关键词：电力；变压器；继电保护技术；应用
1继电保护概述
继电保护是保证电力变压器乃至整个电力系统正常稳定运行的重要措施。当电力系统发生异常或供电故障时，继电保护能在其有效距离内，在最短的时间内向值班人员发送故障信号，保证值班人员及时发现问题，排除故障。同时，继电保护系统能根据故障的实际情况自动切除部分故障设备，最大限度地减小故障的蔓延，控制故障范围。
当故障发生时，继电保护装置能迅速灵敏地做出相应的响应动作，其动作具有一定的选择性，动作结果具有可靠性。灵敏度一般用灵敏度系数来表示，它直接反映了继电保护对故障的处理能力。可靠性意味着继电保护装置不会失灵。快速性是指继电保护装置的快速反应能力和将故障的负面影响降到最低的能力。选择性是在系统发生故障时，在最小的区域内切断故障，以维持供电。继电保护装置的经济性主要体现在整个装置系统的前期投资、运行维护费用，以及装置不完善引起的误动或误动对社会经济的影响。
2电力变压器继电保护的作用
2.1瓦斯保护的作用
变压器继电保护主要有三种，首先介绍瓦斯保护。瓦斯保护具有比较完备的系统，其操作原理是：电力变压器内部油面在正常运作情况下是不会有太大涨落的，一旦其出现故障，后面高度可能会出现骤降的情况。瓦斯系统能够感知油面下降的速度，并进行实时监控，如果检测到速度不在合理的范围内，瓦斯系统会自动触发预警。接下来瓦斯系统还会根据实际情况做出合理的反馈，不同瓦斯类型反馈的方式和内容之间存在一定差异。对于重瓦斯而言，如果变压器内部的气压升高超过了规定的标准，系统将会自动跳闸，停止变压器的工作。而对于轻瓦斯而言，变压器内部的气体情况会被看做重要的依据和参考。
2.2差动保护的作用
接下来是差动保护。差动保护也有不同的类型，目前最常见的是纵联差动保护。作为电力变压器继电保护中最重要的部分，差动保护起到的作用不容忽视。变压器出现的很多种情况都可以通过差动保护系统得到合理解决。例如变压器的相关组件遭到损坏，变压器会自动切断自身的断路器，以起到保护变电器功能的作用，避免造成更严重的损失。根据相关研究数据，纵联差动保护的主要原理是，借助差接法的作用，实现位于变压器两段的电流互感器能够互相感应，当变压器出现故障时，两个电流互感器将会互相作用，加大通过的电流强度，电流增大到一定强度，电路会直接短路，从而阻止了电压器继续运作。而变压器正常工作时，纵联差动保护系统则不会工作妨碍变压器运作。更重要的是，纵联差动保护系统与其他设备几乎没什么关联，其功能具有独立性，不容易受外界的影响。
2.3变压器相间短路后备保护
最后介绍变压器相间短路后备保护。众所周知，变压器很容易受到相连线路的影响，一旦外部线路故障出现短路的情况，变压器的运作就会异常。因此，在电力系统中，外部短路现象是工作人员头疼的情况之一。为了尽量避免这一情况，需要采取全面的措施即使预防。变压器相间短路后，线圈中电流的强度通常较大，这时候后备保护系统能够和前面提到的瓦斯保护系统、差动保护系统进行合理的联系，起到可观的保护作用。因此，设置相间短路是目前成本较低，且比较基础的一种保护类型。
3电力变压器常见运行故障
3.1内部短路
电力变压器内部短路一般表现为相间短路、绕组短路、中性点短路和单相接地短路。电力变压器发生内部短路时，通常表现为继电保护装置失灵或继电保护装置运行异常。在这种情况下，很难切断或停止运行中的电力变压器。在更严重的情况下，继电保护装置将被烧毁或瘫痪。
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3.2外部短路
