浅析变压器保护中出现的若干问题

【摘 要】现如今电力的发展十分迅猛，电力相关的产品对人们生活和生产的影响愈发明显，电力系统作为电力输送、运用中的核心环节，对国民经济发展的发展起到非常重要的推动作用，但这也对电力系统的继电保护提出了更新更高的要求。变压器是维护电力系统正常运行的基本设备，也是主要设备，变压器的安全与稳定可以保证电力系统的正常运行，相关工作人员也应该根据变压器在运行中发生的不同问题进行相应合理可靠的保护。本文对变压器继电保护现状、变压器运行和保护中出现的问题、变压器继电保护及保护措施进行了详细阐述。

【关键词】变压器 保护措施 问题 研究

一、背景

变压器对于人们来说并不陌生，而变压器在电力系统中的重要性也逐渐被大众认同，通过对变压器保护中出现的若干问题分析与研究，能够帮助人们进一步了解变压器保护知识，为保证变压器的安全运行奠定理论基础。

自上世纪中期至末期，继电保护技术在保护电力系统安全方面的贡献已经非同小可，作为一项安全保护应用工程，上世纪中期的晶体管继电保护发展阶段可谓是难以超越的鼎盛时期。上世纪七十年代，集成电器被投入继电保护研究中，直至八十年代早先的晶体管技术已经被集成电路保护技术取代，在继电保护中发挥着重大作用。到了九十年代初，集成电路保护技术仍然处于主导地位。九十年代后期，微机保护的应运而生使得继电保护进入了新历程。目前，我国以网络化著称的继电保护技术的普及意味着新形势下的继电保护对数据的测量、保护和控制有着更高的要求。

二、变压器继电保护分析

（一）变压器故障及保护方式

1.变压器故障

变压器故障分为外部与内部两方面。变压器外部故障指的是变压器外部油箱外部及周边线路引发的故障，一般有引出线故障、绝缘套管破裂引起的短路等。变压器内部故障指的是变压器油箱内部出现的故障，一般有单相绕组线路引起的单相接地故障、绕组间的相间短路、单相绕组匝线间的匝间短路等。

2.变压器不正常运行的表现

常见的变压器的不正常运行的状态有以下：由于超负荷引起不同程度的泄露油，造成油面下降；因接地短路引起的电流及中性点过电压及由变压器外部故障引起的过电流，低频率或者过电压情况下的大容量的变压器出现运行方面的异常等。

3.变压器的保护方式

常见的变压器保护方式有纵差动保护或电流速断保护、瓦斯保护、反应外部相间短路引起的过电流以及变压器后备保护。纵差动保护或电流速断保护是指对引出线、绕组间、单相接地引发的短路进行防御保护，以上保护进行之后，变压器每一个电源旁边的断路器即会跳开实施保护；瓦斯保护对变压器产生的作用主要是能够反应出变压器邮箱里面出现的不同故障以及发生故障时油面的下降情况。瓦斯保护是根据变压器油箱里面产生的油流以及气体变化而进行变压器的保护，主要分为轻瓦斯保护与重瓦斯保护两种。轻瓦斯保护表现为信号反应方面，重瓦斯保护则表现于变压器每一个电源旁边的断路器的跳开。

（二）变电器保护中出现的问题

实践中，在变压器保护中会出现下列几点问题。首先，变压器差动保护是通过电流互感器进行保护的，当穿越性短路电流时产生的误差高于百分之十时，变压器差动保护也会出现相应误动。其次，变压器会出现由线匝引发的短路，而差动保护无法及时形成保护，避免不了短路的发生。再次，变压器运行中空充变压器发生的误动不多，这是因为新变压器或者维修后的变压器常常需要进行冲击合闸实验，这也是电力工作人员较为重视的环节。但在排除外部障碍之后，由于励磁涌流的缘故，会出现比率制动差动保护的误动现象。假如没能及时采取有效措施，就无法保证变压器运行的安全性和可靠性。最后，进行新装差动保护装置整组的传动试验时，保护测试仪并不能检验出电流回路是否正确，这就不能保证变压器装置环节的每一个环节都有检测保证，比如无法检测出TA极性的正确性，也无法避免TA极性接反等情况的出现，从而埋下了电力系统运行的安全隐患。

三、变压器差动保护问题防范措施

针对上述情况，本文认为可以从以下几个方面对变压器差动保护问题进行防范。首先，针对电流互感器进行选择是比较费心又麻烦的事情，选择不好就会使得保护出现误动或者不作用，还有可能造成不同程度的成本损失及安装棘手等问题。变压器差动保护所选用的电流互感器的选择需要考虑电压等级以及装置位置，因为这些因素将会影响电流互感器的励磁电流，当穿越性短路电流时产生的误差高于百分之十时，可以增加电流互感器电流比；减轻电流互感器回路负荷；串联使用两组电流互感器；在保证灵敏度基础上对保护动作电流进行提高。其次，变压器的绕组出现由线匝引发的短路时，瓦斯保护能够及时做出反应，预防变压器油箱内部发生故障，实现变压器差动保护作用。再次，针对励磁涌流出现比率制动差动保护的误动现象，需要根据励磁涌流的特征，充分利用励磁涌流的非周期分量使让铁芯处于饱和状态，将保护电流大大提高。此外，合闸时加入附加电阻，也可以有效地减弱励磁涌流。

四、结论

本文通过对变压器继电保护中出现的问题的分析及研究，对在电力系统中起重要作用的变压器有更深入的了解，包括变压器故障类型、变压器保护方式及变压器差动保护原理等。笔者结合工作实践，针对变电器保护中出现的问题及变压器差动保护措施进行了详细阐述，在分析后提出了切实可行的变压器差动保护问题防范措施，进一步推动了现阶段变压器继电保护的研究。如文中所说，网络化电力系统保护的普及带动着电力系统的不断发展，也带动继电保护技术向计算机技术的全面转型，继电保护将在数字化的推动下实现原理与实践的改革突破，保证电力系统安全高效运行的智能化、系统化的继电保护技术将在不久后的未来应运而生。

参考文献：

[1]田成.浅谈变压器的故障类型与继电保护[J].民营科技，2012（8）

[2]赵礼杰；赵妍；；变压器励磁涌流判别方法综述[J].中国新技术新产品，2009（7）

[3]刘霞.变压器差动保护问题分析[J].机电信息，2012（12）

[4]赵永昱.浅谈电力系统继电保护的维护及前景[J].科学之友，2011（10）