110kV變壓器繼電保護故障及應對措施

張占江

（秦皇島港股份有限公司電力分公司，河北 秦皇島 066000）

引言

變壓器是連接電廠與用戶之間的重要設備，一旦故障將會造成電力系統的大面積停電，給生產生活帶來巨大的影響和經濟損失。變壓器的故障類型多種多樣，不同的故障類型需要采取相對應的保護措施。

一、110kV變壓器繼電保護故障

（一）繼電保護裝置中電流互感器飽和發生故障

若繼電保護裝置終端的負荷超出承受范圍，就會造成變壓器的電流過大，進而發生短路的狀況。一旦發生短路電力系統所產生的最高電流往往是裝置中電流互感器單次額定電壓下，額定功率所產生電流的100倍。鑒于電流互感器存在的偏差與發生短路時電流的大小有一定的聯系，若電流互感器中出現電流互感飽和現象，那么也會對二次電流產生影響，使電流互感器不再產生二次電流，最終導致繼電保護裝置出現誤動或者拒動的狀況，促使系統斷電。

（二）變壓器的硬性故障

當110kV變壓器處于正常運轉狀態的時候，硬性故障的存在會對系統的運行造成阻礙，如果變壓器的繼電保護裝置運行中出現硬性故障，繼電保護電力系統就不能發揮有效的防護功能，潮流分配上也會存在問題，此時很有可能存在隱性故障，二次回路系統不能正常運行，導致誤動發生，保護裝置也不能很好地發揮保護作用。110kV變壓器處于運轉工作中，如果出現了隱性故障，當系統潮流分配中存在一些問題，很有可能導致電力系統無法正常運行。養護的難度增加，變壓器就很難正常運轉了。

（三）110kV變壓器的內部故障

110kV變壓器內部的元件主要有鐵芯和繞組，浸在變壓器油中，內部出現故障的類型主要為不同相繞組絕緣損壞產生的相間短路、同一相繞組相鄰匝之間絕緣破壞產生的匝間短路和繞組絕緣破壞碰觸鐵芯和外殼產生的接地短路，如果變壓器出現上述三種內部故障，將造成變壓器鐵芯和繞組的劇烈發熱，從而使變壓器油分解產生大量的氣體(主要成分為甲烷)，此氣體為瓦斯氣體，對于干式變壓器，則不會產生瓦斯氣體，內部故障產生很大的短路電流，破壞繞組絕緣，燒壞變壓器鐵芯，如果保護措施不當，變壓器發生故障會導致事故的發生。

二、110kV變壓器繼電保護故障的應對措施

（一）加大事故診斷的檢查力度

1.逆序檢查法，所謂逆序檢查法就是利用逆向思維對事故進行檢查，這種檢查方法的優勢就是可以快速精準的找到發生事故的部位。逆序檢查法在很大程度上縮短了解決事故的時間，并且具有較高的可靠性；2.順序檢查法：順序檢查法是一種最為常規的診斷和檢查事故的方法，所謂順序檢查法就是根據實驗調試的結果，一步一步的向下尋找事故的源頭。順序檢查法通常情況下在微機保護過程中出現誤動或者拒動的情況下使用；3.整組實驗法，整組實驗法在一定程度上也可以縮短事故處理的時間，并且這種檢測方法通常對繼電保護裝置的動作進行檢查，檢測該裝置的動作是否和正常狀態相吻合，倘若裝置出現動作異常可以在短時間內檢查出事故的源頭。

（二）繼電保護裝置的抵御干擾能力要有所提升

繼電保護裝置由許多元件構成，元件的靈敏度高，反應快。如果外部環境中有非常強的干擾信號，會影響設備的正常運行,就需要人為的從技術角度出發提高設備對外界環境的抗干擾能力，使得系統處于穩定運行的狀態。對于外部環境的干擾需從以下方面考慮：1.要提高繼電保護裝置的硬件抵御干擾能力，就要實現硬件抗干擾，更換保護柜的材質，可以有一定的效果。2.要提高繼電保護裝置的軟件抵御干擾能力，在給保護裝置布線的時候，使信號電路與電力系統之間的平穩間隔與規定的標準相符合，由系統內部元件導致的侵擾問題就會有所降低。

（三）油浸式變壓器的瓦斯保護

瓦斯保護是變壓器的主保護，用于對變壓器內部故障和不正常運行狀態中的油面降低的防護，下面對油浸式變壓器的瓦斯保護進行介紹。故障的嚴重程度不同，產生的瓦斯氣體量不同：油面降低產生的氣體量比較少，瓦斯繼電器KG上面的觸點閉合產生輕瓦斯信號，不需要跳閘；當110kV變壓器內部短路故障產生時，發熱嚴重產生大量瓦斯氣體，由信號繼電器KS發出重瓦斯信號，同時發出跳閘命令跳變壓器兩側斷路器，切除故障，重瓦斯保護采用了帶保持線圈的中間繼電器KCO，主要是為了防止故障時油速不穩定造成的不能可靠跳閘，KCO為電壓起動，電流保持的中間繼電器，電壓線圈阻抗比較大，為了保證KS能夠準確發出重瓦斯信號，所以需要將KCO起動線圈并聯R2，提高KS的靈敏度。而XB的作用主要是氣體繼電器試驗時或變壓器剛投入運行時，將XB切換至R 1處，使重瓦斯僅發信號不跳閘。

（四）替換處理

該措施的運用機理為利用同型號備用插件替換存在問題的插件，確認故障是否處理完成。以微機保護為例，當繼電保護裝置內部插件產生運行故障后，確認故障的插件，設備檢修人員可使用備用插件與可能存在故障的插件進行替換。根據繼電設備運行情況，就可以檢測出被替換插件是否存在問題。

（五）合理應用檢查方法，采用事故處理的技術

檢查時需合理選擇檢查方法，依據事故實際情況確定針對性的檢查方法。同時需確定事故現場，進行相關檢查，盡快找出原因，采取有效處理方法。另外需了解微機保護事故的解決方法，經過應用對比法等檢查方法，可使工作人員在最短時間內確定并完成故障的處理。

（六）和信息化技術相互結合

定期機電系統在進行維修的時候也可以利用信息化技術，提高維修工作的質量和精準度。此外，還需要建立故障監督系統，一旦110kV變壓器繼電保護裝置發生故障，相應的故障信息就會利用信息化技術傳輸和儲存、警告，人們根據這些數據直接找到故障發生的地點進行排查和解決,為電氣系統的安全運轉提供一定的保障。