（贵州省习水鼎泰能源开发有限责任公司 贵州遵义 564611）
摘要：随着电力系统的快速发展，对电力系统中变压器安全稳定运行要求越来越高。所以变压器继电保护要求必须达到可靠、正确、快速动作，以确保电力系统供电安全。本文以贵州省习水二郎电厂2×660MW超临界机组主变压器型号为DFP-260000/500为例阐述变压器保护的原理、功能、特点、运行方式进行分析探讨。
关键词：变压器；继电保护
习水二郎电厂主变压器为户外单相双绕组无载调压强迫导向油循环风冷主变压器，型号为DFP-260000/500，额定容量3*260 MVA，电压变比为
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/22 kV，联结组别YN d11。变压器继电保护采用南瑞继保公司的PCS-985B微机型发电机变压器组成套保护装置，采用主后一体化保护装置，按照完全双重化配置。设有A、B、C三组保护柜，其中A、B柜保护配置完全相同，实现保护双重化；C柜为非电量保护柜。
1、继电保护的原理及需要解决的问题
电力系统发生故障时，会引起电流的增加和电压的降低，以及电流电压间相位角的变化，因此故障时参数与正常运行的差别就可以构成不同原理和类型的继电保护。例如，利用短路时电流增大的特征，可构成过电流保护：利用电压降低的特征可构成低电压保护：利用电压和电流比值的变化，可构成阻抗保护：利用电压和电流之间的相位关系的变化，可构成方向保护：利用比较被保护设备各端电流大小和相位的差别可构成差动保护等。此外也可根据电气设备的特点实现非电量的保护。
1.1变压器保护需要解决的问题
1.1.1如何减少TA二次回路在各种情况下断线及短路对差动保护的影响。
1.1.2电磁兼容问题：即消除各种外部干扰对保护装置的影响以及保护装置对外部其它电子设备的影响。
1.1.3如何增强保护装置的事故追忆功能及事故后的故障分析功能
变压器保护的双重化配置并没有增加额外的二次回路投资，相反是减少了保护设备的投资，使得保护二次回路清析、独立，简化了二次电缆数量与接线。由于采用上述保护设计思想，则变压器的主保护功能得到增强，考虑到变压器主保护不像线路保护那样存在通道问题，其后备保护配置就可以大大简化。差动保护二次电流调整与涌流闭锁判据、变压器工频变化量差动保护、稳态比率差动保护、适用于变压器的TA饱和判据、TA二次回路断线与短路判别方案、零序比率差动保护。
2、变压器保护分类
2.1变压器工频变化量差动保护
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匝间短路故障是电力变压器主要的内部故障形式之一，根据近十年来的全国统计表明，匝间故障约占变压器内部故障的70%左右。因此采用灵敏度高且安全性高的保护来检测出变压器的匝间故障，对提高变压器的安全运行水平具有重要意义。为此，我们利用变压器各侧电流中的工频变化量与差电流的工频变化量，实现变压器工频变化量比率差动保护。该保护下述两个判据构成：
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2.2过激磁保护
众所周知铁芯线圈的电压（V）与频率（Hz）、磁密 B（T）、铁芯截面 线圈匝数.当变压器在运行中电压升高、频率下降时会引起铁芯中的磁密增高。目前大型变压器在正常运行时的工作磁密设计得已比较高了，接近饱和磁密。所以在运行中当电压升高、频率下降时会引起铁芯饱和。如果在在铁芯饱和状态下长时间运行，变压器温度会升高到不允许的程度引起变压器的损伤、绝缘老化，危及变压器的安全。所以高压侧为330kV及以上电压等级的变压器都要装设过励磁保护。
由于在变压器过激磁时，变压器励磁电流将激增，可能引起差动保护误动作。因此应该判断出这种情况，闭锁差动保护。装置中采用差电流中五次谐波的含量作为对过激磁的判断。其判据如下：其中
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。分别为每相差动电流中的基波和五次谐波，为五次谐波制动系数。当过激磁倍数大于1.4倍时，不再闭锁差动保护。过激磁闭锁差动功能可整定选择。
