变压器的继电保护十篇

变压器的继电保护篇1

关键词:变压器；继电保护;预防性试验

一．前言

继电保护是电力系统安全正常运行的重要保障,而继电保护装置就是能反映被保护设备的故障或不正常运行状态,并使断路器跳闸或发出信号的一种自动装置,当被保护设备发生故障时,它能自动迅速有选择地动作于断路器,从而将故障设备从电网中切除,保证无故障设备迅速恢复正常运行,并使故障设备免于继续遭受破坏。因此,必须根据变压器的容量及重要性进行预防性试验数据检测以及装设性能良好、动作可靠的保护装置。

二．变压器的故障

变压器的故障由油箱内部和油箱外部故障2种组成。内部故障主要包括:相间短路,绕组匝间短路,单相接地故障等。此外,变压器还有可能出现异常运行状态。例如漏油造成的油位下降;由于外部短路引起的过电流或长时间过负荷,使变压器绕组过热,绕组绝缘加速老化,甚至引起内部故障,缩短变压器的使用寿命。因此,对此类异常运行也应该采取措施加以消除。

三．变压器的继电保护

（1）瓦斯保护

变压器是利用变压器油做绝缘和冷却介质的。当变压器内部发生故障时,短路电流所产生的电弧将使变压器油和其他绝缘物分解,产生大量的气体;利用这些气体形成动作,以反映气体产生的量或油面下降状况的保护装置――瓦斯保护。瓦斯保护的主要元件是瓦斯继电器。可使气流易于进入油枕,并能防止气泡积聚在变压器的顶盖内[1]。瓦斯保护可以有效的反映变压器内部故障,因为它具有灵敏度高、动作迅速接线简单的特点,特别是变压器内匝间短路的匝数很少时,故障回路的电流虽然很大,但反映在外部电源的电流变化却很少。这时差动保护有可能不动作,而瓦斯保护却能可靠地动作。运行经验也证明了变压器油箱内的故障大部分是由瓦斯保护反映和动作切除的。

（2）气体成分分析

当气体瓦斯继电器动作而且器内出现气体时,就要分析其气体成分。油纸绝缘材料会在电或热的作用下分解,产生各种气体,其中对判断故障有价值的气体是甲烷、乙烷、乙烯、乙烃、氢、一氧化碳、二氧化碳。在正常运行温度下,与固体绝缘的正常老化过程中,产生的气体主要是一氧化碳和二氧化碳。在温度高于1000℃时,例如电弧弧道温度(3000 ℃以上)的作用下,油分解产物中含有较多的一氧化碳和二氧化碳,表1为不同类型故障产生的主要和次要气体。

表1不同故障类型产生的气体组成[2]

有时设备内并不存在故障,而由于其他原因,在油中也会出现上述气体,要注意这些可能引起误判断的气体来源。但根据现有统计资料,固体绝缘的正常老化过程与故障情况裂化分解,表现在油中一氧化碳的含量上,一般情况下没有严格的界限。二氧化碳含量的规律更不明显。所以在考察这两种气体含量时更应该注意结合具体变压器的结构特点,运行温度,负荷情况,运行历史等情况加以分析。

（3）直流电阻测量

变压器发生了差动保护动作的故障,而外部可视的部分没有明显的故障点,就要查变压器内部的线圈绕组的直流电阻。直流电阻测量的结果往往受温度的影响,而变压器绕组的温度又难以测准,因此,测量结果应以三相电阻是否平衡,历次变化规律是否一致进行比较判断,绝对值难于作为判断依据。所以测得电阻值与历史资料比较时应换算到同一温度下进行,此时应保证变压器绕组温度的测量准确性,然后对照预防性试验规程满足下面3点[3] :

(1) 1.6MVA以上变压器,各相绕组电阻相互间的差别不应大于三相平均值的2%;无中性点引出的绕组,绕组线间差别不应大于三相平均值的1%。

(2) 1.6MVA以下变压器,各相绕组电阻相互间的差别不应大于三相平均值的4%;绕组线间差别不应大于三相平均值的2%。

(3)与以前相同部位测得值比较,其变化不应大于2%。由于变压器因外部短路引起的过电流,作为变压器本身故障的后备保护,变压器均装设过电流保护,对于单侧电源的变压器,过电流保护的电流互感器安装在电源侧,这样当变压器内部故障且差动(或速断)等快速动作的保护举动时,则由过电流保护经过整定时限动作于变压器两侧的断路器。继电保护装置主要是通过缩小事故范围或预防事故的发生来提高电力系统运行的可靠性,最大限度的保证向用户安全连续供电,它是电力系统安全运行不可缺少的重要组成。

（4）差动保护

变压器绕组内部和引出线上发生各种相间短路,变压器单相匝间短路绕组脱股的主要保护我们就可以利用差动保护来实现。为补偿两侧电流相位不同引起的不平衡电流,需要采用相位补偿的方法,将Y侧的TA按Y/d5接线, 侧的TA′按Y/Y012接线。这种接线方式,可以使回路中的电流为零,如图1所示。TA流入差流回路的电流IAY = IBY′- IAY′,不考虑互感器角误差的情况下, IBY′, IAY′分别与IBy , IAy同相位, IBy - IAy的相量指向5点,为Y/d5接线。TA′流入差流回路的电流Iad与Ia 同相位, 指向11点,故Iad与IAY反向,若其值相等,则流入差流回路的电流为零。从理论上讲,正常及外部故障时,差回路中的电流为零。而当两侧电流互感器之间的电气设备发生故障,差回路的电流很大,以致使得差动继电器动作跳开相关开关,保护设备保护系统的正常运行。

图1差动保护原理[1]

四．结 语

随着科学技术的不断进步,继电保护技术日益呈现出向微机化,网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展的趋势。将把电力工业的自动化程度推向一个更高的水平。

参考文献:

[1]卓乐友.电力工程电气设计手册[M].北京:中国电力出版社,2004.

[2]湖南电力试验研究所.高压电气设备试验方法导则第二分册[Z].湖南电力试验研究所内部资料,1994.

变压器的继电保护篇2

关键词 电力系统；电力变压器；继电保护

中图分类号 TV 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)081-0155-01

在电力系统中，电力变压器是输配电力不可缺少的组成部分，在机床电器、机械电子设备等中得到了广泛应用。但是，电力变压器在运行的过程中，由于器件老化等问题导致设备出现故障，从而影响了电力系统的安全持续运行，尤其是大容量变压器出现故障，可能导致整个电力系统严重瘫痪。因而，随着电力系统的飞速发展，人民生活质量的不断提高，对电力变压器的继电保护要求也越来越高。如何加强电力变压器继电保护功能，确保电力系统安全稳定的运行是目前被广泛关注的问题。本文就电力变压器的继电保护进行研究探讨。

1 电力变压器的常见故障及非正常运行状态

电力变压器常见的故障主要有两种：内部故障和外部故障。

内部故障是指在故障发生在变压器油箱内，包括绕组的相间短路、单相接地短路、匝间短路以及铁芯的绕损等。内部故障造成的危害特别大，由于短路电流产生的电弧，不仅会烧坏铁芯，破坏绕组的绝缘保护，而且可能提高变压器油和绝缘材料受热，使得变压器内部产生大量的气体，如果不得到及时处理，可能导致变压器油箱爆炸。

外部故障是指在故障发生在油箱外部，包括引出线相接短路和接地短路。

电力变压器的非正常状态是指在电力变压器带病运行的状态。非正常运行状态会使绕组、铁芯和其他金属构件过热，从而导致变压器绝缘。因此，继电保护装置应及时切断故障电路，避免造成更大的损坏。

