摘要：变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要由初级线圈、次级线圈、铁芯组成。变压器在当今社会应用十分广泛，比如说发电厂的发电机“制造”出来的电就是运用变压器升压输送至千家万户的。可以说，没有变压器就没有我们现在方便舒适的现代生活。当然，变压器的广泛应用也衍生出许多有关变压器的问题。变压器保护就是其中一个非常重要的课题。变压器的保护有关问题主要涉及到变压器保护的方式、变压器保护的装置等。
关键词：变压器；保护；保护装置
随着变压器制造技术的不断提高，变压器的效率也在不断提高，变压器的应用也在不断变得更加广泛。这也带来了一系列有关变压器维护的一些问题。可以说做不好变压器的的保护，我国的电力产业将近乎崩溃。近年来，我国的变压器保护做的越来越好，但在某些方面做的还是不够到位。所以变压器的保护工作的不断推进是目前的紧要问题。要想做好变压器的保护，首先要明白变压器的工作原理以及有关变压器保护的基础知识。
1 变压器保护的方式
1.1变压器的纵差保护
纵差保护是纵联差动保护的简称 , 许多电器主设备都选择纵差保护来作为主保护。这样做的原因是它选择性好，灵敏度高。可以说，继电保护在变压器上的应用是非常成功的。它的主要原理是电磁功率平衡。即当被保护区域发生故障时，保证电力互感器的两侧电流大小相等，相位相反。因此保证了流经继电器的电流差为零。当发生短路时，差电流不再为零，根据带制动特性的原理，差电流越大，制动电流也越大，继电器能够可靠制动导致继电器将跳闸，从而保护变压器不受损坏。当然这种保护方式也并不是十分完美的。在变压器的纵差保护进程中，一直有励磁通流的存在，励磁通流大小一般远远大于变压器额定电流，且只流过变压器的空投电源侧，而不能通过开路的负荷侧。若变压器差动保护未能对流入纵差保护的差动回路的励磁通流准确识别并闭锁，则保护装置必然会发生误动作的严重后果。励磁通流的存在严重影响了变压器差动保护的正常动作，因此对励磁通流和内部故障电流的正确识别是变压器差动保护一个非常重要的问题。虽然科研人员一直在努力解决这个问题，也研发出了几个较为有效的封闭方案，但由于输电线路长度的不断增加，静止无功补偿容量的增大以及变压器硅钢片工艺的改进、磁化特性的改善等因素使变压器纵差保护的固有原理性矛盾更加突出。
1.2变压器的气体保护
气体保一般是作为某些变压器的主保护方式的。它有着能够准确反映变压器故障类型的优点，并且装置简单，易于操作，因此这种保护方式应用较为广泛。气体保护的主要原理大致如下:当油浸式变压器发生故障时，由于电流的热效应，变压器内部的橡胶等绝缘材料会受热分解，产生部分气体。这些气体胡刺激气体继电器发生动作，切断变压器与电源的连接，从而起到保护变压器的作用。工作人员设置可以通过检测气体继电器中气体的成分来进一步推测事故发生的原因。从源头上杜绝事故的再次发生。这种保护方式目前是变压器保护的主流方式，由于其灵敏度高的优点而被广泛应用在变压器的使用过程中。但是这种保护方法也并非完美无缺。气体保护主要依赖于气体继电器而起作用，但是目前气体继电器的制造工艺还不够完美，经常会出现漏油的现象。这给气体保护的进一步推广带来了不小的障碍。如果我们能有效的解决这个问题，并且研发出能很好契合各种变压器的气体继电器，相信气体保护将会得到更加广泛的应用。
1.3变压器的其他保护
