电力变压器故障类型与继电保护方式研究核心探究

电力变压器故障类型与继电保护方式研究核心探究

亚库甫·亚森

国网新疆电力有限公司喀什供电公司  新疆  喀什市  844000

摘要：继电保护作为发电厂安全运行保障的重要基础，电力能源的安全稳定生产运行才能确保电力事业的可持续发展的有力支撑。所以在安全防护等方面，必须要采取有效措施发挥重要作用。作为电力系统中的重要设备，电力变压器影响了电网的稳定运行。出现故障时，应第一时间做好设备安全的防护，采用相对的措施对电力系统稳定性进行维护，进行继电保护策略的实施，针对电力变压器的各种故障进行有针对性的解除，这对保障供电可靠性具有重要意义。

关键词：电力；变压器；故障类型；继电保护

前言

电力变压器作为电力系统中最重要的设备之一，直接影响到电网的稳定运行。由于各种因素，电力变压器会发生各种故障，继电保护对保护设备安全以及电力系统稳定具有重要作用，对电力变压器的故障及其继电保护展开研究，对供电可靠性具有重要意义。

1变压器保护类型

变压器保护类型一般包括以下几种保护：（1）纵联差动保护，针对变压器相间短路、单相接地短路以及绕组匝间短路。（2）瓦斯保护，针对变压器内部短路故障、油面降低故障。（3）复合电压启动的过电流保护，作为后备保护。（4）零序电流保护，针对大电流接地系统中变压器外部接地短路。（5）过负荷保护。（6）过励磁保护。对于不同的电压等级，变压器保护配置也有所区别，下文对此进行分析。

2电力变压器常见故障

变压器的作用在电力生产运营中发挥的作用是无可替代的。做好电气实验和继电保护工作，例如耐压试验，绝缘测量等电气实验方法，还有差动保护和瓦斯保护等继电保护策略，能够帮助电力变压器维护稳定运行。做好电力企业的管理和运营，要对电力变压器等主要设备进行故障的预防和处理，并且做好基点保护措施，以维护电力企业长期高效稳定运行。

2.1电力变压器主要组成部分

在电力企业中运用的电力变压器内容较多，按照作用来分，变压器可以分为特种变压器和电力变压器，特种变压器是特殊行业中使用的特种设备，电力变压器在社会中应用较为广泛，主要包括铁芯、绕线、绝缘套管等。电力变压器中还有其他如储油罐、冷却装置、引线继电器、吸湿器开关以及各种调压装置等重要组成部分。

2.2异响故障

在对声音的判断上，能够对电力变压器的故障类型进行初步的判断。电力变压器的运行声音异常在故障运行中较为常见。正常运行中电力变压器发生了连续且均匀的嗡嗡声，可能是由于电量变压器某个部位出现了超负荷现象，如果运行的时间较为均匀且连续，而且声音大小是变化的，则要考虑的是电网过负荷或过电压铁芯和硅钢片的接触出现问题。

2.3绕组故障

电压器在运行过程中出现了气体保护，这是由于层间短路、铁芯故障、套管内部出现了故障，或者是绕组出现了断线等，使得变压器油起到分解作用产生故障，此时的电弧尤其是电压器的绝缘材料容易产生气体，设置相应的气体保护装置会有效地进行保护和监护，一旦故障发生，就容易发生气体保护动作。针对故障类型，气体保护动作各有不同，例如对于重瓦斯气体故障和轻瓦斯故障，气体保护动作会发出不同的信号，气体保护装置发出轻瓦斯保护信号时，可以根据气体保护装置的动作原因进行查找，例如采用变压器色谱分析方法，判断和分析变压器故障。

2.4电压器的分接开关故障

由于管护工作不到位，例如充油型的电力变压器在分接开关上就容易出现大大小小的故障，表现为变压器上油泥等物质的堆积或锈蚀现象出现，故障发生时往往电阻增大，尤其是在下雨天的时候密闭性不足，使得一些潮湿的物质进入到变压器分接开关内部，导致变压器开关分接引线和当中的静出头，出现了固定绝缘杆的变形。