2 继电保护的特点

2.1 可靠性高

继电保护由于配置合理、质量技术性能优良及正常的运行维护与管理，因而具有较高的可靠性。在继电保护系统中，信息管理技术运用了方法库与数据仓库，有利于系统的维护和升级。在运行过程中，与传统的分散式传输不同，信息管理系统运用了集中运输的方式，即集中于网络中心的数据库和规则库，即使某个客户的工作站出现故障，对整个信息系统的正常运行不会造成影响，从而保障了保护系统安全、可靠性能。如图1所示。

k1点短路时，应先由保护3动作跳闸，将故障线路CD切除，而变电所A、B、C继续供电，而不是由保护1或2首先动作跳闸，中断变电所B、C、D的供电，造成大面积停电。

2.2 实用性强

当系统运行时会出现一些实际问题，继电保护通过对二次部分中各类数据之间的使用和共享，能够将实际问题有效解决。继电保护还能分析系统、统计数据，操作简单，实用性强，使继电保护的运行得到有效地保障。

2.3 实现远程监控

微机保护装置存在串行通信，能够与远方的变电站微机监控系统实现相互通信，使整个微机保护都实现了远程监控功能，从而节省了人力，更加保障了无人变电站的继电保护系统的安全运行。

3 电力变压器的继电保护保护措施

根据《继电保护和安全自动装置技术规程》的相关规定，继电保护装置的配置应遵循以下几个原则：1）应装设轻瓦斯和重瓦斯保护，用以分别瞬时动作于信号和断开各侧断路器；2）应装设瞬时动作于电流速断保护或断开各侧断路器纵联差动保护；3）根据实际需求采用过电流保护或阻抗保护等作为备用保护；4）装设零序电压保护、零序电流保护及过负荷保护，以带时限动作于跳闸和信号等。本文接下来将对电力变压器的几种电力保护措施进行详细阐述。

3.1 瓦斯保护

瓦斯保护又称为气体继电保护，主要反映内部故障和油面情况，是变压器的主要保护措施。在正常运行时，瓦斯保护的上下油杯留有一定的空隙，使油杯在平衡锤的作用下，轻瓦斯触点与重瓦斯触点是分开的。当变压器油箱内部出现问题时，变压器油及其他绝缘材料在故障点电流和电弧的作用下迅速发热并产生气体；当故障较为严重时，油箱内存在大量的气体，气体流和油流迅速穿过联通管，进而冲向油枕的上部，由于压强增大，导致继电器内部的油面降低，两个触点接触，就会起动瓦斯保护，使继电器跳闸。

瓦斯保护动作后，可进一步观察油箱内情况，并加以分析，判断是何种故障。瓦斯保护的优点在于具有可靠性、灵敏性及速动性，局限性在于只能反映出油箱内部故障，并且受外界的影响因素大，需要设置过电流保护等后备保护。

3.2 差动保护

差动保护主要通过对变压器高、低压侧的电流大小和相位进行比较，从而对变压器内部引出线与绝缘套管的相间短路故障以及变压器内的匝间保护实现保护功能。差动保护的保护区位于变压器一次、二次侧所装的电流互感器之间。差动保护主要有两种形式：纵联差动和横联差动，其中，纵联差动主要用于保护单回路，而横联差动主要用于保护双回路。

变压器在正常运行时，差动继电器中的电流与两侧电流互感器的二次电流之差相等，因而，差动继电器和继电保护都不会启动。当变压器内部某处发生故障时，故障点短路不等于或者大于继电器的动作电流，继电器就会出现动作，跳变压器各侧断路器将故障切除，同时自动发出动作信号。差动保护的优点在于能反映出变压器内部故障和外部故障，能够单独作用，无延时地将区内各种故障予以切除。因而，差动保护作为变压器的主保护，具有一定的优越性，广泛应用于各种电气主设备和线路的保护设备。

3.3 过电流保护

过电流保护主要用于后备保护，对瓦斯保护或者差动保护起援的作用，主要反应外部相间短路引起的过电流。根据系统短路电流和变压器容量、变压器型号的不同，所采用的过电流保护方式也不同，例如：复合电压起动、负序电流及单相式低电压起动。而为了使得电力变压器实现一定的灵敏性和选择性，我们还可以根据变压器的实际情况采用阻抗。

3.4 过励磁保护

当电力变压器的高压侧达到500 kV时，其额定磁密接近于饱和状态，频率降低或电压升高时都有可能引起变压器过励磁。运用过励磁保护，就可以有效防止出现过励磁导致的过电流，可以有效避免变压器绝缘老化、劣化，对于延长变压器的使用寿命具有一定的作用。

3.5 过负荷保护

过负荷保护主要运用于正常运行时的过负荷情况。尤其是对于400 kVA及以上的变压器，需要考虑过负荷可能的情况装设过负荷保护装置，通常动作于信号。一般情况下，变压器的过负荷通常都是三相对称的，因而，只要在一相上接入过负荷保护，并经过一定时间延长动作于信号来进行过负荷保护。过负荷保护装置要装设在主电源侧。

4 结论

变压器作为电力系统中重要的组成部分，合理科学地进行继电保护装置的设置，有利于节省维护、检修的费用，避免安全事故的发生，保障电力系统的安全稳定的运行。本文主要电力变压器的继电保护进行研究，在分析电力变压器的常见故障与非正常运行状态的基础上，对几种继电保护进行了详细研究，以期提升电力变压器的继电保护技术，使变压器不受各种因素的影响，保障电力系统安全稳定的运行。

参考文献

[1]王梅义.高压电网继电保护运行技术[M].电力工业出版,2008,10.

[2]赵洪梅.电力变压器的继电保护[J].电力与能源,2008,34.

变压器的继电保护篇3

关键词：水电站；变压器；继电保护；应用

引言

继电保护装置是保障水电站正常运行的关键所在，继电保护能够推动水电站工作的有效开展。变压器继电保护装置通常情况下会含有多个继电器，一旦水电站的电力系统中的某一环节出现问题，继电保护装置会在第一时间里进行检测，并迅速发出信号来告知相关人员，以便能够及时地进行处理，这样能够将损失降到最低。基于继电保护所能发挥的巨大作用，将其科学合理地应用就显得尤为重要。文章将重点探讨继电保护在水电站中的应用。

1 变压器继电保护的基本任务

1.1 电气量保护

电气量保护是变压器中首先要保护的对象，如果水电站中的电力系统在工作的过程中出现了故障，其内在的电流、电压随机会产生变化，诸如电压会变低、电流增强或同时变强等。就在此时，变换器会马上检测到这种变化，从而针对不同原理的保护装置就会随即形成。

1.2 非电气量保护

非电气量保护与电气量保护的任务是完全不同的，这一点从两者的的名称也能看得出来，电压、电流方面的变化是电气量保护重点关注的，而非电气量保护是相对于在变压器使用过程中温度和压力的变化而言的。出现了故障的水电站电力系统，在温度上会有变化，继电保护装置就发挥了开环自动控制设备的作用，及时发出信号，进而进行相应的控制。控制部分、保护部分、逻辑部分和执行部分是主要的控制环节。可以将相关信号在保护的环节输入，然后和测量部分进行对比，这样就能够一目了然地确定出电力系统是否在正常的使用范围内。在这里值得一提的是逻辑部分，在此环节需要结合输出性质或开展科学的推理和分析，还要确认设备发出的动作与之前推理的逻辑是否是一致的。执行部分主要是以判断结果为依据，进行相应的执行动作（发信号），进而有效地隔离故障。

1.3 变压器继电保护的根本任务

追根溯源，保护系统是变压器继电保护最为根本的任务。即变压器继电保护装置能够将系统中的故障与还在正常工作的部分相分离，这样就不会对其他的设备产生影响，能够降低整个电力系统被破坏程度，以便保证水电站的电力系统及时恢复，保证工作的照常进行。故障出现后，变压器的继电保护装置的作用就会得到极大地显现，其会发出预警信号，使工作人员能够在第一时间采取有效措施来给予解决，进而大幅度地减少损失。另外，继电保护装置还会以实际情况为出发点来自动回复发生的故障部分，这样也是为了有效地保证网络的安全供电。

