李长勇
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摘要：目前，我国人民对于电的需求量越来越大，保证电网的运行安全这一问题显得尤为重要。由于电网运行复杂，在这一过程中，要时刻保持变压器的运行稳定。变压器承担着输电、配电的任务，也是电网系统运行安全的基础保证，文章就变压器电气试验和继电保护的基本方法进行了阐述与分析。
关键词：电力变压器；继电保护；常见故障；分析研究
一、电力变压器继电保护装置的重要性分析
近年来，在我国的电力系统当中，因为变压器故障而引发的供电事故以及安全问题时有发生，给社会经济发展造成严重的损失，更是威胁到居民的生命财产安全，甚至是引发不良的社会损失。这些事故的产生提醒我们，在电力系统工作中必须要做好变压器保护工作，这对于保证电网运行稳定和安全有着至关重要的意义。
（1）继电保护概念
继电保护是目前电力系统中继电保护工作的研究最为突出，它是研究电力系统故障以及危害的基础上，以探测其对策反事故控制为主要的工作方式，它在应用的过程中是以触电的继电器来保护电力系统以及元件，从而避免电力设施与电力元件的故障损害。为此在工作中被广泛的称之为继电保护器。在继电保护工作中，其主要的任务在于当电力系统发生故障或者异常的时候，我们可以在最短时间以及区域内将这些故障加以控制，从而使得这些故障及时有效的消除，避免了对周边其他设施所造成的危害和影响。
（2）工作原理
继电保护装置在应用的过程中必须要提前设置好合理的分区以及保护元件，确保这些元件处于正常运行状态。同时在工作中是处于正常运行状态还是发生了故障，是保护区内故障还是区外故障的功能。保护装置要实现这一功能，需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。
二、电力系统变压器继电保护的配置方案
电力变压器装设相应的继电保护装置的任务就是反应针对变压器故障或异常运行状态，通过断路器切除故障变压器，或发出信号告知运行人员采取措施消除异常运行状态。同时，变压器保护还应能作相邻电气元件的后备保护，根据DL400-9l《继电保护和安全自动装置技术规程)的规定，电力变压器应装设如下保护：
（1）瓦斯保护。瓦斯保护是反应变压器内部气体的数量和流动的速度而动作的保护，保护变压器油箱内各种短路故障，特别是绕组的相间短路和匝间短路。当油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作于信号；当油箱内故障严重时，产生的气体量非常大，气体流和油流相互夹杂着冲向油枕上部，由于压强的作用，继电器内部的油面降低，瓦斯保护启动，瞬时断开变压器各侧的断路器。《继电保护和安全自动装置技术规程》规定，0.4MVA 及以上车间内油浸式变压器和0.8MVA 及以上油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。瓦斯保护具有可靠、灵敏和速动性，但只能反应油箱内部的故障，不能反应引出线的故障。有时还会受到一些外界因素的影响，所以还需要设置其他后备保护。
（2）纵联差动保护或电流速断保护。为反应电力变压器引出线、套管及内部短路故障，对于6.3MVA以下厂用工作变压器和并列运行的变压器，以及lOMVA以下厂用备用变压器和单独运行的变压器，当后备保护时限大于0.5s时，应装设电流速断保护。对于6.3MVA及以上并列运行的变压器或10MVA及以上单独运行的变压器，以及2MVA及以上用电流速断保护灵敏性不满足要求的变压器，应装设纵联差动保护(以下简称差动保护)。对高压侧电压为330kV及以上的变压器，可装设双重差动保护。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于发电机变压器组，当发电机与变压器之间有断路器时,发电机装设单独的差动保护。当发电机与变压器之间没有断路器时。100MVA及以下发电机与变压器组共用差动保护；100MVA以上发电机，除发电机变压器组共用差动保护外，发电机还应单独装设差动保护；对200-300MVA的发电机变压器组亦可在变压器上增设单独的差动保护，即采用双重快速保护。
