变压器继电保护原理篇1
关键词：大型水电厂；发电机；变压器；继电保护；保护原理；电力设备文献标识码：a
中图分类号：tV734文章编号：1009-2374（2016）26-0116-02Doi：10.13535/ki.11-4406/n.2016.26.056
发电机是生产电的核心，变压器是完成电力输出与使用的核心。二者在整个电力系统中都有着非常重要的地位与作用。重视发电机和变压器的继电保护，是维持二者正常工作的必要措施，是维护电力系统正常运作的必然要求。
1发电机变压器继电保护的必要性与方式
1.1发电机继电保护的必要性与方式
对发电机进行继电保护最为根本的目的是为了维持发电机的正常运作，以保证正常的电力输出，维持整个电网稳定运行。发电机的继电保护具有安全性、选择性、迅速性、可靠性和灵敏性五大性能。当发电机出现故障时，继电保护装置就会在最短的时间内尽快切除故障机组，不影响周围的线路及发电机运行。在故障排除后，发电机又可以正常地使用。由此可以看出，继电保护不仅是为了维持发电机的正常运行，也是为了保证周围线路及设备的安全，为尽快恢复正常的电力输出提供良好的条件。
发电机的继电保护方式主要有三种，分别是纵差保护、横差保护和接地保护。
纵差保护主要针对于发电机内部出现短路的情况。这种保护方式能够在无延时的情况切断保护范围内的各种短路线路，并同时不影响发电机的过负荷和系统振荡，非常适用于容量在1mw以上的发电机保护中。
横差保护是利用两个支路电流差的反应，来实现对发电机定子绕组匝间短路的情况。该方式主要通过两种接线方式实现：一是在每相装设两个电流互感器和一个继电器，以形成单独的保护系统；二是对于可以引出多个中性点的定子绕组，通过在各中性点引出线处增设零序电流互感器的方法，构成单元件横差或多元件横差保护。单相接地保护主要有四种实现方式，分别是发电机定子绕组单相接地、利用零序电流构成定子接地保护、利用零序电压构成定子接地保护或利用三次谐波电压构成定子接地保护。
1.2变压器继电保护的必要性与方式
变压器是电力系统中一个重要的元件，对维持整个电力系统的正常运行有着非常重要的影响。不同地区对于用电的要求不同，变压器能够将从发电机发出的统一的电压变成不同的电压输出，以满足不同用户对电力的需求，所以当变压器发生故障，将无法按照各用户的需求提供相应电压的电力，故而造成整个电力使用情况的混乱，甚至是瘫痪。
变压器的继电保护方式主要分为瓦斯保护、电流速断保护、外部相间短路所采用的保护方式、外部接地短路所采用的保护方式、过负荷保护及过励磁保护。外部相间短路一般所用的保护方式为过电流保护、复合电压、负序电流及低电压启动的过电流保护和阻抗保护。由此可见，变压器的继电保护方式非常多，其原因之一是变压器的种类、容量与运行功率等具体情况也不尽相同，因此在选择合理的继电保护方式时一定要符合变压器实际的需求。
2水电厂发电机变压器的继电保护方式
2.1水电厂发电机定子接地继电保护的原理
当水电厂发电机中的定子单相接地极有可能会发展成为匝间短路、相间短路和两点接地短路。一旦发生短路，就会影响整个发电机的正常运转，进而影响整个电网系统的正常运行，所以其继电保护通常都是在其中性点设置高阻，即通过接地变压器来限制暂态过电压或以相同的原理建立一个保护系统。当定子绕组单相接地出现故障时，能够对发电机的系统进行100%的保护，如当故障发生时，能够立即反应并进行自动跳闸，以实现保护的目的。
2.2遵循水电厂继电保护的基本原则
水电厂是将水的位能和动能转化为电能的工厂，因位置、径流的不同，其具体的形式也是不同的。与火电厂不同，大多数水电厂是采用发电机和变压器接线连接的方式，但需要注意的是，大多水电厂的发电机容量都以小型为主（容量在25mw）。一般采用扩大单元接线，将几台小型的发电机共用一台变压器，然后经断路器后并联于母线上。而大型水电厂一般采用单元接线，且大多设置有发电机出口断路器，一般水电厂的发电机和变压器的继电保护配置是分开的，通常采用双套保护
配置。
2.3合理地配置水电厂继电保护
2.3.1发电机定、转子保护配置。发电机定、转子保护配置有发电机定子接地保护和转子接地保护。定子接地保护配置的原理是通过基波零序电压实现对发电机85%～95%的定子绕组接地的保护，同时通过三次谐波电压实现对中性点附近的定子绕组接地保护。在进行该继电保护配置时，需要根据零序电压和三次谐波确定各定子的独立出口回路，以适应不同发电机对保护配置的要求。
转子接地保护配置主要是用于当励磁回路一点接地故障时且，发电机并未因此出现故障，但如果继续发生第二点接地就会严重影响发电机的正常运行的情况中。当出现一点接地故障时，继电保护装置测到其具体的位置，计算出测量接地电阻和接地位置，并发出告警信息，运行人员及时采取减负荷、停机等措施。
2.3.2变压器的继电保护配置。水电厂的变压器分为主变压器和厂用变压器。主变压器的继电保护配置一般是由差动、重瓦斯、低压过流、零序、低压侧接地、轻瓦斯、温度升高和温度过高组成。根据水电厂和主变压器的具体情况，可以适当地加上间隙零序过流和差动速断保护建立一个新的保护配置。将一套工控机作为连接和管理主变压器继电保护配置和厂用变压器继电保护配置的单元管理机，从而简化二者外部的接线流程。
厂用变压器的继电保护中原来装在高压开关柜上的保护配置可以拆除，便于对该保护装置的管理与维护。将之前的保护屏装在主变压器的保护屏旁边，并与之共用一台单元管理机，如此既能有效地实现水电厂变压器的需求，同时也节约了继电保护配置的成本投入。
3关于水电厂的继电保护发展方向研究
3.1网络信息化
随着信息化以及用电安全逐步深入人心，人们对水电厂的运行安全要求越来越高。当前的网络信息技术完全能够帮助管理人员及时地发现水电厂中设备的故障范围，并诊断出具体的故障，帮助维修人员及时地处理。而其对于各种相关数据的收集，能帮助管理人员更好地了解发电机和变压器的运行情况，从而建立一个有效的管理方式，帮助水电厂更好地实现人力资源的合理利用。
3.2微机化
网络化的实现有赖于计算机技术的发展，而计算机技术在很大程度上推动了微机保护硬件的发展。大量的机械设备、元件开始变得越来越小，一块小小的芯片所蕴含的功能也越来越多。如今我国大多数水电厂中对发电机和变压器的继电保护配置都是集中在32位的CpU中，通过CpU的储备管理能力和处理信息的功能，加大了对继电保护配置的管理，同时也很大地节约了设备的空间。这些都能有效地提升继电保护配置运行的便利性和正常的维护保养，进而大大提升水电厂的安全系数。
3.3智能化
微机化与网络化技术的大量使用与发展，必然会促进智能化技术的出现。目前智能化技术已经成为水电厂管理中不可或缺的工具。其中最为常用的方式是神经网络，即运用非线性映射的方式来解决发电机或变压器的继电保护配置在运行中出现的问题。将专家系统加入到水电厂中发电机与变压器的管理系统中，能就其出现的故障和继电保护问题进行有效的分析、总结，快速地查找出问题的原因，并制定出解决方案。如果继电保护中出现一些从未见过的故障情况，系统会自动对其进行记录，为下一次解决故障提供准备。
3.4多功能一体化
当上述技术都得到有效的运用与发展时，实际上就是将一套集多种功能于一体的计算机管理系统应用在水电厂的继电保护系统中。该系统能够对水电厂中的发电机和变压器的运作进行实时监测与分析，对其运行的数据和故障信息进行有效的分析及处理，保证及时处理或发现继电保护中的问题。
4结语
作为水电厂最为重要的两个核心部件――发电机和变压器，对其进行继电保护是非常重要的。但需要注意水电厂不同于火电厂，二者发电机和变压器的连接方式不同，自然发电机和变压器的继电保护配置也不一样。在设计水电厂发电机和变压器的继电保护配置时，要严格遵循其配置的原则，选择合适的配置方式。紧紧跟随时代的脚步，及时地引进现有的科学技术，让水电厂的发电机和变压器的继电保护方式能更好地发挥作用，更好地帮助水电厂实现经济效益和社会效益。
参考文献
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变压器继电保护原理篇2
1.1继电保护的概念及工作方式
我们知道，对于电力系统来说，出现故障是时常发生的，这主要取决于外界的因素干扰以及自身的内部因素，无论哪种因素，一旦使电力系统发生故障没有办法正常运行的话，将会给企业、个人带来损失，那么日常生活中我们要想到解决办法的前提是要了解出现的故障原因及没有正常运行的明显状态有哪些，当电力系统出现单相接地、两相接地、三相接地、短路等的话就是很明显的出现了故障。而如果电力系统在运行中出行超负荷、超电压、产生振荡、本身同步运行的发电机却异步运行时等，就是非正常运行状态。综上各种原因，我们就不难看出继电保护的主要作用是什么。那么继电保护的基本工作原理我们归结为，它主要是根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础构成的，一旦电力系统发生故障之后，工频电气量将会发生很大的变化，这些变化的主要特征是：
