摘要：本文通过分析变压器故障，提出了电力系统中继电保护的配置与应用，对其变压器后备保护原理分析，只有做好电力系统的继电保护工作，确保继电保护装置的质量，才能使电力企业保持健康的发展。
关键词:变压器；继电保护技术；安全运行
引言
随着我国经济水平的不断提高，人们的生活水平得到了不断的提高，给社会的用电提出了更高的要求。当电力系统出现故障或者运行异常时，继电保护能够在最短的时间和最小的区域内将故障设备从电力系统中切除，或者自动发出信号给相关的值班人员对异常运行情况进行调查和处理，有效的防止给电力设备带来损害，给附近区域的供电产生影响。在社会的生产和生活中，电力系统出现故障是不可避免的，只有做好电力系统的继电保护工作，确保继电保护装置的质量，才能够有效的提高电力系统运行的安全性，促进我国电力系统的又好又快发展。
一、变压器的故障
（一）电力变压器的故障分为内部和外部两种故障
内部故障指变压器油箱里面发生的各种故障，主要靠瓦斯和差动保护动作切除变压器；外部故障指油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，一般情况下由差动保护动作切除变压器。速动保护（瓦斯和差动）无延时动作切除故障变压器，设备是否损坏主要取决于变压器的动稳定性。而在变压器各侧母线及其相连间隔的引出设备故障时，若故障设备未配保护（如低压侧母线保护）或保护拒动时，则只能靠变压器后备保护动作跳开相应开关使变压器脱离故障。因后备保护带延时动作，所以变压器必然要承受一定时间段内的区外故障造成的过电流，有此时间段内变压器是否损坏主要取决于变压器的热稳定性。因此，变压器后备保护的定值整定与应压器自身的热稳定要求之间存在着必然的联系。
（二）可能考验变压器热稳定性的故障
以220kV及以下变压器为例，对于两侧系统都有电源的联络变压器处于以下情况时：任何一侧母差保护校验停运或故障拒动时；变压器开关与TA间故障时；旁路转带方式在主变套管TA至旁母线引线、旁路母线、旁路开关与TA间故障时；母线（220kV母线除外）上其他开关所带电气设备故障而其开关或保护拒动时变压器只能靠后备保护动作使其脱离故障点。
二、电力系统继电保护论述
（一）继电保护的基本涵义
当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施。继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等)的变化，构成继电保护动作的原理，也有其他的物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保护装置都包括测量部分(和定值调整部分)、逻辑部分、执行部分。
（二）继电保护在电力系统中的任务
当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，并满足电力系统的某些特定要求。
三、电力系统中继电保护的配置与应用
（一）继电保护装置的任务
继电保护主要利用电力系统中原件发生短路或异常情况时电气量（电流、电压、功率等）的变化来构成继电保护动作。继电保护装置的任务在于：在供电系统运行正常时，安全地、完整地监视各种设备的运行状况，为值班人员提供可靠的运行依据；供电系统发生故障时，自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分，保证非故障部分继续运行；当供电系统中出现异常运行工作状况时，它应能及时准确地发出信号或警报，通知值班人员尽快做出处理。
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（二）继电保护装置的基本要求
1.选择性。当供电系统中发生故障时，继电保护装置应能选择性地将故障部分切除。首先断开距离故障点最近的断路器，以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。
2.灵敏性。保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。在继电保护装置的保护范围内，不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样，保护装置均不应产生拒绝动作；但在保护区外发生故障时.又不应该产生错误动作。
3.速动性。是指保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路电流对电气设备的损坏程度，加快系统电压的恢复，从而为电气设备的自启动创造了有利条件，同时还提高了发电机并列运行的稳定性。
4.可靠性。保护装置如能满足可靠性的要求，反而会成为扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性，必须确保保护装置的设计原理、整定训算、安装调试正确无误：同时要求组成保护装置的各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简化有效，以提高保护的可靠性。
四、变压器后备保护原理分析
规程要求当主保护或有关断路器拒动时，应装设可靠的近后备或远后备保护，为被保护设备或相邻元件提供后备保护，变压器通常用的后备保护有：过电流保护、低电压起动的过电流保护、复合电压起动的过电流保护、变压器中性点直接接地系统的零序电流保护、反应变压器过负荷的过负荷保护，以及反应变压器过励磁的过励磁保护。
（一）过电流保护
过电流保护是一种比较简单的后备保护，主要用于降压变压器。它是反应电流增大而动作的一种保护，过流保护的整定原则是：按躲开变压器可能出现的最大负荷电流。最大负荷电流需要考虑降压变压器低压侧电动机自起动时的最大电流和并列运行变压器突然切除一台所出现的过负荷电流。再考虑其可靠系数和继电器的返回系数，可能使过电流保护的整定值比较大，不能满足规程对后备保护灵敏系数的规定。
（二）接地保护
零序保护用于中性点直接接地系统中，作为变压器原边绕阻及引出线接地短路、变压器相邻元件接地短路的后备保护。中性点直接接地的变压器，接地保护通常采用两段式零序电流保护。变压器通过中性点刀闸接地，当变压器星形侧及连接元件发生接地短路时，零序电流通过中性点构成零序流通路径，装设在中性线上的零序电流互感器将取得3I0，两段式的零序电流保护包括零序Ⅰ段和零序Ⅱ段，保护的每一段均设置两个时间。
（三）定期全面性的检查
无论什么保护，定期全面性的检查是必不可少的，可在现场却是非常容易遭到忽略的，至少可以说是没有努力去做。定期全面检查一般要进行一下几方面:清洁以及连接件有没有紧固、焊接点有没有虚焊等等。
五、结束语
综上所述，随着我国电网规模的不断发展壮大，对电力系统安全稳定运行的要求也越来越高。电网的稳定运行对社会的稳定起着不可估量的影响，大到国民经济发展，小到人民生活，无时无刻都离不开电力。进一步加强继电保护系统发展，提升继电保护装置的安全可靠性，为电力系统的安全稳定运行保驾护航。
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论文作者:黄群杰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第17期
论文发表时间:2019/12/17
标签：变压器论文; 故障论文; 电流论文; 电力系统论文; 继电保护论文; 保护装置论文; 元件论文; 《电力设备》2019年第17期论文;