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摘要：国家社会经济的不断进步与发展，极大地促进了继电保护技术的飞跃，研究其在变压器故障中的改进问题，对于提升变压器的整体应用效果具有极为关键的意义。本文介绍了电力变压器故障类型，分析了变压器继电保护原理及原则，研究了对于故障采取的保护技术，望对相关工作的开展有所裨益。
关键词：继电保护技术；变压器；故障；改进
1前言
随着变压器故障处理条件的不断变化，对继电保护技术的应用提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践。基于此，本文从概述相关内容着手本课题的研究。
2概述
随着我国电力工业的成熟，电网范围也在逐渐增加，电网也越来越墨迹。电力变压器时时刻刻都要接受来自外界的负荷，尤其是来自电力系统短路故障的负荷。所以，电力变压器在工作时偶尔会出现故障，进而影响了整个系统的正常运作。一旦电力变压器出现故障，那么电力系统就会受到干扰，甚至停运，尤其是容量较大的变压器故障，对系统的影响力更甚。随着我国电力工业的成熟，电网范围也在逐渐增加，电网也越来越墨迹。电力变压器时时刻刻都要接受来自外界的负荷，尤其是来自电力系统短路故障的负荷。所以，电力变压器在工作时偶尔会出现故障，进而影响了整个系统的正常运作。一旦电力变压器出现故障，那么电力系统就会受到干扰，甚至停运，尤其是容量较大的变压器故障，对系统的影响力更甚。
3电力变压器故障类型
根据故障产生的原因，电力变压器的故障类型大致可以分成三种，一种是变压器油箱内部故障，一种是变压器油箱外部故障，以及其他故障。
3.1变压器油箱内部故障
变压器油箱内部与高压侧、低压侧的绕组出现短路等现象这就是变压器内部故障，内部故障短路发生时会产生电弧现象，电弧会干扰装置的绝缘性，随着温度的上升，装置的绝缘材料和变压器就会发生化学反应产生大量的气体，这些气体的浓度达到一定极限会发生爆炸，可能会烧坏变压器的铁芯。当变压器线路发生短路现象，变压器的保护装置能够立即切断电路，避免电弧现象的出现。
3.2变压器油箱外部故障
变压器绝缘套管上和绕组引出线的故障就是外部故障。当变压器的绕组对电压器电能转换起到基础性作用。
3.3其他故障
变压器在运行过程中还会出现一些故障：变压器绝缘故障。根据电力故障的相关数据统计，绝缘故障占据变压器故障的80%以上，绝缘故障产生的最主要原因是变压器绝缘系统不稳定。电力系统的变压器长时间处于高负荷的状态下，变压器本身产生的波动效应都会对绝缘材料产生影响，绝缘材料出现老化、发黑等现象，影响变压器的绝缘效果；当变压器油位过高，那么变压器就会引起油枕泄露；如果油位太低，就会发生绝缘击穿故障；当变压器的容量很大时，变压器内的磁通密度和铁芯的密度差不多，电压会出现低频率，引起励磁故障。这些因素都会对变压器内部的铁芯、变压器绕组和其他部件产生影响，降低变压器的绝缘效果。
4变压器继电保护原理及原则
4.1变压器继电保护基本原理
变压器继电保护主要靠继电保护装置来完成。其基本原理为，继电保护装置能够对受保护区域内的故障做出适当的反应，提示维修人员设备存在安全隐患。继电保护装置要能够正确地判断故障，不能误动或拒动。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆出现故障的变压器和未出现故障的变压器的电气量发生巨大变化，其中电流和电压是主要表现。发生故障后，继电保护装置显示，变压器系统的电流瞬间增大，变压器正常运行状态下，电流为额定电流。而故障发生后，很可能造成系统的短路，电流值迅速上升并且远远超过额定电流值，容易造成系统内部零件烧毁。与此同时，电压会降低，并且越接近短路点，电压值下降越多。与正常运行相比，故障下的变压器系统电流与电压之间的相位角增大。最后，故障状态下的系统会出现阻抗上的变化，也就是电压与电流的比值减少，无法维持设备的正常运行，从而造成电力系统停止工作。
