葉宏

摘 要：在電力系統(tǒng)中，變壓器起著極為重要的作用。如果在運(yùn)行的過程中比那氬氣出現(xiàn)故障，那么就會(huì)影響到整個(gè)電力系統(tǒng)，其安全穩(wěn)定的供電就不能得到保證，本文根據(jù)工作中遇到的問題以及經(jīng)驗(yàn)，對(duì)電力變壓器故障以及針對(duì)性的繼電保護(hù)方面做了相關(guān)分析與總結(jié)，并且給出了解決這類問題的具體方法，希望可以為各位同行在關(guān)于電力變壓器的故障預(yù)防以及排除方面提供參考。

關(guān)鍵詞：變壓器；故障；繼電保護(hù)

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行與變壓器設(shè)備有直接的關(guān)系，所以變壓器的穩(wěn)定、安全運(yùn)行，是保障整個(gè)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。但是在實(shí)際的運(yùn)行過程中，由于各種各樣的原因，這些原因有內(nèi)在的也有外在的，變壓器會(huì)發(fā)生故障，如果在出現(xiàn)故障時(shí)不進(jìn)行處理的話，那么就會(huì)影響整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，人們的生活以及生產(chǎn)活動(dòng)也會(huì)受到影響，變壓器的故障，尤其是互感器以及斷路器的故障，一定要及時(shí)的處理，本文主要從基點(diǎn)保護(hù)的角度出發(fā)，對(duì)故障排除的一些措施進(jìn)行簡(jiǎn)單討論。

一、變壓器電氣量保護(hù)配置分析

為了在差動(dòng)保護(hù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步防止短路電流通過變壓器，可以增加一復(fù)合序電壓閉鎖過流保護(hù)裝置，與差動(dòng)保護(hù)進(jìn)行配合，完成跳閘保護(hù)，這是在我國(guó)該方面的相關(guān)文件中明文規(guī)定的。

1差動(dòng)保護(hù)

變壓器中一般都有差動(dòng)保護(hù)，而差動(dòng)保護(hù)一般有三種元件構(gòu)成，分別為諧波制動(dòng)、差動(dòng)速斷保護(hù)以及啟動(dòng)等元件。另外，部分裝置中，還有一些其他的輔助元件，如異常判定元件等。諧波制動(dòng)元件在差動(dòng)保護(hù)中起著重要作用，主要針對(duì)變壓器在正常運(yùn)行中，遇到電磁涌動(dòng)時(shí)，為了防止系統(tǒng)發(fā)生誤動(dòng)，對(duì)故障進(jìn)行排查的方法；差動(dòng)速斷保護(hù)元件的作用就是在變壓器的運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常時(shí)，差動(dòng)異常保護(hù)元件就可以根據(jù)系統(tǒng)的指令對(duì)開關(guān)進(jìn)行切斷，以達(dá)到保護(hù)變壓器的目的；而所謂的啟動(dòng)元件，會(huì)在一定的情況下對(duì)保護(hù)裝置發(fā)出指令，一般是不能正常運(yùn)行的變壓器，而且在更加細(xì)致的分類上，這種元件還可以分為兩種，一種是差流越限啟動(dòng)元件，另一種是差流突變啟動(dòng)元件，其主要原理是通過變壓器的電流連續(xù)出現(xiàn)三次突變時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。另外特殊的差動(dòng)保護(hù)裝置例還有一些輔助元件，如比率制動(dòng)元件，該元件的特點(diǎn)就是靈敏度很高，其主要作用就是在變壓器的運(yùn)行過程中，差動(dòng)保護(hù)會(huì)由于外在故障而引起，進(jìn)行制動(dòng)是該元件的主要功能，從本質(zhì)上來說，該元件就是一種保護(hù)元件。當(dāng)然，除了以上元件之外，變壓器各側(cè)相位補(bǔ)償元件也是保護(hù)的關(guān)鍵，一旦通過電流的電壓出現(xiàn)異常情況時(shí)，這種元件就可以調(diào)整二次電流相位進(jìn)行，防止母線連接側(cè)開關(guān)的誤動(dòng)。

關(guān)于差動(dòng)保護(hù)的原理，主要是波形對(duì)稱保護(hù)原理，該原理類似于諧波制動(dòng)原理，但是還有細(xì)微區(qū)別，波形對(duì)稱保護(hù)原理是基于對(duì)稱算法的原理，在其中含有21次諧波制動(dòng)。而這21次諧波可以在變壓器感應(yīng)到勵(lì)磁涌流，這樣一來，就能夠及時(shí)制止合閘，進(jìn)而也就能對(duì)變壓器的安全做出保障。而且，超低能保護(hù)能夠?qū)Χ位芈分猩婕暗降乃性Ｗo(hù)，所以，一旦差動(dòng)保護(hù)出現(xiàn)故障，在這個(gè)時(shí)候，一般會(huì)干擾線路上的各種設(shè)備的正常運(yùn)行，特別是高、低壓開關(guān)，干擾較為明顯，一旦出現(xiàn)這種情況，如果斷開斷路器不及時(shí)，這個(gè)時(shí)候就有可能引起令主變故障嚴(yán)重。

