关键词 电力变压器；二次回路；瓦斯保护；定时限过电流
中图分类号：TM4 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）021-085-02
电力变压器是电力系统变配电的重要设备，它的故障对配电的稳定、可靠和系统的正常运行都有明显且比较严重的影响，同时，电力变压器也是非常昂贵的设备，由此，提供对电力变压器的继电保护尤为重要。变压器通常需要的保护装置有瓦斯保护、纵差动保护或电流速断保护、相间短路的后备保护、接地保护、过负荷保护、过励磁保护等等。下面就电力变压器常用的典型保护做分析。
对于输电线路高压侧为110 kV及以上的工厂总降压的主变压器来说，应装设过流保护、速断保护和瓦斯保护。过流保护作为电流速断保护的后备保护，在有可能超过电力负荷时，也需装设过负荷装置。但是如果单台运行的电力变压器容量在10000千伏安及以上和并列运行的电力变压器每台容量在6300千伏安及以上时，则要求装设纵联差动装置保护来取代电流速断保护。由于主电源出口处继电保护装置动作时限为 2 s，则变压器保护的过电流保护动作时限可整定为1.5 s。
1 装设瓦斯保护
当变压器油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应动作于高压侧断路器。
2 装设定时限过电流保护
2.3.2 过负荷保护动作时限
上述设计的电流及电压回路、保护操作回路的继电保护回路图设计情况如下：
1）电流回路：A相第一个绕组头端与尾端编号1A1，1A2，如果是第二个绕组则用2A1，2A2，其他同理。
2）电压回路：母线电压回路的星形接线采用单相二次额定电压57V的绕组，变电站高压侧母线电压接线，如图2。
①为了保证PT二次回路在莫端发生短路时也能迅速将故障切除，采用了快速动作自动开关ZK替代保险。
②采用了PT刀闸辅助接点G来切换电压。当PT停用时G打开，自动断开电压回路，防止PT停用时由二次侧向一次侧反馈电压造成人身和设备事故，N600不经过ZK和G切换，是为了N600有永久接地点，防止PT运行时因为ZK或者G接触不良，PT二次侧失去接地点。
③1JB是击穿保险，击穿保险实际上是一个放电间隙，正常时不放电，当加在其上的电压超过一定数值后，放电间隙被击穿而接地，起到保护接地的作用，这样万一中性点接地不良，高电压侵入二次回路也有保护接地点。
④传统回路中，为了防止在三相断线时断线闭锁装置因为无电源拒绝动作，必须在其中一相上并联一个电容器C，在三相断线时候电容器放电，供给断线装置一个不对称的电源。
⑤因母线PT是接在同一母线上所有元件公用的，为了减少电缆联系，设计了电压小母线1YMa，1YMb，1YMc，YMN（前面数值“1”代表I母PT。）PT的中性点接地JD选在主控制室小母线引入处。
⑥PT二次电压回路并不是直接由刀闸辅助接点G来切换，而是由G去启动一个中间继电器，通过这个中间继电器的常开接点来同时切换三相电压，该中间继电器起重动作用，装设在主控制室的辅助继电器屏上。
3）保护操作回路：
继电保护操作回路是二次回路的基本回路，110 kV操作回路构成该回路的主要部分，220 kV操作电压回路也是应用同样的原理设计形成的，传统电气保护的阀值、开关量进行逻辑计算后，提交给操作回路。对微机装置进行保护。因此微机装置保护仅仅是将传统的操作回路小型化，板块化。下面的操作回路见图3。
1）当开关闭合时，DL1立即断开，然后DL2闭合。HD、HWJ、TBJI绕组、TQ组成回路，点亮HD，HWJ开始操作，但是由于线圈的各个绕组有较大的电阻阻值，致使TQ上获得的电压不至于让其执行跳开动作，保护跳闸出口时，TJ、TYJ、TBJI线圈、TQ直接连通，TQ上线圈电流变大，获得较大电压后开始工作，由于TBJI接点动作自保持，所以TBJI绕组线圈一直等待所有断路器断开后，TBJI才返回（即DL2断开）。
2）二次保护合闸回路原理与二次保护跳闸回路相同。
3）在二次回路合闸绕组线圈上并联了TBJV回路，这个保护回路是为了防止在线圈失去电压跳闸过程中又有电压合闸命令，由于短时间内的繁复跳合闸而损坏机构。例如合闸后绕组充放电的延迟效应，及容易造成合闸接点HJ或者KK的5，8粘连，当开关在跳闸过程中，使得TBJI闭合，HJ、TBJV绕组、TBJI接通，TBJV动作时TBJV绕组线圈自保持，相当于将合闸线圈短路了（同时TBJV闭触点断开，合闸绕组线圈被屏蔽）。这个回路叫防跃回路，防止开关跳跃的意思，简称防跃。
