焦岚轶
国网晋城供电公司 山西省晋城市 048000
摘要： 首先针对变压器继电保护原理及系统构成予以概述，分析了变压器常见故障及异常状况，重点探讨了变压器的主后备保护配置，旨在更好的发挥变压器继电保护的功能。
关键词： 电力变压器、继电保护、故障、研究
我国电力行业发展迅速，电网规模显著增长，基本满足社会生产需求。变压器作为电能供应的核心设备，发挥着电压转换的重要功能，其运行的安全性和经济性对电网有较大影响，而在变压器内外部不利因素影响下，变压器故障的发生严重威胁电网安全，只有依靠继电保护装置，才能达到安全可靠供电的要求。而且考虑到电力变压器成本因素，继电保护装置能够避免变压器更大的破坏，也具有较好的经济性作用。因此，针对变压器保护原理、常见故障以及基本保护配置等方面进行探讨。
1 变压器继电保护原理及系统构成
1.1 基本工作原理
变压器保护功能的实现，主要是通过监测变压器运行关键参数的变化情况，然后在所设定的保护规则下改变变压器运行状态，实现故障状态下的变压器保护。其前提是继电保护系统的良好工作状态。对于变压器有着多种保护模式，如瓦斯保护、差动保护等，其工作原理各不相同，但均是建立在变压器运行状态参数测量分析的基础上的，然后执行保护动作程序，来达到变压器保护的目的。
1.2 变压器继电保护系统构成
就变压器继电保护系统而言，其构成主要有三部分：一是信号采集部分，主要负责变压器运行参数的监测和收集，然后对收集到的运行数据予以上传处理；二是信号处理部分，根据设定好的处理程序，分析并处理所接收到的变压器监测数据，判断是否达到保护动作阈值范围；三是信号输出部分，主要是执行保护系统处理后的结果，发挥其变压器状态调节和保护的功能。通常对于不同保护来说，会采用不同类型的继电器，其原理及构成也有较大差异，但总体结构有很大相似性。
2 变压器常见故障类型
为深入研究变压器继电保护，首先要对其保护的对象，即变压器常见故障，进行深入研究。由于多数电力变压器属于油浸式变压器，其故障类型可大体分为变压器内部与外部故障。对于内部故障而言，常发生在变压器内部绕组，内部短路事故的发生甚至会造成变压器爆炸烧毁，有严重危害性，其故障象征主要表现在：一是内部温度加剧升高，变压器油的大量分解，会排出大量瓦斯；二是变压器各侧电流严重不平衡。而对于变压器外部故障来说，主要发生在绝缘套管、引出线等部分，其危害性相对小些，但也会有明显的短路象征。除变压器故障外，还会存在一些不正常的工作状态，常见的有：变压器过载运行；下级设备短路故障电流流过变压器；变压器冷却系统故障导致的油温上升；变压器铁芯过励磁故障等。这些问题也会对变压器正常运行构成威胁。
3 电力变压器继电保护配置分析
3.1 变压器瓦斯保护
当前，许多变压器均采用油浸式设计，变压器油发挥着冷却以及绝缘的作用，而瓦斯保护所针对的正是该类变压器。一般而言，当发生内部故障时，会因内部过电流及放电问题，而导致变压器油快速分解，会产生以瓦斯为主的气体，随着气体排放速度及数量增长，一旦触发瓦斯保护条件，便会自动跳开变压器各侧开关，达到瓦斯保护的目的。该保护的关键在于气体继电器的应用，通常会安装在变压器内部油枕同油箱的连接通道内，能够灵敏的感应瓦斯气体。当变压器内部故障不明显时，仅会分解出较少的气体，而且气体释放速度较慢，在其沿油枕方向移动的过程中，气体继电器会有所感应，若内部气体排放达一定量后，继电器会动作于信号，表现为轻瓦斯动作。而当发生严重内部短路故障时，变压器油会因温度升高而大量分解，气体继电器会快速响应，并导致重瓦斯动作，及时切断变压器电源，起到保护作用。瓦斯保护的优势在于能够有效的应对变压器内部故障，并且其动作具有灵敏、快速等特点，在电力变压器中属于主保护。
3.2 变压器过电流保护
该保护主要针对的是变压器本身无故障，在其外部故障影响下而导致变压器电流过大的情况，对变压器也有较好保护效果。一般来说，过流保护并不能作为主保护，而是当做变压器相邻设备的后备保护，能够在相邻设备保护失灵状况下对相间或者接地短路进行保护，既保护了变压器本体，也对相邻设备发挥保护作用。在实际过流保护设置中，通常会设计低电压启动的保护模式，也就是采用阻抗保护，并设计过电流的阈值及时限，这也是后备保护的基本原理。一旦变压器后备过流保护动作，通常会跳开其各侧开关，有效的切断故障电流，也断开了变压器及相邻设备的电源，有效阻止了故障恶化。
3.3 变压器差动保护
该类保护的基本原理是通过实时检测变压器各侧开关的电流情况，并进行比对分析，一旦各侧电流出现差额且超出设定限值，便会触发差动保护，会在很短时间内跳开各侧开关，这也是按变压器主保护进行配置的。差动保护所针对的是变压器各侧开关以内部分的故障情况，有很好的保护效果。各侧开关电流的检测主要依靠同极性串联的电流互感器设备，通过将各侧电流取差值，然后输入差动继电器，要求在正常工作状态下，差动继电器输入值为零，因而要合理设置互感器的变比及方向。当变压器内部故障时，会打破各侧电流的平衡，并产生较大的电流差值，触发差动继电器动作，进而自动控制断开各侧开关，进而发挥其保护作用。
4 结束语
综上所述，为保证变压器设备安全经济运行，要确保继电保护装置配置的合理性，充分发挥其对于变压器故障的灵敏性和可靠性，进而有效遏制变压器故障发展。对于继电保护及二次工作者来说，首先要对变压器继电保护原理及系统构成有所掌握，建立起坚实的理论知识基础，还要注意积累变压器故障处理经验，了解其常见故障类型及象征，以便使保护配置更加的合理。同时，对于变压器保护装置本身常见的二次回路、互感器等故障也要有所了解，进而提高变压器保护系统可靠性诊断的效率，更好的保障变压器安全运行。
参考文献
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