2后備保護(hù)

通常主變壓器的阻抗較大，這是由于其運(yùn)行特點(diǎn)所決定的，所以，一旦主變壓器的低壓側(cè)發(fā)生了故障，那么在一般的情況下，一般不會(huì)對(duì)高壓側(cè)產(chǎn)生影響。盡管高壓側(cè)具有穩(wěn)定性，而且這種性能的保護(hù)功能行之有效，在功能上與電壓閉鎖同等，但是還有一些缺點(diǎn)，比如高壓側(cè)并不能對(duì)主變故障做出及時(shí)的反應(yīng)動(dòng)作，所以在主變的運(yùn)行過程中，一定要做好后備保護(hù)，以免高壓側(cè)開關(guān)不能對(duì)主變故障做出及時(shí)的反應(yīng)，所謂后備保護(hù)，本質(zhì)上就是利用高、低壓側(cè)復(fù)合序電壓并聯(lián)開放的方法進(jìn)行保護(hù)，使開放閉鎖回路的靈活性加大。后備保護(hù)一般采用的是復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)的形式，通常而言，這種保護(hù)形式的主要結(jié)構(gòu)為交流回路，一般采用的是本側(cè)TV斷線以及90接線。另外，后備保護(hù)還有其他的形式，如反應(yīng)單相接地故障以及零序過流保護(hù)等。通常情況下，使用交流90接線較多，多進(jìn)行零序過流保護(hù)，而當(dāng)電壓電流取自本側(cè)的TV或者是在TV出現(xiàn)斷線的時(shí)候發(fā)生此類情況，保護(hù)的方向元件就會(huì)退出。如果電壓恢復(fù)正常，那么該保護(hù)也就自然恢復(fù)正常。

除了差動(dòng)保護(hù)之外，還有非電量保護(hù)，這種保護(hù)與電氣保護(hù)是完全獨(dú)立的，主要是有變壓器本體開關(guān)量的輸出信號(hào)來決定，發(fā)生此類動(dòng)作時(shí)，相應(yīng)的信號(hào)繼電器及出口繼電器會(huì)被驅(qū)動(dòng)，這給變壓器本體保護(hù)提高了信號(hào)知識(shí)并且增加了跳閘功能。

二、變壓器故障分析

1變壓器操作中的故障分析

日常工作中，通常在變壓器低壓側(cè)斷路器斷開的基礎(chǔ)上，進(jìn)行變壓器檢修復(fù)役的操作過程，沖擊主變一般會(huì)發(fā)生在合上高壓側(cè)斷路器時(shí)，而當(dāng)主變沖擊恢復(fù)正常后，低壓側(cè)斷路器就會(huì)自動(dòng)閉合。但是如果在沖擊主變時(shí)，一旦短路故障發(fā)生在電流互感器和低壓側(cè)斷路器之間，那么在這種情況下，差動(dòng)保護(hù)將會(huì)無法動(dòng)作，而與此同時(shí)，高壓側(cè)后備保護(hù)的高壓側(cè)母線也無法動(dòng)作開放，追其原因是由于主變阻抗較大造成的，在另外一方面，低壓側(cè)母線也不能通過并聯(lián)啟動(dòng)回路，進(jìn)而開放高壓側(cè)過流保護(hù)，這是由于電壓正常引起的，這樣的結(jié)果將導(dǎo)致其不能切除故障，嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)損壞主變。