2 水电站中变压器继电保护的具体应用

2.1 屏上设备的保护

屏上安装保护是首先应该给予重视的。其工作原理就是将接地的一端与所要保护的部分连接好。为了抑制故障的扩散，使用阻燃性质的材料也是不错的选择。具体安装时，把一个空端子将带正电的正电源与跳闸回路之间的端子排隔离开，因为安装在保护屏上的各个设备单元都有明显的标志，设备接地端子与保护屏体要可靠连接，而且采用阻燃材料进行端子的制作。在安装时也要用空端子将强弱电端子隔离开，然后交流电路的回路里也要用试验端子来进行可靠连接，控制跳闸的连接片安装在上面。以上这些工作做好后，应进行必要的检测后再使用，以便保证屏上设备的保护在安装上具有一定的可靠性。

2.2 有效控制电缆

在控制电缆时，很重要的一点是要保障选择性保护设备的交流回路中用的控制线缆界面可以控制电缆截面，画出对应的误差曲线图，再选择与电压降相对应的电缆截面。其中电缆里面的电缆芯也可以以缆线的机械强度多少来决定，因为很容易受到高压线的干扰或特别高磁场的排斥，所以应采取适当的措施来加以避免。

2.3 变压器瓦斯保护

在瓦斯的继电保护中，箭头要指向油枕方向，在为变压器加油前，需要改变瓦斯的信号位置，最后一步操作是放出保护装置中积压的气体，直到放气口冒油。

2.4 选择接地点

端子接地是需要确保的重要方面。通常情况下，电压与电流的互感设备二次侧中必须要保证其中的一个是成功接地的。连接上差动保护设备和几组电流互感设备后，所要做的工作就是在保护屏上将端子接地。

3 改造变压器继电保护设备的措施

就现阶段发展而言，水电站使用的变压器继电保护在不同程度上存在着陈旧问题，很难敏锐的应对故障，故障愈加频繁，存在通道补偿系数，计算机显示的实时采样值不直观，配件价格过高，如果出现了故障通常需要更换相关的配件，在联系厂家的过程中，很难在短时间内进行解决，从而影响到水电站的整个安全生产。这样对水电站中变压器继电保护设备进行改造就显得很有必要了。经过实践证明，改造后的设备装置在性能上得到了大幅度地提高，采用数字化处理，相对于传统的保护装置更能根据实际需要做出相应调整。

3.1 采用高性能的硬件平台

这种改造就是在对系统改造的过程中采用双核处理器，每个处理器系统又是由多个独立的微处理器构成，然后结合数字信号处理硬件系统，形成一个高性能的硬件平台。其优势在于能够对故障程度进行动态计算，这样继电保做出的动作会更准确。

3.2 增加发电机出口断路器失灵保护功能

比较老式的电力系统的发电机与变压器间有一个发电机出口断路器，它的作用在于隔离故障部分，以便最大限度地保护其他设备正常的工作，降低损失。经过改造的变压器继电保护设备，在发电机出口断路器处增加一个失灵保护装置，为的是防止出现由于断路器失灵造成的严重后果。一旦系统发生故障，断路器失灵，依靠继电保护装置自身发出动作，会耗费大量的时间，难以更为迅速地将故障隔离开，很容易对还在正常工作的部分造成影响，进而使整个系统瘫痪。

3.3 装置透明化监控

能够实时监控装置各采样量，运行时可以显示多达500个各种采样量，且采样值显示更为直观准确。运用专业软件还能够监控多达1500个装置的内部数据，可以说完全实现了保护装置的透明化，这也为工作人员更好地掌握设备工作情况，检测故障原因带来了极大地便利条件。从这个方面来看，增加发电机出口断路器失灵保护功能在整个改造的过程中所起到的作用是显而易见的，所以有一定的必要性。

4 结束语

通过文章的分析使我们充分了解到继电保护在水电站的应用中所处的重要位置和起到的作用，相关人员应该对此引起足够的重视，切实的负起相关责任，特别对于那些需要改造的继电保护设备装置要及时加以处理，以便设备能够始终处于比较良好的运行状态，促进水电站的安全生产，这也是为我国的经济发展保驾护航。

参考文献

[1]张政.变压器继电保护在中小水电站中的运用[J].科技资讯，2010（15）.

[2]郭林伟，谯新奇，张志龙.水电站二次回路继电保护的应用分析[J].四川水利，2012，12.

[3]冉锋.浅谈小水电站机组综合自动化系统改造[J].科技资讯，2011（3）.

变压器的继电保护篇4

关键词：电力系统；变压器；故障类型；继电保护

中图分类号：TM774 文献标识码： A

变压器故障会影响到电力系统的安全稳定运行，甚至会引发电力事故，给国家及人民群众的生命财产造成威胁，也给电力企业带来不可估量的损失。继电保护技术的应用，对于提高电力系统运行的安全性、可靠性具有非常重要的意义。

1电力变压器故障类型

1.1绕组

变压器中的绕组元件对于变压器不同等级间的电能转换工作所起的作用是基础性的，其所出现的常见故障有绕组接地、绕组短路、绕组中断等，绕组短路问题可以再细划成单相短路与相间短路、股间短路等几个类别。

1.2绝缘

针对实际检修记录加以总结，可以很容易发现，变压器中的故障类别里，绝缘故障所占的比重最高，约为75%至85%，意即绝大多数变压器故障均由绝缘系统不稳定所产生。当变压器在工作状态下，绝缘材料持续损耗，而又有变压器波动效应给设备添加的影响，使得绝缘材料发生老化，形成发黑与枯焦问题。所以在检修时要重点关注绝缘系统的工作情况，如果变压器发生个别部位太热与放电问题，要马上将变压器从供配电系统里面退出来。

1.3开关

如果变压器产生漏油问题，它的分接开关可能要直接暴露出来，外部气流渗入会让形状出现绝缘受潮问题，这是分接开关短路故障的主要成因，继而可能带来变压器损坏。而当分接开关处在磨损及外部污染等原因影响下，其触头接触电阻的面积会有所增加，从而造成分接开关触头强烈的发热氧化反应。

1.4油泄漏

如果变压器的油位太高，则易于引起油枕泄漏，若是当变压器的油位太低，则会形成绝缘击穿故障。通过大量的检修维护结果调查可以发现，变压器中的油位变化会同负荷、冷却系统工作情况、环境条件等因素产生关联。

2电力变压器的继电保护方式研究

2.1变压器气体继电保护

变压器的气体继电保护可以有效保护油浸型变压器，避免它的内部出现功能式故障。例如在变压器发生油箱渗漏事故时，气体继电保护装置能够放出及时的跳闸信号。继电器是这类保护装置的重要元件，其安装位置在油箱及油枕中间的联接管位置。瓦斯保护作为变压器主要保护，其可以反应变压器内部故障和油面降低的情况，包括：内部多相短路、变压器绕组的匝间短路、绕组内部断线、绕组与铁芯或外壳间的短路、铁芯故障、绝缘劣化、油面下降或漏油以及分接开关接触不良等。

（1）轻瓦斯继电保护动作：在油箱中发生的故障很轻的时候，有微量气体带到气体继电器中来，实现从上到下的排油，让油面位置下降，这时候上部触点会被有效连接，启动信号回路，发出音响与灯光信号。

（2）重瓦斯继电保护动作：在油箱中发生的故障较为严重的时候，会有很多气体出现，造成油箱里面的油在范围流动，从连接管带入到油枕中，油气混合物在与气体继电器接触以后，继电器的下触点连通，启动跳闸回路，发出音响与灯光信号。

瓦斯保护具有结构简单、动作迅速以及灵敏可靠的优点，但是它不能反映变压器邮箱外部线路的故障，且在外界因素下可能发生误动作，因此，瓦斯保护作为反映内部故障的主保护，但是不能作为唯一保护装置。