2.3变压器零序电流差动保护
变压器的零序电流差动保护主要应用于自耦变压器中。只要变压器Y侧中性点直接接地，就可以构成零序电流差动保护。零序电流差动保护是根据接点电流定理构成的。由于流过绕组各侧TA的电流是同一串联电路中的电流，这几个电流之间没有电磁感应关系，因此变压器的励磁电流不会产生不平衡电流。所以这种差动保护不必经励磁涌流判据的闭锁，也不必经过励磁判据的闭锁。也正因为构成差动保护所用的绕组各侧电流间没有电磁感应关系，所以它不能保护匝间短路。零序电流差动保护可保护变压器Y侧两个（三个）TA间的各种接地短路。由于不存在变压器有载调压产生的不平衡电流，此外也没有由于TA变比不匹配产生的不平衡电流，因此它的定值比前面讲的差动保护的定值低，所以这种差动保护保护Y侧的接地短路灵敏度要高。复合电压闭锁过流
2.4过流保护主要作为变压器相间故障的后备保护
I、II侧各设一段过流保护。III侧过流保护固定采用主变低压侧三角形环内的TA，且TA引出必须相电流接线方式，装置内部低压侧过流所用电流固定为减去零序电流（因为整定计算是按开关CT考虑的）。相过电流保护固定不经过复压闭锁。
2.5瓦斯保护
瓦斯保护又称为气体继电保护，是变压器非电量保护。主要反映内部故障和油面情况，是变压器的主要保护措施。在正常运行时，瓦斯保护的上下油杯留有一定的空隙，使油杯在平衡锤的作用下，轻瓦斯触点与重瓦斯触点是分开的。当变压器油箱内部出现问题时，变压器油及其他绝缘材料在故障点电流和电弧的作用下迅速发热并产生气体；当故障较为严重时，油箱内存在大量的气体，气体流和油流迅速穿过联通管，进而冲向油枕的上部，由于压强增大，导致继电器内部的油面降低，两个触点接触，就会起动瓦斯保护，使继电器跳闸。
瓦斯保护动作后，运行人员要及时观察油箱内情况，并加以分析，判断是何种故障。瓦斯保护的优点在于具有可靠性、灵敏性及速动性，局限性在于只能反应出变压器内部故障。
3、变压器继电保护特点
3.1可靠性高
继电保护的可靠性高，是因为有合理的配置、质量技术性能优良的继电保护装置以及正常的运行维护与管理。在继电保护系统中，信息管理技术采用了方法库和数据仓库，使得系统的维护和升级更加方便，在运行过程中，整个信息管理系统由以往分散式的传输转变为集中式的传输。
3.2实用性强
在生产运行中所出现的一些实际问题，通过继电保护能够有效的对二次部分中各类数据之间的使用和共享予以解决。由于其能分析系统、统计数据，这就更便于工作人员的操作，其实用性更强，继电保护运行的水平在得以提高。
3.3实现远程监控
因微机保护装置有串行通信的作用，其能与远方的变电站的微机监控系统进行相互间的通信联络，而使得整个微机保护都具备了远程监控性，从而保障了无人变电站的继电保护系统的安全运行。
4、变压器继电保护未来的发展趋势
当前，随着计算机硬件的飞速发展，电力系统对微机保护的要求也在不断提高，如果继电保护仍保持单一的保护功能，就难以满足未来的电力系统的安全保护。因此，为了使继电保护装置的保护功能能满足于电力系统的安全保护，其在未来的发展中则应向计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通信一体化等方向发展。首先，在计算机化时代，继电保护除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间、快速的数据处理功能、强大的通信能力、与其他保护控制装置进行调度联网以共享全系统数据的功能、信息和网络资源的能力、高级语言编程等，使微机保护装置具备一台PC的功能。
5、结束语
变压器是电力系统中电能传输的核心部件，变压器的安全稳定运行直接关系到电网运行的工作状态。通过继电保护装置对变压器实施保护，可以确保变压器处于持续安全稳定的运行状态，以提高电力系统的运行效率。
参考文献：
[1] 雷钰.电力变压器继电保护设计的探讨[J].科技与企业，2013.
[2] 熊信银，《发电厂电气部分》 [M]北京：中国电力出版社，2009