关于电力变压器继电保护的研究

张希军

摘要：电流增加以及电压降低是电力系统发生故障时所必须出现的几种现象，注意电流以及电压间相位的变化也在上述范围涵盖之内。所以电力系统在开展继电保护工作过程当中一般是利用正常运行时的物理量差别来构成。其中还会涉及到故障时的物理量，也就是说在继电保护工作中必须实现对多方面内容的综合考虑，本文主要针对电力变压器继电保护进行进一步探究，这对供电工作的正常开展有重要作用，可将更为良好的服务提供给人们。

关键词：电力变压器；继电保护；瓦斯保护

变压器从本质上来说就是一种器件，需要对电磁感应原理对电能或者电信号进行传输。变压、变流以及变阻抗是变压器的主要作用。变压器具有相当多的种类使用范围也较为广泛，所以在供配电系统中变压器占据的位置至关重要。针对变压器工作可靠性所开展的研究具有十分重要的意义，在考虑保护装置装设工作过程当中，必须充分融合变压器的故障以及不正常运行方式，将其作为主要依据实现对专用保护装置的合理设置。

一、电力系统继电保护概述

将不同类型的过电流保护装置合理安装在电力系统中是，有效保障电力系统安全运行的重要途径。在此过程中，负荷以及短路所引起的电流对系统的影响也会大幅度降低。熔断器保护、低压断路器保护以及继电保护是现阶段常用过电流保护装置的三种主要形式。高压供配电系统一般会对继电保护进行使用，其保护功能相当强大，这也是顺利开展供配电自动化的重要前提。会有不可避免的故障或者不正常工作状态存在于配电系统中的电气设备上。继电保护装置可对其进行直观体现，尤其是可对跳闸或者短路现象发出预报信号，作为一种自动的装置存在。继电保护任务可在多个方面进行直观体现我们主要将其总结为以下几点。

1.首先是从供配电系统中实现对故障元件的有效切除，保障其自动性、迅速性以及有选择性，在最短的时间内恢复正常供电。

2.电气设备的不正常运行状态可借助继电保护来真实反映，工作人员将其发出的预报信号作为主要依据，采取必要措施实现对电气设备正常工作的有效恢复。

3.在工作过程当中配合供电系统的自动装置，可实现对供配电系统运行可靠性的真正提升。

二、电力变压器继电保护的研究

电力系统发生故障时会引起电流的增加、电压的降低以及电流与电压间相位的变化，因此，电力系统中所采用的各种继电保护大多数足利用故障时物理量与正常运行时物理量的差别来构成的，其中规定：对电力变压器的下列故障及异常运行方式，应装设相应的保护装置：

绕组及其引出线的相间短路和中性点直接接地侧的单相接地短路；绕组的匝间短路；外部短路引起的过电流；中性点直接接地系统中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；过负荷；变压器温度升高或冷却系统故障。不同容量、不同使用地点的变压器装设的保护装置不同。

1.瓦斯保护

瓦斯保护称气体继电保护，用来防御变压器的内部故障。当变压器内部发生故障，油受热分解产生气体或当变压器油面降低时。瓦斯保护应动作。其中轻瓦斯动作于预告信号，重瓦斯动作于跳开各电源侧断路器。瓦斯保护主要有以下几种：

（1）在变压器正常运行时，瓦斯继电器的容器内包括其中的上下开口油杯，都是充满油的；而上下油杯因各自平衡锤的作用而升起，此时t下两对触点都是断开的。

（2）当变压器油箱内部发生轻微故障时，由故障产生的少量气体慢慢升起，进入瓦斯继电器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，这时上触点接通信号回路，发出音响和灯光信号，这称之为“轻瓦斯动作”。

（3）当变压器油箱内部发生严重故障时.如相间短路、铁心起火等，由故障产生的气体很多，带动油流迅猛地由变压器油箱通过联通管进入油枕。这时下触点接通跳闸回路（通过中间继电器），使断路器跳闸。同时发出音响和灯光信号，这称之为“重瓦斯动作”。

2.变压器的过电流保护

变压器的过电流保护用来保护变压器外部短路时引起的过电流，同时又可作为变压器内部短路时瓦斯保护和差动保护的后备保护。为此，保护装置应装在电源侧。过电流保护动作以后，断开变压器两侧的断路器。一般来说。变压器的过电流保护采用三相完全星形接线方式或两相三继电器不完会星形接线方式，这样可以提高灵敏度。

3.电流速断保护

用来防御变压器内部故障及引出线套管的故障。容量在10000kv/A以下单台运行的变压器。一般装设电流速断保护来代替纵联差动保护，当变压器灵敏度不能满足要求时，应改为装设纵联差动保护。

4.过负荷保护

用来防御变压器因负荷而引起的过电流，保护装置只接在某一项的電路中，一般延时动作无信号，也可以延时跳闸或延时自动减负荷。

5.瓦斯保护设计

当变压器内部出现严重漏油、匝间短路、铁芯局部烧毁以及绝缘失效、油面下降等故障时，差动保护设计的实际应用意义就会受到限制，这时就需要采用瓦斯保护设计。通过将气体继电器安装在变压器油箱与油枕之间的连接导油管中，可以很容易实现瓦斯保护的目的。一般情况下可以将瓦斯保护分为两种。其一是轻瓦斯保护动作信号，可以通过分析气体的数量、颜色及化学成分等判断出该保护动作产生的原因以及所发生的故障类别；另一种是重瓦斯保护动作，能够对气体产生的速度进行监视，同时对气体的成分和特征进行分析，从而有效推断出故障发生的原因以及程度。

6.高压变压器保护设计

当变压器高压侧的过电流保护对其低压侧的母线具有规定的灵敏系数时，可以在其间配置过电流保护装置，使之成为低压侧母线的保护设施。此外，在变压器的高压侧可以设置一个反时限过流保护装置，从而对该变压器的热稳定性进行保护。与此同时，在变压器的低压侧还应另外安装保护装置，在其中性线上安装零序电流保护装置，如跳高压侧短路器，同时规定经过该装置的不平衡电流不能超过额定电流的25%。

结语：

变压器的不正常工作情况较为复杂，外部短路或者过负荷所引起的过电流都可对其进行直观体现。注意不断降低的油面以及不断升高的温度也可充分说明变压器工作状态不正常，因此我们在设计继电保护装置过程当中需要融合合理的运行方式，并将故障类型作为主要依据，实现对科学措施与建议的制定。针对电力系统安全性能进行全方位的提升。

参考文献：

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