对于0.8MVA及以上的油浸式变压器均应装设瓦斯保护；对于容量在0.4MVA及以上的车间油浸式变压器也应装设瓦斯保护。

2.2变压器差动继电保护

差动继电保护的优点很多，诸如灵敏度好、选择性佳等，并且易于操作，可以在发电机、电动机、电抗器等多个部位得到利用。差动继电保护除了能够发现鉴别设备故障，还能够对故障进行独立消除，有着其他方法所不具备的独特优势。差动继电保护形成的原理是变压器高压与低压两翼电流相伴进行对比。在变压器处在平稳运行的工作状态下，或者是处在外部简单故障状态下，差动继电器中的电流会同两翼电流互感器电流和之间保持很小的差值（差值数额几乎为零），在此时，变压器的差动继电器无主动动作产生，也不会进行有关的保护动作。但是在变压器发生内部故障之际，差动继电器里面的电流会同两翼电流互感器电流和保持一致，故障位置会有很强的短路电流出现，继电器会发生显著动作，以便让各边断路器故障马上排除掉，并同时产生动作警示信号。对单独运行容量为10MVA及以上的变压器，或容量为6.3MVA及以上并列运行变压器和厂用工作变压器，均应装设差动继电保护。

2.3变压器过电流保护

如果电力便压器发生内部或者外部故障，除了可以应用变压器的气体继电保护及差动继电保护之外，还可以把变压器所安装的过电流保护设备当作保护装置。从变压器的基本容量及电流短路情况的区别，过电流保护的办法可以划分成如下几种，如负序式保护、复合式启动保护与低电压启动式保护等。负序式保护我区应用面不广，复合式启动保护是由负序继电器保护与低电压继电器联合组成的闭合回路，只有在电流与电压元件发生同步动作时，才有可能出现跳闸情况。所谓的变压器过电流保护方法则要相对复杂一些，由于要保障动作启动后的安全运行，使动作启动可以自动跳开变压器两边附属位置的断路器，因此要按照可以避开电力变压器最大值负荷电流的前提情况进行启动保护设备的工作，以使启动电流得到最合规范的调整，其用意也就是避开最大值负荷自启动装置电流。

2.4变压器超负荷保护

因为电力变压器出现的绝大多数过负荷均是发生于三相对称情况下的，所以针对过负荷继电保护装置，原则上可以应用单独的电流继电器同单相线路进行连接，达到一对一接线，具体可以分为如下几种情况予以安排。其一，针对双绕组情况的变压器，要在主电源附近安装布置过负荷保护设备。其二，对于一边存在电源的三绕组式降压器而言，若是三边绕组的基础容量保持一致的话，那么要在电源一边安装过负荷保护设备；而若是三边绕组的基础容量存在较大差距，则只于绕组容量较低的一边进行过负荷设备安装即可；其三，针对两边都安排电源的三相绕组降压器设备来讲，最好是在三边都设备过负荷保护装置。其四，针对三边都安排电源的三相绕组降压器来讲，最好是在每一边都安装过负荷保护装置。

2.5过励磁保护

当变压器过励磁时，由于铁心饱和，励磁阻抗下降导致励磁电流增大。其波形为非正弦波，包含大量高次谐波分量，从而使得变压器铁心严重过热以及绝缘劣化，如果励磁电流较高，持续时间过长将可能致使变压器的损坏。高压侧为500kV的电力变压器宜装设过励磁保护装置。

3总结

电力变压器是不同电压间的电能资源转换载体，其在供电与配电体系中发挥的作用非常关键。本文分析了电力变压器的常故障种类，并且提出了几点电力变压器的继电保护方式。如果将这些方法有效地利用起来，必将可以有效提升变压器故障检修能力，确保变压器在配电供电安全保护工作中发挥出更加积极的作用。

参考文献：

[1]尹义武.浅析电力变压器继电保护设计[J].科技传播，2010（18）.

[2]李进.浅谈电力变压器的继电保护[J].北京电力高等专科学校学报，2009（12）.

[3]黄婷君.试论电力变压器继电保护设计[J].科技信息，2010（15）.

变压器的继电保护篇5

【关键词】电力系统；变压器；故障分析；继电保护

1.引言

作为电力系统中大量使用的关键设备，电力变压器运行的可靠性是整个电力系统安全运行的重要保证。如果变压器发生故障时，保护装置拒动或者不能在要求时间内快速动作，可能造成变压器不同程度的损坏，甚至烧毁。针对变压器出现的的大部分故障类型，目前都有较完善的保护措施。但在一些特殊运行方式中，由于保护原理的局限性，导致互感器和断路器之间的故障不能得到及时消除，给变压器的正常运行带来较大的危害。为此思考利用低压开关位置作为辅助判据的方法，在适当改变外部接线的情况下，用以消除故障。

2.变压器电气量保护的配置情况

根据《继电保护和安全自动装置技术规程》（DL400-91）要求，变压器除装设必须的气体和差动保护外，对由外部相间短路引起的变压器过电流，应按规定装设复合序电压闭锁的过流保护作为后备保护，并与差动保护范围有一个重叠区，保护动作后，带时限动作于跳闸。变压器电气量保护配置见图1。

2.1 差动保护

2.1.1 二次谐波闭锁原理的差动保护（如PST1200、ISA200、ISA300等）主要涉及到启动元件、差动速断保护元件，谐波制动元件、比率制动元件以及异常判定和其他辅助元件。

a、启动元件包括差流突变量启动元件、差流越限启动元件。当任一差电流突变量连续3次大于启动门坎时，保护启动；差流越限启动元件在差动电流大于差流越限启动门坎并保持5ms后启动，其动作门坎为差动动作定值的80%。

b、差动电流速断保护元件，是为了在变压器区内严重性故障时快速跳开变压器各侧开关。

c、二（五）次谐波制动元件是为了在变压器空投时防止励磁涌流引起差动保护误动，动作判据是差流中二次谐波含量大于二（五）次谐波制动系数乘差动电流。简版PST-1260无五次谐波制动。

d、比率制动元件是为了在变压器区外故障时差动保护有可靠的制动作用，同时在内部故障时有较高的灵敏度。三侧差动判据：差动电流Icdd=丨I1+I2+I3丨≥制动电流Izdd=max（丨I1丨，丨I2丨，丨I3丨），且Izdd≤Izd（差动保护比率制动拐点电流，软件设定为高压侧额定电流值）；或3Izd>Izdd>Izd，Icdd-Icd≥K1（0.5）×（Izdd-Izd）；或Izdd>3Izd，Icdd-Icd-K1×2Izd≥K2（0.7）×（Izdd-3Izd）

e、TA回路异常判别元件是为了在正常运行时判别TA回路状况，发现异常发告警信号，并可由控制字投退来决定是否闭锁差动保护。

f、变压器各侧电流相位补偿元件。变压器各侧电流互感器采用星形接线，二次电流直接接入本装置；电流互感器各侧的极性以母线侧为极性端，变压器各侧TV二次电流相位由软件调整。对于Y0/-11接线，校正方法：Ia=（IA-IB）/√3。

g、过负荷监测元件监测变压器各侧三相电流。

h、过负荷启动冷却器反应变压器负荷情况，监测变压器高压侧三相电流。

i、过负荷闭锁调压反应变压器的负荷情况，监测变压器高压侧三相电流。

2.1.2 波形对称原理差动保护。与谐波制动原理区别仅在于二次谐波制动，本元件采用波形对称算法，将变压器空载合闸时产生的励磁涌流与故障电流分开。当变压器空载合闸至内部故障或外部故障切除转化为内部故障时，本保护能瞬时动作。（如PST1200等）差动保护的保护范围是差动二次电流回路互感器之间的所有设备，当其内部发生故障时瞬时跳开主变高、低压侧断路器。高、低压侧后备保护为差动保护的后备和母线故障的保护，为保证选择性，动作后延时跳开相应的断路器。当主变投产或检修复役时，为快速切除主变故障，按照运行操作的规定，必须投上主变差动保护和高、低压侧后备保护压板，将其投入运行。

