武方劍 黃曉

摘要：電力變壓器故障類型與繼電保護(hù)方式研究目前受到電力企業(yè)的重視。主要圍繞對(duì)于電力變壓器常見(jiàn)故障和繼電保護(hù)方法進(jìn)行研究。在實(shí)踐中，若繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行產(chǎn)生了問(wèn)題，這有可能導(dǎo)致重大電力事故的發(fā)生。因此，為了能夠最大限度消除電路變壓器故障，需要通過(guò)低壓開(kāi)關(guān)作為判斷依據(jù)，并適當(dāng)改變外接線，從而減少變壓器故障。

關(guān)鍵詞：電力變壓器;故障類型;繼電保護(hù)

為了保障電力變壓器系統(tǒng)和功能發(fā)揮，出現(xiàn)相應(yīng)的繼電保護(hù)技術(shù)和設(shè)備，而這一環(huán)節(jié)也就成為電力技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用重要環(huán)節(jié)。要了解電力變壓器保護(hù)的功能特點(diǎn)，就要知道電力變壓器經(jīng)常會(huì)遇到哪些故障，例如套管處故障和匝間故障等，通過(guò)尋找變壓器的常見(jiàn)故障點(diǎn)，也能明確電力變壓器保護(hù)的未來(lái)升級(jí)方向。

一、繼電保護(hù)裝置要求

繼電器需要滿足下列幾個(gè)基本要求：速動(dòng)性、靈敏性、可靠性和選擇性。選擇性：故障產(chǎn)生于供電系統(tǒng)中時(shí)，線路自我產(chǎn)生的故障或發(fā)生故障的設(shè)備產(chǎn)生反饋效應(yīng)，對(duì)應(yīng)的保護(hù)器或斷路器發(fā)生拒動(dòng)狀況，相鄰線路或設(shè)備應(yīng)當(dāng)承擔(dān)起故障切除的責(zé)任。速動(dòng)性：繼電保護(hù)裝置在發(fā)生故障時(shí)必須在第一時(shí)間切斷故障部位，縮短用戶和設(shè)備在不穩(wěn)定電壓中運(yùn)行的時(shí)間長(zhǎng)度，盡最大可能縮減設(shè)備損壞的可能性以提升系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定程度，控制障礙影響范圍，提升備用設(shè)備及備用電源等上述備用設(shè)備自動(dòng)投入運(yùn)行的效果。為發(fā)揮相間速斷保護(hù)與零序順時(shí)段保護(hù)的作用，一般從縮減斷路器切斷電通路的時(shí)間與控制繼電器固有的動(dòng)作時(shí)間出發(fā)，以實(shí)現(xiàn)速動(dòng)性的提升。斷路器與保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間之和是切斷電路整體故障的最短時(shí)間。靈敏性：電路保護(hù)裝置的及時(shí)響應(yīng)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)，響應(yīng)速率間隔越小，對(duì)異常工況或可能的故障反饋越精準(zhǔn)迅速，越方便電路維護(hù)者們及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)反饋，此種能力被稱為靈敏性?？煽啃裕涸诶^電保護(hù)裝置的電路保護(hù)范圍中，若有故障發(fā)生，繼電保護(hù)裝置必須及時(shí)響應(yīng)，在電路未發(fā)生故障時(shí)繼電保護(hù)裝置不應(yīng)該被誤觸發(fā)產(chǎn)生動(dòng)作。保護(hù)裝置自身的質(zhì)量和運(yùn)行維護(hù)水平關(guān)系到誤動(dòng)率和拒動(dòng)率。這兩個(gè)數(shù)值體現(xiàn)了電路整體的運(yùn)行維護(hù)水平，也反映了整個(gè)保護(hù)裝置本身的質(zhì)量問(wèn)題。繼電保護(hù)裝置的可靠性取決于構(gòu)成其的硬件和軟件，其應(yīng)當(dāng)包括必要的報(bào)警、閉鎖和自動(dòng)監(jiān)測(cè)措施。以上這些要求，是實(shí)際工作中，對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行組裝設(shè)置，以及后期的維護(hù)和運(yùn)用，產(chǎn)生一定的評(píng)測(cè)作用。在實(shí)際的操作過(guò)程中，必須要辯證統(tǒng)一上述的數(shù)據(jù)，以期在電路維護(hù)當(dāng)中獲得更好的效果。上述四個(gè)參數(shù)之間，互相聯(lián)系，相互制約，有時(shí)甚至存在矛盾。故在實(shí)際的操作過(guò)程中，必須要辯證統(tǒng)一上述的數(shù)據(jù)，以期在電路維護(hù)當(dāng)中獲得更好的效果。