（1）电流增大的情况。当设备发生短路时，那么在出现故障的某点和电源与电源相连接的电气设备与输送电能的线路上，所产生的电流将迅速的增大，从负荷电流开始，到最后会比负荷电流大得多；
（2）电压降低的情况。一旦相间短路和接地短路发生故障的时候，将会导致电力系统之中的各个点之间的相间电压或者是相电压值迅速降低，而且距离短路点原来越近的话，其中的电压也会越来越低；
（3）电流与电压之间的相位角会发生变化。当电力系统处于正常的工作运行状态时，那么电流与电压之间的相位角与负荷的功率因数角是相等的，正常应该为20°，而如果出现三相短路时的话，电流与电压之间的相位角的大小将取决于线路的阻抗角，这个时候会为正常运行的3～4倍；
（4）测量点电压与电流之比值会产生变化。一般来说我们将测量点的电压与电流之间的比值称之为测量阻抗。那么如果系统在正常的运行状态时，测量阻抗是负荷阻抗的。如果发生金属性短路的话，线路阻抗将会取代测量阻抗，我们会看出系统故障时测量阻抗的值将会变小，相反的阻抗角将会明显增大。我们利用电路发生故障时电气量的多变性加以利用，便可形成各种原理的继电保护对。
1.2对于继电保护功能的基本要求
之所以会出现继电保护装置，主要是为了电力系统在发生故障时，继电保护装置将会运用自身的工作原理，将损失降低到最小化，使电力系统设备不损坏或者损坏的程度降低。那么我们就要求继电保护装置要具有一定的可靠性、灵敏性、及时性、速度型，还要有选择性。它自身的工作责任及工作方法将决定主要的工作状态。之所以要具有及时性，就是要求继电装置在电力系统运中出现故障时发出的信号进行感知，并及时地调整或者及时地将主要引起事故的设备进行切断。及时地对系统进行提醒、规范、预防，以减少在运行中出现故障的可能性，使电力系统处于正常运行状态。
2电力变压器继电保护实例
2.1电力变压器的主要故障种类及保护方法
2.1.1电力变压器的故障种类
我们一般可以将变压器的内部故障分为两大类：一类是油箱内故障；另一类是油箱外故障。油箱内故障有很多的原因可以导致其发生，其中包括绕组的相间短路、匝间短路、接地短路及经铁芯烧毁等原因。变压器油箱内如果发生故障的话，我们必须要引起高度重视，因为随时会发生危险，主要因为当变压器内充满了变压器油的时候，如果发生故障，那么短路电流将会使变压器油迅速地去分解气化，这个时候大量的可燃性气体（瓦斯）就会产生，那么油箱会爆炸很容易引起油箱爆，导致人员的伤亡。对于油箱外的故障主要划分为套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。电力变压器如果发生故障和非正常的运行状态，那么主要是由于外部相间短路、接地短路引起的相间过电流和零序过电流，负荷超过其额定容量引起的过负荷、油箱漏油引起的油面降低，以及过电压、过励磁等原因造成的。
2.1.2电力变压器保护方法：
（1）装设带时限的电流维护装置或者电流速断的维护；
（2）瓦斯的维护；
（3）单相接电维护；
（4）过电流维护；
（5）温度维护；
（6）其他的维护。
2.2电力变压器保护的主要配置
2.2.1电力变压器保护配置的一般要求。根据实际情况，变压器一般应装设以下的保护设备：
（1）瓦斯维护。瓦斯保护能够保护变压器油箱内的各种轻微故障，例如绕组轻微的匝间短路、铁芯烧损等；
（2）装设带时限的电流维护装置或者电流速断的维护。对于容量为6300kVa及以上的变压器、发电厂厂用变压器和并列运行的变压器、10000kVa及以上的发电厂厂用备用变压器和单独运行的变压器，应装设电流维护装置。电流速断保护用于对于容量为10000kVa以下的变压器，当后备保护的动作时限大于0.5s时，应装设电流速断保护；
（3）单相接电维护。变压器的相间短路后备保护通常采用过电流保护、低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护以及负序过电流保护等。发生接地故障时，变压器中性点将出现零序电流，母线将出现零序电压，变压器的接地后备保护通常都是反应这些电气量构成的；
（4）过电流维护。变压器长期过负荷运行时，绕组会因发热而受到损伤。对400kVa以上的变压器，当数台并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况，装设过负荷保护；
（5）温度维护。对变压器温度及油箱内压力升高和冷却系统故障，应按现行有关变压器的标准要求，专设可作用于信号或动作于跳闸的非电量保护；
（6）其他维护。高压侧电压为500kV及以上的变压器，应装设过励磁保护，在变压器允许的过励磁范围内，保护作用于信号，当过励磁超过允许值时，可动作于跳闸。
2.2.2电力变压器保护配置情况：
（1）主保护：瓦斯保护和差动保护；
（2）瓦斯保护：重瓦斯和轻瓦斯保护；
（3）差动保护：差动速断、比率差动保护、分侧差动保护；
（4）比率差动保护：二次谐波闭锁原理和波形判别闭锁原理的差动保护高压侧后备保护：复合电压（方向）过流、零序方向过流、零序过流、零序电流电压保护、非全相、过负荷、tV断线。
3结语
变压器继电保护原理篇3
关键词：电力变压器；电气试验；继电保护；常见故障；电力系统文献标识码：a
中图分类号：tm41文章编号：1009-2374（2016）32-0065-02Doi：10.13535/ki.11-4406/n.2016.32.032
目前，我国人民对于电的需求量越来越大，保证电网的运行安全这一问题显得尤为重要。由于电网运行复杂，在这一过程中，要时刻保持变压器的运行稳定。变压器承担着输电、配电的任务，也是电网系统运行安全的基础保证，文章就变压器电气试验和继电保护的基本方法进行了阐述与分析。
1电力变压器常见电气试验
电力变压器使用过程中会出现不同程度的故障，针对不同故障要进行对应的电气试验，检查出设备故障，并进行维修。其中常见的电气试验有绝缘测量、耐压试验、变比试验、瓦斯继电器试验，如果继电器故障难以处理，还要进行直流电阻试验。绝缘测量是所有试验的基础，通过变压器一次和二次之间对地电阻测量，可以确定简单的故障，也可以确保设备的绝缘强度，防止漏电和破损。当电压器存在相间电阻平衡问题时，采用直流电阻试验来测试其稳定性。继电器瓦斯试验较为复杂，但在大型变压器故障查找和检修中不可缺少，也要根据电力变压器的运行对其进行继电器保护。
2变压器继电保护原理及原则
2.1变压器继电保护基本原理
变压器继电保护主要靠继电保护装置来完成。其基本原理为，继电保护装置能够对受保护区域内的故障做出适当的反应，提示维修人员设备存在安全隐患。继电保护装置要能够正确地判断故障，不能误动或拒动。出现故障的变压器和未出现故障的变压器的电气量发生巨大变化，其中电流和电压是主要表现。发生故障后，继电保护装置显示，变压器系统的电流瞬间增大，变压器正常运行状态下，电流为额定电流。而故障发生后，很可能造成系统的短路，电流值迅速上升并且远远超过额定电流值，容易造成系统内部零件烧毁。与此同时，电压会降低，并且越接近短路点，电压值下降越多。与正常运行相比，故障下的变压器系统电流与电压之间的相位角增大。最后，故障状态下的系统会出现阻抗上的变化，也就是电压与电流的比值减少，无法维持设备的正常运行，从而造成电力系统停止工作。
2.2变压器继电保护的原则
继电保护装置发挥保护功能要具有可靠性、选择性、灵敏性和速动性四个特点。可靠性是继电保护的最基本要求，要求在执行继电保护的过程中，正确判断和发现故障，并且要发出正确的预警信号。继电保护装置要满足设备运行的基本性能，不能误动或者拒动。当变压器出现短路后，还要求继电保护装置具有选择性，是指在发生故障后只对保护区范围内出口动作，帮助维修人员判断故障位置，减少资源浪费，不影响系统的整体工作性能。由于故障多在瞬间出现，因此判断故障也要具有灵敏性和快速性，从性能上继电保护装置应具有高度的灵敏性，一旦设备存在故障隐患，就将提供预警报告，并将故障可能范围降到最低，使工厂可以实现预防先于维修，提高设备的运行效率。继电保护装置整体规程与灵敏度的计算方式不同，前者是在最大运行方式下进行计算的，而后者是在最小运行方式下进行计算的。灵敏度高的继电保护装置要能够对短路点进行正确判断。也就是说，无论是在最大运行模式，还是在最小运行模式下，继电保护系统都要保持可靠的运作性能。要求继电保护装置可以识别变压器内部轻微匝间故障，确保保护范围。同时，继电保护装置的动作要快，要在第一时间做出判断，以便于维修人员能够及时发现变压器故障，减少运行损失。继电保护装置的故障判定范围包括电厂设备的母线电压小于有效值、大型发电机或者大容量发电机内部故障、对人体安全造成影响的干扰信号，若单指变压器的话，还包括电压器内部的线路短路、匝间短路和接地短路现象。另外，针对故障的电流不平衡和差动电流现象，均应做出准确的判断，从而确保变压器的运行稳定，促进电厂的正常运行。