2.2 后备保护

工作中，由于主变阻抗较大，在主变低压侧故障时，高压侧电压往往变化较少，导致不能有效开放电压闭锁功能，为保证故障时的动作灵敏度，在实际应用中采用高、低压侧复合序电压并联开放的方法，来保证低压侧故障时能可靠动作，即同时采用高、低压侧的电压，任何一侧复合序电压动作都能开放闭锁回路。其高压侧保护原理如图2所示，低压侧保护原理如图3所示。

2.2.1 复合。电压闭锁（方向）过流保护，反应相间短路故障，可作为变压器后备保护。交流回路采用90°接线，本侧TV断线时，本保护的方向元件退出。TV断线后若电压恢复正常，本保护也随之恢复正常。

a、复合电压元件电压取自本侧的TV或变压器各侧TV，动作判据为：min（Uab，Ubc，Uca）Ufx负序电压定值。

b、功率方向元件，电压电流取自本侧TV和TA。

c、过流元件，电流取自本侧TA。

2.2.2 零序（方向）过流保护，反应单项接地故障，可作为变压器的后备保护。交流采用0°接线，电压电流取自本侧的TV和TA。TV断线时，本保护的方向元件退出。TV断线若电压恢复正常，本保护也随之恢复正常。

2.2.3 间隙零序保护，反应变压器间隙电压和间隙击穿的零序电流，零序电压取自本侧零序。

2.3 非电量保护

非电量保护完全独立于电气保护，仅反应变压器本体开关量输入信号，驱动相应的出口继电器和信号继电器，为本体保护提供跳闸功能和信号指示。保护包括：本体重瓦斯、调压重瓦斯、压力释放1，压力施放2、本体轻瓦斯、冷却器故障、油温高、本体油位异常、风冷消失、绕组温度高、调压油位异常。

3.主变保护故障的产生

3.1 变压器操作中出现的故障

在实际工作中，变压器检修复役的操作过程是在低压侧断路器断开的基础上，合上高压侧断路器冲击主变，当主变冲击正常后合上低压侧断路器送出负荷。如果冲击主变时，低压侧断路器和电流互感器之间发生短路故障（如地刀没有拉开，检修工具遗漏等），差动保护将无法动作，而高压侧后备保护所取的高压侧母线电压由于主变阻抗较大无法动作开放，低压侧母线由于电压正常也不能通过并联启动回路开放高压侧过流保护，将导致其不能快速的切除故障，引起主变烧毁损坏。此处即为主变保护的盲区，如图4所示。

3.2 变压器运行过程中出现的故障

在变压器运行过程中，如低压侧断路器和电流互感器之间发生故障，变压器低压侧保护将在低压侧母线电压降低和电流增大的情况下以较短时延动作跳开主变低压侧断路器，使得低压侧母线电压恢复正常。但此时故障点并没有隔离，短路电流由高压侧母线通过主变继续输送到故障点，虽然高压侧故障电流较大，但高压侧电压由于主变阻抗较大而无法可靠动作开放，同样导致其不能快速的切除故障，造成保护盲区。

4.消除主变故障的继电保护方法

4.1 高压侧后备保护动作逻辑改进方法

在两圈变压器主变高压后备保护中，增加一与门电路，其动作逻辑为：当低压侧断路器断开，并且高压侧电流大于规定值时，按规定时间跳高压侧断路器，其逻辑辑电路如图5所示。

在三圈变压器主变高压后备保护中，设置一与或门电路，其动作逻辑为：当低压侧断路器或中压侧断路器断开，并且高压侧电流大于规定值时，按规定时间跳高、中、低压三侧断路器。其中压侧故障示意如图6所示，逻辑电路如图7所示。

4.2 中低压侧后备保护动作逻辑改进方法

在两圈变压器主变低压后备保护中，设置一与门电路，其动作逻辑为：当低压侧断路器断开，并且低压侧电流大于规定值时，按规定时间跳高压侧断路器。逻辑电路如图8所示。

在三圈变压器主变中（低）压后备保护中，设置有一与门电路，其动作逻辑为：当中（低）压侧断路器断开，并且中（低）压侧电流大于规定值时，按规定时间跳高、中（低）压侧断路器。逻辑电路如图9所示。

上述两种方法利用中、低压侧断路器位置和相应侧电流的大小能够有效的判别中、低压断路器和电流互感器之间的故障，避免发生因此处短路故障而导致主变损坏的情况。

4.3 实际应用中需要考虑的问题和应对措施

在实际应用中，由于运行方式的不同，会引起保护装置的误判断，为此需要实施针对性的措施。在两圈变中，当低压侧开关断路器处冷备用或检修，而高压侧断路器和主变运行时，为防止低压侧断路器位置变化引起高压侧保护频繁启动，应设置一块低压侧断路器位置输入压板（如图10所示），在此时应断开以避免干扰。当低压侧开关热备用和运行后则要及时放上此压板。在三圈变中，除了有两圈变同样的问题外，还需要考虑高、中（低）压侧断路器运行而低（中）压侧断路器热备用的情况下，可能会发生中（低）压侧线路短路引起高压侧保护过流启动，在低（中）压侧断路器断开位置下动作跳开高、中（低）压侧断路器的情况，因此需要注意动作时限的配合。对三圈变建议采用改变中（低）压侧保护逻辑和接线的方法，以避免出现这种情况。

5.结语

多年来，主变的运行安全一直受到高度的重视，许多专家和专业人员对主变内部故障机理进行了多方面、多层次的研究。但主变的外部故障同样会带来较大的损害，因此需要考虑在各种运行条件下故障的可能性和保护的动作情况，发现可能存在的问题，并及时的处理和解决。

参考文献

变压器的继电保护篇6

关键词：继电保护；动作；波形；二次回路

1 事件简述

事件发生时系统运行方式见图1，#1主变为中性点不接地运行，相邻#2主变为中性点接地运行，

2010年5月14日16时48分，110kVBC线AC相发生接地故障的同时，A站#1主变B屏保护装置差动保护B相出口跳三侧开关。

2 事件调查及分析

分析发生故障时的集中录波：

⑴通过计算得到1#主变三侧无差流（见图2），可判断为1#主变区外故障。

⑵#1主变高、中压侧A、C相电流突变增大，高压侧无零序电流，中压侧有零序电流，且与2#主变（中压侧中性点接地运行）的中压侧零序电流基本一致（见图3），可判断#1主变中压侧中性点间隙被击穿。

对A、B屏主变保护装置录波做比对分析：

⑴两套保护的高压侧电流基本一致，中压侧A、B相电流也基本一致，B屏C相电流较A屏显著偏小（见图4）。

⑵进一步分析发现，故障时A屏中压侧有零序电流（见图5），符合变中零序间隙被击穿的特征，而B屏保护的中压侧三相电流平衡，没有零序电流（见图6），由此可判断B屏保护中压侧电流的N相断线。

现场检查发现：A站#1主变中压侧套管CT在端子箱的C相和N相电流端子间有放电痕迹（见图7）。

图8为#1主变B屏保护中压侧电流二次回路（有放电痕迹的部分用红色标注），通过对回路进行分析，发现N相开路仅存在以下几种可能：

⑴CT端子箱1P25端子的电流拨片被打开。

⑵CT端子箱靠近保护屏侧的1P25端子的接线松动。

⑶保护屏靠近CT端子箱侧的1ID17端子的接线松动。

⑷CT端子箱与保护屏之间的N相接线错误。

通过检查后，第1、2、3种情况均被排除。进一步现场检查后发现，在保护屏的电流N端子上，保护屏至CT端子箱的电缆使用了编号为6的芯线；而场地CT端子箱的N端上，保护屏至CT端子箱的电缆使用了编号为4的芯线。经联系施工方，排除了4号芯电缆与6号芯电缆驳接的可能，由此可初步推断因为电缆芯接错导致N线开路（当时现场二次回路接线见图9）。

随后事件发生地的供电局继保班人员开工作票，退保护，对接线进行核对，证实主变端子箱的1P25端子与主变保护B屏的1ID17端子之间未连通，即N相为开路状态。

3 结论及后续工作

经过调查，事件发生的原因为：

#1主变端子箱的N相（端子号1P25）本应通过电缆6号芯连至#1主变保护B屏，但错接了电缆4号芯，导致保护B屏电流二次回路的N相开路，只有A、B、C三相之间构成回路，区外故障发生时，主变端子箱C相（端子号1P24）和N相（端子号1P25）之间产生过电压而放电，保护B屏的B相产生差流，导致B屏差动保护动作。

原因查明后，供电局继保班人员对回路进行了更正，将主变端子箱的1P25端子上的4号芯解下，接入6号芯，分别将三相对N相进行了绝缘检测，并对各相做了通流试验，确保了二次回路恢复正常。

[参考文献]

[1]电力工业部.220～500kV电网继电保护装置运行整定规程[S].1994，12.

