110kV電力變壓器常見故障和繼電保護的探討

鄧敏+左育平

摘 要：變壓器是所有電力設備當中的核心部分，企業需要利用電氣試驗與繼電保護來保證變壓器的安全與穩定運行。因此，本篇文章對電力變壓器常見的一些電氣試驗與繼電保護方案進行了一定深度的分析，其中包含一些具體的試驗，并且對一些其中的問題進行分析與解決，希望能夠給一些企業帶來一定的參考。

關鍵詞：電力變壓器；常見故障；繼電保護

前言

隨著科技的發展，我們國家人民在用電方面的需求是越來越高，因此保證整個電網的安全穩定運行就變得越來越重要。因為整個電網的運行是極其繁雜的，在這整個的過程當中要每時每刻保證變壓器的運行狀態的穩定。變壓器承載著輸配電的重要任務，同時這也是保證電網系統穩定運行的基礎，本文針對變壓器的電氣試驗與幾點保護的基本方案以及常見的一些故障進行一定的闡述。

1 電力變壓器常見電氣試驗

電力變壓器在使用當中常常會出現一些不同程度的故障問題，針對類型不同的故障要進行相應的電氣試驗，這樣才能檢測出設備的具體故障類型，從而才能有效的進行維修。比較常見的電氣試驗包括絕緣測量，耐壓性試驗，變比試驗以及瓦斯繼電器試驗這四種，我系電器的故障，不能夠更好的維修的話就要加一個直流電阻試驗。絕緣測量是一個基礎性的試驗，利用變壓器一次與兩次對地進行電阻測量，能夠對故障的范圍進行確定，同時也能夠有效的保證設備的絕緣強度，以防存在一些漏電與破損的現象。而電器存在相間電阻平衡的問題時，要選擇直流電阻試驗來對它的穩定性進行測試。繼電器瓦斯試驗是非常復雜的，而在大型的變壓器故障的檢查與檢修當中也是十分必要的，同時也要按照電力變壓器的運行狀況對他進行繼電器的保護。

2 變壓器繼電保護原理及原則

2.1 變壓器繼電保護基本原理

變壓器的接地保護通常是依靠繼電保護裝置來進行的。它的基本原理是繼電保護裝置可以有效的對受保護區域之內產生的故障產生相應的反應，從而去提示維修人員該設備的安全隱患之處。不能隨意的誤動或者拒動繼電保護裝置，這樣才能保證它在判斷故障時的準確性。通常情況下，有故障的變壓器與沒有故障的變壓器在電氣量方面會有比較大的變化，這其中電流與電壓是主要的兩個表現。變壓器在正常運行的時候電流是額定電流，在發生故障之后電流會瞬間增大，并且它也會遠大于額定電流，這樣就極易形成系統當中的零件燒毀現象。同時電壓也會相應降低，越接近短路點的話電壓下降的幅度就會越大。對于正常運行狀態，發生故障的系統在阻抗上會有一定的變化，即電壓與電流的比值會減小，這樣就不能對設備的正常運行狀態及位置，也就不會造成整個電力系統停止工作。

2.2 變壓器繼電保護的原則

繼電保護裝置所發揮的保護能力要具有足夠的可靠能力，選擇性，靈敏性以及速動性這四個特性。首先，在可靠能力方面，它是繼電保護基礎的要求，在執行機電保護當中要對故障正確判斷，同時要給出相應的預警信號。繼電保護裝置也要保證設備運行的性能，不能夠進行誤動或者拒動。不相信發生短路故障之后，也需要繼電保護裝置能夠有相應的選擇性，它指的是在發生故障之后僅僅針對保護區域之內的出口動作，這樣能夠讓維修人員更快的判斷出故障發生的位置，從而達到減少資源浪費的目標，這樣才能夠不對整個系統的工作性能造成影響。通常故障都是在瞬間發生的，所以才對故障進行判斷的時候也要有靈敏和快速的特點，從性能上，繼電保護裝置要有這很強的靈敏性，這樣在設備發生故障的時候能夠進行預警報告，與此同時，將故障的產生范圍縮小到一定程度。并且繼電保護裝置的動作也要迅速，要在最短的時間內做出正確的判斷，這樣維修人員能夠及時的找到變壓器故障的位置，減少損失。

