摘要：电力变压器是电力系统的重要电力设备，发挥着关键性的作用。电力变压器在运行时会因为很多原因发生电力故障，影响了电力系统的安全和稳定运行，形成了事故隐患。本文论述了电力变压器的继电保护配置以及常见的故障。
关键词：电力变压器；继电保护；配置；故障
电力变压器是电力系统中的重要电器设备，它影响着电力变压器的工作可靠性，对于保证电力系统的安全性具有重要的促进作用。但是电力变压器在运行时，会因各种客观和内在因素而发生故障，电力变压器的各个部位都会发生故障，根据故障的发生部位可以分为内在和外在两个方面，不论是哪种形式的故障都影响电力系统供电的可靠性和安全性。所以要根据电力变压器的容量和工作特性来选择适合的继电保护装置，选择好了可以保证电力变压器的科学运行。
1电力变压器继电保护装置的重要性
在电力系统经常发生供电事故和安全问题，其中由于电力变压器的原因产生的不在少数，造成了严重的经济和社会损失，对居民的生命财产安全也产生不利的影响，影响了电力系统的稳定运行。发生这些电力变压器电力事故，让我们认识到必须要做好对电力变压器的保护，这对于电网的稳定和安全运行起着至关重要的作用。
1.1继电保护的概念
继电保护是在进行电力系统的故障以及危害性的基础上，对策反事故控制的探索和推测，在进行继电保护时使用触电的继电器来对电力系统进行保护，使电力设施和电力元件免受故障的损害，这种触电的继电器称为继电保护器。在进行继电保护工作时，如果电力系统发生了故障或异常，就可以以最快的速度和最小的区域内对故障进行控制，从而及时有效的消除这些故障，对周围其他设施也不会造成危害。
1.2继电保护的工作原理
在使用继电保护装置时，要提前对其进行合理的分区，并设置好保护元件，这些元件要处于正常可以使用状态。保护装置要反映出元件是否在工作时处于正常运行状态或者故障状态，故障是区内或者是区外故障。要实现这一功能，要掌握电力系统发生故障前后物理量的变化情况。
2电力变压器继电保护装置的分析
随着社会经济的发展和人民生活水平的不断提高，人民需要稳定、可靠的生活和生产用电。电力变压器是保证电力系统安全和稳定运行的关键元器件，它在电力系统中的地位也越为越重要。在电力系统的日常工作中加强对继电保护装置的配置非常重要，提高电力系统的运行效率，按照电力变压器的技术规程进行操作，是人们重点关心的课题。在进行配电装置的选择坚持的原则有：
一是装设瓦斯保护时要根据变根据电力变压器内部的各种短路和油面的下降情况，通过继电保护器的信号实现轻瓦斯的瞬时动作，断开各侧断路器可以进行重瓦斯的瞬时动作。
二是在进行主保护时，要装设反应电力变压器的绕组、引出线的多相短路和匝间知足的级联差动保护、电流速断保护，在断开各侧断路器时进行瞬间动作。
三是由于外部相间短路原因引起电力变压器的过电流，根据电力变压器的容量、运行状况和灵敏度的要求，要选用后备保护，如过电流保护、复合电压引起的过电流保护、负序电流、低电压起动的过电流保护和阻抗保护，通过跳闸来进行时限动作。
3电力变压器的保护和配置原则
3.1瓦斯保护
瓦斯保护是电力变压器的主要保护，是电力变压器的内部故障引起的性能降低，包括多相短路、绕组的匝间短路、内部短线、绝缘劣化、油面下降或者漏油等。下图用变压器瓦斯保护的原理图来说明。.png)
继电器触头KG-1进行轻瓦斯保护，KG-1动作后发出预先信号。另一触头KG-2进行重瓦斯保护，KG-2动作后经过KS的线圈起动中间继电器KPO，中间继电器的两对触头作用是使QF1和QF2跳闸。为了防止重瓦斯触头不稳定的情况发生，要选用可以自我保护的中间继电器。保护动作后，断路器的辅助触头QF1-1、QF2-1可以清除出口回路的自保护。如果变压器加油或换油后以及进行气体继电器试验时，要利用连接片XB使重瓦斯改接到信号位置。
如果电力变压器产生轻微瓦斯或者油面下降，此时瓦斯保护装置可以发挥动作，如果产生了大量的瓦斯，瓦斯保护装置要接通跳闸回路，断开电力变压器电源侧的断路器。如果电力变压器未装断电器，瓦斯保护会发出信号。
3.2过电流保护