[2]贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理，第3版.北京：中国电力出版社，2000，170.171.

变压器的继电保护篇7

关键词 电力系统；电力变压器；继电保护

中图分类号：TM774文献标识码： A

在电力系统中，电力变压器是输配电力不可缺少的组成部分，在机床电器、机械电子设备等中得到了广泛应用。但是，电力变压器在运行的过程中，由于器件老化等问题导致设备出现故障，从而影响了电力系统的安全持续运行，尤其是大容量变压器出现故障，可能导致整个电力系统严重瘫痪。因而，随着电力系统的飞速发展，人民生活质量的不断提高，对电力变压器的继电保护要求也越来越高。如何加强电力变压器继电保护功能，确保电力系统安全稳定的运行是目前被广泛关注的问题。本文就电力变压器的继电保护进行研究探讨。

1 电力变压器的常见故障及非正常运行状态

电力变压器常见的故障主要有两种：内部故障和外部故障。

内部故障是指在故障发生在变压器油箱内，包括绕组的相间短路、单相接地短路、匝间短路以及铁芯的绕损等。内部故障造成的危害特别大，由于短路电流产生的电弧，不仅会烧坏铁芯，破坏绕组的绝缘保护，而且可能提高变压器油和绝缘材料受热，使得变压器内部产生大量的气体，如果不得到及时处理，可能导致变压器油箱爆炸。

外部故障是指在故障发生在油箱外部，包括引出线相接短路和接地短路。

电力变压器的非正常状态是指在电力变压器带病运行的状态。非正常运行状态会使绕组、铁芯和其他金属构件过热，从而导致变压器绝缘。因此，继电保护装置应及时切断故障电路，避免造成更大的损坏。

2 继电保护的特点

2.1 可靠性高

继电保护由于配置合理、质量技术性能优良及正常的运行维护与管理，因而具有较高的可靠性。在继电保护系统中，信息管理技术运用了方法库与数据仓库，有利于系统的维护和升级。在运行过程中，与传统的分散式传输不同，信息管理系统运用了集中运输的方式，即集中于网络中心的数据库和规则库，即使某个客户的工作站出现故障，对整个信息系统的正常运行不会造成影响，从而保障了保护系统安全、可靠性能。

2.2 实用性强

当系统运行时会出现一些实际问题，继电保护通过对二次部分中各类数据之间的使用和共享，能够将实际问题有效解决。继电保护还能分析系统、统计数据，操作简单，实用性强，使继电保护的运行得到有效地保障。

2.3 实现远程监控

微机保护装置存在串行通信，能够与远方的变电站微机监控系统实现相互通信，使整个微机保护都实现了远程监控功能，从而节省了人力，更加保障了无人变电站的继电保护系统的安全运行。

3 电力变压器的继电保护保护措施

根据《继电保护和安全自动装置技术规程》的相关规定，继电保护装置的配置应遵循以下几个原则：1）应装设轻瓦斯和重瓦斯保护，用以分别瞬时动作于信号和断开各侧断路器；2）应装设瞬时动作于电流速断保护或断开各侧断路器纵联差动保护；3）根据实际需求采用过电流保护或阻抗保护等作为备用保护；4）装设零序电压保护、零序电流保护及过负荷保护，以带时限动作于跳闸和信号等。本文接下来将对电力变压器的几种电力保护措施进行详细阐述。

3.1 瓦斯保护

瓦斯保护又称为气体继电保护，主要反映内部故障和油面情况，是变压器的主要保护措施。在正常运行时，瓦斯保护的上下油杯留有一定的空隙，使油杯在平衡锤的作用下，轻瓦斯触点与重瓦斯触点是分开的。当变压器油箱内部出现问题时，变压器油及其他绝缘材料在故障点电流和电弧的作用下迅速发热并产生气体；当故障较为严重时，油箱内存在大量的气体，气体流和油流迅速穿过联通管，进而冲向油枕的上部，由于压强增大，导致继电器内部的油面降低，两个触点接触，就会起动瓦斯保护，使继电器跳闸。

瓦斯保护动作后，可进一步观察油箱内情况，并加以分析，判断是何种故障。瓦斯保护的优点在于具有可靠性、灵敏性及速动性，局限性在于只能反映出油箱内部故障，并且受外界的影响因素大，需要设置过电流保护等后备保护。

3.2 差动保护

差动保护主要通过对变压器高、低压侧的电流大小和相位进行比较，从而对变压器内部引出线与绝缘套管的相间短路故障以及变压器内的匝间保护实现保护功能。差动保护的保护区位于变压器一次、二次侧所装的电流互感器之间。差动保护主要有两种形式：纵联差动和横联差动，其中，纵联差动主要用于保护单回路，而横联差动主要用于保护双回路。

变压器在正常运行时，差动继电器中的电流与两侧电流互感器的二次电流之差相等，因而，差动继电器和继电保护都不会启动。当变压器内部某处发生故障时，故障点短路不等于或者大于继电器的动作电流，继电器就会出现动作，跳变压器各侧断路器将故障切除，同时自动发出动作信号。差动保护的优点在于能反映出变压器内部故障和外部故障，能够单独作用，无延时地将区内各种故障予以切除。因而，差动保护作为变压器的主保护，具有一定的优越性，广泛应用于各种电气主设备和线路的保护设备。

3.3 过电流保护

过电流保护主要用于后备保护，对瓦斯保护或者差动保护起援的作用，主要反应外部相间短路引起的过电流。根据系统短路电流和变压器容量、变压器型号的不同，所采用的过电流保护方式也不同，例如：复合电压起动、负序电流及单相式低电压起动。而为了使得电力变压器实现一定的灵敏性和选择性，我们还可以根据变压器的实际情况采用阻抗。

3.4 过励磁保护

当电力变压器的高压侧达到500 kV时，其额定磁密接近于饱和状态，频率降低或电压升高时都有可能引起变压器过励磁。运用过励磁保护，就可以有效防止出现过励磁导致的过电流，可以有效避免变压器绝缘老化、劣化，对于延长变压器的使用寿命具有一定的作用。

3.5 过负荷保护

过负荷保护主要运用于正常运行时的过负荷情况。尤其是对于400 kVA及以上的变压器，需要考虑过负荷可能的情况装设过负荷保护装置，通常动作于信号。一般情况下，变压器的过负荷通常都是三相对称的，因而，只要在一相上接入过负荷保护，并经过一定时间延长动作于信号来进行过负荷保护。过负荷保护装置要装设在主电源侧。

4 结论

变压器作为电力系统中重要的组成部分，合理科学地进行继电保护装置的设置，有利于节省维护、检修的费用，避免安全事故的发生，保障电力系统的安全稳定的运行。本文主要电力变压器的继电保护进行研究，在分析电力变压器的常见故障与非正常运行状态的基础上，对几种继电保护进行了详细研究，以期提升电力变压器的继电保护技术，使变压器不受各种因素的影响，保障电力系统安全稳定的运行。

参考文献

[1]王梅义.高压电网继电保护运行技术[M].电力工业出版,2008,10.

[2]赵洪梅.电力变压器的继电保护[J].电力与能源,2008,34.