除了以上两种保护方式外，变压器的保护还有相间短路后备保护、过负荷保护、单相接地保护、温度保护、冷却器故障保护等。下面主要研究相间短路后备保护和单相接地保护。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆相间短路后备保护是对差动保护的一种补充，是为了防止差动保护的继电器不能动作而设立的后备措施。相间短路后备保护一般采用低电压过流保护、抗阻保护、复合电压启动的过流保护的方式。对于不同的故障情况，一般选用不同的保护方式。例如，对于外部相间短路引起的变压器过电流，宜采用复压过流保护。对于外部接地短路故障，采用零序电流保护或零序电压保护等。单相接地是化工企业低压配电系统经常出现的一种事故，这种事故会对生产造成诸多不利影响，因此单相接地保护应运而生。过电式保护与单相接地保护是有许多共同之处的。低压侧的单相接地保护可由高压侧的三相式过电流保护来同时承担。此时保护装置的灵敏系数必须要满足要求。当馈出支路的末端或者支路所带的配电间母线发生单相接地短路时高压侧过流保护不再能起低压侧单相接地保护功能。现阶段，我国变压器的接地保护主要可以通过零序电流保护原理或者是采用电机智能综合保护器来实现。这两种方式都有一定的缺陷。我国正在逐渐推广使用的带接地电流保护的断电器比较好的解决了这些缺陷。它使用漏电保护模块来实现单相接地保护，跳闸的主要能量来自于故障电流。这种装置一边解决了常规接地保护方案存在的问题，一边简化了接线方式，可以说是一种比较完善的保护方案了。
2 变压器保护的装置
2.1储油柜
膜式储油柜由上下两个半圆柱体组成， 它们通过密封材料连接成一个整体。这两部分有着不同的作用。上边一半主要起呼吸作用，下边一半则盛装着变压器油。连接它们的隔膜则起到隔离空气的作用，防止了变压器油的氧化。这种结构对材料了和制作工艺的要求很高，随意经常出现漏油的现象。这不仅会影响变压器的美观，还会使变压器不再密封，导致水分进入，油的含水量会上升，影响油的绝缘功能。这样一来，变压器就会有被击穿的危险，更有可能造成电起火等危险事故的发生。
2.2气体继电器
气体继电器是油浸式变压器的保护装置。当变压器发生故障时，变压器中会出现一些气体，这是气体继电器就会动作，及时切断电源，避免事故进一步恶化。而且工作人员还可以通过检测继电器中空气的成分来对事故的缘由进行进一步的排查。但气体继电器普遍存在着渗油现象，这严重影响到了变压器的质量，带来了严重损失。目前气体继电器的改进方法主要有以下几种；改进接线柱、改进上大盒与壳体的密封结构、改进探针装配结构的、改进接线箱盖。这几种方法中，能从根本上解决问题的是改进上大盒与壳体的密封结构。运用壳体扣槽限位方法，我们可以解决橡胶垫的弹性变弱问题，从问题的源头上避免了漏油事故的发生。
2.3其他装置
除了上面叙述的储油罐和气体继电器外，变压器的保护装置还有吸湿器、安全气道、净油器、测温装置等。各种变压器保护装置并不是独立的，而是相互配合，一起发挥作用的。例如安全气道就可以由储油柜上引出,空腔也可以用管子相连。这样气道内残留的空气就不会通过假油面。这种结构可以有效提高气体继电器的可靠性，防止火灾的发生。吸湿器则可以通过其内部装有的变色硅胶吸收进入储油柜中的湿润空气，避免漏油。除此之外，净油器也有类似的作用。当变压器油刘静净油器时，变压器油中的杂质和水分会被吸附住，确保流入储油罐的变压器油是纯净而绝缘的。
3 结语
电力在我国国民经济的快速中起着举足轻重的作用，而变压器则是电力产业发展中不可缺少的一环。保护变压器，从某种程度上来说就是在为我国国民经济的健康发展保驾护航。我们只有全力探索变压器的保护问题，努力改进保护方法，改造保护装置，才能早日实现中华民族的伟大复兴。
参考文献
[1]论电力变压器运行维护的方法[J].黄红坤.工程技术研究,2016(07).
[2]电力变压器的接地保护技术分析[J].陈秀云.科技展望,2017(26).
论文作者:钟文龙
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/14
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