二、電力變壓器常見(jiàn)故障

1.電力變壓器主要組成部分

在電力企業(yè)中運(yùn)用的電力變壓器內(nèi)容較多，按照作用來(lái)分，變壓器可以分為特種變壓器和電力變壓器，特種變壓器是特殊行業(yè)中使用的特種設(shè)備，電力變壓器在社會(huì)中應(yīng)用較為廣泛，主要包括鐵芯、繞線、絕緣套管等。電力變壓器中還有其他如儲(chǔ)油罐、冷卻裝置、引線繼電器、吸濕器開(kāi)關(guān)以及各種調(diào)壓裝置等重要組成部分。

2.異響故障

在對(duì)聲音的判斷上，能夠?qū)﹄娏ψ儔浩鞯墓收项愋瓦M(jìn)行初步的判斷。電力變壓器的運(yùn)行聲音異常在故障運(yùn)行中較為常見(jiàn)。正常運(yùn)行中電力變壓器發(fā)生了連續(xù)且均勻的嗡嗡聲，可能是由于電量變壓器某個(gè)部位出現(xiàn)了超負(fù)荷現(xiàn)象，如果運(yùn)行的時(shí)間較為均勻且連續(xù)，而且聲音大小是變化的，則要考慮的是電網(wǎng)過(guò)負(fù)荷或過(guò)電壓鐵芯和硅鋼片的接觸出現(xiàn)問(wèn)題。

3.繞組故障

電壓器在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了氣體保護(hù)，這是由于層間短路、鐵芯故障、套管內(nèi)部出現(xiàn)了故障，或者是繞組出現(xiàn)了斷線等，使得變壓器油起到分解作用產(chǎn)生故障，此時(shí)的電弧尤其是電壓器的絕緣材料容易產(chǎn)生氣體，設(shè)置相應(yīng)的氣體保護(hù)裝置會(huì)有效地進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)護(hù)，一旦故障發(fā)生，就容易發(fā)生氣體保護(hù)動(dòng)作。針對(duì)故障類型，氣體保護(hù)動(dòng)作各有不同，例如對(duì)于重瓦斯氣體故障和輕瓦斯故障，氣體保護(hù)動(dòng)作會(huì)發(fā)出不同的信號(hào)，氣體保護(hù)裝置發(fā)出輕瓦斯保護(hù)信號(hào)時(shí)，可以根據(jù)氣體保護(hù)裝置的動(dòng)作原因進(jìn)行查找，例如采用變壓器色譜分析方法，判斷和分析變壓器故障。

4.電壓器的分接開(kāi)關(guān)故障

由于管護(hù)工作不到位，例如充油型的電力變壓器在分接開(kāi)關(guān)上就容易出現(xiàn)大大小小的故障，表現(xiàn)為變壓器上油泥等物質(zhì)的堆積或銹蝕現(xiàn)象出現(xiàn)，故障發(fā)生時(shí)往往電阻增大，尤其是在下雨天的時(shí)候密閉性不足，使得一些潮濕的物質(zhì)進(jìn)入到變壓器分接開(kāi)關(guān)內(nèi)部，導(dǎo)致變壓器開(kāi)關(guān)分接引線和當(dāng)中的靜出頭，出現(xiàn)了固定絕緣桿的變形。