4）D1、D2两个二极管的单相连通让KKJ合闸后的继电器开始工作，KKJ的工作通过手动合闸来完成，手动跳闸的目的是让KKJ复归，KKJ是电磁保持继电器，动作后并不是自动返回的，所以KKJ又称手动合闸继电器，广泛用于“备自投”、“重合闸”，“不对应”等的二次回路设计。
5）HYJ与TYJ是感压型的跳合闸压力继电器，它一般接入断路器机构的气压接点，根据SF6产生的气体所造成的气体压力而动作，所在以SF6为绝缘介质的灭弧开关量中，若气体发生泄露，那么当气体压力降到不能够灭弧的时侯，接点J1和J2连通，将操作回路断开，防止操作发生，造成火灾隐患。在设计和施工中，值得注意的是当气压低闭锁电气操作时候，不能够在现场直接用机械方法使开关断开，气压低闭锁是因为灭弧气压已不能灭弧，这个时候任何将开关断开的方法都容易造成危险，容易让灭弧室炸裂，造成设备损毁，正确的方法是先把负荷断路器的负荷去掉之后，再手动把开关跳开，保证电气的安全特性。
6）辅助的位置继电器HWJ，TWJ，主要用于显示二次回路当前开关的合跳闸位置和跳合闸线圈的工作状况。例如，在运行时，只有TQ完好，TWJ才动作。
所有保护及安控装置作用于该断路器的出口接点都必须通过该断路器的操作系统，不允许出口接点直接接入断路器。
目前的保护装置都已经采用微机式保护方式，但从电气操作的灵敏性、快速性、安全性考量，机电式保护在许多电厂及变电站被广泛的使用着。
参考文献
[1]熊为群，陶然.继电保护、自动装置及二次回路第二版[J].中国电力出版社.
[2]李瑞荣.电气二次回路识图与常见故障处理[J].中国电力出版社.
[3]程逢科，李公静.电气二次回路应用入门[J].中国电力出版社.
摘 要：电力变压器的工作对于电力系统来说非常重要，电力变压器一旦出现故障可能会造成电力系统的异常，因此，电力变压器中通常会安装气体继电器来进行保护，一旦电力变压器出现问题，气体继电器会发出信号或者是采用跳闸方式进行断电。
关键词：电力变压器 气体继电器 保护
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）08（c）-0017-02
当前，电力变压器中用来进行电力和元件保护的主要装置就是气体继电器。这种气体继电器的保护性能较强，运转起来比较简单，非常实用。了解电力变压器气体继电器的工作原理和工作情况，能够及时排除故障，确保电力变压器的正常工作。
1 气体继电器的工作原理
气体继电器是至今研制出来的工作原理简单、设备制作相对省力，也能够在大量使用中节省投资的一种保护装置。气体继电器的应用可以在电力变压器出现各种故障时第一时间反映出来，避免变压器短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组断线或绝缘劣化和油面下降对电力变压器工作带来的不良影响，有效避免了故障的扩大化，还保护了电力的输送。其工作原理充分利用了气体压力的特点。在气体继电器中，主要有一个上部的浮筒，下部有一块金属挡板，这两部分都有密封起来的水银接点。正常情况下，继电器内通常装满油，这样，浮筒就会浮在油上，挡板有一定的重量所以沉在油底，上下的水银接点是碰触不到的。但是当轻微故障时，气体继电器中气体产生的速度缓慢，这种情况下气体逐渐积聚，迫于气体的压力，继电器的油面下降，这时浮筒下的水银点和挡板上的水银点会接在一起，随即延时信号被接通。
2 气体继电器的保护范围
气体继电器一般是保护电力变压器短路、漏油或者接触不良的故障，避免这些故障带来更大的伤害。由于气体继电器的反应比较灵敏，所以能够较早地反映故障，可以在故障还未造成大的危险时及时反映出来。气体继电器所保护的范围是电力变压器的内部，对于外部的故障无法进行反映。但是假如电力变压器受到了外部的因素影响导致产生震荡，气体继电器也可能产生误判。
3 气体继电器的安装和使用
3.1 安装方式和注意事项
3.1.1 安装方式
气体继电器只有正确安装，才能发挥良好的作用。气体继电器需要安装在变压器油箱与储油柜之间的连接管道中。在安装时，要考虑到气体继电器的灵敏度和可靠性，要确保变压器邮箱内部产生的气体全部顺利进入到气体继电器中，在气体充满继电器后，又可顺利进入储油柜中。
3.1.2 注意事项
