行组装设置，以及后期的维护和运用，产生一定的评测作用。在实际的操作过程中，必须要辩证统一上述的数据，以期在电路维护当中获得更好的效果。上述四个参数之间，互相联系，相互制约，有时甚至存在矛盾。故在实际的操作过程中，必须要辩证统一上述的数据，以期在电路维护当中获得更好的效果。

二、电力变压器常见故障

1.电力变压器主要组成部分

在电力企业中运用的电力变压器内容较多，按照作用来分，变压器可以分为特种变压器和电力变压器，特种变压器是特殊行业中使用的特种设备，电力变压器在社会中应用较为广泛，主要包括铁芯、绕线、绝缘套管等。电力变压器中还有其他如储油罐、冷却装置、引线继电器、吸湿器开关以及各种调压装置等重要组成部分。

2.异响故障

在对声音的判断上，能够对电力变压器的故障类型进行初步的判断。电力变压器的运行声音异常在故障运行中较为常见。正常运行中电力变压器发生了连续且均匀的嗡嗡声，可能是由于电量变压器某个部位出现了超负荷现象，如果运行的时间较为均匀且连续，而且声音大小是变化的，则要考虑的是电网过负荷或过电压铁芯和硅钢片的接触出现问题。

3.绕组故障

电压器在运行过程中出现了气体保护，这是由于层间短路、铁芯故障、套管内部出现了故障，或者是绕组出现了断线等，使得变压器油起到分解作用产生故障，此时的电弧尤其是电压器的绝缘材料容易产生气体，设置相应的气体保护装置会有效地进行保护和监护，一旦故障发生，就容易发生气体保护动作。针对故障类型，气体保护动作各有不同，例如对于重瓦斯气体故障和轻瓦斯故障，气体保护动作会发出不同的信号，气体保护装置发出轻瓦斯保护信号时，可以根据气体保护装置的动作原因进行查找，例如采用变压器色谱分析方法，判断和分析变压器故障。

4.电压器的分接开关故障

由于管护工作不到位，例如充油型的电力变压器在分接开关上就容易出现大大小小的故障，表现为变压器上油泥等物质的堆积或锈蚀现象出现，故障发生时往往电阻增大，尤其是在下雨天的时候密闭性不足，使得一些潮湿的物质进入到变压器分接开关内部，导致变压器开关分接引线和当中的静出头，出现了固定绝缘杆的变形。

三、做好电力变压器继电保护的方法

1.以瓦斯保护的气体变化

保护通过相应变压器油将其作为冷却介质和绝缘（一般采用克拉玛依油），是一种有效的瓦斯保护电压便利及保护。就其具体情况分析来说，也就是一旦出现变压器油箱故障，而事故点电流和电弧等多方面的影响是可以通过变压器油和隔离器料通过热反应而生成大量的气体进行保护，气体的排出量和速度，与变压器的具体情况是密切相关的，由此来保障电力变压器设备的安全。就这种保护方式的具体应用来说，是将气体继电器装置为目标进行安装的，通过装设置管道当中来使得较少的油箱形成气体，原管道上行而保证轻瓦斯或重瓦斯报警器里油面降低，通过这一方式形成信号警告。

2.电力变压器的差动保护

差动保护方案也是管理电力变压器继电保护工作的重要一环，这种保护方式主要是通过将电力变压器两端电流差额情况进行体现而形成保护动作，来完成保护的整体目的。那么就这一保护技术的设备用作原理来说，主要是根据电力变压器两端电流互感器的特殊，由此来进行同极性端串联，处于回路当中的情况，可以通过改动继电器进行并联，那么此时就体现了流入差动继电器电流两端的电流互感器电流差，在这一方面要科学合理的选用两端电流互感器变比等，由此来使两端的二次电流向量一致。在这一过程中，进入差动继电器的电流数值为零，而形成相关保护设备的动作。

3.完善高压侧后备保护动作

想要完善高压侧后备保护动作，需要在两圈变压器主变高压后备增设门电路，使其逻辑更为合理，在实际保护工作中，低压侧断路器断开并且高压侧电流较大，可以结合设定时间跳高压侧断路器，与两圈变压器后备保护相同，在三圈变压器后备保护工作中，也需要增设门电路，从而加强逻辑性，在实际工作中，如果低压侧断路器断开，或中压侧断路器断开，同时高压侧电流较大，查处规定范围是，需要结合预定时间跳低、中、高三侧断路器。对于中压侧变压器后备保护逻辑改进以及低压侧变压器后备保护逻辑改进工作，需要增设门电路，这时，如果低压侧断路器断开，同时低压侧的电流较大，并且超出规定岗位，需要结合预定时间跳高压侧断路器。

结语

发电厂作为电力事业发展的重要组成部分，继电保护作为发电厂安全运行保障的重要基础，电力能源的安全稳定生产运行才能确保电力事业的可持续发展的有力支撑。所以，在电流环路中产生环流错误导致电路的正常运行受到干扰时，切断故障区域与电路的联系，控制电力系统故障的波及范围，最大限度缩减损失，用这种方法来保证电力系统的整体稳定性，确保电力系统安全经济运行。

参考文献

[1] 郑彦凤，范宸华.电力变压器故障类型与继电保护方式研究核心探究[J].科技創新导报，2019，16（35）：21+23