三、做好電力變壓器繼電保護(hù)的方法

1.以瓦斯保護(hù)的氣體變化

保護(hù)通過(guò)相應(yīng)變壓器油將其作為冷卻介質(zhì)和絕緣（一般采用克拉瑪依油），是一種有效的瓦斯保護(hù)電壓便利及保護(hù)。就其具體情況分析來(lái)說(shuō)，也就是一旦出現(xiàn)變壓器油箱故障，而事故點(diǎn)電流和電弧等多方面的影響是可以通過(guò)變壓器油和隔離器料通過(guò)熱反應(yīng)而生成大量的氣體進(jìn)行保護(hù)，氣體的排出量和速度，與變壓器的具體情況是密切相關(guān)的，由此來(lái)保障電力變壓器設(shè)備的安全。就這種保護(hù)方式的具體應(yīng)用來(lái)說(shuō)，是將氣體繼電器裝置為目標(biāo)進(jìn)行安裝的，通過(guò)裝設(shè)置管道當(dāng)中來(lái)使得較少的油箱形成氣體，原管道上行而保證輕瓦斯或重瓦斯報(bào)警器里油面降低，通過(guò)這一方式形成信號(hào)警告。

2.電力變壓器的差動(dòng)保護(hù)

差動(dòng)保護(hù)方案也是管理電力變壓器繼電保護(hù)工作的重要一環(huán)，這種保護(hù)方式主要是通過(guò)將電力變壓器兩端電流差額情況進(jìn)行體現(xiàn)而形成保護(hù)動(dòng)作，來(lái)完成保護(hù)的整體目的。那么就這一保護(hù)技術(shù)的設(shè)備用作原理來(lái)說(shuō)，主要是根據(jù)電力變壓器兩端電流互感器的特殊，由此來(lái)進(jìn)行同極性端串聯(lián)，處于回路當(dāng)中的情況，可以通過(guò)改動(dòng)繼電器進(jìn)行并聯(lián)，那么此時(shí)就體現(xiàn)了流入差動(dòng)繼電器電流兩端的電流互感器電流差，在這一方面要科學(xué)合理的選用兩端電流互感器變比等，由此來(lái)使兩端的二次電流向量一致。在這一過(guò)程中，進(jìn)入差動(dòng)繼電器的電流數(shù)值為零，而形成相關(guān)保護(hù)設(shè)備的動(dòng)作。

3.完善高壓側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作

想要完善高壓側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作，需要在兩圈變壓器主變高壓后備增設(shè)門電路，使其邏輯更為合理，在實(shí)際保護(hù)工作中，低壓側(cè)斷路器斷開(kāi)并且高壓側(cè)電流較大，可以結(jié)合設(shè)定時(shí)間跳高壓側(cè)斷路器，與兩圈變壓器后備保護(hù)相同，在三圈變壓器后備保護(hù)工作中，也需要增設(shè)門電路，從而加強(qiáng)邏輯性，在實(shí)際工作中，如果低壓側(cè)斷路器斷開(kāi)，或中壓側(cè)斷路器斷開(kāi)，同時(shí)高壓側(cè)電流較大，查處規(guī)定范圍是，需要結(jié)合預(yù)定時(shí)間跳低、中、高三側(cè)斷路器。對(duì)于中壓側(cè)變壓器后備保護(hù)邏輯改進(jìn)以及低壓側(cè)變壓器后備保護(hù)邏輯改進(jìn)工作，需要增設(shè)門電路，這時(shí)，如果低壓側(cè)斷路器斷開(kāi)，同時(shí)低壓側(cè)的電流較大，并且超出規(guī)定崗位，需要結(jié)合預(yù)定時(shí)間跳高壓側(cè)斷路器。

結(jié)語(yǔ)

發(fā)電廠作為電力事業(yè)發(fā)展的重要組成部分，繼電保護(hù)作為發(fā)電廠安全運(yùn)行保障的重要基礎(chǔ)，電力能源的安全穩(wěn)定生產(chǎn)運(yùn)行才能確保電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展的有力支撐。所以，在電流環(huán)路中產(chǎn)生環(huán)流錯(cuò)誤導(dǎo)致電路的正常運(yùn)行受到干擾時(shí)，切斷故障區(qū)域與電路的聯(lián)系，控制電力系統(tǒng)故障的波及范圍，最大限度縮減損失，用這種方法來(lái)保證電力系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性，確保電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭彥鳳，范宸華.電力變壓器故障類型與繼電保護(hù)方式研究核心探究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2019，16（35）：21+23