摘要：经济的发展离不开电力系统的稳定运行，我国地域辽阔，环境复杂，电力系统在运行时会遇到各种各样的问题。为了提升其运行的稳定性，需要对变压器进行保护。但电力变压器运行中出现的各种故障，威胁了电力系统的安全持续运行，因而，必须加强电力变压器的继电保护功能，保障人们的用电安全。
关键词：电力系统；电力变压器；继电保护
1 电力变压器的常见故障及非正常运行状态
电力变压器常见的故障主要有两种：内部故障和外部故障。
内部故障是指在故障发生在变压器油箱内，包括绕组的相间短路、单相接地短路、匝间短路以及铁芯的绕损等。内部故障造成的危害特别大，由于短路电流产生的电弧，不仅会烧坏铁芯，破坏绕组的绝缘保护，而且可能提高变压器油和绝缘材料受热，使得变压器内部产生大量的气体，如果不得到及时处理，可能导致变压器油箱爆炸。
外部故障是指在故障发生在油箱外部，包括引出线相接短路和接地短路。
电力变压器的非正常状态是指在电力变压器带病运行的状态。非正常运行状态会使绕组、铁芯和其他金属构件过热，从而导致变压器绝缘。因此，继电保护装置应及时切断故障电路，避免造成更大的损坏。
2 变压器的电流速断保护、过电流保护和过负荷保护
2.1变压器的电流速断保护
变压器的电流速断保护，其组成、原理与线路的电流速断保护完全相同，对于企业供电采用的降压变压器的继电保护装置，其电流互感器安装在变压器的高压电源侧。变压器电流速断保护动作电流（速断电流）的整定计算也与线路电流速断保护基本相同。变压器的电流速断保护与线路电流速断保护一样，存有“死区”，如变压器内部某些位置两相短路故障、靠近中性点绕组三相短路故障及低压负荷侧引出线套管三相短路故障时电流速断保护不动作。弥补死区的措施，也是配备带时限的过电流保护，而瓦斯保护也能弥补电流速断保护在变压器内部的保护死区。
变压器在空载投入或短路切除后电压突然恢复时将出现一个冲击性的励磁涌流，为了避免电流速断保护误动作，通常在速断电流整定后，在变压器开始运行时，应将变压器空载试投若干次，以检查速断保护是否误动作，如果动作，应将速断保护的动作电流适当增大，直到使速断保护不动作。运行经验证实，速断保护的动作电流只要大于变压器一次额定电流的3～5倍，即可避免流过励磁涌流时错误地断开变压器。变压器电流速断保护具有接线简单、动作迅速等优点，但它不能保护变压器的全部，因此不能单独作为变压器的主保护。
2.2变压器的过电流保护
变压器的过电流保护，用来作为变压器瓦斯保护和电流速断保护或差动保护的近后备保护，同时又可作为变压器低压出线或设备的远后备保护，同样可称其为未设保护的低压母线及变压器电流速断保护死区的基本保护。无论采用电流继电器还是采用脱扣器，也无论是定时限还是反时限，变压器过电流保护的组成、原理与线路过电流保护的组成、原理完全相同。
变压器过电流保护的动作时限亦按“阶梯原则”整定，与线路过电流保护完全相同。但是对车间变电所（电力系统的终端变电所），其动作时间可整定为最小值（0.5～0.7s），这样可省去电流速断保护。变压器过电流保护的灵敏度，应按变压器低压侧母线在系统最小运行方式下发生两相短路时，高压侧流经保护装置安装处的电流互感器的穿越电流值来校验。
2.3变压器的过负荷保护
对于油浸式电力变压器，在维持变压器规定的使用年限不变的情况下，允许变压器适当过负荷运行。但是，当变压器实际负荷超过其额定容量20%（室内）或30%（室外）时，过负荷保护应延时10s～15s动作于信号，以便运行人员及时查找原因。变压器过负荷保护的动作电流应按躲过变压器正常过负荷电流来整定。变压器过负荷保护的动作时限一般取10s～15s，以躲过尖峰电流，避免误发信号。
3 常见故障
