摘要：随着社会的发展，推动了工农业发展，因此对于电力能源的需求量不断增大，推动了电力行业的快速发展，电力行业作为国家经济的支柱产业，其运行的安全性以及稳定性受到了越来越高的关注，同时对于电力系统的运行状态也提出了更高的要求，变压器作为整个电力系统正常运行的保障，其运行的安全性以及稳定性直接关系到继电保护系统运行的可靠性，因此对变压器的运行安全以及继电保护展开详细的探究是非常有必要的。本研究首先分析了变压器的瓦斯保护，然后分析了变压器的差动速断保护，变压器的纵联差动保护以及变压器的过电流保护以及过负荷保护，最后分析了变电器运行过程中需要注意的问题，对于提升变压器运行的稳定性有一定的参考价值，最终的目的在于促进整个电力行业安全稳定发展，为社会经济的长足发展贡献力量。
关键词：电力系统；变压器；运行安全；继电保护
1.前言
伴随着时代的不断变迁，我国电力行业在国民经济以及人们的居住生活中占据着非常重要的位置，促进电力系统运行的安全性以及稳定性，才能够保障国民经济以及居民正常生活供电，对于整个电力系统而言，变压器是整个系统的关键，为了保护变压器，电力从业人员设计了继电保护系统，继电保护系统可以及时判断出电力系统在运行过程中出现的各种故障，然后将有问题的器件及时进行切断。并且报告给监测人员，第一时间采取有效对策，促进电力系统运行的稳定与安全性。
2.变压器的瓦斯保护
2.1当变压器绕组匝间与层间局部短路、铁芯绝缘不良，以及变压器严重漏油，油面下降，轻瓦斯均会动作；当变压器内部发生严重故障，如一次绕组故障造成相间短路，故障电流使变压器产生强烈气流和油流，冲击重瓦斯挡板，使重瓦斯动作，断路器掉闸并发出信号。
2.2如当时变压器无明显异常，可收集变压器瓦斯气体，进一步分析、确定故障性质。收集到的气体若无色、无味，且不可燃，说明瓦斯继电器动作的原因是油内排出的空气引起；如果收集到的气体是黄色的，不易燃烧，说明是变压器本质部分故障；如气体是淡黄色带有强烈臭味并可燃的，则为绝缘纸或纸板故障；当气体为灰色或黑色易燃，则为绝缘油故障。对于室外变压器，可以打开瓦斯继电器的气阀，点燃从放气阀排出的气体，如果气体可燃，则将燃烧并发出明亮的火焰。需要注意的是当油开始从放气阀外溢出时，应迅速将放气阀关闭；对于室内变压器，应禁止在室内进行点燃试验；判断气体颜色要迅速，否则气体颜色会很快消失；取变压器瓦斯气体时应停电后进行。
2.3如瓦斯保护动作仍未查明原因，为了进一步证实变压器是否为良好状态，可取出变压器油样作简化试验，看有无耐压降低和油闪点下降的现象。如仍然没有问题，应进一步检查瓦斯保护二次回路，看是否因瓦斯保护误动作，以证实继电保护的可靠性。变压器重瓦斯动作时，断路器掉闸，如未进行故障处理并未确实证明变压器无故障时，不可重新合闸送电。若发现是差动保护动作，需对动作原因进行判断。要准确判断出是变压器套管等原因造成的，还是变压器内部故障的原因。
3.变压器的差动速断保护
差动保护是变压器的主保护。主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。在绕组变压器的两侧均装设电流互感器，其二次侧按循环电流法接线，即如果两侧电流互感器的同级性端都朝向母线侧，则将同级性端子相连，并在两接线之间并联接入电流继电器。在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器的二次电流之差，也就是说差动继电器是接在差动回路的。从理论上讲，正常运行及外部故障时，差动回路电流为零。实际上由于两侧电流互感器的特性不可能完全一致等原因，在正常运行和外部短路时，差动回路中仍有不平衡点流Iumb流过，此时流过继电器的电流IK为Ik=I1-I2=Iumb要求不平衡点流应尽量的小，以确保继电器不会误动。当变压器内部发生相间短路故障时，在差动回路中由于I2改变了方向或等于零（无电源侧），这是流过继电器的电流为I1与I2之和，即Ik=I1+I2=Iumb能使继电器可靠动作。变压器差动保护的范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备、以及连接这些设备的导线。由于差动保护对保护区外故障不会动作，因此差动保护不需要与保护区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合，所以在区内故障时，可以瞬时动作。
4.变压器的纵联差动保护
变压器的纵联差动保护，是指由变压器的一次和二次电流的数值和相位进行比较而构成的保护。纵联差动保护装置，一般用来保护变压器线圈及引出线上发生的相间短路和大电流接地系统中的单相接地短路。对于变压器线圈的匝间短路等内部故障，通常只作后备保护。纵联差动保护装置由变压器两侧的电流互感器和继电器等组成，两个电流互感器串联形成环路，电流继电器并接在环路上。因此，流经继电器的电流等于两侧电流互感器二次侧电流之差。在正常情况下或保护范围外发生故障时，两侧电流互感器二次侧电流大小相等，相位相同，因此流经继电器的差电流为零，但如果在保护区内发生短路故障，流经继电器的差电流不再为零，因此继电器将动作，使断路器跳闸，从而起到保护作用。变压器纵差保护是按照循环电流原理构成的。纵差保护区（纵差保护区为电流互感器TA1、TA2之间的范围）外故障时，流入差动继电器中的电流为零，保证纵差保护不动作。但由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，因此，为了保证纵差保护的正确工作，就须适当选择两侧电流互感器的变比，使得正常运行和外部故障时，两个电流相等。
5.变压器的过电流保护
变压器的过电流保护装置安装在变压器的电源侧。作为变压器的外部故障和内部故障的后备保护，同时也作为下一级线路的后备保护。但是变压器的过电流保护装置的动作切除故障时间较长。变压器的过电流保护装置动作电流应按照躲过变压器的最大工作电流来整定。时间整定按照的整定阶梯原则进行来确定。
6.变压器的过负荷保护
变压器过负荷保护是为了保护变压器一些不正常运行状态而设置的。由于过负荷电流是对称的，所以只需在任一相上装设电流继电器即可。其原理接线图见下图。
过电流保护的动作电流应按照躲过变压器的额定电流来整定。在时间整定上，为了防止短路和电动机启动时误发信号，所以过负荷保护的整定时间要大于变压器的过电流保护的动作时间和电动机启动时间，一般取10s。
7.建议
7.1变压器作为电力系统中的重要电气设备，设计、制造及运行各环节都应注意其安全性。其动、热稳定性的设计应充分考虑变压器是否并列运行，并列运行的台数，几侧有电源及电网中性点接地方式等要求。
7.2为了确保变压器运行中承受故障的热稳定性，制造厂应提供变压器绕组流过故障电流大小与允许时间的关系曲线，类似于发电机允许承受负序的A值要求。
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论文作者:王银超
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/14
标签：变压器论文; 电流论文; 故障论文; 继电器论文; 瓦斯论文; 动作论文; 差动论文; 《电力设备》2017年第35期论文;