摘要：电力变压器是电力系统当中关键的电气设备，如果不能保障变压器的安全，就必然会影响整个电力系统的安全稳定性。所以只有加强电力变压器的电气试验以及采用科学的继电保护措施，才能为变压器的正常稳定运行提高保障。本文主要就变压器的故障以及电气试验内容加以阐述，然后对电力变压器继电保护措施实施详细探究。
关键词：电力变压器；电气试验；继电保护
1 变压器的故障以及电气试验
1.1变压器的故障分析
变压器的故障中，声音异常是比较常见的故障。也就是变压器在实际的运用过程中，会发出不均匀的声音，以及发出特殊的声音。这就说明变压器出现了故障。结合声音的不同来找出故障位置，然后对其及时处理。在这一故障出现的时候，电网处在高压情况下，变压器的声音就会比较尖锐，这就需要对变压器的电压实施测试。在电流电压没有问题的时候，就可能是内部螺丝出现了松动情况。
变压器故障当中，如果出现了颜色以及气味异常的问题，在变压器的内部就出现了故障。最为可能的就是防爆管发生了破裂，从而使得水以及潮气进入到变压器内，这样就会使变压器的绝缘性能受到影响。在实际运行过程中，就比较容易出现闪络问题。或者由于变压器老化问题，也会出现烧焦气味出现，这就需要根据具体的情况来加以应对。
变压器的故障类型中，油温异常的问题也比较常见。如果是油温比平常高出10摄氏度或负载时油温不断上升，也能判断变压器的内部出现了故障。可能是冷却器不工作，使得温度不能得到有效扩散，这就需要对冷却系统及时性的维修。
1.2变压器电气试验
在变压器电气试验的内容中，主要有绝缘测试以及耐压试验和瓦斯继电器试验等。其中的绝缘试验就是其他试验的基础，在这一环节的试验过程中，就要在变压器一次和二次间对地电阻实施测试，这样能对一些比较简单性的故障加以判断，对设备的绝缘强度也能得到有效保证，可有效避免漏电以及破损的问题出现。在电压器存在着相间电阻平衡的时候，通过直流电阻试验对稳定性进行测试，就能满足实际的试验要求[2]。试验仪器为直流电桥或直流电阻测试仪，建议使用直流电阻测试仪，因为变压器线圈电感量较大，电桥充电时间较长，且电池耗电快，影响测试精度。利用直流电桥测量大容量变压器时，必须先按“B”按钮，然后再按“G”按钮，如果按“G”按钮，当按“B”按钮时的一瞬间中因自感引起逆电势对指零仪产生冲击而损坏。断开时，先放开“G”，再放开“B”。
2 电力变压器继电保护装置的配置原则
（1）针对变压器内部的各种短路及油面下降应装设瓦斯保护，其中轻瓦斯瞬时动作于信号，重瓦斯瞬时动作于断开各侧断路器。
（2）应装设反应变压器绕组和引出线的多相短路及绕组匝间短路的纵联差动保护或电流速断保护作为主保护，瞬时动作于断开各侧断路器。
（3）对由外部相间短路引起的变压器过电流，根据变压器容量和运行情况的不同以及对变压器灵敏度的要求不同，可采用过电流保护、复合电压起动的过电流保护、负序电流和单相式低电压起动的过电流保护或阻抗保护作为后备保护，带时限动作于跳闸。
（4）对110kV及以上中性点直接接地的电力网，应根据变压器中性点接地运行的具体情况和变压器的绝缘情况装设零序电流保护和零序电压保护，带时限动作于跳闸。
（5）为防御长时间的过负荷对设备的损坏，应根据可能的过负荷情况装设过负荷保护，带时限动作于信号。
（6）对变压器温度升高和冷却系统的故障，应按变压器标准的规定，装设作用于信号或动作于跳闸的装置。
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3 电力变压器的继电保护保护措施
根据《继电保护和安全自动装置技术规程》的相关规定，继电保护装置的配置应遵循以下几个原则：（1）应装设轻瓦斯和重瓦斯保护，用以分别瞬时动作于信号和断开各侧断路器；（2）应装设瞬时动作于电流速断保护或断开各侧断路器纵联差动保护；3）根据实际需求采用过电流保护或阻抗保护等作为备用保护；4）装设零序电压保护、零序电流保护及过负荷保护，以带时限动作于跳闸和信号等。本文接下来将对电力变压器的几种电力保护措施进行详细阐述。
