电力变压器故障和针对性的继电保护探讨

摘 要：在电力系统中，变压器起着极为重要的作用。如果在运行的过程中比那氩气出现故障，那么就会影响到整个电力系统，其安全稳定的供电就不能得到保证，本文根据工作中遇到的问题以及经验，对电力变压器故障以及针对性的继电保护方面做了相关分析与总结，并且给出了解决这类问题的具体方法，希望可以为各位同行在关于电力变压器的故障预防以及排除方面提供参考。

关键词：变压器；故障；继电保护

中图分类号：TM77 文献标识码：A

电力系统的正常运行与变压器设备有直接的关系，所以变压器的稳定、安全运行，是保障整个电力系统正常运行的关键。但是在实际的运行过程中，由于各种各样的原因，这些原因有内在的也有外在的，变压器会发生故障，如果在出现故障时不进行处理的话，那么就会影响整个电力系统的正常运行，人们的生活以及生产活动也会受到影响，变压器的故障，尤其是互感器以及断路器的故障，一定要及时的处理，本文主要从基点保护的角度出发，对故障排除的一些措施进行简单讨论。

一、变压器电气量保护配置分析

为了在差动保护的基础上进一步防止短路电流通过变压器，可以增加一复合序电压闭锁过流保护装置，与差动保护进行配合，完成跳闸保护，这是在我国该方面的相关文件中明文规定的。

1差动保护

变压器中一般都有差动保护，而差动保护一般有三种元件构成，分别为谐波制动、差动速断保护以及启动等元件。另外，部分装置中，还有一些其他的辅助元件，如异常判定元件等。谐波制动元件在差动保护中起着重要作用，主要针对变压器在正常运行中，遇到电磁涌动时，为了防止系统发生误动，对故障进行排查的方法；差动速断保护元件的作用就是在变压器的运行过程中出现异常时，差动异常保护元件就可以根据系统的指令对开关进行切断，以达到保护变压器的目的；而所谓的启动元件，会在一定的情况下对保护装置发出指令，一般是不能正常运行的变压器，而且在更加细致的分类上，这种元件还可以分为两种，一种是差流越限启动元件，另一种是差流突变启动元件，其主要原理是通过变压器的电流连续出现三次突变时，系统就会自动启动。另外特殊的差动保护装置例还有一些辅助元件，如比率制动元件，该元件的特点就是灵敏度很高，其主要作用就是在变压器的运行过程中，差动保护会由于外在故障而引起，进行制动是该元件的主要功能，从本质上来说，该元件就是一种保护元件。当然，除了以上元件之外，变压器各侧相位补偿元件也是保护的关键，一旦通过电流的电压出现异常情况时，这种元件就可以调整二次电流相位进行，防止母线连接侧开关的误动。

关于差动保护的原理，主要是波形对称保护原理，该原理类似于谐波制动原理，但是还有细微区别，波形对称保护原理是基于对称算法的原理，在其中含有21次谐波制动。而这21次谐波可以在变压器感应到励磁涌流，这样一来，就能够及时制止合闸，进而也就能对变压器的安全做出保障。而且，超低能保护能够对二次回路中涉及到的所有元件保护，所以，一旦差动保护出现故障，在这个时候，一般会干扰线路上的各种设备的正常运行，特别是高、低压开关，干扰较为明显，一旦出现这种情况，如果断开断路器不及时，这个时候就有可能引起令主变故障严重。

2后备保护

通常主变压器的阻抗较大，这是由于其运行特点所决定的，所以，一旦主变压器的低压侧发生了故障，那么在一般的情况下，一般不会对高压侧产生影响。尽管高压侧具有稳定性，而且这种性能的保护功能行之有效，在功能上与电压闭锁同等，但是还有一些缺点，比如高压侧并不能对主变故障做出及时的反应动作，所以在主变的运行过程中，一定要做好后备保护，以免高压侧开关不能对主变故障做出及时的反应，所谓后备保护，本质上就是利用高、低压侧复合序电压并联开放的方法进行保护，使开放闭锁回路的灵活性加大。后备保护一般采用的是复合电压闭锁过流保护的形式，通常而言，这种保护形式的主要结构为交流回路，一般采用的是本侧TV断线以及90接线。另外，后备保护还有其他的形式，如反应单相接地故障以及零序过流保护等。通常情况下，使用交流90接线较多，多进行零序过流保护，而当电压电流取自本侧的TV或者是在TV出现断线的时候发生此类情况，保护的方向元件就会退出。如果电压恢复正常，那么该保护也就自然恢复正常。