（1）将导油管装在变压器顶盖的最高处。
由于气体继电器需要气体的进入和排出，还必须避免气体会留在继电器的顶盖处或者留在导油管中，因此在安装气体继电器时需要和变压器的顶盖保持略微的升高坡度。
（2）导油管和气体继电器法兰盘在内径上要相同。
一般来说，导油管的内径要与气体继电器法兰盘的内径要相同，如果法兰盘之间采用了衬垫，那么衬垫的内径必然要大于法兰盘的内径，以避免衬垫受到压力在延伸时有效内径更加缩小，导致无法使用[2]。
（3）设置平板型阀门。
气体继电器和储油柜相连，在二者之间的导油管上应设置平板型阀门，一般在进行实验时储油柜中不需要放油。
3.2 气体继电器的使用
电力变压器中，气体继电器的使用也必须遵守一定的规定。一般来说，气体继电器的使用需要区分轻气体保护和重气体保护，在轻气体保护时一般会发出保护信号，提醒使用者进行相应的检查，在重气体保护时就会实现跳闸，避免故障事态的扩大化。而在气体继电器需要进行滤油、补油、更换硅胶或者是需要处理呼吸器的时候，就应该先把重气体保护改成轻气体保护，这样就不至于跳闸，在完成这部分工作后，再恢复重气体保护的功能。如果变压器的油位异常升高或者油路出现了异常情况，那么可能就需要查找问题原因，这时也需要把气体继电器的重气体保护跳闸改为信号保护。但是如果是变压器大量漏油的情况下，就不能关闭重气体保护的功能。另外，在气体继电器出现轻气体保护动作时，可能并不是变压器出现问题，而是油中有空气逸出或强迫油循环系统吸入空气引起，并且持续轻气体保护也可能造成跳闸，在维修时，应先将重气体保护动作改投信号，再进行检修[3]。
4 气体保护动作的主要原因及处理措施
4.1 动作原因
4.1.1 电力变压器内部出现故障
电力变压器内部出现故障时，气体继电器就会发生一定的动作处理。一般情况下，变压器如果在进行一些常规操作时出现不当的情况，就容易产生轻气体动作。比如变压器在加油、滤油、换油或换硅胶过程中，都可能产生漏气的情况；继电器的温度下降或者是出现漏油情况，也会使油面降低，造成轻气体动作；油箱的轻微震动可能会产生少量的气体。另外，气体继电器本身出现短路或者是回路的故障可能会出现轻气体动作；变压器发生了穿越性的短路故障，虽然不会对变压器及电路本身造成大的损害，但是气体继电器也可能受到温度上升的影响，使油的体积膨胀，造成轻气体动作。但在变压器内部发生严重的回路故障、近区穿越性短路故障时，就会发生重气体动作。
4.1.2 辅助设备出现故障
电力变压器中还有一些辅助设备，这些辅助设备通常有呼吸系统、冷却系统、散热系统等，还有一零配件出现问题，也可能导致气体继电器发生动作。比如变压器的呼吸系统中气囊堵塞，就会造成气体继电器发生动作，还可能产生喷油、漏油的现象。冷却系统漏气或者阀门阻塞都可能使得气体继电器产生动作。如果潜油泵被损坏，也可能导致可燃性气体进入到气体继电器中，发生保护动作。总之，这些辅助设备中的问题大都是出现了漏气、阻塞、产生气体、漏油等情况，促使气体继电器发生动作。
4.1.3 放气操作出现异常
如果外界气温较高，变压器的负荷较大时，应进行放气，在进行放气操作时，要比较缓慢地打开放气阀，逐渐放气，如果一下子操作幅度过大，油枕内的空间压力突然降低，就可能引发重气体动作。
4.2 处理措施
一旦气体继电器出现保护动作后，说明电压器有一定的问题，所以要立即进行故障的排查和处理。在气体继电器出现保护动作之后，要先对变压器进行检查，最关键的是查找动作原因，然后对症下药。如果是因为出现了空气积聚的情况，应该找到进气原因，并且检查气体是否为可燃性气体。可燃性气体的出现说明属于变压器内部的故障，而普通空气的话则是变压器或继电器出现了漏气情况。正常情况下，只要出现了气体继电器的保护动作，那么电力变压器就应该先停止运行，查明事故原因并解除危险之后再投入运行。
5 结语
综上所述，气体继电器在电力变压器的工作运行中起着重要的保护作用，工作人员可以通过气体继电器的反应动作来判断电力变压器的故障情况，并且也方便了电力变压器的检修。需要注意的是，相关工作人员在进行故障检修时，必须要重视对气体的检验，以避免发生比较危险的情况，确保电力变压器在维修之后可以正常运行。另外，相信随着电力技术的不断发展，电力变压器的保护措施也会越来越简便和完善。
参考文献
[1] 杨雷.浅谈电力变压器故障与故障诊断分析[J].江西建材，2016（17）：223，225.
