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摘要：供电系统中，变压器是电力系统正常运行的重要保证。近些年来，虽然为确保供电系统安全可靠地运行而对变压器不断改进，但依然会存在故障。35 KV供电系统中，35KV变压器是重要的电气设备。当变压器出现故障，就会引起系统的不正常运行状态。因此，要对35KV变压器的故障类型进行分析，具有针对性地采取保护措施，以保证变压稳定而持续地运行。本论文针对35KV主变压器保护进行研究。
关键词：35 KV主变压器；过电流；过负荷；保护
供电系统中，变压器不仅承担着变换电压、分配和传输电能的作用，还承担着其他的电力服务，因此，变压器是确保供电系统有效运行的最为关键的设备。35KV变压器在运行中如果出现故障，主要是由于绕组、匝间产生短路而引起的油箱内的故障和套管、引出线产生短路而引起的油箱外故障。此外，还会由于过电流、过负荷而引发的变压器无法正常运行[1]。为确保供电系统保持稳定可靠的运行水平，就要及时排除影响变压器正常运行的各种因素，以尽量避免不良事故发生。
一、35 KV主变压器故障基本情况
（一）35KV主变压器故障发现经过
某变电站为35KV变压站，其运行模式为单线运行，设置为单独的变电站。从线路设计来看，为35KV进线和10KV出线维持变电站运行。变电站的负荷为800KW。
2014年，某35 KV变压站的一个变压器发生保护误动作。由于重合闸动作而引发了35KV变压站内差动保护动作，失压事故由此而发生。
从事故发生过程来看，该地区在变压器发生保护误动作当天为雷电天气。由于35 KV电源线受到雷击后而产生了跳闸，使得线路重合成功。与此同时，35 KV主变压器的电流和电压都显示为“0”。变电站的值班人员发展该事故后，立即将事件的详细情况向调度人员回报。然后，变电站的值班人员又检查了主变压器存在差动保护的所有连接设备，并没有发现有其他异常情况发生。值班人员将再次检查结果回报给调度人员后，检修人员到故障现场进行线路设备检修。主变压器检修人员对35 KV变电实施检修，检修内容包括35kV母线上的35kV侧SF 6 开关、连接在10kV线路上的10kV侧真空开关[2]。当CT试验结束之后，调度人员要求将住变压器的检修转变为热备用。当所有的检修工作结束后，调度人员要求将主变压器的高压侧开关合上。当主变压器在空载的状态上处于运行状态后，调度人员要求将主变压器的低压侧开关合上，不仅35KV线路正常运行，而且10KV线路也进入到正常运行状态。变电运行方式恢复正常。
（二）对35KV变压器保护装置进行设计分析
按照设计图纸要求，35KV变压器的回路保护应设置电流速断和高压侧接地两种保护。按照保护设计，在接线上可以采用2相2元件的方式，将电流信号分别引入2相主回路和电流互感器之后，就要启动侧控装置，以对跳闸系统以有效控制。
侧控装置所起到的保护作用包括：各段的电流方向保护和各地段的电压方向保护、大电流（小电流）接地系统的过电流保护以及电流处于加速状态的保护等等。当电流信号经过模块变化后进入到侧控单元，经过运算后，侧控装置就会在出口驱动端子的驱动下启动保护动作。
按照35KV主变压器的运行要求，要使主变压器能够保持正常的运行状态，就要对主变压器的保护装置进行合理设计。比如，根据运行需要对主变压器实施过流保护和纵连差动保护[3]。
（三）故障分析
当故障处理完毕后，对故障发生原因进行分析，主要是由于雷电天气35KV进线遭到雷击后而出现了线路短路，由此而出现速断保护动作。但是，当35KV线路开关重合成功后，由于速断保护在短暂的时间内突然动作，就会导致主变压器中有励磁涌流产生，且差流已经大大地超过了差动保护定值，此时，主变压器的谐波制动却没有制动，其原因在于谐波制动不符合启动定值要求。可见，励磁涌流是导致主变压器保护误动作的主要原因。
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励磁涌流作为变压器短时间充电过程中所产生的冲击电流，为励磁电流短时间内增大而引起，当完成充电之后，就会返回到降到正常状态。励磁涌流初始阶段数量大，之后会衰减到正常值。为了使变压器能够躲避励磁涌流的冲击，可以通过设置差动保护装置来实现。本次35 KV主变压器事故是由于变压器受到雷击之后，导致带负荷充电而引发。
