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摘要：变压器出现故障，往往会给供电可靠性和系统的正常运行造成巨大的影响，所以在电力系统中占非常重要地位。本文主要探究与讨论10kV 电力变压器的继电器保护类型和动作处理、继电保护装置选择和数值整定，并且分析其常遇故障及异常运行状况。
关键词：变压器；供电；继电保护；数值整定
在我国国民经济中，电力系统是基础，其电网分布在全国各地。电力系统的运行环境，影响其稳定性的因素都很复杂，包括人为因素和自然因素[1]。变压器是对电力系统的可靠性和稳定性都有着重要影响的供电设备，所以在所有因素中，变压器的稳定性是对电力生产有着较为重要因素。正常来说，在电力系统发电、变电、输电、配电和用电五个环节中，都有各种各样的变压器[2]。这些变压器让各种电力使用及生产设备紧密的联系在一起，因此，其故障检测和分析具有相对重要的意义。
1 110 kV电力变压器常遇故障
电力系统中最常用的一种变压器是10 kV变压器，使用环境很复杂，频繁的应用于电力系统中相对重要的部分[3]。因此，10 kV变压器发生故障就会产生较为严重的后果。按照故障发生部位区分为内部故障和外部故障两类型。相间短路、绕组匝间短路及相间接地等变压器内部的故障称作内部故障。而变压器单相接地故障及引出线绝缘套筒间的短路故障等发生在变压器外部的故障称为外部故障。具体分为以下几种。
（1）芯体故障：由于变压器绝缘老化，部件之间发生短路和断路等故障。一般主要有以下几种：内部绕组绝缘层老化发生的短路和断路，绕组铜线电阻过高或者受潮导致变压器过热，绝缘效果变差，变压器整体的机械故障及冲击电流造成的绕组机械故障等。
（2）变压器油故障：变压器正常情况下工作状态温度往往很高，而变压器油由于冷却不及时而因温度过高而造成氧化，就会吸收空气中的水分和氧气，并在无形中降低系统的绝缘性能。造成油泥阻塞变压器，使得变压器散热性能变坏，发生闪络放电等故障。
（3）磁路故障：磁路发生故障原因是由于变压器的芯体内部绝缘老化或是其他故障。使得变压器无法正常运行。
（4）结构方面故障：一部分是变压器和其他部件连接时接触不良导致整个变压系统局部过热，造成多种故障。其他这方面故障原因，如变压器漏油，变压器油受潮，防爆管路故障等。
2电力变压器的继电保护
电力变压器的继电保护通常有以下几种[4]：①出线的相间短路和经小电阻接地侧的单相接地或在中性点直接接地保护；②绕组的匝间短路；③外部相间短路导致的过电流；④过电流和中性点过电压；⑤油面降低；⑥过负荷； ⑦瓦斯或冷却系统故障。鉴于防范外部故障是电气设计工作主要研究，而且现在干式变压器的应用范围越来越广，
主要对变压器引出线的短路故障进行分析。针对变压器引出线、套管及内部短路故障的保护范围在GB/T 50062—2008《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》中第4.0.3条中已经有了详细的说明，结合《工业与民用配电设计手册》第三版第七章的内容，电力变压器的继电保护配置（容量在5 000 kV?A以下的电力变压器）如下表所示。
根据上述得出，在现在的设计中除容量小于400 kV?A的变压器外，大部分高压侧均使用断路器，变压器装设带时限的过电流保护，还要加装电流速断保护当过电流保护时限大于0.5 s时，得以保护； 2 000～5 000 kV?A的变压器的电流速断保护不够灵敏时要装设纵联差动保护。小于1600 kV?A的变压器应考虑低压侧的单相接地保护。另外，要对灵敏度进行校验的同时，需要计算保护装置的动作电流。
上述中只是电力变压器继电保护的基本要求，在实际中，当电力系统运行方式、变压器中性点接地类型、继电器的选用和接线方式不同时，继电保护整定电流限值、灵敏度校验及保护时限等都有变化。下面主要通过一个实际案例，对保护整定计算和校验作一个系统的说明。
3 电力变压器继电保护实例
如图所示11kV单侧电源放射状网络，确定线路AB的保护方案。变电所B、C中变压器连接组别为Ｙ，d11，且在变压器上装设差动保护，线路A、B的最大传输功率为Ｐmax＝9MW, 功率因数 ，系统中的发电机都装设了自动励磁调节器。自起动系数取1.3。
结论
在现实运行中需对现有继电保护进行认真的整定计算。根据10 kV低压系统自身的特点，不断积累和总结经验，分析并找到其规律性，在区域内发生短路故障时，能够快速、准确消除故障点，发挥其在电力系统稳定经济运行中的重要作用。实际设计中，最大与最小运行方式下系统的短路容量存在着巨大的区别， 特别灵敏度校验时，对计算结果产生影响，必须严格根据计算结果设计。要是灵敏度不符合要求，则必须按照GB/T50062—2008《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》规定的内容，考虑其他的保护类型。
参考文献：
[1] 李玉杰. 试论电力变压器继电保护设计[J]. 科学导报, 2015(24).
[2] 程钰淇, 于正浩. 对电力变压器继电保护设计的探讨[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2015(11).
[3] 马莎, 马国栋, 马莉. 对电力变压器继电保护设计的探讨[J]. 商品与质量, 2015(49).
[4] 刘军, 薛蓉, 王得发. 基于小波变换的电力变压器继电保护研究[J]. 电子测量技术, 2016(1):22-26.
论文作者:李奉泽
论文发表刊物:《电力设备》2016年第17期
论文发表时间:2016/11/7
标签：变压器论文; 故障论文; 继电保护论文; 电力变压器论文; 电流论文; 电力系统论文; 绕组论文; 《电力设备》2016年第17期论文;