张丽敏
（国网晋城供电公司 山西晋城 048000）
摘要：变压器的正常运行是保障整个电力系统供电安全可靠的关键之一，但是实际中，其会因为内外部因素的影响引发故障，降低了电力系统供电的可靠性和安全性。所以需要根据变压器容量的大小和变压器的实际工作情况选择适宜的继电保护装置。
关键词：电力变压器；继电保护；配置；故障处理
1电力变压器继电保护原则
1.1瓦斯保护
瓦斯保护作为变压器主要保护，其可以反应变压器内部故障和油面降低的情况。当变压器的内部出现故障时，则会造成瓦斯量以及油位下降，瓦斯保护装置能够及时动作，当变压器内部发生了较为严重的事故时，瓦斯保护设备能够立即反映并联通跳闸电路，但是不能反馈变压器邮箱外部电线的故障情况。因此瓦斯保护适用于内部保护。
1.2差动保护
差动保护主要针对电力变压器出线端的相间故障，差动保护装置可以对变压器输入端以及输出端的电流数值进行分析，从而判断其是否存在故障。在变压器正常运行或者是外部出现故障时，流入继电器的电流是两侧电流的差值，数值较小，此时继电保护装置不动作；当变压器内部出现过程中，经过继电器的电流时两侧电流数值之和，差动保护动作。目前差动保护基本均由微机控制，微机差动保护装置出口逻辑如图1所示，只要任一相发生差动保护动作，就会造成出口跳闸。
图1 微机差动保护装置出口逻辑示意图
1.3过负荷保护
过负荷保护是为了预防电力变压器因过负荷而引起的过电流，由于过负荷电流三相对称，因此一般只将过负荷保护电流继电器接入一相线路中来实现。容量为0.4MVA及以上的变压器，当数台并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应根据过负荷的可能性及其大小装设过负荷保护。其保护配置原则如下：在双绕组升压变压器上，过负荷保护通常装设在变压器的低压侧；对于一侧无电源的三绕组变压器，过负荷保护应装在发电机电压侧和无电源的一侧；对于三侧均有电源的升压变压器，各侧应装过负荷保护。由于主变的过负荷保护动作时间过长，故障电流过大，可使主变压器严重受损。一般变压器的绝缘和机械强度的设计是按25倍额定电流下持续2s不产生任何热的损伤。因此过负荷保护动作值可能超出设计制造上所承受的定值，导致线圈变形损坏、绝缘过热烧损等严重后果。
1.4过电流保护
过电流保护反应电力变压器外部相间短路，可作为瓦斯保护和纵差保护的后备保护。其一般宜用于降压变压器，对于过电流保护灵敏度不够或升压变压器，可采用复合电压起动的过电流保护；对于系统联络变压器以及大容量的升压变压器，可采用负序电流和单相式低电压起动的过电流保护。
2变压器常见故障分析及处理
2.1瓦斯保护故障
引起瓦斯保护信号动作的原因有：对变压器进行滤油或加油时，未能及时排出内部空气，以致于变压器运行时因其油温的升高逐渐排出内部空气而引发保护动作；变压器发生穿越性短路，或由内部发生故障产生气体造成瓦斯保护动作。当保护信号动作时，对其检查若未发现异常，则需收集瓦斯继电器中的气体，检验是否属于空气侵入，如为空气则及时放出气体即可；如果气体是可燃的，则表明变压器内部放生了故障，需进行电气试验并检修。引起瓦斯保护动作与跳闸的原因有：内部发生严重故障；油位的迅速下降引起。当保护动作跳闸后，应立即解除变压器并检查其外部，然后分析所收集的气体，鉴定变压器内部故障的性质，对其检修。
2.2绕组故障
引发此类故障的原因有：在制造或检修时，局部绝缘受到损害，遗留下缺陷；在运行中因散热不良或长期过载，绕组内有杂物落入，使温度过高绝缘老化；制造工艺不良，压制不紧，机械强度不能经受短路冲击，使绕组变形绝缘损坏；绕组受潮，绝缘膨胀堵塞油道，引起局部过热；绝缘油内混入水分而劣化，或与空气接触面积过大，使油的酸价过高绝缘水平下降或油面太低，部分绕组露在空气中未能及时处理。由于上述种种原因，在运行中一经发生绝缘击穿，就会造成绕组的短路或接地故障。匝间短路时的故障现象是变压器过热，油温增高，电源侧电流略有增大，各相直流电阻不平衡，有时油中有“吱吱”声和“咕嘟、咕嘟”的冒泡声。轻微的匝间短路可以引起瓦斯保护动作，严重时差动保护或电源侧的过流保护也会动作。发现匝间短路应及时处理，因为绕组匝间短路常常会引起更为严重的单相接地或相间短路等故障。
2.3油位过高或过低
变压器油位过低可能导致瓦斯保护的误动作。造成油位过低的主要原因有：温度过低、长期漏油、渗油等。变压器油位过高则易引起溢油。正常运行时，变压器油位的升降主要取决于油温的升降。影响油温的主要因素为环境因素的变化以及负荷的变化。值班人员应经常检查油位计的指示情况，当油位过低时，需查明原因采取相应的措施；当油位过高时，应适当的放油以保证变压器的安全稳定运行。
2.4变压器油质变坏
导致油质变化的主要是由于变压器油温经常过热，运行时间过长，运行时侵入潮气或漏入雨水等。变压器油的绝缘性能由于油质的变化而大大降低，极易导致变压器故障。对其检测时如发现油色变黑，为防止绕组与外壳之间或线圈绕组间发生击穿，应立即取样化验分析，如不合格，则应停止变压器运行。
2.5变压器油温突变
引起变压器油温突增的主要原因有：变压器过负荷运行、内部发生短路闪络放电故障、变压器冷却装置运行不正常以及内部紧固螺丝接头松动等。如发现油温过高，应首先检查冷却装置运行是否正常以及变压器是否属于过负荷运行。采取相应措施后，如仍未能降低油温，就要立刻切断电源，查明故障原因。
3结语
电力变压器机电保护当前的保护仍然存在不足之处，需要加强研究和数字化改造，使得变压器可以得到有效保护，延长其使用寿命，并减少故障的发生，保护电力系统正常运行。
参考文献：
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[3]电力变压器继电保护配置及常见故障分析[J].刘续磊.硅谷.2014(23)
[4]探讨电力变压器保护技术的发展现状与趋势[J].胡海平.通讯世界.2013(21)
[5]电力变压器的保护探讨[J].魏兴海.科技传播.2014(01)
论文作者:张丽敏
论文发表刊物:《云南电业》2019年6期
论文发表时间:2019/11/28
标签：变压器论文; 绕组论文; 瓦斯论文; 故障论文; 电流论文; 负荷论文; 动作论文; 《云南电业》2019年6期论文;