2.3电力变压器继电保护方案设计
针对当下电力企业的发展，变压器继电保护方案主要从以下方面入手，分别为瓦斯保护、差动保护和过电流保护。企业应从变压器的原理，运行中所需的技术支持入手，以保持变压器正常的工作状态为前提，进行设计、维持和继电保护处理。继电保护装置的主要任务就是对障碍部位进行预警和切除，信号的传达要准确，根据我国对变压器运行的相关规定，其具体的保护方案设计如下：
2.3.1瓦斯保护。该保护在变压器运行中较为常见，是一种电力变压器内部的装置，以气体变压器为主。瓦斯保护的目的是保证电力变压器油箱内部的气体可以及时排出，防止油箱温度突然上升，并且确保了绝缘油的基本性能，防止出现漏电和短路等安全隐患。针对不同的变压器故障，瓦斯保护的原理不同。在正常运行状态下，变压器信号由油箱的上触点连通中间变压器发出，当系统存在故障时，则警报信号由油箱的下触点连通信号回路发出，并辅以跳闸应急处理，此时可以确保故障的正确预警，并且降低了故障的可能范围，提高了故障排除和维修的效率。
2.3.2变压器的差动保护。差动保护实际上是利用了变压器高压端和低压端电流和相位的不同，根据变压器的运行原理，将两侧的不同电流互感器进行连接，形成环流。通过判断电流变化来判断是否存在故障，此方法也被称为相位补偿，分别将变压器星形侧和三角形侧的电流互感器连接成三角形和星型。正常状态下，星型互感器和三角形、星形之间的电流差值为零或者接近于零，此时差动保护无动作，而在出现故障时，继电器的两侧电流差值会增大，并且是快速增大，此时的电流值为继电保护装置的两侧互感电流所形成的二次电流之和，远大于故障点的短路电路，从而造成系统短路，安装继电保护装置的主要目的就是在系统某处出现故障时做出相应的动作，缩小短路带来的影响。由继电保护装置发出相应的差动信号，预示存在故障，并协助解决故障。差动保护原理清晰，能够保持灵敏度高、选择性好、实现简单等特点，在发电机、电动机以及母线等设备上均能得到广泛应用，作为电器主设备的主保护，优势比较明显。
2.3.3电力变压器的过电流保护和负荷保护。电力变压器过电流保护常用于上述所述两种方案的备用保护方案。过电流保护分为几种，主要是按照不同的短路电流来划分。其中过电流保护主要用于降压变压器。复合电压启动的过电流保护则应用于升压变压器，对其灵敏度不足具有弥补作用。负序电流和单相式低电压启动的过电流保护，则多应用于系统联络变压器和63mV-a及以上大容量升压变压器。与之相对应的变压器负荷保护主要应用于故障预防，变压器长期处于大负荷状态下，会导致其电流增大，负荷保护就是通过降低负荷来控制过电流。该装置通常指采用一只电流继电器与某个单相线路相连的一对一的接线方式，一般在经过一定延时后动作于信号，或延时跳闸。
3结语
在我国，电网的发展有着不可磨灭的作用，变压器是电网运行中的核心设备，变压器的运行稳定决定了整个网络的稳定。继电气试验和继电保护是维持变压器安全和稳定的基本策略，要求电网系统正确运用继电保护策略，减少设备故障并及时清除已发生的故障。另外，在运行过程中，还要对实际的运行状况进行具体的分析。
参考文献
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变压器继电保护原理篇4
一、变压器瓦斯保护的含义和作用
1.变压器瓦斯保护含义
在变压器油箱内部发生故障（包括轻微的匝间短路和绝缘破坏引起的经电弧电阻接地短路）时，由于故障点电流和电弧的作用，将使变压器油及其他绝缘材料因局部受热而分解产生气体，因气体比较轻，它们将从油箱流向油枕的上部。当严重事故时，油会迅速膨胀并产生大量的气体，此时将有剧烈的气体夹杂着油流冲向油枕的上部。利用油箱内部故障的上述特点，可以构成反应于上述气体而动作的保护装置，称为瓦斯保护。
2.变压器瓦斯保护作用
新安装或大修后的变压器，在加油、滤油过程中，稍不注意就会将空气带入变压器的油箱内。投运前如果未将空气及时排出，则在变压器投运后，由于油温上升，油箱内的油将形成对流，将空气“赶出”油面，从而使瓦斯继电器动作。通常，内部存有的气体越多，瓦斯断电器的动作越频繁。
在投运初期，如果发现瓦斯继电器动作频繁，应根据变压器的音响、温度、油面以及加油、滤油情况进行综合分析。如果变压器运行正常，则可判定为进入空气所致。否则应取气体做点燃试验，以判断变压器本身是否存在故障以及故障性质，从而及时采取相应措施予以消除，避免故障扩大，保证变压器安全运行。
二、变压器瓦斯保护的工作原理
瓦斯保护原理是变压器内部故障的主要保护元件，对变压器匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线及绝缘劣化和油面下降等故障均能灵敏动作。当油浸式变压器的内部发生故障时，由于电弧将使绝缘材料分解并产生大量的气体，其强烈程度随故障的严重程度不同而不同。瓦斯保护就是利用反应气体状态的瓦斯继电器（又称气体继电器）来保护变压器内部故障的。
1.瓦斯继电器的动作原理
当变压器出现内部故障时，产生的气体将聚集在瓦斯继电器的上部，使油面降低。当油面降低到一定程度后，上浮筒便下沉，使水银接点接通，发出信号。如果是严重故障，油流会冲击挡板，使之偏转，并带动挡板后的连动杆向上转动，挑动与水银接点卡环相连的连动环，使水银接点分别向与油流垂直的两侧转动，两水银接点同时接通，使开关跳闸或发出信号。常用的瓦斯继电器有两种：一是浮子式；二是挡板式。挡板式瓦斯继电器是将浮子式的下浮子改为挡板结构。两者的区别是，挡板式的挡板结构不随油面下降而动作，而是在油的流速达到0.6～1.0m/s时才动作，所以挡板式瓦斯继电器遇到油面下降或严重缺油时，不会造成重瓦斯误动跳闸。
2.变压器瓦斯保护的范围
瓦斯保护是变压器的主要保护，它可以反映油箱内的一切故障。包括：油箱内的多相短路、绕组匝间短路、绕组与铁芯或与外壳间的短路、铁芯故障、油面下降或漏油、分接开关接触不良或导线焊接不良等。瓦斯保护动作迅速、灵敏可靠而且结构简单。但是它不能反映油箱外部电路（如引出线上）的故障，所以不能作为保护变压器内部故障的唯一保护装置。另外，瓦斯保护也易在一些外界因素（如地震）的干扰下误动作，对此必须采取相应的措施。
瓦斯保护的优点是不仅能反映变压器油箱内部的各种故障，而且还能反映差动保护所不能反映的不严重的匝间短路和铁心故障。此外，当变压器内部进入空气时也有所反映。因此，是灵敏度高、结构简单、动作迅速的一种保护。
其缺点是不能反映变压器外部故障（套管和引出线），因此瓦斯保护不能作为变压器各种故障的唯一保护。瓦斯保护抵抗外界干扰的性能较差，例如剧烈的震动就容易误动作。如果在安装瓦斯继电器时未能很好地解决防油问题或瓦斯继电器不能很好地防水，就有可能漏油腐蚀电缆绝缘或继电器进水而造成误动作。
三、瓦斯保护动作的原因
1.轻瓦斯保护动作的原因
变压器的轻瓦斯保护动作，一般作用于信号，以表示变压器运行异常，其原因主要是在变压器的加油、滤油、换油或换硅胶过程中有空气进入油箱。由于温度下降或漏油，油面降低。油箱的轻微故障，产生少量气体。轻瓦斯回路发生接地、绝缘损坏等故障处理的原则是停止音响信号。检查变压器的温度、音响、油面及电压、电流指示情况。通过第一项检查，如未发现异常，应收集继电器顶部气体进行故障判别。如果收集的气体为空气，值班人员将继电器内的气体排出，变压器可继续运行；如果为可燃气体，且动作频繁，则应先汇报领导，按命令处理。如果无气体，变压器也无异常，则可能是二次回路存在故障，值班人员应将重瓦斯由掉闸改投信号，并将情况报告有关负责人，待命处理。
2.重瓦斯保护动作的原因
变压器继电保护原理篇5
摘要:文章系统分析了“工频变化量”技术的理论基础和在各种保护装置中的实际应用，并总结了这些保护装置的独特优势。
关键词:工频变化量;原理;微机保护
abstract:thepapersystematicallyanalyzedtheorybasisofDpFCtechnologyanditsapplicationinallkindsofprotectiondevices，andthensummeduptheuniqueadvantagesofthesedevices.