变压器的继电保护篇8

关键词：220kV变电站；变压器；继电保护

在220kV变电站变压器的运行过程当中，存在着大量的电力问题，对于电能供应效率与质量带来了极其深远的影响，同时也促使电网系统面临着巨大的负担压力。在220kV变电站变压器的实际工作过程中其运行机制十分复杂，因此就加强继电保护措施便至关重要，只有做好这一点方可构建起安全、稳定的运营环境，最大程度的避免运行故障的发生，提升变压器运行效率。据此，下文将就220kV变电站变压器的运行及继电保护措施展开深入的探究工作。

1 220kV变电站变压器运行原理

变压器作为变电站的核心工作设备，其主要是由双绕组变压器、三绕组变压器以及之耦变压器所共同构成，也就是高、低压每一相共同合用一项绕组，由高压绕组中部抽取一头充当低绕组出线变压器。电压高度及绕组匝数其比值为正，相应的电流值则与绕组匝数比值为负。

变压器依据作用功能可分成升压与降压两类变压器。前一类主要是应用在电力系统的送电一端，而后一类则主要是应用在受电一端。变压器的电压值应当能够和电力系统中的电压值相适宜。为了能够在完全不同的负荷状态下确保电压始终保持在合理的范围之内，有时需将变压器分接头进行切换处理。

依据接头切换形式，变压器主要就包括了带负荷有载调压与无负荷无载调压两类。其中前一类大多是应用在受电一端的变压器站点之中。

电压及电流的互感器在实际运行过程中所采用的原理和变压器基本一致，其主要是将高电压设备与母线电压，依据一定的标准比例转变为测量仪表与继电保护等，在规定的电压载负荷之下电压互感器二次电压为100V，相应的电流互感器二次电流则为1A或5A。电流互感器二次绕组在和负荷连接后会导致线路出现短路，需引起关注的是，要坚决避免使其开路，否则便会由于高电压而对设备及人员安全造成严重威胁，甚至致使电流互感器损毁。

2 220kV变电站变压器继电保护措施

2.1 运行保护

在对变压器采取运行保护知识，大多是借助于继电保护装置，综合应用继电保护手段，以促使220kV变电站的变压器能够得以正常运行。如在某一220kV变电站当中其变压器运行保护完全按照继电保护运行原则，先对装置性能进行检查，以保障其能够切实具备相应的防护性能，对继电保护装置行为予以规范化处理，确定有关安全行为的主要方式；之后确定继电保护的装置运行范围，促成一体化操作的达成，确定继电保护装置能够达到较好的工作效率；最终就针对继电保护装置加强维护工作，以确保其能够给予变压器的正常运行提供以良好的基础保障，避免变压器发生短路等有关故障问题。

2.2 状态保护

在220kV变电站变压器的状态保护是对继电保护进行监测的一项重要内容，其可以将变压器在运行过程中的不利风险因素有效的排除在外，提升变压器的运行稳定性，具体的变压器继电状态保护措施主要包括以下几个方面：第一，差动保护，处理变浩魉存在的运行故障问题，以确保有关的电力人员可加强对变压器运行状态的有效了解，从而避免运行故障的发生；第二，过流继电保护，将由于短路电流所造成的变压器故障进行及时排查，从而促使对跳闸故障的有效保护，确保变压器安全运行；第三，气体保护，对变压器油箱加强控制，将油箱状态进行有效调节，促使变压器可稳定运行。

2.3 抗干扰保护

在变压器运行过程中实施抗干扰保护，可以将各类不利干扰对变压器所产生的负面影响降至最低。变压器抗干扰保护的措施主要包括以下几点：第一，配线抗干扰，重点对由于配线而导致的变压器干扰进行防护，将继电保护作用充分的发挥出来，增强配线运行的工作效果，采取屏蔽手段，将配线对变压器影响降至最低；第二，预防回路干扰，重点是对二次回路进行防空，促进变压器抗干扰能力的提升，通过将回路联系耦合及时切断，同时加装屏蔽线缆来实现对整体回路的抗干扰；第三，防护干扰源，有关的电力工作人员应将变压器电位尽量升高，减小接地电阻，从而达到对变压器的有效防护。图1为双回线同杆并架情况示意图。

3 结束语

作为220kV变电站的核心组成部分，变压器及其保护装置不仅承担着保护电网系统正常运行的工作，同时也具有发挥继电保护的作用。继电保护对于220kV变电站的运行有着极其重要的作用价值，对于改善变电站运行环境，提供以稳定的保护措施，保障变电站运行效率意义重大。对此有关的电力企业也应当大力加强对变压器的运行与继电保护工作，促使220kV变电站在电网系统中能够充分的体现出其所应有的价值意义。

参考文献

[1]汤大海，陈永明，曹斌，等.快速切除220kV变压器死区故障的继电保护方案[A].2013第十四届全国保护和控制学术研讨会论文集

[C].2013.

[2]邵军.基于220kV变电站变压器运行与继电保护探究[J].大科技，2016（20）.

[3]姜锫君.220kV变电站变压器运行及继电保护措施探讨[J].科技创新与应用，2016（3）.

变压器的继电保护篇9

【关键词】电气设备；继电保护；发展

继电保护，是指电力系统中的电气元件发生故障或运行状态不正常时，能通过断路器跳闸、减负荷或告警方式，使电气设备免于遭到破坏的一种自动保护功能。提供该保护功能的装置称为继电保护装置[1]。继电保护技术的进步给电力系统带来了新气象和变化，反过来电力系统的发展也对继电保护技术提出了更高的要求。随着电力系统向超大机组、特高压、长距离、全国联网的方向发展，仅设置系统各元件的方式已不能适应容量愈来愈大、范围越来越广的电力系统长期安全稳定运行的要求了，计算机网络技术、人工智能方法、自适应原理的应用为继电保护技术的发展提供了新的动力，目前继电保护技术正朝着继电保护装置一体化、广域保护的方向发展。为了更加深入地了解和把握继电保护技术的需求和发展趋势，本文对继电保护相关技术进行了研究和探讨。

1.电气设备继电保护的主要类型及其技术

1.1 继电保护的类型

继电保护按照保护对象来分类，可分为设备保护和线路保护两类。设备保护包括发电机保护、变压器保护、电动机保护、电抗器保护、电容器保护和母线保护等类型。主设备保护是除母线保护以外的其他各种设备保护。

1.2 电气设备继电保护相关技术

1.2.1 发电机保护

发电机继电保护包括（纵联、横）差动保护、（单相、励磁回路）接地保护、低励磁保护、失磁保护、过负荷保护及定子绕组过电流、过电压保护、负序电流保护、失步保护等。下面主要讨论接地保护和励磁保护两个方面。

为防止发电机过电压常采用中性点经配电变压器接地的方法。传递过电压、断线过电压和谐振过电压是引起发电机过电压的三个主要因素。但这些因素对大型发电机组影响不大，因为：主变高低压线圈之间电容很小，不会产生传递过电压；机端TV对地电容很小，也不会产生断线过电压；一般TV不出现质量问题，不会有谐振过电压。但为了防止过电压并最大限度提高定子接地保护的灵敏度，可在配电变压器二次侧并联大约0.2Ω的小电阻[2]。

发电机失磁保护主要由阻抗元件、母线低电压元件和闭锁（启动）元件等组成。阻抗元件应按照静稳边界或异步边界进行整定。母线低电压元件可在稳定运行条件下按临界电压进行整定，通常取发电机断路器连接母线电压的0.80.85倍。

1.2.2 电力变压器保护

电力变压器继电保护包括瓦斯保护、纵联差动保护、电流保护、短路故障后备保护、过负荷保护、过励磁保护等。下面主要讨论瓦斯保护、差动保护、后备保护三种类型。

瓦斯继电器安装在油箱和油枕连接的管道中，能够对油箱中产生的气体或油流作出反应而产生动作。一般普遍采用浮筒式的瓦斯继电器，常因浮筒密封问题产生漏油并造成瓦斯继电器误动作。可将下浮筒改成旋转挡板，以提高瓦斯继电器动作的可靠性。目前生产的型式主要有浮筒挡板式和开口杯挡板式两种。

