电力变压器的电气试验与继电保护

电力变压器的电气试验与继电保护

张永明 ,杨锐华 ,李颖卓 ,童伟 ,段燕青 ,孔桢

云南电网有限责任公司昆明供电局     云南昆明     650000

摘要：伴随着我国社会、经济的不断发展，人们对电力的要求也越来越高，对电力的需求量也越来越大。同时，在电力供应的过程中，也需要确保电力供给的稳定性和安全性，避免对人们的用电带来负面影响。而电力变压器作为电力系统的重要组成部分，还需要电力企业进一步做好电气试验和继电保护工作，切实保证电力系统运行的稳定和质量。

关键词：电力变压器；电气试验；继电保护

1电力变压器的常见电气试验

1.1绝缘油试验

变压器的油箱内充满了变压器油，变压器油的作用是：绝缘、散热、测量、保护铁芯和绕组组件，延缓氧气对绝缘材料的侵蚀。变压器内的绝缘油可以增加变压器内部各部件的绝缘强度，因为油是易流动的液体，它能充满变压器内部之间的任何空隙，将空气排除，避免了部件因与空气接触受潮而引起的绝缘降低。其次，因为油的绝缘强度比空气大，从而增加了变压器内部各配件之间的绝缘强度，使绕组与绕组之间、绕组与铁芯之间、绕组与油箱盖之间均保持良好的绝缘。绝缘油试验主要包括：外观、水溶性酸pH值、酸值、闪点、含水量、击穿电压、界面张力、体积电阻率、油中含气量。

1.2高压试验的交流耐压试验

首先，电力变压器高压试验人员要严格地按照相关规定开展接线操作，在接线工作结束之后，要让相关的负责人对接线实施细致而全面的检查，使接线的准确性和安全性得以确保；其次，要认真地检查调压器在控制箱中的规范度，确保其处于“零”位；再次，电力变压器高压试验人员在升压过程中必须以顺时针的顺序为根据对控制箱中的调节器进行匀速的旋转，确保缓慢地进行升压过程；最后，工作人员要对调压器的运转情况及相关仪表的变化情况进行密切观察，在电力变压器高压试验结束的时候，电力变压器高压试验人员必须保证迅速地对电压进行调整，并且迅速关闭电源，同时还要解开控制箱和电力变压器的引线，从而将一切安全隐患彻底地消除掉。

1.3绝缘电阻测量

绝缘电阻测量是最为简单方便的预防性试验项目。通过这项测量作业了解绝缘、过热、老化程度、受潮程度。绕组直流电阻的测量：变压器绕组直流电阻的测试可以通过对检查绕组内部导线及引线的检查，焊接要合格、杜绝绕组断股、分接开关及导线接头接触不良，各相绕组直流电阻是否平衡也要参考这些数据，调压开关档的档位是否错误也可以根据这些来判断检测。绕组直流电阻测量对保证变压器的安全、可靠、经济的运行起到至关重要的保护作用。所以对于绕组直流电阻的测量国家也有着严格的《规范》。规范中严格规定，“线间测得的值相互差值应＜1%，各相测得的相互差值应＜平均值的2%，在同温下与产品出厂实测数值比较，相应变化≤2%。

2变压器继电保护

2.1变压器继电保护基本原理

变压器继电保护主要靠继电保护装置来完成。其基本原理为，继电保护装置能够对受保护区域内的故障做出适当的反应，提示维修人员设备存在安全隐患。继电保护装置要能够正确地判断故障，不能误动或拒动。出现故障的变压器和未出现故障的变压器的电气量发生巨大变化，其中电流和电压是主要表现。发生故障后，继电保护装置显示，变压器系统的电流瞬间增大，变压器正常运行状态下，电流为额定电流。而故障发生后，很可能造成系统的短路，电流值迅速上升并且远远超过额定电流值，容易造成系统内部零件烧毁。与此同时，电压会降低，并且越接近短路点，电压值下降越多。与正常运行相比，故障下的变压器系统电流与电压之间的相位角增大。最后，故障状态下的系统会出现阻抗上的变化，也就是电压与电流的比值减少，无法维持设备的正常运行，从而造成电力系统停止工作。