关键词：电力变压器；电气试验；继电保护
中图分类号：TM417 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）10-0133-01
随着人们对电力需求的进一步扩大化，对电气企业来说也有着比较大的挑战。为保障电力系统的稳定运行，对变压器进行实施电气试验以及加强^电保护工作的实施就显得比较关键，通过从理论上，对电力变压器电气试验以及继电保护的研究分析，就能为实际操作提供有益思路。
1 变压器的故障以及电气试验
1.1 变压器的故障分析
变压器的故障中，声音异常是比较常见的故障。也就是变压器在实际的运用过程中，会发出不均匀的声音，以及发出特殊的声音。这就说明变压器出现了故障。结合声音的不同来找出故障位置，然后对其及时性处理[1]。在这一故障出现的时候，电网处在高压情况下，变压器的声音就会比较尖锐，这就需要对变压器的电压实施测试。在电流电压没有问题的时候，就可能是内部螺丝出现了松动情况。
变压器故障当中，出现了颜色以及气味异常的问题，在变压器的内部就出现了故障。最为可能的就是防爆管发生了破裂，从而使得水以及潮气进入到变压器内，这样就会变压器的绝缘性能有着影响。在实际运行过程中，就比较容易出现闪络问题。或者是由于变压器老化问题，也会出现烧焦气味出现，这就需要解决具体的情况来加以应对。
变压器的故障类型中，油温异常的问题也比较常见。如果是油温比平常高处10摄氏度或负载时候油温不断上升，也能判断变压器的内部出现了故障。可能是冷却器不工作，使得温度不能得到有效扩散，这就需要对冷却系统及时性的维修。
1.2 变压器电气试验
在变压器电气试验的内容中，主要有绝缘测试以及耐压试验和瓦斯继电器试验等。其中的绝缘试验就是其他试验的基础，在这一环节的试验过程中，就要在变压器一次和二次间对地电阻实施测试，这样能对一些比较简单性的故障加以判断，对设备的绝缘强度也能得到有效保证，可有效避免漏电以及破损的问题出现。在电压器存在着相间电阻平衡的时候，通过直流电阻试验对稳定性进行测试，就能满足实际的试验要求[2]。试验仪器为直流电桥或直流电阻测试仪，建议使用直流电阻测试仪，因为变压器线圈电感量较大，电桥充电时间较长，且电池耗电快，影响测试精度。利用直流电桥测量大容量变压器时，必须先按“B”按钮，然后再按“G”按钮，如果按“G”按钮，当按“B”按钮时的一瞬间中因自感引起逆电势对指零仪产生冲击而损坏。断开时，先放开“G”，再放开“B”。
2 电力变压器继电保护措施实施
对电力变压器继电保护要遵循相应的原则，这样才能起到积极保护作用。在可靠性原则方面要加强重视，保护装置规定的保护范围内，发生应该动作故障时，不该拒绝动作而在其他保护不动作下是不应当发生误动作的。在可靠性的原则方面，主要是保护装置自身的质量以及运行维护水平，能采用拒动率以及误动率对两者愈小则保护可靠性愈高进行衡量，为能保障其安全性就要加强自动检测以及闭锁报警等措施实施[3]。再有就是对电力变压器的继电保护就要注重选择性以及灵敏性的原则遵循，在选择性的原则方面，故障设备以及线路自身保护出现了故障，在故障设备以及线路保护要通过相邻设备以及线路保护将故障切除。
电力变压器继电保护措施的实施方面，可通过软件应用功能加以应用。也就是对各类二次信息实施查询，然后对三遥数据分析处理，对以前定试的记录实施比较，对动作的次数以及时间实施统计等，并能对二次设备试验材料以及记录和定值实施管理。设置一次装备参数接口，在电压以及功率和电流设备方面的试验记录要加强实施，并配合一次主接线图实施查询，只有在这些层面得到了加强，就能保障继电保护的效果良好呈现[4]。另外，在对电力变压器的继电保护措施实施中，在瓦斯保护方面的方法实施也比较重要，这一保护在变压器当中是比较基础的，也是变压器内部装置，通过气体变压器为主，瓦斯保护的主要目的就是保证电力变压器油箱内部气体及时排除，能有效避免油箱的温度突然上升，对绝缘油的基本性能能得到保障。
3 结语
综上所述，电力变压器电气试验以及继电保护的措施实施中，要能严格的按照标准进行实施，只有在措施方法上妥善实施，才能真正有助于变压器的应用质量水平提高。希望能通过此次理论研究，有助于电力变压器的继电保护操作。
参考文献
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[2]潘宝良.浅论电力变压器继电保护设计[J].科技资讯，2015，（34）：107.