根据电流、电压变化量进行反应的差动保护装置，其测量元件安装在被保护元件一侧，但不能区分其保护范围末端及相邻范围始端的故障。虽然可以通过缩短保护区或者延长动作时限来得到保护动作的选择性，但无法避免故障范围扩大。因此，让测量元件能够采集到被保护元件两端的电量，就可以区分保护范围内外的故障。目前已广泛采用通过比较被保护元件各端电流大小和相位差别而构成的纵联差动保护。

后备保护一般用于反应外部相间短路和外部接地短路故障，一般采用过电流保护。过电流保护装置应安装在变压器电源侧，以便过流时可以通过各侧断路器断开与变压器的连接。为了避免采用完全后备保护后接线复杂的问题，可适当缩小相邻线路的保护范围。但为了保证发生三相短路时动作可靠，应确保保护装置具备足够的灵敏度。

1.2.3 电力电容器保护

为了补偿电力系统无功功率的不足，改善电压质量、降低线路损耗并提高功率因数和系统运行稳定性，常在变电所中、低压侧并联电容器组。并联电容器组应配置过电流保护、过电压保护（设自动投切装置的，可不设过电压保护）、低电压保护、差压保护等方式。下面的故障类型或异常运行方式，应装设相应的保护装置：

⑴电容器组与断路器之间连接线的短路保护，应采用带有短时限速断功能的过电流保护装置。速断保护动作电流的整定，应按最小运行方式下，电容器端部引出线发生两相短路时具备足够的灵敏度。

⑵电容器组中切除故障电容器后引起的过电压超过额定电压的110%时，保护装置应能将整组电容器断开。

⑶对于电容器内部故障及其引出线发生短路的保护，应对每一个电容器都装设熔断器。选择熔断器时，其额定电流应等于电容器额定电流的1.52倍。

1.2.4 发电机-变压器组保护

大型发电厂一般采用升压的方式输送电能，所以一般采用发电机-变压器组的形式。与发电机、变压器单端工作所采取的保护不同之处是：许多相同的保护类型可以合并，装设公共的纵差保护、过电流保护等。但发电机与变压器之间装有断路器时，则应分别装设纵差保护。另外，在发电机组容量较大（200MW及以上）、水轮发电机组绕组直接冷却及公用差动保护整定值超过发电机额定电流1.5倍时，为提高可靠性和灵敏度应另装设单独的发电机差动保护。

2.继电保护的发展趋势

2.1 测量、保护、控制、数据通信一体化

兼具测量、保护、控制、数据通信一体化功能的微机保护装置，就近装设在变电站被保护的设备或元件附近，利用光电电压互感器（OPT）、光电电流互感器（OCT）直接采集被保护设备或元件的电压、电流，并将其转化为数字化信号，再通过光纤网络传输到本站计算机和调度中心。一体化装置可实现充分的资源共享及故障录波、后台分析等功能，使故障诊断、安全监视、稳定预测、无功调节和负荷控制等功能更完善。

2.2 网络化、智能化、自适应化

通过建立继电保护网络系统，使电气设备具备网络通信功能，可实现继电保护网络化管理，如通过网络监控系统的运行及进行故障处理和参数整定等。通过采用神经网络、模糊逻辑、遗传算法等智能技术，可以解决电力系统中许多非线性问题，可及时分析、判断和处理故障。自适应技术可以让继电保护装置适应电力系统发生的各种变化，提高继电保护的性能。

2.3 广域保护和控制

广域保护是基于广域测量信息的继电保护。传统继电保护的信息是基于就地的，广域信息包含了就地和远方更宽广区域的信息。实现广域保护的途径是基于在线自适应整定（OAS）和故障元件判别（FEI）。广域保护的通信基于IEC61850标准。广域保护可以解决传统保护在电网运行方式改变而难以满足各继电保护之间相互配合的难题[3]。

变压器的继电保护篇10

变压器安全与继电保护是电力企业技术工作的主体，是电力重要的日常工作，在电力出现大容量、高电压的背景下，必须加强以变压器安全与继电保护为代表的电力企业日常技术工作，在确保变压器安全与继电保护功能的基础上，实现电力技术工作水平和管理能力的综合提高。在变压器安全维护中根据现状，做好各种类型的保护工作，在继电保护中从硬件和软件两个方向入手，达到提升保护效果的作用。总之，通过加强变压器安全与继电保护工作可以提高电力技术运用的水平，提升电力技术的能力，更有效地促进电力企业的综合发展，形成对电力事业的基础性支撑。

2 电力企业日常技术工作对变压器运行安全的维护

2.1 电力企业变压器运行的现状

因为变压器是各个区域配送电及系统间连接的枢纽，其运行状态对电力系统的可靠性具有决定性意义。电力企业变压器故障产生的主要部位有：变压器绕组、主绝缘及引线等，在对变压器进行维护中，应主要对以上主要易损坏部位进行重点检测。目前，对电力变压器的维护，采用定期检修为主、定期检修与状态检修相结合、逐步向状态检修过渡的检修模式。不同电压等级及容量的变压器检修试验周期应该参照电力工作和变压器生产厂家出具的检修工作参考或工具书。电力企业变压器具体的检修策略：坚持定期巡视检查和定期检测，积极开展新的检测内容，不断提高设备的状态评估水平；适当延长“大修”周期，区别变压器本体与附件的特点，制定具体的定期检修周期；稳步推进变压器和电抗器的状态检修；加强设备的全过程技术管理，提高设备制造和运行水平。

2.2 电力企业日常技术工作对变压器整地的基本要求

变压器短路故障后备保护应主要作为相邻元件及变压器内部故障的后备保护。主电源侧的变压器相间短路后备保护主要作为变压器内部故障的后备保护。其它各侧的后备保护主要作为本侧引线、本侧母线和相邻线路的后备保护，并尽可能当变压器内部故障时起后备作用。以较短时限动作于缩小故障影响范围，以较长时限动作于断开变压器各侧断路器。整定过程中要确保：变压器低压侧应与联变低压侧的保护相同；变压器中压侧：增加一段短路保护过流定值，躲过出线相联变电站其他侧母线短路流过本变压器的故障电流，确保变压器的热稳定，其动作后先跳母联再跳变压器各侧；变压器高压侧：与联络变类似，作为变压器中、低压侧故障的后备保护。也可增加一段短路过流保护，与中、低压的短路过流段配合。以保大容量主设备安全为首，并尽量兼顾对用户供电可靠性的原则。尽可能将不配合点靠近用户，使保护越级动作造成的影响范围尽量缩小。

3 电力企业日常技术工作对继电保护的维护

3.1 电力企业日常技术工作对继电保护的硬件维护

电力企业日常技术工作对继电保护的硬件维护的首要工作是对硬件的规格和质量控制，应该利用专业设备对继电保护设备进行严格的检验，要对继电保护电压冗余度和稳定性进行控制，以防出现过流或过压带来的危害；要展开对继电保护I/O端口的检查，确定线路板质量，检验端口的连接性能；检验继电保护连接插件的可靠性，要检验端口、开关、插拔部位的连接可靠度，预防松动、吊线产生对继电保护的影响；检验继电保护对复杂环境的耐受力，要对温度、湿度、绝缘水平和防电磁干预水平展开检验，避免各类干扰对继电保护的不良影响。

3.2 电力企业日常技术工作对继电保护软件的维护

应该在日常的继电保护技术维护工作中增设微机的互检和保护功能，设置继电保护装置间不同的能力，达到对整体功能的维护和相互之间的控制。当发现继电保护出现超量偏差，则根据专家系统判断继电保护出现问题的大小和危害程度，这时除了要做出警报外，还应根据清查采用切断和保护的措施，避免发生继电保护软件的故障，降低继电保护故障进一步发展而带来的损失。

3.3 电力企业日常技术工作对继电保护的周期检修