摘要：变压器作为整个电力系统正常运行的保证，其安全运行是继电保护的可靠保证。变压器是电力系统中较为重要的电气原件,它具有故障小,结构可靠的特点,但是在实际的运行过程中,还是会产生一定的故障和异常情况。因此,为了减少故障对电力系统造成的影响,保护电力系统的安全运行,必须根据电力变电站的容量、电压的等级情况,安装可靠性较高的继电保护装置。
关键词：电力；变压器；继电保护
1 变压器的常见问题
变压器的正常运行是电力系统安全运行的保证。对于变压器，故障主要分为两种，外部和内部。油箱外部的故障主要是不同相间线路短路和接地短路。而油箱内部的安全隐患是指线圈间的相间短路，接地短路以及线圈内部铁芯的损坏。短路时常会引起电弧的产生，这样可能融化线圈外部绝缘皮，破坏内部铁芯，甚至由于线圈外绝缘皮受热之后的化学分解产生的气体导致邮箱的爆炸，造成重大安全事故。因此，当变压器运行出现问题时，应当立即采取措施将变压器从电力系统中切断隔离，再进行相应的维修。根据以往的经验，油箱外部的线圈间的短路以及接线短路是主要的故障形式，其他故障相对来说比较少见。
对于变压器来说，除了上述故障还存在着不稳定运行状况，主要包括油箱外部短路造成的过大电流，负荷过大引起的过负载，由于变压器冷却装置出现问题引起的过热等。由于不稳定运行状态会导致线圈和内部铁芯过热，因此针对变压器的运行故障和不稳定运行，继电保护随时监测变压器运行情况，根据相应故障，分析其故障类型，报告检测人员及时发现并相应的采取保护措施，维护电力系统的正常运行。
2变压器保护配置及作用
2.1 瓦斯保护。瓦斯保护作为变压器的主要保护措施,它能够反映变压器油箱内的故障和油面降低。当出现轻微故障的时候,油面会出现下降的情况,轻瓦斯动作于信号,当发生严重故障的时候,会产生大量的气体,重瓦斯会产生跳闸,跳开主变各侧断路器。对于一些带有负荷调压的变压器的调压装置,一般都设置有载瓦斯,和上述一样的道理,当发生轻瓦斯动作的时候,会发出一定的信号,当发生重瓦斯动作时,出现跳闸现象。继电保护动作断路器跳闸后,不要随即将掉牌信号复归,而应检查保护动作情况,并查明原因,在消除故障恢复送电前,方可将所有的掉牌信号全部复归。
2.2 差动保护。差动保护是通过输入到变压器两端CT的电流矢量差，当达到系统设定的阀值时发出信号启动断路元件。将CT接在变压器两端，差动保护将变压器看成节点，当正常使用时流进和流出的电流相等，若差动电流大于设定值，则报警启动相应动作，将变压器断开电路。
由于变压器一、二次电压电流量不一样，各有各的相位，CT也具有各自的特性，电源两侧亦具有励磁电流，都可能造成额外电流输入到继电器。通过采用D级电流互感器作为变压器差动保护CT，可以在一定程度上降低稳定情况下的不平衡电流。由于不稳定电流的存在，差动保护继电器可以设置10%左右的误差值。差动保护的优点在于原理简单、监测指标为电气量、保护范围明确、动作执行迅速。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆差动保护的缺点是不能够及时对变压器内部轻微的线圈间间短路问题作出反应。
2.3 电流速断保护。变压器的电流速断保护，其组成、原理与线路的电流速断保护完全相同，对于企业供电采用的降压变压器的继电保护装置，其电流互感器安装在变压器的高压电源侧。变压器电流速断保护动作电流（速断电流）的整定计算也与线路电流速断保护基本相同。变压器的电流速断保护与线路电流速断保护一样，存有“死区”，如变压器内部某些位置两相短路故障、靠近中性点绕组三相短路故障及低压负荷侧引出线套管三相短路故障时电流速断保护不动作。弥补死区的措施，也是配备带时限的过电流保护，而瓦斯保护也能弥补电流速断保护在变压器内部的保护死区。
变压器在空载投入或短路切除后电压突然恢复时将出现一个冲击性的励磁涌流，为了避免电流速断保护误动作，通常在速断电流整定后，在变压器开始运行时，应将变压器空载试投若干次，以检查速断保护是否误动作，如果动作，应将速断保护的动作电流适当增大，直到使速断保护不动作。运行经验证实，速断保护的动作电流只要大于变压器一次额定电流的3～5倍，即可避免流过励磁涌流时错误地断开变压器。变压器电流速断保护具有接线简单、动作迅速等优点，但它不能保护变压器的全部，因此不能单独作为变压器的主保护。
2.4 过电流保护。变压器的过电流保护，用来作为变压器瓦斯保护和电流速断保护或差动保护的近后备保护，同时又可作为变压器低压出线或设备的远后备保护，同样可称其为未设保护的低压母线及变压器电流速断保护死区的基本保护。无论采用电流继电器还是采用脱扣器，也无论是定时限还是反时限，变压器过电流保护的组成、原理与线路过电流保护的组成、原理完全相同。
变压器过电流保护的动作时限亦按“阶梯原则”整定，与线路过电流保护完全相同。但是对车间变电所（电力系统的终端变电所），其动作时间可整定为最小值（0.5～0.7s），这样可省去电流速断保护。变压器过电流保护的灵敏度，应按变压器低压侧母线在系统最小运行方式下发生两相短路时，高压侧流经保护装置安装处的电流互感器的穿越电流值来校验。
2.5 过负荷保护。对于油浸式电力变压器，在维持变压器规定的使用年限不变的情况下，允许变压器适当过负荷运行。但是，当变压器实际负荷超过其额定容量20%（室内）或30%（室外）时，过负荷保护应延时10s～15s动作于信号，以便运行人员及时查找原因。变压器过负荷保护的动作电流应按躲过变压器正常过负荷电流来整定。变压器过负荷保护的动作时限一般取10s～15s，以躲过尖峰电流，避免误发信号。
3结语
变压器继电保护装置以安全性能可靠，灵敏程度高而成为电力系统正常运行的可靠保证。通过及时发现并排除故障，降低事故发生的可能性，提高电力系统的安全性，保证电力系统能够正常并可靠的为经济建设、社会生产以及居民生活稳定的输送电力。
参考文献
[1]吕国栋.浅议电力系统继电保护技术发展[J].成才之路，2008（35）.
[2]尹义武，曾春花.浅析电力变压器继电保护设计[J].科技传播，2010（18）.
[3]覃华东.电力系统继电保护技术的现状与发展[J].科技传播，2009（9）.
论文作者:莫莉花,王岩
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/2
标签：变压器论文; 电流论文; 故障论文; 动作论文; 电力系统论文; 瓦斯论文; 负荷论文; 《电力设备》2017年第18期论文;