2運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障

在變壓器的實(shí)際運(yùn)行中，如果故障發(fā)生在低壓側(cè)斷路器與電流互感器之間，出現(xiàn)這種情況，此時(shí)主變低壓側(cè)斷路器就會(huì)跳開，而這個(gè)動(dòng)作就是變壓器低壓側(cè)保護(hù)發(fā)出的，這種反應(yīng)只是在低壓側(cè)母線電壓降低和電流增大的情況下才會(huì)發(fā)生的，而且所采用的方式是以較短時(shí)延動(dòng)作，這樣處理的后果就是使得低壓側(cè)母線電壓恢復(fù)正常。但此時(shí)由于故障點(diǎn)并沒有完全隔離，所以，短路電流仍然會(huì)繼續(xù)輸送到故障點(diǎn)，而且其經(jīng)過線路是由高壓側(cè)母線通過主變，盡管高壓側(cè)故障電流較大，可是高壓側(cè)電壓無法可靠動(dòng)作開放，造成這種情況的原因是由于主變阻抗較大，這樣也不能快速的切除故障。另外，當(dāng)變壓器受短路沖擊時(shí)，假如短路電流小而且繼電保護(hù)動(dòng)作正確，這種情況下只會(huì)造成輕微的繞組變形；科室一旦假如短路電流大，而且繼電保護(hù)延時(shí)動(dòng)作甚至拒動(dòng)，這樣的后果就是發(fā)生很嚴(yán)重的變形，嚴(yán)重者甚至損壞繞組。對(duì)于輕微的變形，如果不及時(shí)檢修，恢復(fù)墊塊位置，那么會(huì)在多次短路沖擊后，多次累積的效應(yīng)也會(huì)損壞變壓器。因此提高變壓器抗短路能力的一項(xiàng)重要措施就是要診斷繞組變形程度、制訂合理的變壓器檢修周期。

三、消除主變故障的繼電保護(hù)方法

可以增加一與門電路在兩圈變壓器后備保護(hù)中，其動(dòng)作邏輯為：當(dāng)?shù)蛪簜?cè)斷路器處于斷開狀態(tài)，而且同時(shí)高壓側(cè)電流大于規(guī)定值時(shí)，在這種情況下，高壓側(cè)斷路器就會(huì)按規(guī)定時(shí)間跳開。另外，可以設(shè)置一與或門電路在三圈變壓器后備保護(hù)中，其動(dòng)作邏輯為：當(dāng)?shù)蛪簜?cè)斷路器或中壓側(cè)斷路器斷開，而且同時(shí)高壓側(cè)電流大于規(guī)定值時(shí)，那么在此種情況下，就會(huì)按規(guī)定時(shí)間跳高、中、低壓三側(cè)斷路器。

但是在實(shí)際的應(yīng)用中，由于運(yùn)行方式存在一定的差異，保護(hù)裝置也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)誤判斷的現(xiàn)象，因此有必要采取對(duì)應(yīng)的措施來解決。首先，在兩圈變中，如果低壓側(cè)的開關(guān)斷路器處于檢修或者備用狀態(tài)，在這個(gè)時(shí)候應(yīng)設(shè)置一塊低壓側(cè)斷路器位置輸入壓板，這樣的處理就能防止低壓側(cè)斷路器位置變化可能引起的高壓側(cè)保護(hù)頻繁啟動(dòng)。在三圈變中，除了要考慮上述問題之外，還要考慮高、中壓側(cè)斷路器處于運(yùn)行狀態(tài)，但是低壓側(cè)斷路器處于熱備用狀態(tài)的情況下，可能會(huì)由于中壓側(cè)線路短路進(jìn)而引起高壓側(cè)保護(hù)過流啟動(dòng)的情況，除此之外，還有在低壓側(cè)斷路器斷開位置下動(dòng)作跳開高、中壓側(cè)斷路器的情況，針對(duì)上述的所有問題及情況，因此一定要注意動(dòng)作時(shí)限的配合。為了避免出現(xiàn)這種情況，可以對(duì)三圈變采用改變中壓側(cè)保護(hù)邏輯和接線的方法。

結(jié)語

綜上所述，近些年來，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)正經(jīng)歷著前所未有的變革，呈現(xiàn)出一片欣欣向榮的態(tài)勢(shì)，發(fā)展速度迅猛，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各行各業(yè)也在不斷地經(jīng)歷變革與創(chuàng)新，電力系統(tǒng)也是，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展一方面使得電力行業(yè)也在經(jīng)歷變革，另一方面，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得人們的生活水平提高，這樣就給電力行業(yè)提出了越來越高的要求，在這樣的形勢(shì)與大環(huán)境下，電力行業(yè)必須抓住機(jī)遇迎接挑戰(zhàn)。電力變壓器是電力系統(tǒng)中的重要組成部分，它關(guān)系著居民和企業(yè)的正常的生活用電以及生產(chǎn)用電，所以，一旦變壓器出現(xiàn)故障就會(huì)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)造成一定程度的影響，進(jìn)而對(duì)居民以及企業(yè)的正常用電造成影響，所以一定要加強(qiáng)對(duì)電力變壓器的管理，本文主要對(duì)變壓器常見的故障以及相應(yīng)的解決方案進(jìn)行了描述，同時(shí)也對(duì)針對(duì)變壓器故障的繼電保護(hù)做了探討，希望可以在行業(yè)內(nèi)做出參考，是人民能正常的用電。

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