过电流保护反映的是电力变压器的外部短路，是瓦斯保护的后备保护，一般配置于降压电力变压器，如果过电流保护的灵敏度不足，可以采用复合电动起动的过电流保护，如果是系统联络电力变压器或者是大容量的升压电力变压器，要采用负序电流和低电压起动的过电流保护。
3.3零序电流保护
零序电流保护用于电力变压器外部接地的短路，如果接地电网的中性点接地运行，升压电力变压器或者降压电力变压器要装零序电流保护，也是电力变压器的后备保护。
3.4纵联差动保护
纵联差动保护可以对电力变压器的高低压侧的电流大小和相位进行比较，如果电力变压器出现外部故障时，差动保护回路无电流，此时纵联差动保护不动作，如果电力变压器的内部或引出线发生故障，差动保护继电器的电流是两侧电流互感器的电流之和，纵联差动保护起作用，故障排除。纵联保护灵敏度较高，选择性好，是电力变压器的主保护。下图为纵联差动保护原理图。.png)
纵联差动保护装置由电流互感器和继电器等组成，两个电流互感器串联成环路，继电器并联在环路上。如果保护范围外发生故障，电流互感器的二次侧电流大小和相位都相同，流经继电器的差电流为零。如果保护区发生短路保障，继电器的差电流不再为零，此时继电器动作，断路器跳闸，起到保护的作用。
4电力变压器继电保护故障和应对策略
电力变压器是电力系统中重要的电力设备，如果发生由于电力变压器的原因造成的故障要进行及时的排除，以免威胁到其他设备的正常运行。在电力系统运行过程中，为了保证电力变压器的安全运行，防止事故的蔓延，保证电力系统的稳定、安全运行，对继电保护引发的故障进行预防和处理非常的重要。常用的继电保护故障主要有：
4.1相间故障的后备保护存在的问题
很多的中、低电力变压器母线发生故障，是因为断路器发生短路，没有及时的中断或是未发生相应的反应。在进行高压电力保护时，断路器没有足够的灵敏度，所以发生了严重的故障。出现这些故障问题的原因有：
一是电力闭锁元件的灵敏度不高，如果电力变压器的电流保护达不到要求的灵敏度，通过采用复合式电流保护装置来进行电流控制，这主要用于低压变电器。高电压和中电压的电压稍高，所以无法启动低电压元件。为了提高高、中压侧电压元件的灵敏度，可以采用三侧电压闭锁开联的方法，这样的话低压侧就使用本侧电压。采用这种方法提高了灵敏度以后，切除低压侧故障时，因启动电流过大会形成误动。二是电流元件的灵敏度不足，220KV大容量主变，在低压侧安装限流电抗器，降低了低压母线的短路电流，高压侧过电流保护的元件，失去了对低压母线短故障的灵敏度。两台变压器的中压并联，灵敏度会越来越不足。所以要合理安排运行方式，保护变压器的配置，可以保证电力系统的安全稳定运行，防止长时间、大面积的停电。
4.2主变保护的直流配置
在10KV断电器柜内发生母线故障时，直流系统内部接入弧光，使直流操作电源消失，引起变压器的损坏。为了保证两套继电保护的双重化独立运行，防止弧光进入直流系统引起变电站的直流停电，变电站有两段直流母线，每套保护由某一段母线进行供电。
4.3进行主变差动保护的电流互感器
旁路断路器和主变断路器共同运行时，有些操作方法是将电流互感器切换到套管电流互感器，电流互感器用于进行差动保护，这样做缩小了差动保护的范围，如果套管和旁路断路器发生了短路，不会有差动保护。旁路断路器电流互感器与主变套管电流互感器的同步电气布置暂时还达不到，在这段差距内可能会发生故障，在进行旁代时，要将差动保护用电流互感器切换为旁路电流互感器。
5小结
本文分析了电力变压器继电保护时存在的问题，并提出一些补救的措施，对于变压器的新建、扩建和改造，要进行微机保护，使所有的运行设备要由两套独立的交直流输入和输出回路，并保护不同断路器的继电保护装置，保证电力系统网络的安全和稳定运行。
参考文献：
[1]刘静华.浅谈变压器保护的选择[J].中国电力教育，2011（21）.
[2]沈倩等.一起因电流互感器饱和引起继电保护越级跳闸的事故[J].电力设备，2008（08）.
论文作者:谢伟军,廖仲勋
论文发表刊物:《基层建设》2016年14期
论文发表时间:2016/11/2
标签：电力变压器论文; 电流论文; 故障论文; 瓦斯论文; 电力系统论文; 断路器论文; 继电器论文; 《基层建设》2016年14期论文;