Keywords:deviationofpowerfrequencycomponent;principle;microcomputerprotection
在我国电力系统继电保护领域，南瑞继保公司无疑是占尽技术优势和市场优势的领头羊。之所以能够取得这样辉煌的成就，是与南瑞继保公司董事长、中国工程院院士沈国荣先生和他创立的“工频变化量”理论紧密联系在一起的。基于这种原理的保护装置在安全性、快速性、灵敏性和选择性等各方面都有很大的提高，但是在传统的教科书中并没有具体的理论讲述，厂家的说明书也很不详细。下面将从原理和实际应用方面进行具体地分析。
1工频变化量DeviationofpowerFrequencyComponent(DpFC)原理分析
工频变化量的理论基础为叠加原理，即电力系统发生故障时，经过渡电阻短路，可认为是过渡电阻下面的一点金属性短路，即该点对系统中性点电压为零，可认为该点与中性点之间串联2个大小相等、相位相反的电压源，依然保持该点与中性点间电压为零，见图1。
“叠加”有2个含义:①短路后任一点的电压，如保护安装处m母线的电压(即m点到中性点电压，是我们关心的，箭头向上表示电位为升，m母线为正，中性点为负，)，等于2个图中相应点的电压之和(二种状态)。②短路后某个支路的电流，如流过保护的电流，等于2图中相应支路的电流之和。从重叠原理本身来说，对UF没有要求，可以任意取值，但在保护装置里UF取短路点短路以前的电压，es、eR为电源电势，在短路前后不变，因此，图1称为正常负荷状态，图2称短路附加状态，目的就是凑出这二种状态。
与常规的稳态量保护装置不同，基于工频变化量原理的保护装置只是“考虑”短路附加状态的各种电气量，而不考虑正常负荷状态的各种电气量。在附加状态中，只有短路点有一个电压源，电气量全部为变化量用符号表示。微机保护中正在采样的U、i减去“历史”上采样出来的U、i，即为加在继电器上的U、i。Zs为保护背后电源的等值阻抗，ZR为保护正方向的所有阻抗，S为保护背后中性点，由下图4、图5可得出2个基本关系式:
2变压器的工频变化量比率差动保护
变压器有70%左右的故障是匝间短路，为了提高小匝间短路时差动保护的灵敏度，常规的比率制动特性差动保护中的起动电流往往整定得较小，例如整定成0.3~0.5倍的额定电流，而且初始部份没有制动特性，见下图6。
但运行实践证明这样的差动保护往往在区外短路或短路切除的恢复过程中由于各侧电流互感器暂态或稳态特性不一致或者2次回路时间常数的差异或者电流互感器饱和造成保护误动。南瑞继保公司RCS978系列保护装置在传统的差动保护基础上另外又增加了工频变化量差动继电器，提高了变压器小匝数的匝间短路时的灵敏度，由于制动系数取得较高，在发生区外各种故障、功率倒方向、区外故障中出现ta饱和与ta暂态特性不一致等状态下也不会误动作。使得保护的安全性与灵敏度同时得到了兼顾。
工频变化量比率差动保护的动作方程为:
理论上，工频变化量比率差动制动系数可取较高的数值，这样有利于防止区外故障时电流互感器饱和等因素所造成的差动保护误动。
变压器工频变化量比率差动继电器的动作特性见图7所示，阴影部分为动作区。
工频变化量比率差动继电器的特点:
(1)负荷电流对它没有影响。对于稳态量的比率差动继电器，负荷电流是一个制动量，会影响内部短路的灵敏度。随着内部故障严重程度的增大，其灵敏度会下降。
(2)受过渡电阻影响小。
(3)由于上述原因工频变化量比率差动继电器比较灵敏。提高了小匝数的匝间短路时的灵敏度。由于制动系数取得较高，在发生区外各种故障、功率倒方向、区外故障中出现ta饱和与ta暂态特性不一致等状态下也不会误动作。使得保护的安全性与灵敏度同时得到了兼顾。
图8为变压器发生小匝间短路时的实际波形图，可以看出，当变压器C相发生1.5%的匝间短路故障时，常规差动保护(图中直线2)不会动作，而工频变化量差动保护(图中曲线1)要灵敏得多，会正确动作。
(4)不必输入定值。从工频变化量的比率差动保护的动作方程式中可以看出，工频变化量比率差动保护中不必输入定值，其固定门槛与浮动门槛由其他公式得出，是公司的专利技术，在此不作讨论。
3超高压输电线路保护中的工频变化量差动继电器和阻抗继电器
3.1输电线路电流纵差保护的主要问题
当重负荷情况下线路内部经高电阻接地短路时，常规保护的灵敏度可能不够。由于负荷电流是穿越性的电流，它只产生制动电流而不产生动作电流，而此时经高电阻短路，短路电流小而制动电流大，因此保护装置的灵敏度会下降。采用工频变化量比率差动继电器可以有效地解决输电线路的这个老大难问题。
工频变化量分相差动继电器的构成:
工频变化量分相差动继电器的动作特性见下图9。
工频变化量差动继电器的特点:①不受负荷电流的影响。因此负荷电流不会产生制动电流;②受过渡电阻的影响也较小;③在单侧电源线路上发生短路，只要短路前有负荷电流，短路后无电源侧的工频变化量电流也会形成动作电流;
由于上述原因该继电器很灵敏。提高了重负荷线路上发生经高电阻短路时的灵敏度。
3.2工频变化量阻抗继电器的构成:
用于构成快速的距离Ⅰ段
其动作方程为:
工频变化量阻抗继电器的特点:①保护过渡电阻的能力很强，该能力有很强的自适应能力。②由于?驻?砖∑与?驻?砖相位相同，所以过渡电阻附加阻抗是纯阻性的。因此区外短路不会超越。③正向出口短路没有死区。④正向出口短路动作速度很快。保护背后运行方式越大，本线路越长，动作速度越快。⑤系统振荡时不会误动，不必经振荡闭锁控制。⑥适用于串补线路。
南瑞继保公司的RCS931系列保护装置中采用工频变化量距离继电器自适应能力的浮动门槛，对系统不平衡和干扰具有极强的预防能力，因而测量元件能在保证安全性的基础上达到特高速，起动元件有很高的灵敏度而不会频繁起动。由于工频变化量距离继电器动作速度非常快，现场曾有3ms动作出口的记录，因而工频变化量距离i段与纵联电流差保护一起构成线路的主保护。
4结论
工频变化量保护原理先进、构成简单，便于在微机保护中实现，而且不受负荷电流、非全相运行等方式影响，抗干扰性能非常突出、自适应能力极强，最突出的特点是动作灵敏可靠而速度非常快，在继电保护领域具有很强的竞争优势，是我国继电保护工作者智慧的结晶，体现了我国继电保护的独特风格和先进的技术水平。
参考文献
[1]戴学安.继电保护原理的重大突破综论工频变化量继电器.新技术新产品，1995
[2]沈国荣.工频变化量方向继电器原理的研究.电力系统自动化，1983，7(1).