电力变压器外部短路故障主要与电力变压器外部接线或外部端子有关。当被异物污染或堵塞时，往往会引起外部短路，对电力变压器造成损坏，威胁继电保护装置的功能和安全。特别要注意的是，电力变压器高压侧一旦发生外部短路，其高压后果将不堪设想。
3.3继电保护引起的故障
当电力变压器正常运行时，继电保护装置能起到正常作用。如果继电保护装置存在功能障碍，当电力变压器存在高温、放电等安全隐患时，继电保护装置不能及时有效启动，甚至加重电力变压器故障，造成重大损失。
4电力变压器继电保护的有关措施和方法
4.1变压器轻、重瓦斯保护
瓦斯保护是电力变压器继电保护的主要方式之一，一般分为轻瓦斯保护和重瓦斯保护。变压器油箱发生故障时，瓦斯保护能起到良好的作用。例如，当变压器绕组绝缘劣化，变压器绝缘套管失效，变压器内部绕组断裂，变压器绕组间发生层间短路，变压器油位下降，变压器油箱漏油，变压器的焊接不良，变压器的分接开关接触不良等，这些情况下，需要相应的气体保护动作，动作灵敏可靠，以便及时排除系统中的故障问题。
对于油浸式变压器，一旦变压器内部发生故障，变压器的绝缘材料在电弧的作用下会被加热分解，同时释放出大量的气体，气体会沿着变压器油箱流向油枕。这种保护叫做气体保护。瓦斯流速直接反映了变压器内部故障的严重程度。因此，气体流量可以作为判断变压器内部故障的指标。
4.2变压器电流速断保护
一般采用变压器电源侧电流速断保护为主的保护方式。这种保护方式的优点是接线简单，执行速度快。但电流速断保护装置的局限性在于动作值大，只能保护部分变压器的一次绕组，不能保护整个范围。其保护范围较短，有时装置灵敏度达不到要求。因此，电流速断保护装置只适用于小容量变压器，不能单独作为电力变压器的主保护。
4.3变压器差动保护
差动保护装置一般用于保护元件。它可以通过比较组件两侧电流的大小和方向来做出判断。一旦出现故障问题，可以迅速做出响应，以最快的速度切断相关故障，保护其他设备，减少故障范围的扩大。因此，变压器差动保护具有良好的保护性能。差动保护装置的保护范围主要适用于变压器电流互感器之间的所有电气设备及相关接线回路，超出保护范围的故障不会有相应的保护动作。变压器差动保护具有灵敏度高、选择性强、操作简单等技术优势。广泛应用于各种动力装置设备中。
4.4电力变压器过载保护
一般情况下，变压器过载是三相对称的，只有一相需要接一个电流继电器来实现电力变压器的过载保护，并在一定程度上扩展动作信号。双绕组变压器的过载保护一般安装在主电源上。对于单侧供电的三绕组降压变压器，根据三绕组容量是否相同，在供电侧和绕组容量较小的一侧设置相应的过载保护。如果是两侧电源的三绕组降压变压器或接触式变压器，则应在两侧安装过载保护装置。油浸式电力变压器允许在一定的过载范围内正常运行，但当实际负载超过其额定容量的20%-30%时，应将过载保护信号延时10-15s，以保证动作信号的准确性。
结论
综上所述,深入研究和发展电力变压器的继电保护装置,使其最大程度上发挥相应的作用和功能效果,并根据不同故障类型的电力变压器制定有效的继电保护措施。这样能够在一定程度上提高变压器的故障检修能力,保障电力变压器正常稳定的运行,以提供一个安全稳定可靠的电网系统。
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[4]贾彦兵.关于电力变压器继电保护技术的应用探讨[J].中国高新区,2017(16):138.
论文作者:谢博约
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年 19期
论文发表时间:2020/3/16
标签：变压器论文; 电力变压器论文; 故障论文; 瓦斯论文; 绕组论文; 继电保护论文; 保护装置论文; 《当代电力文化》2019年 19期论文;