电力变压器的结构和功能是电力系统的重要组成部分，其运行过程中会遇到很多问题，这些问题将会或多或少的影响电力系统的安全，尤其是大容量电力变压器受损会对企业电力系统造成致命破坏。因此，只有加强电力变压器的继电保护，将变压器合理应用到继电保护装置中，才能保证电力系统的安全。本文重点分析了电力变压器的继电保护对策，阐述了电力变压器在续电工作中的重要作用，展望了电力变压器在继电保护方面的未来。
【关键词】电力变压器 继电保护 软件系统
电力变压器的正常运行可以保证电力的有效运输，而保证电力变压器正常发挥功能的关键是继电保护，其工作能否完成将影响着电力体系的完整度。只有对电力变压器的机电保护对策进行科学分析，才能在电力变压器续电出现故障时做出合理应对，更好地处理电力运输过程中可能出现的各种意外状况，从而保证电力系统的稳定性和安全性。
1 电力变压器继电保护的常见故障
1.1 电力变压器继电保护概况
电力变压器继电保护主要有三种功能。第一，对电力系统出现的不正常信号和非正常状态做出有效应对，而达到维护继电保护功能的目的。第二，对电力变压器出现的非正常状态和故障进行判断，及时切断问题而达到有效控制事故发生的目的。第三，尽量避免电力变压器的继电保护功能因停电和设备损坏等问题而产生经济损失的情况，从而保证电力变压器的有效运转。
1.2 电力变压器继电保护的常见故障
1.2.1 内部原因造成的故障分析
内部原因造成的继电保护故障主要是电力变压器内部结构出现的机构性故障或功能性故障导致，如果变压器绕组出现故障或者变压器外壳接地线路出现故障都会引起继电保护故障，甚至会引发电网停电或者电力变压器被迫切除的情况。如果变压器出现短路，不能立即对变压器实行切除和停机，就会导致电力变压器烧毁或者不能运转的严重后果。
1.2.2 外部原因造成的故障分析
外部原因造成的故障主要有因油箱外部引线出现搭接情况、电力变压器的绝缘皮套出现发热情况等问题而引发的继电保护故障。如果电力变压器外部出现短路情况，可能会使电力变压器因电压过高而产生严重损害。
1.3 电力变压器继电保护装置的配备原则
当电力变压器内部出现短路或者油面下降的情况时，应该设置瓦斯保护；当外部短路引发变压器过电流的情况时，应该根据电力变压器容量和运行情况，设置电流保护、复合电压启动的过电流保护等装置作为后备保护；当长时间的过负荷对电力设备产生损害时，应根据过符合情况设置负荷保护装置；当电力变压器出现温度升高问题或者冷却出现故障时，应该根据变压器标准的规定，设置作用于信号的设备；110kv及以上中性点直接接地的电力网，应该根据电力变压器中心点接地的实际情况设置零序电流保护和零序电压保护装置。
2 电力变压器继电保护的要点分析
2.1 提高电力变压器继电保护技术的可靠性
电力变压器的继电保护方式主要是采用方法库和数据仓库。这两种方式可以有效地保证系统升级和维护的可靠性。在方法库上对电力系统进行升级和维护，为系统升级和换代提供了便利。因此，配备合理有效、性能优越的继电保护装置可以保证继电保护的可靠性。
2.2 增强电力变压器继电保护技术的实用性
电力变压器运行过程中的一些问题可以通过调节数据的共享性和适用性进行解决。如此一来，在分析问题和数据统计过程中可以增强数据的实用性，进而保证电力变压器的正常运行。
2.3 按照国家标准进行电力变压器设备设计
电力变压器的设计工作应该严格按照国家标准进行，并且严格把控型号选择的问题，以保证继电保护的协调性。同时，在对电力变压器进行继电保护时，应该对继电保护的工作情况和定期数值计算进行审核，保证电力变压器的运行符合国家规范。
2.4 电力变压器的运行应该以行动性为原则
在电力变压器的运行过程中，应该根据其结构的特殊性和功能的实用性，在设备内部安装保护装置，当瓦斯超出限值，立即做出反应，从而保证继电保护装置工作的准确性和便捷性，保证电力变压器的稳定性。
3 电力变压器继电保护的未来发展方向
3.1 软件系统的发展
随着社会科技的进步，电力变压器的继电保护应该向着自动化和智能化的方向发展。开发相关的软件支撑起电力变压器的继电保护工作，建立相应的电力变压器继电保护的工作程序，进行系统的数据记录和分析。通过其对相关数据的细致分析和高效决策来提高电力变压器继电保护的效果，从而维护电力变压器的继电保护功能。
3.2 数据库的发展