变压器继电保护原理篇6
【关键词】继电保护；变压器；保护动作
佛山电网是广东电网乃至南方电网的重要枢纽和西电东送的重要门户，西电东送广东的主力变电站500kV罗洞、西江变电站坐落在佛山，500kV沧江变电站为省内西部规划电源的分散接入创造良好条件，500kV顺德变电站是广东主网与中（山）珠（海）电网连接的重要结点。目前，佛山电网已形成了500kV分区分层供电、220kV链式双环、110kV三t接线，以500kV变电站为供电中心、220kV供电环网为骨架、110千伏布点深入负荷中心的环网分区供电网络。
2011年7月11日19时46分34秒，某500kV站220kV甲、乙线a相接地故障，电流变动保护动作，a相跳闸，重合成功；46分35秒。#3主变压器本体重瓦斯动作，跳开#3主变压器三侧开关。
1继电保护动作概念
继电保护动作从字意上理解可以认为是继电保护的操作流程，是动作后继电器接点状态及发生变化的规律，接点变化将原先不导通的开关跳闸回路进行导通，形成了开关跳闸现象和模式。在继电保护工作中，主要是通过四项基本要求进行工作的，即灵活性、速动性、连环性、灵敏性。其中连环性和隐蔽性在继电保护工作中最值得我们去深究和探讨。
2继电保护动作的基本任务
现阶段的继电保护系统是高度智能化和自动化的模式，在工作中能够自动、迅速、准确、有选择性的将故障元件从电力系统中及时的隔离出来，避免事故的进一步扩大，保证在电力系统中发生故障的同时不对其他元件造成影响和危害，使得其他元件能够正常合理的运行。
反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件（如有无经常值班人员）而动作于信号，以便值班员及时处理，或由装置自动进行调整，或将那些继续运行就会引起损坏或发展成为事故的电气设备予以切除。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免暂短地运行波动造成不必要的动作和干扰而引起的误动。
继电保护装置还可以与电力系统中的其他自动化装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。
3气体继电保护
电力变压器的气体继电保护又称瓦斯保护，它是保护油沁式电力变压器内部故障的一种基本保护装置。在油沁电力变压器的油箱内发生短路故障时，由于绝缘油和其它绝缘材料要受热分解而产生气体。因此利用可反应气体变化情况的气体继电保护来作为变压器内部故障的保护。
气体继电保护的主要元件是气体继电器（又称瓦斯继电器），它装设在变压器的油箱与油枕之间的联通管上。一般当变压器内部发生故障时，变压器内部压力会突然增大。在通往储油柜的管路中1.2m/s的油流速时，重瓦斯信号被接通，并作用于跳闸。实践证明，装有气体继电器的变压器，在变压器本体发生放电性或由其他因素引起的绝缘油快速分解故障时，反映最灵敏的往往是气体继电器。它的正确动作能大大减少变压器故障后的损失。因此，搞清继电器的工作原理和故障原因有现实意义。最常用的开口杯式气体继电器的工作原理简单介绍如下：
变压器的气体继电保护分为“轻瓦斯动作”和“重瓦斯动作”。在变压器正常运行时，气体继电器的容器内的上下油杯中都充满了油，油杯因平衡锤的作用而升高，上下两个油杯上的触点都是断开的。当变压器油箱内部发生轻微故障时，由故障产生的少量气体慢慢升起。进入气体继电器的容器内并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因其中盛有残余的油而使其力矩大于另一端平衡锤的力矩而降落，从而使上油杯上的触点接通变电所控制室的信号回路，发出音响和灯光信号。这就是“轻瓦斯动作”。
4事故前运行方式
主变部分：#3主变压器在运行状态，抽头位置为“7”；
500kV部分：500kV蝶沧乙线、沧砚甲线、沧砚乙线线路在运行状态，500kV1m/2m母线运行，第一、三、四串合环；
220kV部分：220kV1m、2m并行运行，220kV沧高甲线、#3主变压器变中运行于1m，220kV沧高乙线、220kV沧后乙线运行于2m，221pt、222pt、225pt、226pt在运行状态，220kV#2母联2012开关在运行状态。
5事故经过
2011年7月11日19时46分34秒796毫秒，220kV沧后甲线、沧后乙线两侧主保护动作，a相开关跳闸，重合成功。19时46分35秒084毫秒，500kV沧江站#3主变压器a相重瓦斯保护动作，19时46分35秒105毫秒跳开主变各侧开关。
跳闸后，运行人员对#3主变进行外观检查，本体瓦斯继电器没有气体；查阅雷电定位系统记录当日19：46：34时，220kV沧后甲乙线8-10塔附近有多个落雷，雷电流达182.6ka。
检查试验主变本体无异常后于7月12日04时33分复电，正常。
6动作原因分析
1）在#3主变保护屏处检测本体重瓦斯二次回路：
（1）检测“至变压器本体端”二次回路绝缘，对地和节点间的阻值均在100兆瓦以上。
（2）检测“至保护端”二次回路性能：
继电器电阻值：a相716欧，B相715欧，C相712欧；
动作压力值：a相70V，B相76V，C相78V；
功率p=U2/R：a相功率6.85w，B相功率8.08w，C相功率8.54w（均≥5w）；
由此可知，#3主变压器本体重瓦斯二次回路正常。
2）在#3主变压器本体模拟重瓦斯继电器动作，本体重瓦斯保护传动试验正确。
3）油泵启动检测：
分别模拟相继启动#3主变压器4台油泵和同时启动4台油泵，本体重瓦斯均不动作。
4）由主变故障录波图可见：变高、变中侧a相出现故障电流，变高约4400a（一次值），变中约为13000a（沧后甲线故障电流为3.18a，Ct变比为2400/1，折算到一次值为7632a；沧后乙线故障电流为2.50a，Ct变比为2400/1，折算到一次值为6000a，故障持续时间约为60毫秒）。变高、变中出现故障电流后经过300毫秒延时，本体重瓦斯保护动作，持续约80毫秒后复归。
综合以上分析初步判断：由于220kV沧后甲、乙线同时发生雷击，#3主变流过较大的短路电流，出现油流涌动，涌动推动瓦斯继电器挡板，导致重瓦斯保护动作跳开主变各侧开关。
7结论
大型变压器是电力系统的重要设备，如何保证变压器的安全运行，一直以来都是电力工作者面临的重要任务。一旦变压器发生故障，变压器保护应当快速准确地动作，切除故障。作为继电保护专业人员，在变压器发生故障后，都需要尽最大努力检查、分析继电保护装置的动作行为，排除疑问，得出正确结论：
（1）#3主变压器本体重瓦斯二次回路各项性能指标正常；
变压器继电保护原理篇7
关键词：继电保护；变压器；电力故障；电力系统；电力设备文献标识码：a
