电力变压器的电气试验与继电保护张忠涛

电力变压器的电气试验与继电保护张忠涛

张忠涛

（国网山东省电力公司莱西市供电公司266600）

摘要：为了变压器能长期安全、稳定、高质量的运行，需要对变压器定期进行检修。目前我国常用于对变压器的检修是对其进行相应的电气试验，通过保护预警信号进行故障判别，这也是最可靠的对变压器进行维护的方法。

关键词：电力变压器；电气试验；继电保护

电力企业一直是国际上的领头企业，在科技发达的现代社会，几乎任何设备的运行都离不开电力支持，电力行业也因此得以快速发展。电力系统逐渐向超高压和大容量等方向发展，这一切都是为了满足人民对电力系统的需求。而随着电力系统的逐步发展，用于发电和传输电能的设备也越来越多、越来越繁琐，在如此庞大的电力系统设备运行过程中，电力设备出现故障的情况也越来越多，为了不对人民的正常用电产生过大的影响，电力企业对于电力设备的保护也逐步完善，形成一套完整的电力设备保护系统。变压器作为电力设备中最重要的一员，对变压器设备的保护措施会一直是电力企业需要关注的重点。

一、变压器结构和分类

（一）变压器的结构

变压器的基本结构虽然大致相同，都是由铁芯和绕组组成，但是种类却很繁多，通常我们会分成两类：绕组铁芯变压器和外壳型变压器。

（二）变压器的分类

变压器的种类繁多，可以根据不同的用途和结构分成不同的电压器，如：按用途分可以分为升压变压、降压变压器、供电的电源性变压器、控制音频的音频变压器，工作在脉冲电路的脉冲变压器、控制电路开关的开关变压器、拥有特殊功能的特种变压器等等；按铁芯结构分可以分成心式变压器和组式变压器等等。

二、电力变压器常见故障分析及处理

（一）内部声音异常

变压器在运行时内部会发出声音，正常运行时会发出类似正弦波的电磁波，而当变压器不正常运行时，内部就会发出沉重的噪音。噪音的主要产生原因在于变压器内部部件在不正常运行时会产生振动或者是电流的声音，通常我们称这个现象为变压器过载。除了内部部件发声外，还可能是变压器铁芯的最外层硅钢片没有夹紧，也可能是变压器某处的螺丝松动了的缘故。总的来说就是变压器在不正常运行时，会发出或大或小、或强或弱的噪声。

（二）瓦斯保护故障

有时警报信号在发出时工作人员并不能第一时间采取有效措施控制住问题的扩散或者解决问题，于是就有专业技术人员利用了气体的敏感性和可靠性研发出了气体保护技术。警报信号在气体保护的情况下，能慢慢回归成正常的音频信号，同时气体保护还能对变压器运行情况进行严密的监管工作。触发气体保护系统的情况很多：

1.变压器设备内部温度突然上升，变压器内绝缘油因局部受热而分解产生气体，气体将从油箱流向储油柜的上部，这样可以构成气体保护动作的发生。

2.变压器内部电路短路，变压器内部出现短路现象时，绝缘油会迅速膨胀并产生大量气体，如果气体产生的时候变压器内部的警报信号没有发出，工作人员必须立刻对该气体进行采集并研究，主要研究该气体是否会燃烧，有没有气味和颜色。假如该气体不具备燃烧性质，可以先将该气体入侵认定为空气入侵，可以让变压器保持正常运行，但要一直关注，直至确定对变压器运行没有影响。而假如该气体属于可燃性气体，工作人员就要立刻停止变压器的运行，因为可燃性气体的入侵可以很明确的表明变压器内部出现了巨大的故障，要尽快找出故障原因，并及时对变压器进行维修工作。

3.变压器因为气体保护而出现跳闸现象。跳闸的原因一般是两种：一是变压器内部出现了故障，气体保护作用开启，使得变压器跳闸，这时工作人员就要对变压器进行及时的维修；二是变压器内部油面下降过快导致，工作人员在跳闸后对设备进行检查，看是否为设备部件的松动而造成绝缘油的飞溅，同时也要对变压器进行及时的维修，保证变压器能在最短时间内恢复正常工作。

三、变压器继电保护

（一）基本原理

变压器的继电保护设备在保护范围之内应该要对需要保护的备具有辨别功能。在变压器出现故障时，继电保护设备需要在其保护范围内发挥出应有的作用，而不是误动或拒动。电力系统出现的故障一般为一下四点：

（1）电流急剧增大。出现这种情况一般是变压器内部相间短路造成的，正常工作时，电流是保持在一定范围的，当出现短路现象时，必须让变压器停止工作，过大的电流会烧坏变压器内部部件，严重时甚至能烧毁这个变压器。

（2）系统电压降低。电压的降低一般也是由线路短路造成的，后果与电流急剧增大基本上一致。

（3）电流和电压之间的相位角发生变化。变压器出现短路故障时，电流的急剧增大和电压的降低导致了电流和电压之间的相位角发生了改变，具体来说是使得相位角增大了。

（4）短路阻抗的变化。线路短路还会影响金属的阻抗测量，发生短路故障时，对金属材料的阻抗测量数据普遍偏下。

（二）四个基本要求

1、选择性

选择性是指在变压器内部线路发生短路时，继电保护设备能做到只对自己工作范围内进行保护，切断故障部分，对于不在保护范围内的故障，不进行处理。

2、速动性

继电保护设备的出口速度要很快，争取在故障出现的第一时间就将其解决，减少设备的损坏和降低维修人员的工作量以及电力企业的经济损失。当变压器在大电流或者低电压情况下运行时，变压器设备的使用寿命会被减短，出现这种状况的原因一般是：母线电压小于有效值；发电机或者变压器其内部备件出现问题；线路的横截面积过小；通信系统的干扰等等。这些问题一旦出现，就要求继电保护设备的出口速度要快，避免因为解决速度慢了而造成的不必要损失。

3、灵敏度

灵敏度与继电保护相辅相成，灵敏度是保护设备在设备出现故障时能不正常运行的能力表现。继电保护数据的运算是按照最大运行方式运行的，而灵敏度与其正好相反。灵敏度完善了继电保护，因为继电保护在变压器出现很小很小的短路现象时，未必可检测出来并对其进行保护措施，而灵敏性正好能弥补这个问题，使得变压器无论是出现较大的短路现象还过渡型较小的短路现象时，都能保证正常运行。在灵敏度的加入之后，继电保护设备对变压器的保护范围被扩大了，而且能更全面的对变压器故障问题进行解决，能让变压器在更为安全、稳定的条件下服务广大人民群众。

4、可靠性

可靠性是继电保护设备的最基本要求，主要体现在变压器内部出现故障时，在继电保护范围内的故障继电保护设备能及时切断该路线，在继电保护范围之外出现的故障，继电保护设备能做到不误动，这就是我们所说的可靠性。

结语：

综上所述，随着电力系统的不断发展和人民对供电稳定性的需求，越来越多的设备出现在了电力系统中，因为设备多出现故障的情况也越发频繁，为了不让这些故障严重影响居民的用电需求，相关技术人员一定要格外重视对这些设备的保护措施，电力企业也要制定相应方案保护变压器等设备，并严格实施。只要对这些设备的保护措施完善并且实施好，电力企业一定能维护好电网的稳定性，也能为人民群众提供更好的服务。

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