二、35 KV主变压器的保护措施
（一）实施主变压器电流速断保护
对主变压器实施电流速断保护，就是将电流速断保护装置安装在电源侧，以在主变压器运行的过程中能够提高电流速断的敏感度，有效地对电源的侧线圈和电源的侧套管实施必要的保护[4]。在启动电流速断保护的过程中，对电流的设定，要按照最大短路电流进行整定，以使主变压器运行中，电流速断保护同时启动，在此过程中能够对电流速断快速反应，以避免短路事故发生。在启动电流速断保护的时候，由于主变压器处于空载合闸的过程中，会在瞬间产生励磁涌流，就需要确保电流整定的过程中，能够满足最大短路电流。
电流速断保护具有简单的接线设计，且能够迅速动作，可以有效地保护变压器。但是，电流速断保护虽然具有比较高的整定值，启动之后，却要在避开最大短路电流的同时，还要避开励磁涌流，因此其通常会对主变压器的高压线圈部分以有效保护，无法保护低压线圈部分。
（二）实施主变压器纵差动保护
为了避免电流互感器在电流二次回路的时候出现短路现象，就要采取主变压器纵差动保护，以避免引发差动保护误动作。主变压器纵差动保护电流要超过变压器运行中的最大负荷电流。这就说明，要使主变压器纵差动保护有效，就要将纵差动保护的整定值调高。通常情况下，变压器纵差动保护的电流可选范围在0.2 I n至0.5 I n之间。具体实施中，还要针对保护装置的参数，设定颤动保护启动值。
（三）实施主变压器的过电流保护
变压器的过电流是由于外部线路短路而引起的，要对由于过电流而引起的故障实施保护，就要选择三相星型接线的方法。过电流保护是对变压器实施主保护的基础上的后备保护，能够对主变压器运行中所存在的短路故障具有较高的敏感度。当保护动作后，就可以避免变压器由于过电流而引发故障，因此而确保变压器运行安全[5]。
（四）实施主变压器的过负荷保护
35kV主变电线路发生跳闸重合故障，会导致运行人员对故障误判断，因此，一旦有类似的故障发生，就要对引发跳闸重合故障的原因进行分析。本地研究中所存在的线路运行故障，是由于跳闸重合所引起，其中的一个主要的原因就是35 kV主变压器的切线和l0kV出线荷都没有对故障做出快速反应而切除，主变压器没有对该动作及时作出反映而继续充电，由此而引发了过负荷现象，致使差动保护动作出现。
当35kV主变压器存在过负荷现象的时候，就意味着三相电流同时增加，此时，就要将电流继电器安装在一相上，可以有效地避免出现短时间内的过负荷现象。还可以加装一台继电器，对开关的闭合时间根据实际需要而延长，且将闭合动作的时限界定于过电流动作的1个时限极差到2个时限极差。继电器需要选择线圈串联着有限流电阻的类型，可以促使线圈能够延长电流通过时间[6]。当过负荷保护动作，就会发出警报，当检修人员接到信号之后，就可以快速启动应对措施，并及时到故障现场抢修。
结论：
综上所述，供电系统运行中，变压器是关乎到系统是否能够正常运行的关键设备。由于主变压受到各种因素影响而产生短路，就会引发变压器保护误动作。某35 kV变电站的主变压器发生故障，主要是由于雷电作用而引发的保护误动作，引起变电站出现失压事故。引发故障的原因是综合性的，但主要是变压器短时间内快速充电而受到励磁电流的冲击，这就需要做好电流速断保护、纵差动保护、过电流保护和过负荷保护，以确保供电系统可以避开故障短路的影响而处于安全运行状态。
参考文献：
[1]杨成刚.一起35 KV变压器故障分析处理[J].科技创业家，2013（10）：85.
[2]郭艳星.35 kV整流变压器保护的安全设置[J].氯碱工业，2010，46（09）：5-7.
[3]田澍.3 5 KV变压器的控制和保护[J].安全质量，2015（05）科技资讯，2010（09）：131-131.
[4]何海川，郭培恒，耿坤.变压器高压试验方法及故障处理[J].科技创新与应用，2013（21）：147.
[5]徐刚，马宏忠，陈楷，王春宁.电力变压器噪声的主动控制[J].变压器，2013.50（05）：15-18.
[6]邓业刚.数字式继电保护及自动装置安全运行的影响因素和措施[J].电力讯息，2014（17）：64-67.
论文作者:秦孟良
论文发表刊物:《基层建设》2015年27期供稿
论文发表时间:2016/3/23
标签：变压器论文; 电流论文; 故障论文; 负荷论文; 差动论文; 变电站论文; 供电系统论文; 《基层建设》2015年27期供稿论文;