摘要：近年来，建筑电气中配电变压器的继电保护问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对继电保护相关内容做了概述，分析了电力变压进行继电保护的特点。在探讨建筑电气中配电变压器常见问题的基础上，结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就电力变压器运行中继电保护装置保护的具体应用展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：建筑电气；配电变压器；继电保护；途径
我们一般可以将变压器的部故障分为两大类：一类是油箱内故障；另一类是油箱外故障。油箱内故障有很多的原因可以导致其发生，其中包括绕组的相间短路、匝间短路、接地短路及经铁芯烧毁等原因。变压器油箱内如果发生故障的话，我们必须要引起高度重视，因为随时会发生危险，主要因为当变压器内充满了变压器油的时候，如果发生故障，那么短路电流将会使变压器油迅速地去分解气化，这个时候大量的可燃性气体（瓦斯）就会产生，那么油箱会爆炸很容易引起油箱爆，导致人员的伤亡。对于油箱外的故障主要划分为套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。电力变压器如果发生故障和非正常的运行状态，那么主要是由于外部相间短路、接地短路引起的相间过电流和零序过电流，负荷超过其额定容量引起的过负荷、油箱漏油引起的油面降低，以及过电压、过励磁等原因造成的。
1前言
作为一项实际要求较高的实践性工作，建筑电气中配电变压器继电保护的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对配电变压器继电保护问题的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。
2继电保护概述
电力变压器是电力系统中十分重要的器件，其可靠稳定运行对电网正常运行有着决定性作用，如果大大容量变压器受损，对电力系统的危害十分严重。要想从根本上保证电力变压器功能有效的发挥，需要加强继电保护，更好处理电力传输时出现的问题，进而保证电力的安全性和有效性。继电保护的使用可以大幅提高被保护器件的使用效率和运行可靠性，变压器的继电保护装置还能有效控制由变压器故障产生的影响，有利于发挥变压器功能。
当电力系统出现单相接地、两相接地、三相接地、短路等的话就是很明显的出现了故障。而如果电力系统在运行中出行超负荷、超电压、产生振荡、本身同步运行的发电机却异步运行时等，就是非正常运行状态。继电保护装置主要是为了电力系统在发生故障时，继电保护装置将会运用自身的工作原理，将损失降低到最小化，使电力系统设备不损坏或者损坏的程度降低。那么我们就要求继电保护装置要具有一定的可靠性、灵敏性、及时性、速度型，还要有选择性。它自身的工作责任及工作方法将决定主要的工作状态。之所以要具有及时性，就是要求继电装置在电力系统运中出现故障时发出的信号进行感知，并及时地调整或者及时地将主要引起事故的设备进行切断。及时地对系统进行提醒、规范、预防，以减少在运行中出现故障的可能性，使电力系统处于正常运行状态。
3电力变压进行继电保护的特点
3.1可靠性高
信息管理技术的特点之一是可靠性高，在系统升级以及维护过程中，正是利用了方法库和数据仓库的这种方式，才会更加方便快捷。在以往运行信息管理系统时，用的是分散式，把信息传输到每个用户那里，而现在则全部聚集在网络中心的数据库和规则库中。就算用户的工作站出现问题，信息系统的运行状态也是不会发生任何改变的。在软件开发商看来，只有在方法库上使用系统的升级和换代，这样一来在操作上也会更加方便快捷。
3.2实用性强
在生产运行时出现的问题可以解决数据的使用和共享，统计数据和分析，所以实用性是极高的，在某种程度上对电力变压器的运行来说是有一定的提升效果。
3.3对远程可进行监控
在微机保护装置中有着串行同行的功能，在与远方变电站的微机监控系统进行联络时就可以采用通信的手段，微机保护就能够进行远程监控，所以说无人变电站都是可以监控继电保护的系统。
4建筑电气中配电变压器常见问题
4.1电力变压器工作时的声音问题
一般情况下，电力变压器正常工作的时候，会发出连续均匀的“嗡嗡”声，但是当电力变压器超负荷运行或者说运行中出现故障时，它的声音会变得不均匀，相对嘈杂而且声音特别大，这时需要对电力变压器的声音进行综合判断，判断是电网过电压，过负荷，铁芯和外面的硅钢片没有充分的接触，变压器夹件或螺丝钉松动还是变压器局部放电等原因，根据相应的判断进行故障处理，必要应对变压器进行停电、解体处理。