中图分类号：tm774文章编号：1009-2374（2016）28-0052-02Doi：10.13535/ki.11-4406/n.2016.28.026
变压器的可靠、稳定运行关系到整个电力系统的正常运行，继电保护装置的作用是及时发现变压器故障并采取快速的保护动作，避免变压器损坏，将故障损失最小化。而继电保护技术在实际应用中可能会出现拒动、误动的情况，继而对变压器造成损害，因此还需要配合辅助方法，及时消除主变保护故障。
1变压器设备的继电保护配置
1.1过负荷保护和过电流保护
过负荷故障指的是因超定额负荷引起的故障，出现过负荷故障时如果三相对称仍可继续运行比较短的一段时间，在这段时间内继电保护会检测到故障信号并发出警报，同时做出过负荷保护反应。在装配过负荷保护时需按变压器实际型号和负荷状况选择安装方式，对于双绕组变压器，降压式需安装于高压侧，升压式需安装于发电机一侧，而三绕组变压器（直接带负荷）还需配置负荷检测以及电流互感装置。过电流指的是超载流量引起的短路、过载故障。
1.2瓦斯保护
瓦斯保护是以气体反应状态进行的继电保护，多应用于大中型的油浸式变压器继电保护中，包括重瓦斯保护和轻瓦斯保护两种。前者在二次回路故障或者油面骤然急剧下降状态自动跳闸保护装置，后者则在发现故障瞬间发出警报。瓦斯保护具有高灵敏度、低成本的优点，不过该保护装置只能用于变压器内部的故障保护反应，不能对外部故障做出保护反应。
1.3差动保护
差动保护是以基尔霍夫电流定律为工作原理，保护设备若发生短路，则被保护设备中电力出入值会存在电流差，当电流差超出差动保护装置系统预设的定值时就会启动保护装置，做出保护动作。差动保护分为横差保护和纵差保护两种形式，前者设计原理为循环电流原理，依照设备电流过差判断故障，如电流过差为0则无需启动保护，如出现电流分流等故障则电流过差会增大，超出定值时立刻启动保护将变压器与电网系统断开，从而控制故障的影响范围；后者主要用于变压器设备内部的绕组保护反应，包括绝缘保护管套的单相接地、中性点接地和相间短路等故障。
1.4后备保护
后备保护指的是主保护装置的备用保护装置，主保护在电力回路发生故障时会在故障瞬间断开回路元件，但是当主保护受到其他原因的影响没有瞬间做出保护，另外一个保护即后备保护就会在接下来较短的时间内断开故障回路，做出保护反应。
2主变保护故障及继电保护措施
2.1盲区故障的产生
2.1.1运行过程产生的盲区故障：比如电流互感装置和低压侧短路器间产生故障，这一过程低压侧母线的电流会增大，电压降低，此时低压侧保护装置会在短时间内启动主变保护断路器，恢复低压侧母线的电压。但是故障处这时还未隔离，电流从高压侧母线经由主变输送至故障点时高压侧电压不能正常开放，因为高压侧虽然电路较高，但仍无法对抗主变阻抗，因此无法快速有效地将故障点切除，进而导致故障保护盲区。
2.1.2操作过程产生的盲区故障：变压器实际运行过程中，是在断开低压侧断路装置的基础上展开相关检修与操作的，高压侧的断路装置闭合时冲击主变至其恢复正常，然后再将低压侧的断路装置闭合，继而输出电流。若是在冲击主变的过程中，低压侧电流互感装置、断路装置间出现遗漏检修器具、地刀未拉开等故障，且差动保护未能做出保护，主变阻抗较高由导致高压侧的电压不能动作开放，即使低压侧电压处于正常状态也无法在并联启动状态下打开回路过电流保护，因此不能快速有效地将故障切除，形成故障保护盲区，造成主变的损毁。
2.2消除盲区故障的继电保护措施
2.2.1对中低压侧的后备保护逻辑做出改进：对于双绕变压器，其中低压测后备保护逻辑与，若低测压中低压测的断路装置断开，且电流超出定值，则高压侧的断路装置会在规定时间内跳开，如图1所示。而在三绕变压器中，其中低压测后备保护逻辑与通过双绕变压器大致相似，当中低压测的断路装置断开且电流超出定值时，低、中、高压测的断路装置均会在规定时间内跳开，如图2所示。依照上述逻辑可根据中低压测断路装置跳开位置和电流大小判断出电流互感装置和中低压侧断路装置间的故障，解决故障，防止二次短路造成主变损毁。
2.2.2对高压侧后备保护逻辑做出改进：对于双绕变压器，其高压测后备保护逻辑是，当低压侧的断路装置断开且高压侧的电流超出定值时，高压侧的断路装置会在规定时间内跳开。而对于三绕变压器，其高压侧的后备保护逻辑是，当低压侧或中压侧的断路装置断开且高压侧的电流超出定值时，低、中、压侧的断路装置均在规定的时间内跳开。
2.2.3实际应用操作中，可能会因运行方式不一样而导致保护设备误动，对此还需采取针对性的辅助措施。对于双绕变压器，当低压侧的短路开关装置处于检修或者冷备状态，而主变和高压侧的断路装置继续运行时，可在低压侧的断路装置处装置一块输入压板，防止低压侧的断路装置方位变动而导致高压侧的继电保护出现频繁误动的情况。对于三绕变压器，还应充分考虑低、中、高各侧断路装置的预热情况，需密切配合保护动作的时限要求，然后采用接线和改进保护逻辑的措施防止出现高压侧因为中、低压测发生短路而造成过电流启动。
3结语
在电力系统的安全稳定运行中，变压器起着至关重要的作用，但是后者受到环境条件、污垢淤积、绝缘保护损坏、设备老化等外部或内部因素的影响，存在一定的故障风险，而继电保护可将变压器故障风险及损失控制在最小的范围内。对此应深入研究了解变压器中的继电保护装置及其保护技术，充分发挥继电保护技术的作用，提高变压器和电力系统运行的安全、稳定和可靠。
参考文献
[1]林亦鹏.探析变压器故障解决中继电保护技术的应用[J].科技与创新，2014，（13）.
[2]张珂.电力系统继电保护技术应用现状分析[J].中国高新技术企业，2015，（22）.
[3]张继军.继电保护技术在变压器故障解决中的应用
[J].自动化应用，2015，（12）.
变压器继电保护原理篇8
关键词：变电站220kV变压器继电保护
中图分类号：tm411文献标识码：a文章编号：
abstract：inpowersystem,relayprotectiondeviceisfoundintimeandthefaultalarm,anautomaticprotectiondevice.Substationasthepowerdistributionanduseoftransferstations,theuseofadvancedtechnologyandequipmenttoitsfunctionandefficiencyisalsoessential.thisarticleinviewofthe220kVtransformersubstationoperationandprotectionmeasuresofrelatedquestiontocarryonthediscussionanalysis,proposedthecorrespondingtreatmentmeasuresandpreventivemeasures.
