变压器故障中的继电保护技术分析

变压器故障中的继电保护技术分析

崔天锴 孟庆彧

内蒙古电力（集团）有限责任公司呼和浩特供电分公司  内蒙古呼和浩特  010000

摘要：变压器是电力系统中不可或缺的重要组成部分，其稳定性关乎电力系统的运行状态，变压器发生故障将不仅会影响社会各行各业的生产生活，还会形成极大的安全隐患。如今常见的变压器故障都有相应的保护措施，但对于一些运行方式较为特殊的变压器，还需要积极应用继电保护技术进行全面保护，消除故障，以变压器的稳定运行为电力系统的安全运行提供充分保障。

关键词：变压器故障；继电保护技术

1电力变压器综述

当前，电力变压器的类型越发丰富，就基本原理而言保持着相对一致，通常有线圈和磁铁两个部分组成。根据变压器内部各个元器件之间实际的位置关系，大致可以将变压器分为两种类型：（1）铁芯变压器；（2）壳式变压器。铁芯变压器在内部结构方面具备较为显著的复杂性，其中铁的含量相对较低，可以实现的功能性也较为基础简单。铁芯变压器的器身主要包含铁芯、绝缘零部件和电线，而其调压装置主要包含开关以及调压零部件，此外还包含油箱及其降温设备和各种类型的保护装置。电力变压器的分类较为复杂大致可以按照用途、相数、线圈、铁芯结构和容量等标准进行分类。按照实际的用途，变压器可以分为升压型和降压型；按照相数，变压器可以分为单相型与多相型；按照线圈，变压器可以分为双线圈型、三线圈型和自耦型；按照铁芯结构，变压器可以分为心式和组式；而按照容量，可以将变压器分为小型、中型、大型和特大型。此外，变压器还可以划分为电源型、音频型、脉冲型、开关型和特种类型等多种类型。考虑到实际的运行环境，很多电力变压器在运作过程中难免出现故障性问题，大致而言主要体现在两个方面：（1）变压器内部出现异响；（2）瓦斯保护出现问题。

2变压器故障中的继电保护技术分析

2.1差动保护

差动保护是变压器系统中的主要保护方式。变压器高低压电流互感器（CT）接线要根据统一的同名端指向接线，否则主变会出现负荷，容易出现跳闸等问题。差动保护主要可以分为差动速断和比例差动两种状态。其中，比例差动的主要目的是提高内部系统在出现故障时的灵敏度和可靠性，可以有效避免因为外部故障出现的不平衡电流造成的影响。引起变压器差动保护工作的成因主要是变压器存在套管以及引出线短路、CT短路、内部故障等相关问题。虽然引出线属于变压器的外部，但是在一般状态指向变压器差动保护装置两侧的电流都属于高低压开关柜中的CT，其仍然属于差动保护的范围。在出现差动动作之后，要对变压器进行系统的检验以及试验分析，根据试验的相关规程进行变压器的绝缘、直流电阻、联接组别等项目的检验分析，根据试验数据进行故障的排查处理，如果试验数据没有异常问题，同时变压器上下断路器、电缆等相关试验的数据信息符合要求，则CT接线无误，可以将其判断为误动作。误动作分析原因之后则可以及时恢复。如果试验获得了异常的数据信息，则可以将其判断为内部故障问题，在处理中通过掉芯检查等相关方式进行处理，分析内部成因，如果出现无法现场处理的内部故障问题，则要返厂处理。