国民经济的快速发展使得电力变压器需要向网络化和信息化的方向发展。通过建立电力变压器继电保护的相关数据库和资料来实现网络化和信息化是最有效的途径。具体就是根据电力变压器继电保护工作的实际情况，建立电力变压器继电保护工作正常运行、故障检测和数据存储的数据库，对相关数据进行系统、科学的记录，使资料库可以作为电力变压器继电保护工作的坚强后盾。只有确保数据库在电力变压器继电保护工作中的有效运用，保证数据库对数据的全面统计，才能在设备出现故障后，准确的分析故障原因，找出解决故障的方法，从而保证电力变压器的继电保护工作正常运行。
4 结束语
电力变压器的结构和功能作为电力系统的重要组成部分，其运行过程中会遇到的问题会影响整个电力系统的安全，尤其是大容量电力变压器受损会对电力系统造成致命破坏。而电力变压器的继电保护是电力变压器最重要的保护体系和设备，同时也是保护电力变压器的有效手段，不仅可以保证电力变压器的正常运行，而且还可以将发生故障的可能性降到最低。因此，为了能够发挥电力变压器继电保护工作的最大价值，必须对电力变压器的继电保护技术进行分析，从而找到有效避免电力变压器的继电保护工作的正常进行，保证电力系统的安全性和稳定性，减少电力系统故障发生的概率。
参考文献
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作者简介
高海涛（1980-），男，陕西省洋县人。工程硕士学位。现为吉林石化公司工程师。主要研究方向为电气运行管理。
关键词：电力变压器 继电保护装置 运用
中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1003-9082 （2017） 04-0238-01
引言
电力企业是中国的基础能源单位，随着近年来电网规模的不断扩大，就要对电力变压器合理应用。电力系统安全稳定地运行，继电保护装置所发挥的作用是需要高度重视的，特别是对电力变压器的保护，不仅使变压器运行安全，而且能够保证变压器持续运行，提高运行效率，降低故障发生率。
一、电力变压器的继电保护方案
电力变压器要科学有效地运行，就要对可能发生的故障进行分析，以采取相应的继电保护方案，做到保护到位。一旦有故障发生，继电保护装置就可以及时作出反应，启动断路器将故障线路切断，并发出警报信号，让运维人员采取必要的技术措施，确保故障及时消除[1]。继电保护装置对变压器实施保护，还可以起到一定的后备作用。
1.电力变压器的继电保护采用差动保护方案
通常在电力变压器的套管以及引出线部位都会出现短路故障。变压器的容量如果超过6.3兆伏安，就需要对速断保护装置进一步强化，当变压器处于并列运行状态的时候，就要对继电保护装置进行检查，保证其正常运行。电力变压器如果有备用电压器，或者是变压器处于独立运行状态，就需要对后备保护时限合理控制。如果短路故障已经超过0.5秒，就需要采用快速切断保护措施。如果变压器的容量已经超过6.3兆伏安，速断保护就很难发挥保护作用，此时，就要采用纵差联动保护[24]。当高压侧电压已经超过330千伏的时候，采用双重差动保护就可以对故障有效解决。对于变压器组的控制，启动断路器就可以发挥保护作用。如果没有连接断路器，就可以采用差动保护措施。
2.电力变压器的继电保护采用瓦斯保护方案
电力变压器运行中，如果存在故障，为了能够让故障充分实现，就需要采取瓦斯保护措施。如果线路产生短路、油面降低等等，采用瓦斯保护方案可以保证油浸式变压器良性运行。对于变压器而言，瓦斯保护是非常重要的，能够将故障有效地反映出来。比如，电力变压器的油箱内部、绕组匝间或者铁芯如果存在短路问题，启动瓦斯保护就可以确保保护各位灵敏，加之结构简单，如果电路存在故障，瓦斯保护就可以立即启动。瓦斯保护还会受到诸多因素的影响而引起误动作，因此需要对影响因素予以高度关注。
3.电力变压器的继电保护采用过电流保护方案
电力变压器的继电保护采用过电流保护方案，如果变压器运行中存在电流故障，救护立即反映。如果瓦斯保护不发挥作用，过电流保护就可以发挥后备保护作用。复合电压启动的过程中，也需要采用电流保护措施。另外，还要实施必要的阻抗保护，通常电流保护灵敏度不高的情况下就可以采用阻抗保护，由于其具有较高的灵敏度，因此应用是非常广泛的。
二、电力变压器运行中继电保护装置保护的具体应用
1.继电保护装置的差动保护
电力变压器运行中继电保护装置可以起到差动保护作用，即电流得以加强，通过对比电流相位，以起到差动保护的作用。对电力变压器实施差动保护，就是对电流互感器采用环流接线的方式。如果电力变压器运行正常，没有内部故障产生，差动继电器的电流趋近于“0” [3]。其中的原因是多方面的，主要是由于电流不平衡所导致的。由于电流比较小，继电保护装置无法有效地启动保护动作。