Keywords：Substation;220kVtransformer;Relayprotection
1引言
众所周知，电力系统中非常重要的一部分就是变压器，变压器能否正常工作对电网是否能高效安全的运行起着决定性的作用。电力系统会因为变压器发生故障而遭受极大损害，因此，对变电站变压器采取相应的保护措施特别重要。
做好变压器的管理维护工作是我们工作的一部分内容，在加强维护的前提下，还要做好对其运行状况的记录工作，从而能够及时发现问题并解决问题，使电力系统的正常运转得到保障。为了及时发现并解决故障，变电站配备了继电保护装置，保障了变压器和变电站甚至整个电力系统的正常运行。
本文针对220kV变电站变压器运行的相关内容作了概述，简要叙述了其操作要点，对继电保护装置使用条件和维护也做了相关阐述，对相关工作人员具有一定的指导意义。
2220kV变电站及继电保护概述
2.1220kV变电站变压器运行概况
（1）工作原理
变电站的主要设备就是变压器，常用的变压器有三种，分为：自耦变压器、三绕组变压器和双绕组变压器。自耦变压器的高低压每相共用一个绕组，低压绕组的出线是通过从高压绕组中间抽出一个头实现的，电压高低正比于绕组匝数，而电流则是同绕组匝数成反比。
以变压器作用分类，变压器可分为降压变压器和升压变压器。前者主要用于受端变电站，后者则主要用于电力系统送端变电站。为了在不同负荷情况下保持合格的电压，必须是变压器具有同电力系统相适应的电压以及不定期的将变压器的分接头切换[1]。
电流互感器和电压互感器二者的工作原理同变压器类似，其工作原理是：将高压、大电流按一定比例变成低压、小电流，即将高电压设备以及母线的运行电压、大电流在此比例下变成由测量仪表及控制设备能够给出的低电压和小电流。设备在正常情况下运行的电流互感器的二次电流为5a或1a，电压互感器的二次电压为100V，需要注意的是，由于负荷经常同电流互感器的二次绕组相连接形成短路，因此，需要加大对这种问题的注意，从而避免设备和人身安全受到损害。
（2）变压器非正常运行的情况
变压器会因为出现外部短路或者过负荷等情况发生过电流、油面降低和温度升高等非正常现象。对此，变压器会根据不同的情况安装不同的保护装置，主要由以下几种：
1电流速断保护和差动保护，保护方式是瞬时作用于信号跳闸，适用异常情况是变压器的内部故障或引出线间的短路、接地短路。
2气体保护，这种保护形式的保护机理同上，其适用的异常情况是变压器的油箱油面降低或者发生了内部故障。
4过负荷保护，这种保护形式是通过变压器的信号系统发生作用的，适用的异常情况是过电流的产生。
5过流继电保护，当1，2方式的保护没有达到预期的效果时，这种方式作为后备保护，其适用的异常情况与前两者类似。
2.2继电保护概述
对电力系统故障、危及安全运行的异常工况以及其对策的反事故自动化措施的研究和探讨是继电保护的措施的主要目的。在电力系统发生故障或异常工况时，在最短时间内对故障进行分析，给出故障发生的原因以及自动切除发生故障的电力系统的一部分，是电力系统继电保护的基本任务。
继电保护装置的发展赶不上电力行业发展的脚步，因此，经常会造成全电力系统长期大面积停电的严重事故的发生。所以，对继电保护的发展要从电力系统全局出发，仅仅切除系统中发生故障的一部分是远远不够的，还要多切除后的系统运行可能出现的工况进行分析，比如系统是否会出现一定的不稳定特征等，系统保护就是为了在大电力系统正常运行被破坏时，将影响范围限制到最小，尽可能地减少经济损失。
3220kV变电站变压器的正常操作
3.1操作规定
（1）220kV变压器停送电操作时，变压器中性点必须直接接地。
（2）变压器送电操作时，应由装有保护装置的电源侧充电。断开时，装有保护装置的电源侧后断。
（3）变压器送电时，应先将变压器冷却系统相应投入。
（4）变压器送电前，将变压器有载分接开关电源送电。
（5）大修后的变压器，投入前必须测定相位；不允许用闸刀拉合空载电流超过2a的空载变压器。
（6）变压器改变分接头的操作，对于无载调压的变压器，应在停电后进行操作。如三相电阻差大，应设法查明原因，并汇报上级领导决定是否投入运行。分接头调整后应有详细的记录。装有有载调压装置的变压器，可以在运行中调整分接头，但必须遵守制造厂的有关规定及注意事项。
（7）变压器安装、检修后或投入运行前以及停运半个月以上者，均应测定线圈的绝缘电阻，测得数值和测量时的油温记入变压器记录本内[2]。
3.2运行检查
变压器投入前的检查：1）检查工作票全部结束，所有安全措施已拆除，常设遮拦已
恢复，检修工作现场清洁干净，变压器设备上无遗物。2）测定绝缘电阻合格，检修班组在检修记录本上进行详细记录，并有可以将变压器投入运行的书面交待，有关工作负责人应签名。3）变压器一次系统接线完好，变压器外壳、中性点引线接地良好，并安装牢固，避雷线及接地线接地良好。4）变压器油枕及充油套管的油色透明，油位正常，无漏油现象。5）变压器本体、套管、引出线绝缘子清洁无裂纹、损坏现象。变压器分接头位置正确，有载调压装置应正常。6）变压器油再生装置、换热器、呼吸器、瓦斯继电器投入正常，瓦斯继电器内应充满油，无气体，连接管的阀门应打开。安全释放压力阀完好，呼吸器内干燥剂呈蓝色（失效时呈红色）。7）变压器温度指示器指示正确，并完好，无破损现象。8）检查变压器冷却系统具备启动条件，控制柜内接线正确，冷却系统试运正常。9）检查继电保护及自动装置投入正确，保护压板在相应位置，符合《继电保护及自动装置运行规程》和有关规定。10）检查变压器开关、隔离开关机构良好；SF6压力正常；电压互感器、电流互感器及有关表计回路完好；二次接线端子无松动现象。11）检查变压器消防系统回路正常[3]。
变压器运行中的检查：1）变压器的声音正常；2）油枕充油套管油压正常，油位、油
色正常；3）油温正常；4）变压器各部应无漏油、渗油现象；5）套管外部应清洁，无破损、无裂纹现象，无放电痕迹；6）瓦斯继电器内，油枕集气盒内应无气体；7）引线接头、电缆、母线应无发热现象；8）呼吸器内干燥剂是否变化，呼吸是否畅通；9）冷却装置正常；10）外壳接地线接地良好；11）消防装置工作正常；12）调压装置工作正常；13）室内变压器应检查门窗、照明是否完好，有无漏水，空气温度是否适宜；14）干式变压器的通风道有无阻塞，紧固件有无松动，有无局部过热现象。
4继电保护装置使用条件和维护
继电保护装置是实现继电保护的基本条件，要实现继电保护的作用，就必须要具备有科学先进、行之有效的继电保护装置，所谓“工欲善其事，必先利其器”，有了设备的支持，才真正具备了维护电力系统的能力。因此，要做好继电保护的工作，就必须要重视保护的设备。而设备的质量问题，直接决定了继电保护的效果，因而必须对继电保护的装置提出较高的要求。
继电保护装置的重要性，不仅要在选用上考虑其是否达到基本运行条件的要求，还要在日常的检测和维护上做好工作。
首先，要全面了解设备的初始状态。继电保护设备的初始状态，影响其日后的正常和有效运行。因此必须注意收集整理设备图纸、技术资料以及相关设备的运行和检测数据的资料。对设备日常状态的检修，要对设备生命周期中各个环节都必须予以关注，进行全过程的管理。
其次，要对设备运行状态数据进行及时全面的统计分析。首先要了解设备出现故障的特点和规律，进而通过对继电保护装置运行状态的日常数据的分析，预先判断分析故障出现的部分和时间，在故障未发生时，及时的排查。因此状态检修数据管理就显得非常重要，要把设备运行的记录、设备状态监测与诊断的数据等结合起来，通过正确的完整的技术数据进行状态检修。
再次，要了解继电设备技术发展趋势，采用新的技术对设备进行监管和维护。必须加强对新技术的应用，唯此才能保证保护装置的科学有效，在电力系统的保护中发挥应有的贡献。5结束语
变压器的正常运行对电网的安全、可靠输电起着重要作用。应加强变压器的运行管理，做好变压器的运行维护，根据变压器运行中的现象发现隐患，及时排除，保障变压器的安全运行。
参考文献
[1]马志学.变压器油中溶解气体分析使用的判断方法［J］.科技信息，2007（7）：76.
[2]冯志敏，黄贵海.一起变压器故障分析与判断的实例［J］.电力学报，2006（21）：117～118.
