關(guān)于電力變壓器繼電保護配置及其故障的分析

曹春梅

摘 要：電力系統(tǒng)的安全和功能離不開變壓器功能的發(fā)揮，同時整個電力系統(tǒng)需要變壓器作為關(guān)鍵節(jié)點而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的豐富與系統(tǒng)性地連接，在電力系統(tǒng)不斷擴展和增長的今天，確保電力變壓器的穩(wěn)定運行成為關(guān)鍵，行業(yè)普遍采用繼電保護的裝置和設備來實現(xiàn)電力變壓器的連續(xù)、穩(wěn)定和安全。而電力變壓器繼電保護正常運行的基礎是相關(guān)設備和性能的科學配置，要針對電力變壓器常見的故障，從、油位、油溫、油質(zhì)等故障的分析入手，結(jié)合電力變壓器繼電保護配置的設計工作，展開電力變壓器繼電保護故障的分析、防范與排除，給電力變壓器繼電保護一個更為精確地控制和更為有效地強化，在正常發(fā)揮繼電保護裝置功能的同時，維護電力變壓器的性能，進而做到對電力安全和系統(tǒng)功能的不斷強化。

關(guān)鍵詞：電力變壓器;繼電保護;配置

1電力變壓器繼電保護配置

1.1瓦斯保護

瓦斯保護是變壓器常見的保護方法，其可以客觀反饋變壓器的內(nèi)部情況以及油位的變化，如：內(nèi)部多相短路、變壓器繞組的匝間短路、繞組斷線、繞組和鐵芯或外層間的短路、鐵芯故障、絕緣性下降、油位變化或油泄露等等。當變壓器的內(nèi)部出現(xiàn)故障時，則會造成瓦斯量以及油位下降，瓦斯保護裝置能夠及時動作;當變壓器內(nèi)部發(fā)生了較為嚴重的事故時，瓦斯保護設備能夠立即反映并聯(lián)通跳閘電路，但是不能反饋變壓器郵箱外部電線的故障情況。因此，瓦斯保護適用于內(nèi)部保護。

1.2縱聯(lián)差動保護

縱差保護是比較變壓器高、低壓側(cè)電流的大小以及相位來實現(xiàn)的。當變壓器正常運行或出現(xiàn)外部故障時，流入差動保護回路的電流接近為零，保護不動作;當變壓器內(nèi)部或變壓器引出線發(fā)生故障時，流入差動保護繼電器的電流為兩側(cè)電流互感器的電流之和，此時保護動作，切除故障?？v差保護具有靈敏度高、選擇性好的優(yōu)點，使其通常作為電力變壓器的主保護。對單獨運行容量為10MVA及以上的變壓器，或容量為6.3MVA及以上并列運行變壓器和廠用工作變壓器，均應裝設縱聯(lián)差動保護。

1.3過負荷保護

在過負荷發(fā)生時，三相為堆成狀態(tài)，仍可以繼續(xù)運行，但是不支持長期超負荷運行，通常使用單個電流繼電器對單相電流進行檢測，經(jīng)一定延時作用于信號，就會向工作人員發(fā)布報警信號。過負荷保護裝置的安全工作需要依據(jù)負荷的實際情況以及變壓器的功能差異進行選擇，就雙繞組升壓事變壓器安裝來說，其需要安裝在發(fā)電機的一側(cè)，降壓變壓器則應該安裝在高壓一側(cè)，直接帶負荷的三繞組升壓變壓器一二側(cè)均應該安裝電流互感器，若三繞組變壓三側(cè)均有源，則需要安裝過負荷檢測設備。

1.4過電流保護

過電流保護反應電力變壓器外部相間短路，可作為瓦斯保護和縱差保護的后備保護。其一般宜用于降壓變壓器，對于過電流保護靈敏度不夠或升壓變壓器，可采用復合電壓起動的過電流保護;對于系統(tǒng)聯(lián)絡變壓器以及大容量的升壓變壓器，可采用負序電流和單相式低電壓起動的過電流保護。

1.5零序電流保護

零序電流保護反應大接地電流系統(tǒng)中變壓器外部接地的短路故障。在中性點直接接地電網(wǎng)中，如果變壓器中性點可能接地運行，對于兩側(cè)或三側(cè)電源的升壓變壓器或降壓變壓器上應裝設零序電流保護，可作為變壓器主保護的后備保護，并作為相鄰元件的后備保護。