3变压器的继电保护

3.1变压器的差动保护

变压器的差动保护通过变压器的高低侧压电流和相位就能达到保护的目的。通常情况下，变压器的高压侧和低压侧的电流互感器在运行时进行环流接线，然后将高低压侧的互感器电流进行比较，比较结果跟变压器的电压相同。变压器高、低压侧的电流互感器二次电流和差动继电器的电流都为零，这个时候差动继电器无法产生保护的作用。如果变压器内部发生故障，高、低压侧的电流互感器二次电流和差动继电器的电流之间的差值会产生电流短路的现象，如果高、低压侧的电流互感器二次电流比继电器的电流大，继电器会自动切断电流从而达到保护的作用。差动保护装置具有灵活性、通用性以及反应速度快等特点，因此广泛应用在电器设备中，比如发电机、电动机和电抗器等。

3.2变压器的瓦斯保护

当变压器内部发生了漏油、线圈断线、绝缘材料破裂、局部铁芯烧坏等情况时，差动保护装置会失去效果，因此针对变压器油箱内部故障时，只能使用瓦斯保护了。瓦斯保护是连接变压器油箱和油枕的导油管，它是通过气体继电器完成保护动作的。气体继电器有两种，一种是轻瓦斯，当油箱发生故障时，轻瓦斯会产生信号，电力操作人员能够第一时间发现，并及时处理；另外一种重瓦斯，主要应用于重大故障，当变压器发生重大故障时重瓦斯直接切断变压器的断路器，从而起到保护的作用。瓦斯保护通过导油管可以将变压器产生的气体排放出去，这些排放出来的气体能提供给电力技术人员进行研究，他们能根据变压器的气体气味、颜色和化学成分进行研究，分析故障产生的原因，从而提高电力运行的安全性。

3.3变压器过电流保护

除了差动继电保护装置和瓦斯保护装置以外，还可以通过变电器的过电流处安装保护装置。变压器的过电流保护分为三种：复合式启动保护、负序式保护、低电压启动式保护。变压器过电流保护方法比较复杂，它既要保证启动装置以后变压器能够安全运行，又要在启动装置时要跳开变压器两边的附属断路器，这样才能使得电流得到适当的调整。

3.4变压器本体保护

变压器本体保护指非电量保护，反映变压器油箱内部温度、油位、气体等故障，包括瓦斯保护、有载调压瓦斯保护以及压力释放保护。当变压器发生漏油故障，或匝间短路，差动保护一般不会动作，但非电量保护能够通过检测瓦斯动作。实践证明，大部分变压器油箱内故障是由瓦斯保护动作出口的。其动作原理是，在变压器油箱内部发生故障时，由于短路电流或电弧的作用，变压器油或绝缘材料会分解产生瓦斯，而这部分气体上浮到油枕顶部，当气体量较大时启动瓦斯继电器，当气体较少时启动轻瓦斯告警信号，当气体较多时启动重瓦斯保护动作切开主变各侧开关。

3.5后备保护

复合电压起动过流保护是后备保护的一种，复合电压元件包括负序过电压以及正序低电压构成。负序过电压反映不对称故障，正序低电压反映对称故障。当复合电压元件动作，同时任一相电流大于整定值，复合电压起动过电流保护动作出口。变压器保护还会设置速断过流保护和零序过流保护。变压器运行在过负荷状态时不会立即导致变压器损坏，一般情况下只是发出过负荷信号。为避免变压器外部故障时变压器过负荷误发信，过负荷动作时间会大于变压器过流保护动作时间，通常取9—10秒时间。为了防止变压器温度过高，设置启动风冷保护，当任一相电流大于整定值时，启动风冷保护延时动作。

4结语

总之，变压器是电力系统重要的设备，它承担着电流与电压的转换任务。在运行过程中，如果变压器出现故障可能会给整个电力系统造成影响，因此电力企业必须要重视，采取有效的措施进行防范。比较常见的办法就是安装保护装置，并根据变电器的运行情况设置好相关参数，降低变压器故障发生的概率从而保证电网的正常运行。

参考文献：

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[2]李琳，何珊，吕文婷. 智能变电站继电保护系统可靠性探究[J].科学技术创新，2019（27）：194-195.