继电保护技术在变压器故障中的改进措施巫吉祥

继电保护技术在变压器故障中的改进措施巫吉祥

巫吉祥胡亮

（江苏省送变电有限公司210000）

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。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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