2.2瓦斯保护

对于变电设备的保护而言，瓦斯保护是必不可少的一项安全技术。其中，第一种被划分成了轻瓦斯保护，它可以根据电力变压器内部出现电压不稳或损坏的情况，迅速将瓦斯气体转化为电子信号传导给继电保护装置，确保其稳定。第二种为重瓦斯保护，它可以在保护装置出现二次损害或变压器内部。这种保护方法，主要用于油浸变压器的保护，并且这种油浸变压器的理化特性有别于其他设备，它在经过加热后，会将煤气分解成煤气并使煤气升高，迅速地启动煤气保护，不管是轻煤气保护还是重煤气保护，这两种保护设备的运行方式都能够对电力变压器进行实时监控，并持续地传送着动态的数据信息。当油面陡然下降的时候，要及时地进行调整计划，在需要的时候可以进行开关。气体保护能够对电力变压器内部故障采取最基本的保护措施，并且能快速地、准确地反映出油箱内部存在的各种问题，它还具备敏捷度高、处理快速、保护措施简单等优点。在电力变压器发生比较轻微的故障时，由于变压器的温度发生了改变，内部油压受热会生成一定量的气体，当这些气体流过继电燃气保护装置时，会加速油流速度，触发触电闭合并发出跳闸信号；内燃机泄漏比较严重，则会使煤气继电器中的电流逐步减少，最后引发警报。气体保护能够比较精确地反映变电所发生的故障及故障，如有电压下降、泄漏、短路等，气体保护不能通过罐外管道及引出线的故障来判断，因此，必须与差动保护联合起来，才能成为一种主要的保护方法。

2.3过负荷保护

在变压器保护配置中，过负荷保护同样也是常用手段，可以实现变压器运行中过负荷故障的有效控制，解决变压器在该方面蒙受的严重危害。在变压器过负荷保护配置中，最为基本的原理就是当相关设施检测到回路中电流超过限定值后，过负荷保护装置就予以断开处理，确保相应变压器设备可以形成理想的被保护效果。因为变压器在运行中都有其额定功率，一旦出现过负荷现象，则极有可能导致变压器设备受损，进而影响到整个电力系统的稳定运行。在变压器配置中合理引入运用过负荷保护方式也就显得极为必要，技术人员应该结合变压器的运行状况，合理运用过负荷保护配置方式，促使其能够针对过载电流以及短路电流予以准确应对，可以实现变压器的有效保护。相对于上述复压闭锁过流保护方式的应用，过负荷保护方式的运用往往还可以作为备用保护方式，实现对于变压器的更好保护。

3变压器故障处理

3.1高压侧的解决方法

首先，应该使用继电保护的快速切除变压器内部故障的方法，及时地将变压器内部故障切除，并确保电网正常运行。因为变压器内部故障需要进行相关处理，因此可以将继电保护装置的快速切除功能应用到其中，在对变压器进行保护时，将电流、电压继电器接入到继电保护装置中，从而实现变压器内部故障的快速切除。但是，在进行高压侧故障保护时，如果不能将继电保护装置接入到继电保护装置中，会出现误动现象。在利用继电保护装置时，应确保其灵敏度足够高，对该问题进行有效处理。其次，在采用继电保护装置来进行高压侧故障切除时，应充分发挥其功能作用。应该选择高灵敏度的继电保护装置，在对变压器进行相关处理时，可以直接使用高压侧故障保护装置来实现。在实际应用中需要注意以下几点：首先是对断路器的类型进行合理选择。若断路器的开断能力不足时，就不能利用继电保护来解决故障问题。其次是要对继电保护装置进行合理选择。在对变压器进行相关处理时，应尽量选择具有较高灵敏度的继电保护装置。最后是要充分发挥继电保护装置的作用。在变压器进行相关处理时，应尽量使用高灵敏度的继电保护装置来实现相关处理功能，从而使变压器内部故障问题得到有效解决。

3.2低压侧的解决方法

如果电力系统应用双绕组变压器，低压侧后备保护一般先由中低压侧短路装置提出断开指令，此时高压侧装置在接收到指令后，会以额定电流超出为条件自动跳闸。如果选择三绕组变压器，那么进行的后备保护操作与双绕组变压器大致相同，发现电流额定值超出限值后，中高压侧装置处于限定时间范围内做及时跳闸处理。为此，按照变压器低中高压侧装置发出跳闸动作的基本逻辑，对电流互感器和中低压侧装置存在的故障可以及时做出判断，以免发生二次短路后损坏变压器的主变元件。

4结束语

在电力自动化与电网规模的快速扩大背景下，变压器肩负着保证电网稳定性的重要任务，将继电保护技术合理应用于变压器故障之中，可以有效解决变压器故障，保证变压器处于稳定运行状态之下，促进电力系统的可持续发展。

参考文献

[1]张桂平,姜泽吉.继电保护技术在变压器故障解决中的应用分析[J].光源与照明,2021(10):3-5.

[2]吕宝献.继电保护技术在变压器故障解决中的应用分析[J].水电水利,2021,5(3):40-41.