变压器在运行时，会因为周围环境的变化；或自身的老化；以及人为因素的影响，产生一些故障。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前常见的故障有两种：差动保护故障；瓦斯保护故障。
（一）差动保护故障
差动保护故障分为两种，一种是其系统自身的不稳定造成的；还有是人为因素造成的。第一种的具体原因是对电流互感器的数据探测不准确或计算过程不准确，导致差动错误。导致电压器正常运行的时候断电；或发生故障时没有断电。前者影响变压器的稳定性，后者影响其安全性。人为因素是因为在维修的时候要进行重新接线，重新接线的错误，也会导致差动保护的感应过程无法正常进行。
（二）瓦斯保护故障
瓦斯保护故障的分类要根据其保护类型分为轻瓦斯故障和重瓦斯故障。
第一种的原因是在油箱里面有较多的空气，会造成感应失误，从而对其运行的稳定性产生影响。第二种是油箱进水或遭受较大的外力时，会形成其内部压力剧烈变化，导致变压器的断路器直接工作，引起非正常断电。
根据以上的故障分析，我们对其提出了针对性的保护措施，主要分为以下的两种。
（一）瓦斯保护故障处理
1.轻瓦斯保护故障：轻瓦斯的故障保护是通过其内部气体流量变化来进行探测的，所以要加强其密封性，避免因为外界的气体流动，造成其探测的不准确。在故障发生的时候，首先应该探寻其原因。不一定是其本身的结构遭到破坏引起的，有可能是其内部的充气量不足或油位不正常而导致探测不准，要采取针对性的补救措施，然后再接通其保护信号。
2.重瓦斯保护故障：上一种故障，经过发展也会导致重瓦斯保护的故障，除了进行上述的探究外，对重瓦斯保护故障的主要探寻措施是，检查油箱是否出现了漏油现象。
（二）差动保护故障处理
首先要探寻差动保护故障的原因，如果是因为其本身探测的不准确而导致故障，应该进行全面检查，寻找异常，进行消除。在这一过程中需要注意两点：一是进行周期性的检查，避免差动保护的危险故障得不到处理，发展成为了重大的事故，一是造成了经济损失，二是对系统本身有所伤害。另外在维修接线的时候，要认真的检查接线是否正确，避免二次接线的错误对差动保护产生影响。
4 运行维护
另外，变压器的运行稳定需要工作人员进行良好的维护。
（一）提升工作人员水平
首先，要提升维护管理人员的专业能力，使其能够对故障采取应对措施；另外，要提升其工作的责任心，促使其尽心尽责地主动进行电压器的维护工作。
（二）加强监控
其次，要对保护装置的运行进行实时监控，确保其微小的故障能够得到处理，避免事故扩大。在日常运行过程中，进行稳定性的评估，并采取相应的处理措施。变压器的使用年限也要进行严格规定，除特殊情况，不得超出这一限制，500kv的年限一般是15年。
（三）确保质量
最后，一方面要提升变压器的运行质量，在采购、安装、运行三方面严格监督控制；，杜绝粗制滥造的保护装置影响变压器运行；另一方面要加强对环境质量的控制，避免潮湿、异物等环境问题影响继电保护装置。
结束语：变压器作为电力系统中重要的组成部分，合理科学地进行继电保护装置的设置，有利于节省维护、检修的费用，避免安全事故的发生，保障电力系统的安全稳定的运行。本文主要电力变压器的继电保护进行研究，在分析电力变压器的常见故障与非正常运行状态的基础上，对几种继电保护进行了详细研究，以期提升电力变压器的继电保护技术，使变压器不受各种因素的影响，保障电力系统安全稳定的运行。
参考文献：
[1]覃华东.电力系统继电保护技术的现状与发展[J].科技传播，2009（9）.
[2]王世阁，钟洪璧编著.电力变压器故障分析与技术改进[M].中国电力出版社，2004.
论文作者:杨寅明
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：变压器论文; 电流论文; 故障论文; 瓦斯论文; 电力变压器论文; 动作论文; 负荷论文; 《电力设备》2018年第27期论文;