4.2变压器继电保护的原则
继电保护装置发挥保护功能要具有可靠性、选择性、灵敏性和速动性四个特点。可靠性是继电保护的最基本要求，要求在执行继电保护的过程中，正确判断和发现故障，并且要发出正确的预警信号。继电保护装置要满足设备运行的基本性能，不能误动或者拒动。当变压器出现短路后，还要求继电保护装置具有选择性，是指在发生故障后只对保护区范围内出口动作，帮助维修人员判断故障位置，减少资源浪费，不影响系统的整体工作性能。由于故障多在瞬间出现，因此判断故障也要具有灵敏性和快速性，从性能上继电保护装置应具有高度的灵敏性，一旦设备存在故障隐患，就将提供预警报告，并将故障可能范围降到最低，使工厂可以实现预防先于维修，提高设备的运行效率。继电保护装置整体规程与灵敏度的计算方式不同，前者是在最大运行方式下进行计算的，而后者是在最小运行方式下进行计算的。灵敏度高的继电保护装置要能够对短路点进行正确判断。也就是说，无论是在最大运行模式，还是在最小运行模式下，继电保护系统都要保持可靠的运作性能。要求继电保护装置可以识别变压器内部轻微匝间故障，确保保护范围。同时，继电保护装置的动作要快，要在第一时间做出判断，以便于维修人员能够及时发现变压器故障，减少运行损失。继电保护装置的故障判定范围包括电厂设备的母线电压小于有效值、大型发电机或者大容量发电机内部故障、对人体安全造成影响的干扰信号，若单指变压器的话，还包括电压器内部的线路短路、匝间短路和接地短路现象。另外，针对故障的电流不平衡和差动电流现象，均应做出准确的判断，从而确保变压器的运行稳定，促进电厂的正常运行。
5对于故障采取的保护技术
5.1高压侧有关动作的改进措施
在相应变压器的后备保护过程中，可加上若干个与门电路，其动作情况是：在低压侧有关断路器断开，且高压侧电流大于允许值的情况下，根据规定时间跳开高压侧的断路器；在三圈变压器后备保护的过程中，可加上若干个与门电路，其动作情况是：在低压或压侧断路器断开，且高压侧电流大于允许值的情况下，根据规定时间跳开有关断路器。
5.2改进中低压侧的保护方法
在变压器后备保护的过程中，可加上若干个与门电路，其动作情况是：在低压侧断路器断开的情况下，且这一侧的电流大于允许值时，根据规定时间跳开高压侧的断路器。在三圈变压器后备保护中，可加上若干个与门电路，其动作情况是：在中压侧的断路器发生断开时，且中压侧的电流超出了规定值，根据规定时间跳开高、中压两侧的断路器。
5.3实际应用中的问题和解决措施
在实际应用过程中，由于运行方法的不同，会引起保护装置发生误判，因此必须采取有针对性的措施。对于两圈变压器，在低压侧断路器停用或检修状态，但高压侧断路器和主变处于运行状态时，为防止低压侧断路器由于移动引起保护异常启动，要结合实际情况加上一块位置压板。对于三圈变压器，除了和两圈变压器相同的问题外，还应考虑在高、中压侧的断路器正在运行，而低压侧的断路器处于备用时，可能出现的因中压侧短路造成的高压侧过流保护启动；或在低压侧的断路器发生断开时，跳开变压器两侧的断路器等问题。因此，要注重动作时间的合理性，且部分变压器应改变中压侧逻辑与接线方式，以防止发生此类情况。
6结束语
通过对继电保护技术在变压器故障中应用的研究，我们可以发现，该项工作理想效果的取得，有赖于对其多项影响因素与关键环节的充分掌控，有关人员应该从客观实际出发，充分利用既有优势资源与条件，研究制定最为符合实际的继电保护技术应用实施方案。
参考文献：
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[3]张琴.电力变压器故障类型分析与继电保护设计[J].机电信息，2013（18）：25-26.
论文作者:巫吉祥,胡亮
论文发表刊物:《河南电力》2018年3期
论文发表时间:2018/6/27
标签：变压器论文; 故障论文; 断路器论文; 保护装置论文; 继电保护论文; 电流论文; 继电论文; 《河南电力》2018年3期论文;