压器的内部有故障产生，加强差动继电器的电流，就可以发现电流强度已经超过了动作电流。当继电保护装置启动保护动作，就要同时启动断路器以将故障线路切断，同时发出故障警报。继电保护装置的差动保护具有非常高的灵敏度，而且具有良好的选择性，操作也非常简单，不仅可以明确区分内部故障和外部故障，而且可以独立运行，并不需要采用保护配合措施。电气主设备要处于良好的运行状态，就需要采用差动保护措施保护好线路。
2.继电保护装置的瓦斯保护
电力变压器的油箱内部如果有故障产生，就要对故障位置的电流变化予以充分考虑。如果电力变压器油由于电流变化产生过热的现象，就会分解出质量比较轻的气体。这些气体会从油箱部位逐渐流向油枕，同时变压器油本身的体积也会快速膨胀，很容易产生严重的故障。当气体向油枕冲击的过程中，变压器油的油面就会逐渐降低，此时，就会启动瓦斯保护信号[4]。如果电力变压器产生线路短路的问题，就会受到故障电流影响，在油隙间的油流速度加快，同时绕组外侧也会存在很大的压力差变化。此时，继电器保护装置产生误动作的几率是非常大的。如果电力变压器产生了穿越性故障，在强电流的作用下，绕组产生动作并发热，绕组的温度快速提升，油是体积就会膨胀，继电保护装置就会陈恒误动作。
3.继电保护装置的后备过流保护
电力变压器的后备过流保护是保证变压器稳定运行的关键，包括电力变压器的线路以及各侧母线都要采用继电保护装置实施保护。为了确保双绕组变压器处于良性运行状态，强化继电保护装置的后备过流保护是非常必要的。对于电力变压器的主接线要实施时限保护，以避免故障发生。三绕组变压器通过继电保护装置强化后备过流保护，就是要保护好主电源的一侧，带两段时限，以在短时间内启动断路器将故障线路断开。此外，还要保护好主负荷侧，以保证电力变压器的灵敏性。
结束语
综上所述，变压器是电力系统的核心部件，其运行质量直接关乎到电力系统的工作状态。采用继电保护装置对变压器实施保护，可以确保变压器处于持续稳定的运行状态，以提高电力系统的运行效率，为电能用户提供高质量的电力服务。
参考文献
[1]雷钰.电力变压器继电保护设计的探讨[J].科技与企业，2013（19）：285―285.
[2]温源.500kV电力变压器继电保护问题探析[J].中国电力教育，2013（36）：209―210.
【关键词】电力变压器；继电保护；优化设计；保护措施
1.前言
在现代化的社会里，我们的日常生活离不开电，发电厂产生的电通过输送电路到达用户，而电的输送却是与电力变压器息息相关的。电力变压器广泛用于现实生活中如机床、照明、电器、机械电子、医疗设备等。电力变压器由于各种人为的或者环境的因素，在使用过程中会发生故障，对我们的日常生活造成不良的影响。因此优化设计电力变压器的继电保护装置，保障电力的顺利运行就有着很重要的现实意义。
2.常见的电力变压器故障
电力变压器由于各种人为的或者环境的因素，在使用过程中难免会产生这样那样的故障。广义的说常见的变压器故障分为两种类型。第一种类型是内部故障，这种故障主要发生在电力变压器的油箱里面；第二种类型是外部故障，这种类型的故障在油箱外部比较常见，常发生在绝缘套管及其引出线上。在故障发生时，前者要切除变压器可以依靠差动保护动作以及瓦斯；而后者一般只能由差动保护动作实现。在故障发生的情况下，利用瓦斯和差动保护等的速动保护切除故障变压器，变压器的动稳定性则是设备是否损坏的主要因素。
如果电力变压器的故障发生在两侧母线及其相连的间隙时，若故障设备的保护装置保护拒动或者故障设备未配保护，如低压侧母线保护等，这种情况下切除故障变压器只能靠变压器后备保护动。此时由于故障造成的过量电流就可能通过变压器一段时间，这是因为电力变压器的后备保护带具有延时性。在过量电流通过的时间段内，变压器的热稳定性则是设备否损坏主要决定因素。
电力变压器在故障发生的情况下依然工作属于不正常的工作状态，会对电力设备造成很大的损害，如设备周围的绝缘材料迅速老化导致电力设备的某些零部件热量过高。因此为了保护电力设备，在电力变压器发生故障时应及时将其切除避免其他故障的发生。
3.电力变压器继电保护的原理
在电力变压器发生故障时，主要表现为电流增加、电压降低以及电压和电流间的相位发生变化。继电保护的原理就是根据电力变压器正常运行时与故障发生时的电流、电压参数差别而进行工作的[1]。例如，电流保护的继电保护是根据电流增大工作的；电压保护的继电保护是根据电压降低工作的；而阻抗类型的继电保护工作是根据电压和电流比值的变化进行的；差动保护类型的继电保护特点是利用电力设备各端电流大小和相位的差别而进行工作等。