2.2变压器继电保护的原则

继电保护装置发挥保护功能要具有可靠性、选择性、灵敏性和速动性四个特点。可靠性是继电保护的最基本要求，要求在执行继电保护的过程中，正确判断和发现故障，并且要发出正确的预警信号。继电保护装置要满足设备运行的基本性能，不能误动或者拒动。当变压器出现短路后，还要求继电保护装置具有选择性，是指在发生故障后只对保护区范围内出口动作，帮助维修人员判断故障位置，减少资源浪费，不影响系统的整体工作性能。由于故障多在瞬间出现，因此判断故障也要具有灵敏性和快速性，从性能上继电保护装置应具有高度的灵敏性，一旦设备存在故障隐患，就将提供预警报告，并将故障可能范围降到最低，使工厂可以实现预防先于维修，提高设备的运行效率。继电保护装置整体规程与灵敏度的计算方式不同，前者是在最大运行方式下进行计算的，而后者是在最小运行方式下进行计算的。灵敏度高的继电保护装置要能够对短路点进行正确判断。也就是说，无论是在最大运行模式，还是在最小运行模式下，继电保护系统都要保持可靠的运作性能。要求继电保护装置可以识别变压器内部轻微匝间故障，确保保护范围。同时，继电保护装置的动作要快，要在第一时间做出判断，以便于维修人员能够及时发现变压器故障，减少运行损失。继电保护装置的故障判定范围包括电厂设备的母线电压小于有效值、大型发电机或者大容量发电机内部故障、对人体安全造成影响的干扰信号，若单指变压器的话，还包括电压器内部的线路短路、匝间短路和接地短路现象。

2.3变压器继电保护措施

2.3.1差动保护

差动保护主要包括比率制动差动保护和差动速断保护。一般来说，比率制动差动保护要经过TA饱和或断线判别及励磁涌流判别后才能出口。利用比率制动的特性防止了区外故障时由于TA的暂态和稳态饱和造成保护误动，而区内故障能可靠动作。差动速断保护主要是为了在变压器发生严重区内故障时能够快速切除故障，保障变压器及电网的安全。

2.3.2复压闭锁方向过流保护

复压闭锁方向过流保护主要作为变压器相间故障的后备保护。其主要原理就是在过流保护的基础上增加复压闭锁的功能，以防止在变压器过载的情况下引起保护误动作。复压闭锁元件则主要由一个低压元件和一个负序元件通过合理的关系构成，即只要低压元件或负序元件的其中一个动作即可开放复压过流保护，在这个情况下只要电流达到动作值即可动作出口。

2.3.3零序方向过流保护

零序过流保护主要作为变压器中性点接地运行时接地故障后备保护。接地短路发生时，经由故障点流向各个接地中性点，这是零序功率方向。由此，接地中性点存在于线路两侧，保证零序电流保护选择性，要使用功率方向元件，为准确对零序功率方向判断，使用到零序功率方向继电器。因为只对单相接地故障反应，而系统中的其他非接地出现短路故障，零序电流不会产生，使得零序电流保护时任何故障都无法对其产生干扰。

3结束语

在我国电力事业不断的发展的过程中，如何保证用电的稳定性和安全性是首先要解决的问题。对此，就需要电力企业做好电力变压器的电气试验工作和继电保护工作，减少故障问题的发生，保证用电的安全性。

参考文献

[1]于洪侠，高峰.电力变压器的电气试验与继电保护[J].中国科技纵横，2017(10):133-133.

[2]张晓刚.电力变压器常见故障与继电保护方法探究[J].中国高新技术企业，2016(32):65-66.