3.1 瓦斯保护
瓦斯保护又称为气体继电保护，主要反映内部故障和油面情况，是变压器的主要保护措施。在正常运行时，瓦斯保护的上下油杯留有一定的空隙，使油杯在平衡锤的作用下，轻瓦斯触点与重瓦斯触点是分开的。当变压器油箱内部出现问题时，变压器油及其他绝缘材料在故障点电流和电弧的作用下迅速发热并产生气体；当故障较为严重时，油箱内存在大量的气体，气体流和油流迅速穿过联通管，进而冲向油枕的上部，由于压强增大，导致继电器内部的油面降低，两个触点接触，就会起动瓦斯保护，使继电器跳闸。
瓦斯保护动作后，可进一步观察油箱内情况，并加以分析，判断是何种故障。瓦斯保护的优点在于具有可靠性、灵敏性及速动性，局限性在于只能反映出油箱内部故障，并且受外界的影响因素大，需要设置过电流保护等后备保护。
3.2 差动保护
差动保护主要通过对变压器高、低压侧的电流大小和相位进行比较，从而对变压器内部引出线与绝缘套管的相间短路故障以及变压器内的匝间保护实现保护功能。差动保护的保护区位于变压器一次、二次侧所装的电流互感器之间。差动保护主要有两种形式：纵联差动和横联差动，其中，纵联差动主要用于保护单回路，而横联差动主要用于保护双回路。
变压器在正常运行时，差动继电器中的电流与两侧电流互感器的二次电流之差相等，因而，差动继电器和继电保护都不会启动。当变压器内部某处发生故障时，故障点短路不等于或者大于继电器的动作电流，继电器就会出现动作，跳变压器各侧断路器将故障切除，同时自动发出动作信号。差动保护的优点在于能反映出变压器内部故障和外部故障，能够单独作用，无延时地将区内各种故障予以切除。因而，差动保护作为变压器的主保护，具有一定的优越性，广泛应用于各种电气主设备和线路的保护设备。
3.3 过电流保护
过电流保护主要用于后备保护，对瓦斯保护或者差动保护起援助性的作用，主要反应外部相间短路引起的过电流。根据系统短路电流和变压器容量、变压器型号的不同，所采用的过电流保护方式也不同，例如：复合电压起动、负序电流及单相式低电压起动。而为了使得电力变压器实现一定的灵敏性和选择性，我们还可以根据变压器的实际情况采用阻抗。
3.4 过励磁保护
当电力变压器的高压侧达到500 kV时，其额定磁密接近于饱和状态，频率降低或电压升高时都有可能引起变压器过励磁。运用过励磁保护，就可以有效防止出现过励磁导致的过电流，可以有效避免变压器绝缘老化、劣化，对于延长变压器的使用寿命具有一定的作用。
3.5 过负荷保护
过负荷保护主要运用于正常运行时的过负荷情况。尤其是对于400 kVA及以上的变压器，需要考虑过负荷可能的情况装设过负荷保护装置，通常动作于信号。一般情况下，变压器的过负荷通常都是三相对称的，因而，只要在一相上接入过负荷保护，并经过一定时间延长动作于信号来进行过负荷保护。过负荷保护装置要装设在主电源侧。
4 结语
电力变压器电气试验以及继电保护的措施实施中，要能严格的按照标准进行实施，只有在措施方法上妥善实施，才能真正有助于变压器的应用质量水平提高。希望能通过此次理论研究，有助于电力变压器的继电保护操作。
参考文献：
[1]关景辉.电力变压器继电保护相关问题探讨[J].科技创业家，2013，（14）：121.
[2]黄婷君.试论电力变压器继电保护设计[J].科技信息，2015，（15）：356-366.
论文作者:高建峰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第10期
论文发表时间:2018/7/30
标签：变压器论文; 电流论文; 故障论文; 瓦斯论文; 动作论文; 负荷论文; 差动论文; 《电力设备》2018年第10期论文;