4.电力变压器继电保护的特点
4.1具有高可靠性
电力变压器的继电保护装置的工作特点决定了继电保护装置的高可靠性，这需要对继电保护装置进行有合理的设计配置以保证继电保护的优良性能，此外，在运行过程中进行合理的维护与管理也是很有必要的。在电力系统中，方法库和数据仓库是继电保护装置所采用的信息管理技术，这不仅方便对保护系统进行维护和升级，而且在继电保护装置运行时，整个信息管理系统为集中于网络中心的数据库和规则库，简言之就是集中式的运输，比传统分散式的传输更具有优势[2]。具备了这样的继电保护系统，个别有问题的客户工作站就不会对整个电力系统造成不良的影响。
4.2具有强实用性
针对继电保护装置的电力变压器，当在实际生活中电力变压器产生了故障，继电保护能够针对实际产生的故障通过使用和共享二次部分中的各类数据有效的解决[3]。由于这种继电保护设备能够根据实际情况统计数据和分析系统，这就对工作人员的操作起到了非常实用的作用，具有很强的适用性。
4.3具有便于操作性
当前的电力变压器的继电保护装置都能与变电站的微机监控系统有通信联系。“继电保护装置能实现与变电站的微机监控系统联系沟通是保护装置具备串行通信的能力，这样就能通过远程监控对整个电力变压器的继电保护装置进行实时监控，保障了继电保护系统的可操作性，进而使电力系统更为安全的运行[4]。”
5.变压器继电保护的设计
电力变压器的继电保护装置是变压器的安全卫士，对变压器的工作具有监督的作用，并能将发生故障的电力变压器及时切除。因此，对电力变压器的继电保护装置进行优化设计具有非常重要的现实意义，具体措施可以分为以下几个方面：
A.针对电力变压器的继电保护装置，其中的瓦斯保护可以用于第一类故障即在变压器油箱内部发生的故障。另外瓦斯保护也可以用于变压器邮箱内油面降低的情况。对于0.4×106VA及以上车间内油浸式变压器和0.8×106VA 及以上油浸式变压器，我们均应对其装备瓦斯保护。
B.针对电力变压器的继电保护装置，反应变压器内部短路、套管及引出线等第二类故障，设置纵联差动保护。故障产生时可瞬时切断电力变压器两侧的断路器。
（1）对 6.3×106VA 以下并列运行以及厂用变压器的变压器，和1×107VA 以下单独运行以及厂用备用变压器的变压器，为了实现继电保护，如果后备保护动作延迟的时间大于0.5s，我们应装设电流速断装置在此设备上。
（2）应装设纵联差动保护在6.3×106VA 以下并列运行以及厂用变压器的变压器，和1×107VA 以下单独运行以及厂用备用的变压器的变压器，还有2×106VA及以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器设备上。
（3）应装设双重纵联差动保护与高压侧电压为320kV及以上变压器以实现继电保护。
（4）发电机变压器组是整个电力传输的起点，因此我们应对其继电保护装置进行严格的设计以保证电力的顺利传输。具体实施分为以下几个方面：a）. 单独的纵联差动保护可以装设与变压器和发电机之间有断路器的情况；b）.对于变压器和发电机之间没有断路器的情况，共用纵联差动保护可以装设与1×108VA及以下变压器与发电机组；共用纵联差动保护和单独纵联差动保护同时装设1×108VA 以上发电机。
C.反应变压器对称过负荷保护。
过负荷保护使用与的情况如下：
（1）当数台4×105VA 及以上的变压器并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，可根据实际情况装设过负荷保护；
（2）过负荷保护装置也可以用于绕组变压器和自耦变压器，过负荷保护在这种情况下应接于一相电流上，带时限动作于信号。此时当变压器设备发生故障而无人进行值守，过负荷保护就可以断开部分负荷甚至动作于跳闸。
6.结语
总之，电力变压器在我国的电力传输中占据着极为重要的地位。由于认为或者环境等各种因数，电力设备在运行过程中难免会发生这样那样的故障，破坏电力的供应。因此，优化电力变压器的继电保护设备，对于电力系统的顺利运作具有非常重要的意义，可以满足我们对电力的日常需求，推动我国电力事业的发展与进步。
【参考文献】
[1]黄婷君.试论电力变压器继电保护设计[J].科技信息，2010，（15）：35-36.
[2]赵洪梅.电力变压器的继电保护[J].电力与能源，2008，（34）：55-57.
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.