4.2电力变压器工作时的气体保护问题
电力变压器在正常工作时，气体保护不会出现任何的动作，但是当电力变压器出现内部故障时，比如变压器匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线等，故障产生的电弧将使绝缘材料及变压器油分解并产生大量的气体，从油箱向油枕流动，气体保护就会立即被触动；根据故障的轻重级别，可分为轻瓦斯、重瓦斯。若气体轻瓦斯保护信号动作时，检修用立即对变压器进行检查，查明动作原因，有必要时对变压器油进行色谱分析，依据相应的规程规范进行分析判定变压器的故障类型；另外如果电力变压器内部的工作空间因负压进了空气，也会导致变压器气体保护误动，所以在这个时候，需要运行检修人员开展相应检查测量、分析，避免带来停运设备检修麻烦。再者，变压器内部油的容量的下降也会造成气体保护作用，如果以上这些因素引发气体重瓦斯保护，确认各侧断路器已断开，将变压器隔离，然后对其进行系统的检修，检修内容包括电力变压器内部油问题、防爆门问题、壳体问题、短路问题等各方面检查检修，检修完毕后，按照规程要求对其进行电气试验，确认合格后，再继续投入使用。
4.3电力变压器工作时的过热问题
过热对变压器运行危害很大，变压器长时间高温运行，会缩短内部绝缘材料的寿命，更为严重的降低绝缘或引发闪络，造成变压器损坏。变压器过热主要表现为油温异常升高，其主要原因有：变压器过负荷；冷却装置故障或未完全投入；变压器内部故障；温度指示装置异常等。
5配电变压器需安装的继电保护及注意事项
5.1配电变压器需安装的继电保护
现阶段建筑电气中配电变压器需安装的继电保护主要包括以下四类：其一，短路保护与过负荷保护主要安装在变压器的低压位置。短路保护的作用是防止母线以及变压器干线遭到损坏，同时也具备保护后续配电线路的功能。其二，变压器各重要保护位置的配电线路应该具备最佳的实用性，确保电气系统出现瞬间高电压时可以自动调整正常，确保继电保护装置动作的精确性。其三，变压器低压侧主保护也可兼作单相接地保护，可采用带单相接地保护的低压断路器作变压器低压侧的主保护，如灵敏度不够时还可增设零序保护。其四，变压器低压位置继电保护通常采用快速或短延时脱扣器，其主要目的是保证出线保护时间完美结合。
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5.2配电变压器继电保护应注意事项
首先，继电保护装置型号要与配电器相匹配，选用质量优质、运行可靠的继电保护元件，在继电保护装置使用前要进行试验，当确保各项运行数据正常时方可安装到电气系统中，安装过程中应该尽可能减少元件节点的数量。继电保护应设置在外界因素影响较小的位置，注意所有导线连接的顺序。其次，如果继电保护处于工作条件下，变压器运行有异常现象，操作人员应该立即对变压器进行检查，对于较严重问题应该请示上级批准，严禁擅自切断继电保护。最后，继电保护出现动作后，要严格按照规定逐级排除变压器故障，待故障得到妥善处理后，方可启动配电变压器系统。
6建筑电气中配电变压器的继电保护类型
6.1短路保护
如果电动机端子由于某种原因出现相间短路或者中性点连接错误出现单相接地短路，继电保护器应迅速动作，防止故障破坏范围扩大。如果电动机处于正常工作状态，继电保护不允许错误切断电路。所以短路保护选取熔断器额定电流标准应遵循电动机安秒特性曲线规律，通常要略高于电动机的额定电流。因为低压断路器与接触器是电动机主回路的重要构成部件，如果短路电流达到接触器的断开电流，尽管低压断路器已经提前切断接触器，然而由于在二者间存在电弧，仍然会对电路的焊接位置产生不利影响。为了有效解决此类问题，对于操作不常用的电动机，可设置快速反应的低压断路器改变上述保护线路；对于常用的电动机，应该将接触器设置于主回路尾端。
6.2过电保护
一般情况下，变压器连接的母线或与之关联的支线出现问题时，与之匹配的继电保护无法立即切断，因此应当安装较短时限的过电保护，可以把故障可能蔓延的支路全部切断，防止短路电流流经变压器核心位置。过电保护使用范围并不大，多用于容量较小的降压变压器，型号选择要根据变压器的实际电流选择。
6.3零序电流保护
变压器接地的后备保护大都选用零序电流保护，这是因为零序电流保护对于变压器接地系统有良好的工作效果。零序电流普遍采用两段式。若想零序电流保护充分发挥作用，就必须保证各段间的零序保护电流相互协调工作；同时零序电流也要满足变压器后备工作电流要求。其工作原理与三绕组变压器后备保护大同小异，零序电流保护要逐级缩小故障区域。按照实际要求，各段零序电流保护设置两个时限，保证以最快的动作切断故障。若降压变压器的中、低侧未通电源情况下，零序电流保护的运行毫无意义。