2.3 電力變壓器繼電保護方案設計

企業要按照變壓器的原理運行當中需要的技術手段入手，將保證變壓器的正常工作作為大前提，從而給出相應的處理方案。繼電保護裝置的主要工作就是對發生障礙的地方進行預警與剔除，并且在信號的傳達過程中要保證高準確度，依照我們國家目前對變壓器運行的有關規定，我們給出了相應的保護方案設計。第一種是瓦斯保護方案。瓦斯保護在變壓器運行中是非常常見的，它是一種電力變壓器之內的裝置，通常是以氣體變壓器為主。瓦斯保護主要是對電力變壓器油箱當中的氣體能夠快速排出進行保證，以防油箱的溫度驟然上升，同時也能夠保證了絕緣油的性能，以防存在一些漏電與短路的安全隱患。在正常的運行過程當中，電信的信號是由油箱上觸點連通之間的變壓器發出，系統發生故障的時候，警報信號是由油箱下觸點連通信號的回路發出的，同時會相應的產生跳閘進行應急處理，這個時候能夠保證故障的預警正確，同時也能夠有效的縮小故障發生的范圍，這樣能夠大大提升故障排除與維修的效率。第二種是變壓器差動保護。差動保護的實質是運用變壓器的高壓與低壓端電流和相位的差異，依照變壓器的運行原理，把兩側不同的電流互感器相連從而形成一個環流。利用對電流的變化判斷，從而判斷出是否存在故障的問題，這一方式也被叫做相位補償法，將變壓器星形側與三角形側的電流互感器分別連接成三角形與星形。在正常的運行狀況之下，相應的電流差值接近于零或等于零，這個時候差動保護就不會工作。故障發生的時候，繼電器兩側的電流差值會在一個比較短的時間內加大，這個時候上述提到的電流值就是兩側互感電流形成的電流之和，遠大于故障點的短路電流，這樣就會形成系統短路的問題，繼電保護裝置就是為了當系統當中出現短路時能夠產生相應的動作來減小短路產生的影響。繼電保護裝置會發出差動信號，讓維修人員能夠清楚的了解到故障發生的位置。差動保護的原理非常簡單清晰，并且能夠很好的保證靈敏度、選擇性強的等優點，因此，作為電氣主設備的主要保護方式是有著非常明顯的優勢的。第三種是過電流保護與負荷保護，這種方案適用于以上兩種方案的備用方案。過電流保護通常按照不同的短路電流大小劃分為幾種。它主要用在降壓變壓器當中。復合電壓啟動的過電流保護往往使用在升壓變壓器當中，能夠對彌補它的靈敏度較差的特性。負荷保護通常使用在系統聯絡變壓器的大容量升壓變壓器當中。對應的變壓器負荷保護通常是用來對故障進行預防，變壓器長期處在一個高負荷的狀態之下，這會讓他的電流增加，負荷保護就是運用負荷降低的方式來對過電流進行控制。這一裝置往往是使用一個電流繼電器與一個單相線路相連從而形成一個一對一的接線方式，通常在產生信號或跳閘的時候有一定延時性。

結束語

在我們國家電網的迅速發展有著非常強大的意義，變壓器又是電網運行當中最核心的部分，因此它的運行穩定程度就直接影響著整個系統的運行效果。繼電器實驗與繼電保護是保證系統穩定運行的基本方式，需要整個電網系統正確的使用及電保護方案，這樣才能夠有效的減小設備發生故障的幾率，同時也能夠在發生故障時及時的進行處理。并且在實際運行當中也要具體的運行情況進行分析。

參考文獻

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