2電力變壓器繼電保護裝置常見故障的分析

2.1瓦斯保護故障

產(chǎn)生電力變壓器瓦斯保護故障的主要原因是保護動作出現(xiàn)誤動，而引起瓦斯保護動作的主要原因有：一是，在電力變壓器加注油料時沒能將空氣從變壓器的油料之中完全的排除干凈，以至于變壓器在不斷升溫的過程中空氣壓力倍增，從而造成變壓器的瓦斯保護動作誤動。二是，電力變壓器出現(xiàn)短路或瞬間高熱，這會引起故障部位大量氣體的出現(xiàn)，進而影響變壓器瓦斯保護動作的出現(xiàn)。三是，電力變壓器出現(xiàn)內(nèi)部電阻、結(jié)構(gòu)和功能上的障礙或者事故，這會形成對電力變壓器的運行影響，出現(xiàn)瓦斯保護故障。四是，電力變壓器出現(xiàn)密閉問題或嚴重滲漏，導致內(nèi)部的油位迅速下降，這會導致保護裝置跳閘，以便將電力變壓器切除于電網(wǎng)之外。

2.2繞組故障

常見繞組故障包括斷線、相間短路、繞組接地、匝間短路等等。引發(fā)此類故障的原因有：（1）變壓器長期過載運行，溫度長期過高，導致絕緣劣化;（2）制造工藝不良;（3）檢修或制造時損害了局部絕緣;（4）繞組受潮而導致絕緣膨脹堵塞油道，造成局部過熱;（5）油面太低或絕緣水平下降，使得繞組暴露于空氣中。匝間短路發(fā)生輕微時可引起瓦斯保護動作，嚴重時可造成差動保護動作，甚至造成嚴重的相間短路或單相接地等故障，因此，發(fā)生匝間短路時應及時處理。

2.3電力變壓器油位過高或過低

在實際運行中，如若變壓器的油位過低極易引發(fā)瓦斯保護上的誤動作。特別是溫度過低、長期漏油、長期滲油等問題都會引發(fā)油位過低的問題。而變壓器的油位過高又會引起溢油問題。尤其是通過分析，我們可以看到，油溫的升降直接決定著變壓器油位的升降。而油溫的影響因素，主要體現(xiàn)在環(huán)境因素的變化以及負荷的變化之上。

3提高電力變壓器繼電保護配置水平的措施

3.1電力變壓器瓦斯保護故障的排除

如果電力變壓器出現(xiàn)瓦斯保護方面的故障，應該從系統(tǒng)的檢測方面入手，要重點對瓦斯保護的信號和動作間的關(guān)系進行檢查，明確引起瓦斯保護故障的產(chǎn)生原因，在做到對電力變壓器瓦斯保護強化的基礎上，預防誤動對瓦斯保護的影響。當電力變壓器瓦斯保護動作產(chǎn)生后，應該立即對變壓器的氣體、油體進行色譜分析，及時確定電力變壓器瓦斯保護故障的類型和原因，以電力變壓器瓦斯保護設備檢修和內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整來確保電力變壓器瓦斯保護的準確性和有效性。

3.2電力變壓器繞組故障的排除

要根據(jù)電力變壓器繞組的運行特點和系統(tǒng)特點，合理規(guī)劃電力變壓器的運行時間，避免電力變壓器繞組長期處于高溫和超負荷狀態(tài)，控制電力變壓器繞組絕緣材料惡化的速度。要根據(jù)電力變壓器的生產(chǎn)、運行和檢修工作實際，建立有目的防范電力變壓器繞組故障的意識，控制電力變壓器繞組的制造工藝，強化電力變壓器繞組運行的技術(shù)過程，做好電力變壓器繞組的檢修和維護工作，做到對電力變壓器繞組故障的有效防范和盡快處理。

3.3電力變壓器油位故障的排除

值班人員應經(jīng)常檢查油位計的指示情況，當油位過低時，需查明原因采取相應的措施;當油位過高時，應適當?shù)姆庞鸵员ＷC變壓器的安全穩(wěn)定運行。

3.4電力變壓器油溫故障的排除

如若在運行中，發(fā)現(xiàn)變壓器的油溫過熱，過高，則應該馬上檢查其自身的冷卻裝置是否在正常、穩(wěn)定的運行，檢查變壓器是否超負荷運轉(zhuǎn)，從而采取相對應的解決你發(fā)。如若無法做到馬上降低變壓器的油溫，則可以采取切斷電源的方法，在進一步查明產(chǎn)生故障的原因。

4結(jié)語

電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其運行質(zhì)量對于電網(wǎng)的運行有著重要影響，繼電保護的使用對于提高被保護器件的使用效率以及運行可靠性具有積極作用。電力變壓器機電保護當前的保護仍然存在不足之處，需要加強研究和數(shù)字化改造，使得變壓器可以得到有效保護，延長其使用壽命，并減少故障的發(fā)生，保護電力系統(tǒng)正常運行。

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