6.4瓦斯保护
变压器油是绝缘和冷却的介质，假如变压器发生故障，短路电流就会产生电弧，从而分解变压器油和某些绝缘物质，产生气体，导致了安全隐患的发生，所以应该设置瓦斯保护。瓦斯保护一般分为轻瓦斯和重瓦斯两类。
轻瓦斯：变压器内部过热，或局部放电，使变压器油油温上升，产生一定的气体，汇集于继电器内，达到了一定量后触动继电器，发出信号。
重瓦斯：变压器内发生严重短路后，将对变压器油产生冲击，使一定油流冲向继电器的档板，动作于跳闸。
6.5其他保护
假如高压侧电压的值为500KV以上，对于电压升高或者频率降低产生的变压器鼓磁电流上升，需要设置过鼓磁保护。假如变压器温度及其油箱内的压力升高，或者冷却系统发生问题，需要按照变压器当前的标准，来进行温度和压力保护装置的设置。
继电保护是配电变压器的重要组成部分，它是整个建筑电气系统可靠运行的基本前提，其使用范围会不断地推广。随着现代科学技术的进步，很多先进技术已用于继电保护开发，使得继电保护技术有了重大突破，从而为促进建筑电气系统的长远发展奠定了基础。
7电力变压器运行中继电保护装置保护的具体应用
7.1继电保护装置的差动保护
电力变压器运行中继电保护装置可以起到差动保护作用，即电流得以加强，通过对比电流相位，以起到差动保护的作用。对电力变压器实施差动保护，就是对电流互感器采用环流接线的方式。如果电力变压器运行正常，没有内部故障产生，差动继电器的电流趋近于“0”。其中的原因是多方面的，主要是由于电流不平衡所导致的。由于电流比较小，继电保护装置无法有效地启动保护动作。
变压器的内部有故障产生，加强差动继电器的电流，就可以发现电流强度已经超过了动作电流。当继电保护装置启动保护动作，就要同时启动断路器以将故障线路切断，同时发出故障警报。继电保护装置的差动保护具有非常高的灵敏度，而且具有良好的选择性，操作也非常简单，不仅可以明确区分内部故障和外部故障，而且可以独立运行，并不需要采用保护配合措施。电气主设备要处于良好的运行状态，就需要采用差动保护措施保护好线路。
7.2继电保护装置的瓦斯保护
电力变压器的油箱内部如果有故障产生，就要对故障位置的电流变化予以充分考虑。如果电力变压器油由于电流变化产生过热的现象，就会分解出质量比较轻的气体。这些气体会从油箱部位逐渐流向油枕，同时变压器油本身的体积也会快速膨胀，很容易产生严重的故障。当气体向油枕冲击的过程中，变压器油的油面就会逐渐降低，此时，就会启动瓦斯保护信号[4]。如果电力变压器产生线路短路的问题，就会受到故障电流影响，在油隙间的油流速度加快，同时绕组外侧也会存在很大的压力差变化。此时，继电器保护装置产生误动作的几率是非常大的。如果电力变压器产生了穿越性故障，在强电流的作用下，绕组产生动作并发热，绕组的温度快速提升，油是体积就会膨胀，继电保护装置就会陈恒误动作。
7.3继电保护装置的后备过流保护
电力变压器的后备过流保护是保证变压器稳定运行的关键，包括电力变压器的线路以及各侧母线都要采用继电保护装置实施保护。为了确保双绕组变压器处于良性运行状态，强化继电保护装置的后备过流保护是非常必要的。对于电力变压器的主接线要实施时限保护，以避免故障发生。三绕组变压器通过继电保护装置强化后备过流保护，就是要保护好主电源的一侧，带两段时限，以在短时间内启动断路器将故障线路断开。此外，还要保护好主负荷侧，以保证电力变压器的灵敏性。
8结束语
综上所述，加强对建筑电气中配电变压器继电保护问题的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的配电变压器继电保护过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献：
[1]许斌，王月强.浅论10kV油浸式配电变压器继电保护[J].广东科技.2016（24）：110-111.
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[3]赵立峰.对配电变压器低压侧设继电保护的探讨[J].继电器.2017（01）：115-116.
[4]刘安香.建筑电气中配电变压器的继电保护[J].科技创新导报.2016（09）：88-89.
论文作者:原红波
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/19
标签：变压器论文; 故障论文; 电流论文; 继电保护论文; 电力变压器论文; 保护装置论文; 继电论文; 《电力设备》2017年第17期论文;