（3）过电流保护。电网中发生相间短路故障时，电流会突然增大，电压突然下降，过流保护就是按线路选择性的要求，整定电流继电器的动作电流的。过电流保护可作为瓦斯保护和差动保护或电流速断保护的后备保护，反应变压器外部相间短路。一般过电流保护宜用于降压变压器；复合电压起动的过电流保护，宜用于升压变压器、系统联络变压器和过电流保护不满足灵敏性要求的降压变压器；负序电流和单相式低电压起动过电流保护，可用于63MVA 及以上升压变压器；对于升压变压器、系统联络变压器，当采用过电流保护不能满足灵敏性和选择性要求时，可采用阻抗保护。
（4）过励磁保护。目前的大型变压器设计中，为了节省材料，降低造价，减少运输重量，铁心的额定工作磁通密度都设计得较高，接近饱和磁密，因此在过电压情况下，很容易产生过励磁。在过励磁时，由于铁心饱和，励磁阻抗下降，励磁电流增加的很快，当工作磁密达到正常磁密的1.3~1.4倍时，励磁电流可达到额定电流水平。其次由于励磁电流是非正弦波，含有许多高次谐波分量，而铁心和其他金属构件的涡流损耗与频率的平方成正比，可引起铁心、金属构件、绝缘材料的严重过热，若过励磁倍数较高，持续时间过长，可能使变压器损坏。因此，高压侧为500kV 的变压器宜装设过励磁保护。装设变压器过励磁保护的目的是为了检测变压器的过励磁情况，及时发出信号或动作于跳闸， 使变压器的过励磁不超过允许的限度，防止变压器因过励磁而损坏。
（5）压力保护。压力保护也是变压器油箱内部故障的主保护，当变压器内部故障时，温度升高，油膨胀压力增高，弹簧带动继电器触点，使触点闭合，作用于切除变压器。
（6）温度及油位保护。温度保护包括油温和绕组温度保护，当变压器温度升高到预先设定的温度时， 温度保护发生告警信号， 并投入启动变压器的备用冷却器。油位保护反应油箱内油位异常的保护。运行时，因变压器漏油或其他原因使油位降低时动作，发出告警信号。
（7）冷控失电保护。为提高传输能力，对于大型变压器均配置有各种的冷却系统，如风冷、强迫油循环。在运行中，若冷控失电，变压器的温度将迅速升高。
若不及时处理，可能导致变压器绕组绝缘损坏。
（8）变压器的后备过流保护。变压器后备保护作为变压器自身的近后备和各侧母线、线路的远后备，地位也十分重要。双绕组变压器，后备保护应装在主电源侧。根据主接线情况。保护可带一段或两段时限，以较短的时限缩小故障影响范围，跳母联或分段断路器；较长的时限断开变压器各侧的断路器。三绕组变压器和自耦变压器，后备保护要分别装在主电源侧和主负荷侧。主电源侧的保护带两段时限，以较短的时限断开未装保护侧的断路器，主负荷侧的保护动作于本侧断路器。当上述方式不符合灵敏性要求时，可在各侧装设后备保护，各侧保护应根据选择性的要求考虑加装方向元件。
结语
在我国，电网的发展有着不可磨灭的作用，变压器是电网运行中的核心设备，变压器的运行稳定决定了整个网络的稳定。继电气试验和继电保护是维持变压器安全和稳定的基本策略，要求电网系统正确运用继电保护策略，减少设备故障并及时清除已发生的故障。另外，在运行过程中，还要对实际的运行状况进行具体的分析。
参考文献
[1]郭启禄，张坤.发电厂电气设备运行中常见故障及应对措施[J].科技经济市场，2015，12（1）.
[2]步天龙.关于电力变压器继电保护的设计[J].北京电力高等专科学校学报，2010，（1）.
论文作者:李长勇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/10/11
标签：变压器论文; 故障论文; 电流论文; 继电保护论文; 断路器论文; 励磁论文; 发电机论文; 《防护工程》2018年第11期论文;