除了差动保护之外，还有非电量保护，这种保护与电气保护是完全独立的，主要是有变压器本体开关量的输出信号来决定，发生此类动作时，相应的信号继电器及出口继电器会被驱动，这给变压器本体保护提高了信号知识并且增加了跳闸功能。

二、变压器故障分析

1变压器操作中的故障分析

日常工作中，通常在变压器低压侧断路器断开的基础上，进行变压器检修复役的操作过程，冲击主变一般会发生在合上高压侧断路器时，而当主变冲击恢复正常后，低压侧断路器就会自动闭合。但是如果在冲击主变时，一旦短路故障发生在电流互感器和低压侧断路器之间，那么在这种情况下，差动保护将会无法动作，而与此同时，高压侧后备保护的高压侧母线也无法动作开放，追其原因是由于主变阻抗较大造成的，在另外一方面，低压侧母线也不能通过并联启动回路，进而开放高压侧过流保护，这是由于电压正常引起的，这样的结果将导致其不能切除故障，严重的时候会损坏主变。

2运行过程中出现的故障

在变压器的实际运行中，如果故障发生在低压侧断路器与电流互感器之间，出现这种情况，此时主变低压侧断路器就会跳开，而这个动作就是变压器低压侧保护发出的，这种反应只是在低压侧母线电压降低和电流增大的情况下才会发生的，而且所采用的方式是以较短时延动作，这样处理的后果就是使得低压侧母线电压恢复正常。但此时由于故障点并没有完全隔离，所以，短路电流仍然会继续输送到故障点，而且其经过线路是由高压侧母线通过主变，尽管高压侧故障电流较大，可是高压侧电压无法可靠动作开放，造成这种情况的原因是由于主变阻抗较大，这样也不能快速的切除故障。另外，当变压器受短路冲击时，假如短路电流小而且继电保护动作正确，这种情况下只会造成轻微的绕组变形；科室一旦假如短路电流大，而且继电保护延时动作甚至拒动，这样的后果就是发生很严重的变形，严重者甚至损坏绕组。对于轻微的变形，如果不及时检修，恢复垫块位置，那么会在多次短路冲击后，多次累积的效应也会损坏变压器。因此提高变压器抗短路能力的一项重要措施就是要诊断绕组变形程度、制订合理的变压器检修周期。

三、消除主变故障的继电保护方法

可以增加一与门电路在两圈变压器后备保护中，其动作逻辑为：当低压侧断路器处于断开状态，而且同时高压侧电流大于规定值时，在这种情况下，高压侧断路器就会按规定时间跳开。另外，可以设置一与或门电路在三圈变压器后备保护中，其动作逻辑为：当低压侧断路器或中压侧断路器断开，而且同时高压侧电流大于规定值时，那么在此种情况下，就会按规定时间跳高、中、低压三侧断路器。

但是在实际的应用中，由于运行方式存在一定的差异，保护装置也经常会出现误判断的现象，因此有必要采取对应的措施来解决。首先，在两圈变中，如果低压侧的开关断路器处于检修或者备用状态，在这个时候应设置一块低压侧断路器位置输入压板，这样的处理就能防止低压侧断路器位置变化可能引起的高压侧保护频繁启动。在三圈变中，除了要考虑上述问题之外，还要考虑高、中压侧断路器处于运行状态，但是低压侧断路器处于热备用状态的情况下，可能会由于中压侧线路短路进而引起高压侧保护过流启动的情况，除此之外，还有在低压侧断路器断开位置下动作跳开高、中压侧断路器的情况，针对上述的所有问题及情况，因此一定要注意动作时限的配合。为了避免出现这种情况，可以对三圈变采用改变中压侧保护逻辑和接线的方法。

结语

综上所述，近些年来，我国的经济正经历着前所未有的变革，呈现出一片欣欣向荣的态势，发展速度迅猛，随着经济的发展，各行各业也在不断地经历变革与创新，电力系统也是，经济的发展一方面使得电力行业也在经历变革，另一方面，经济的发展使得人们的生活水平提高，这样就给电力行业提出了越来越高的要求，在这样的形势与大环境下，电力行业必须抓住机遇迎接挑战。电力变压器是电力系统中的重要组成部分，它关系着居民和企业的正常的生活用电以及生产用电，所以，一旦变压器出现故障就会对整个电力系统造成一定程度的影响，进而对居民以及企业的正常用电造成影响，所以一定要加强对电力变压器的管理，本文主要对变压器常见的故障以及相应的解决方案进行了描述，同时也对针对变压器故障的继电保护做了探讨，希望可以在行业内做出参考，是人民能正常的用电。

参考文献

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