电力变压器的继电保护分析

电力变压器的继电保护分析

魏跃 刘丽丽  肖龙军

吉林油田新能源有限公司 吉林松原 138000

摘 要：变压器在电力系统中扮演着举足轻重的角色，作为一种重要的电气原件，其安全运行对整个电力系统的稳定运行具有至关重要的意义。然而，即便变压器具有故障小、结构可靠的特点，在实际运行中仍有可能出现故障和异常情况。为了保障变压器的安全运行，继电保护应运而生，成为了确保电力系统稳定运行的可靠手段。继电保护是一种在电力系统中广泛应用的技术，其主要作用是在变压器出现故障时，及时切断电源，防止故障扩大，从而保障电力系统的安全稳定运行。在电力变电站的容量和电压等级不同的情况下，对继电保护装置的可靠性要求也相应有所不同。基于此，本文就对电力变压器继电保护相关内容进行了详细概述。

关键词：电力系统；变压器；继电保护

变压器具有故障小、结构可靠的特点，但在实际运行中，仍可能受到外部环境、设备老化、操作失误等因素的影响，导致故障和异常情况的发生。这些故障和异常情况如果得不到及时处理，很可能引发电力系统的连锁反应，造成严重的后果。

一、变压器问题分析

电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，其中变压器作为核心元件之一，对整个电力系统的安全运行起着至关重要的作用。一旦变压器出现故障，可能会引发严重的电力事故，对人们的生产和生活造成极大影响。因此，了解变压器的故障类型及安全隐患，对保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。变压器的故障主要可分为外部故障和内部故障两大类。外部故障主要包括不同相间线路短路和接地短路。这些故障往往会导致电力系统运行异常，甚至引发火灾等安全事故。而内部隐患则主要指线圈间的相间短路、接地短路及线圈内部铁芯的损坏。这些隐患如果得不到及时排除，很可能引发严重事故。当变压器发生短路时，电弧的产生将对设备造成严重损害。电弧产生的高温会导致线圈外部绝缘皮融化，进一步引发内部铁芯的破坏。而线圈外部绝缘皮受热后的化学分解可能产生气体，气体积聚在变压器邮箱内，一旦达到爆炸极限，将会引发邮箱爆炸，造成重大安全事故。为了防止这些故障和安全隐患的发生，电力系统运行维护单位应加强变压器的日常检查和维护，确保设备处于良好状态。此外，还需建立健全的应急预案，以便在突发情况下迅速采取措施，降低事故风险。同时，我国政府和相关部门也应加大对电力系统的投入，提高电力设备的技术水平和可靠性，确保电力系统的安全稳定运行。总之，变压器在电力系统中的重要性不言而喻，对变压器故障类型的了解和安全隐患的预防至关重要。只有做好这方面的工作，才能确保电力系统的安全运行，为人们的生产和生活提供稳定可靠的电力供应。

二、电力变压器继电保护分析

（一）瓦斯保护

在电力系统中，变压器是核心设备之一，其安全运行至关重要。为了预防和及时处理变压器可能发生的故障，瓦斯保护被作为一种主要保护措施广泛应用。瓦斯保护能够反映油箱内的故障情况以及油面的降低，为变压器的稳定运行提供了坚实保障。当变压器出现轻微故障时，例如油面下降，瓦斯保护系统中的轻瓦斯会立即动作，发出信号，提醒运维人员及时处理。此时，轻瓦斯的作用相当于一个敏锐的“哨兵”，时刻关注变压器运行状况，确保其在正常范围内波动。然而，当严重故障发生时，油箱内会产生大量气体，这时，瓦斯保护系统中的重瓦斯就会发挥作用。重瓦斯在检测到异常情况时，会立即跳闸，断开主变各侧断路器，防止故障进一步扩大，确保电力系统的安全稳定。对于带负荷调压变压器，其调压装置一般设置有载瓦斯。当轻瓦斯动作时，会发出信号，提示运维人员检查；当重瓦斯动作时，会跳闸，切断电源，确保人身和设备安全。在实际运行中，继电保护动作断路器跳闸后，运维人员应迅速检查保护动作情况，并查明原因。在消除故障之前，不得将所有掉牌信号复归，以确保故障得到彻底解决。此外，还应加强对瓦斯保护装置的维护和检修，确保其在关键时刻能够发挥预期作用。

（二）差动保护

差动保护是一种常用的电力系统保护措施，主要用于保护变压器等电力设备。其工作原理是基于电流的差动原理，通过监测变压器两端电流互感器（CT）的电流矢量差，当达到系统设定的阀值时，发出信号启动断路元件，从而实现对电力设备的保护。差动保护的实施方式是将CT接在变压器两端，将变压器视为一个节点。这样，当电流正常流动时，CT会感应到相应的电流，而这些电流在大小和方向上应该是相等的。因此，正常使用时，流进和流出的电流是相等的，CT两侧的电流矢量差为零。然而，当电力系统出现异常情况时，例如变压器内部发生短路等，会导致流入和流出的电流不相等，从而使得CT两侧的电流矢量差增大。当这种差动电流大于系统设定的阀值时，差动保护会发出信号，启动断路元件，将变压器断开电路，以防止电力设备受到进一步的损害。差动保护的优点在于，它能够有效地检测到变压器内部的故障，并在故障发生时立即采取行动，切断电源，保护电力设备不受损。此外，差动保护还具有较高的可靠性和准确性，因此在电力系统的保护中得到了广泛应用。然而，差动保护也存在一定的局限性。例如，它可能对变压器两侧的CT精度要求较高，而且对于一些特殊的故障情况，如变压器绕组内部的故障，差动保护可能无法起到有效的保护作用。因此，在实际应用中，差动保护通常与其他保护措施相结合，以提高电力系统的综合保护能力。

（三）过电流保护

变压器过电流保护是一种近后备保护，其主要作用是防止变压器长时间过载运行，避免损坏设备。此外，它还可以作为瓦斯保护、电流速断保护或差动保护的补充，提高整个电力系统的安全性。在实际应用中，变压器过电流保护不仅可以作为近后备保护，还可以作为低压出线或设备的远后备保护。特别是在未设保护的低压母线及变压器电流速断保护死区，变压器过电流保护起到了基本保护的作用，确保了电力系统的稳定运行。无论是使用电流继电器还是脱扣器，无论是定时限还是反时限，变压器过电流保护的组成、原理与线路过电流保护的组成、原理完全相同。它们都是基于电流原理来实现保护的，只是在保护的参数设置和应用场景上有所差异。在实际操作中，变压器过电流保护的设置要考虑到变压器的负载能力、电网的稳定性等多种因素。合理的设置过电流保护，可以在保证电力系统正常运行的同时，防止因过载或其他原因导致的设备损坏，提高了电力系统的可靠性和安全性。变压器过电流保护是电力系统中不可或缺的一部分，它起着保护设备、确保电力系统稳定运行的重要作用。了解其工作原理和应用方法，对于保障电力系统的正常运行具有重要意义。

结语

总之，继电保护作为保障变压器安全运行的可靠手段，在电力系统中起着至关重要的作用。我们必须根据电力变电站的实际情况，选择合适的继电保护装置，确保电力系统的稳定运行。同时，还要加强对继电保护装置的维护和管理，提高其运行效率和可靠性，为我国电力事业的发展贡献力量。

参考文献

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