变压器继电保护原理篇9
[关键词]主变轻瓦斯；保护动作；原因；处理
中图分类号：tm文献标识码：a文章编号：1009-914X（2015）34-0228-01
在该水力发电厂，有主变型号为SSp-40000/220的电力变压器，该变压器的主变容量为40000KVa，为保障电力变压器能够有效的正常的运行，就需要在电力变压器设置相应的气体继电器，针对轻瓦斯进行保护的过程中，主要就是针对油浸式电力变压器内部出现的故障问题进行有效的解决，从而实现对主变轻瓦斯的基本保护，下面本文就来对主变轻瓦斯保护动作后的原因以及处理方式进行深入的分析。
1、气体继电器轻瓦斯保护
针对气体继电器轻瓦斯进行保护的因素有很多种，比如在变压器的内部，出现热气体以及在变压器的内部出现电路短路、放电等问题，这些问题的存在都会导致气体继电保护器出现相应的保护动作。
而在气体继电器保护动作中，包含轻瓦斯保护，所谓的气体继电器轻瓦斯保护就是针对轻瓦斯保护动作后发出相应的信号，与此同时，针对变压器进行相关动作的检查，查明保护动过在出现的原因和影响保护动作的因素，查看动作的出现是否是受到积聚空气的影响，或者是二次回路内部故障的影响等。在检查的过程中，如果发现气体继电器内部含有大量的气体，那么就需要对气体继电器内部存在的气量进行全面的记录，并对存在的气体颜色进行分析，查看气体是否具有可燃性，依据色谱来进行判断，如果判断为空气，则需要立即对变压器中的气体进行消除处理，并且要造成变压器内部进气的缺陷进行有效的弥补，以保障变压器可以正常的运行。如果在检查的是否，发现气体具有可燃性，那么就要先对变压器进行停运处理，然后再进行气体的排除。
2、主变故障分析
在该水力发电厂中，安装有主变轻瓦斯报警装置。经过对该变压器进行全面的检查，发现该变压器的外观并没有出现异常，而且变压器中的油位也正常，在气体继电器的侧窗口位置，则存在有很少量的气体，但是不足以对变压器产生影响，而且由于气体量少，所以也不方便进行色谱分析，只是针对这些气体进行了可燃性实验，实验结果表面这些气体不具备可燃性，所以只需要将这些气体排除即可。但排除后仍需继续观察。
在变压器运行一段时间后，出现轻瓦斯报警，气体继电器内部的气体量也在逐渐的增多，面对这一情况，要及时停止转冷工作，同时要要针对故障进行合理的诊断，并采取有效的处理方式进行处理。
3、主变轻瓦斯保护动作后的原因分析
针对主变气体继电器内部存在的气体进行有效的色谱分析，并进行高压实验。针对气体继电器内部的气体进行电压实验，实验的结果为合格，而采用不同的电压对绕组进行绝缘性实验，则实验得出在，电阻值均在10Gw以上，220KV绕组直流电阻的测试结果为合格，但是其他电压的侧运行直流电阻检验却存在问题，其与标准之间有着一定的差距，然而，在对其他电压的侧直流电阻的分解开关进行多次开关处理后，则其他电压侧运行直流电阻的检验结果又显示为合格。
经检验，可以了解到，主变轻瓦斯保护动作后出现的故障为热故障，而造成热故障出现的主要原因就在于主变当中的磁通过于集中，这样就使得铁芯的部位温度过高，使得铁芯的多个点都出现了接地的情况，从而使得主变器局部的位置出现了短路的问题。而在220KV主变轻瓦斯保护动作后，由于分解开关引线上的接头没有进行有效的连接，使得接头之前出现接触不良的情况，导致铁芯部位的电阻过大，从而产色热故障。在充分的对侧直流电阻进行分析后，可以了解到，其他电压侧直流电阻自身有着不平衡的特点，根据这一特点可以判断出，其他电压主变轻瓦斯出现的主要故障问题就是分接开关接头接触不良的问题。
另外采用色谱分析均明显超标，说明故障在导电回路，且故障点温度较高。判断为>700℃的高温过热故障。原因可能是“磁通集中引起铁心局部过热；铁心多点接地或局部短路；分接开关引线接头接触不良；铁心和外壳产生涡流。
预试时低压侧三相直流电阻值分别为：ab：0.07825Q；bc：0.07826Q；ca：0.07824Q；三相平衡良好。这次故障后作高压电气试验时发现变压器低压侧三相直流电阻值分别为：ab：0.08050Q；bc：0.07033Q；ca：0.08062Q；三相不平衡误差为13.3，大大超过部颁标准。将所测低压侧直流电阻值换算为相电阻：a：0.1257Q；b：0.0976Q；c：0.1262Q；结合色谱试验结果，可初步判断为该主变10kV侧接触不良。再加上ab与ca电阻值偏大，可判断为a相接触不良。
4、主变轻瓦斯动作后的处理
吊罩检查发现其他电压侧无载调压分接开关C相2档的动、静触头上各有一长约2cm的烧伤浅痕，其它未见异常。由此证明前述分析判断正确。随后将该分接开关调到2档后定档，经目测位置及试验直流电阻正确后回复变压器钟罩，再测该2档直流电阻无误。脱气处理后的绝缘油样分析表明各项指标合格。之后，#2主变投运，1周后油样分析正常，运行良好。
另外的处理方法就是在将主变压器中的油量放出一部分之后，再将手孔打开，从而开始相关的检查工作，如果在检查的过程中，发现在低压方向的a相桩头的螺丝出现了松动的现象，或者是铜棒出现了细小的脱离问题，就要轻轻的转动引线棒，将引线棒转到其他的位置上，对直流的电阻进行检测时，会发现所测直流电阻时而合格、时而不合格，直接从铜辫上测直流电阻则三相合格。该套管内侧铜棒因其大绝缘垫片可以转动而无法固定，所以在套管桩头外侧紧引线时铜棒就跟随转动，铜辫也就因螺丝跟着转而松动，使接触电阻变大，引起过热。于是将绝缘垫片铆接在铜棒上，以防引起松动。
5、结语
总之，气体继电器轻瓦斯保护对于主变压器的安全运行十分重要。当其保护动作发出信号时，应立即检查变压器，查明动作原因。若气体继电器内有气体，则应观察其颜色及试验其是否可燃，并取气样及油样作色谱分析。若气体可燃或油中溶解气体分析结果异常，则应结合电气试验综合判断后确定变压器是否停运，并根据有关规程和导则判断变压器的故障性质，以采取合理的措施进行处理。
参考文献：
[1]GB6451―2011.三相油浸式电力变压器技术参数和要求[S].
变压器继电保护原理篇10
[关键词]变压器继电保护；应用；继电保护设计
中图分类号：tm41文献标识码：a文章编号：1009-914X（2014）20-0111-01
1、引言
我国的电力发展迅速，电力已走进了现代社会的方方面面，离开了电力，所有的家用电器将会停止运转，人们的日常生活将无以为继；在现代电力系统中，变压器的作用十分的重要，电力变压器在供电系统中，可以有效地调节电气输出电路中电流的变化，相当于供电系统中的“自动开关”，起到自动调节、安全保护、转换电路等作用，因此一旦电力变压器发生故障，将直接影响供电系统的运行效果。
2、变压器继电保护的工作原理
在现实的电力故障中，往往是一小部分地区出现问题，继而带动大部分地区的大面积停电，而这一小部分地区的电力故障，一般都是少部分的电力设备出现问题导致的，而局部的故障如果不能够及时的排出，就会广泛的影响其它设备和地区的电力正常运转，而继电保护装置则可以及时的自动将出现问题的设备从整个供电系统中删除，防止故障和损失的扩大和蔓延。当电力系统发生故障时，电流和电压会发生变化，安装的元件可以根据这些电力参数的变化进行比较，检测出出现故障的设备与正常设备的种种差别，从而判断故障部分。
3、变压器继电保护的特点
（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。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。
（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。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。
（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、变压器继电保护的应用
（1）变压器的差动保护
差动保护的构成原理主要是利用比较变压器高、低压侧的电流大小和相位来实现的。将变压器两侧的电流互感器二次侧按正常时的“环流接线”。适当地选择两侧电流互感器的电流比，使其比值等于变压器的电压比nt；对于Ynd11的电力变压器，同时再考虑采用“相位补偿接线”，即变压器星形侧的电流互感器接成三角形，变压器三角形侧的电流互感器接成星形。当变压器正常运行时，差动继电器中的电流等于两侧电流互感器的二次电流之差，它近于零，差动继电器不动作，保护也不会动作。当变压器内部任何一点故障时，差动继电器中的电流等于两侧电流互感器的二次电流之差，为故障点短路电流，大于继电器动作电流，继电器动作，跳变压器各侧断路器切除故障，同时发动作信号。
差动保护是一切电气主设备的主保护，它以其灵敏度高，选择性好，实现简单而广泛地应用在发电机、电抗器、电动机和母线等主设备上。鉴于差动保护在以上设备中应用的成功，以及过去技术水平的限制，人们别无选择地在变压器保护上同样采用差动保护作为主保护。它不但能正确区分区内外故障，而且不需要与其他元件配合，可以无延时地切除区内各种故障，具有独特的优点。
（2）变压器的瓦斯保护
当变压器油箱内部发生故障时，由于故障点电流和电弧的作用，将使变压器油及其它绝缘材料因局部受热而分解产生气体，因气体比较轻，它们将从油箱流向油枕的上部。当故障严重时，油会迅速膨胀并产生大量的气体，此时将有剧烈的气体夹杂着油流冲向油枕的上部，迫使继电器内油面降低，引起瓦斯信号动作。
当变压器发生穿越性短路故障，在穿越性故障电流作用下，油隙问的油流速度加快，当油隙内和绕组外侧产生的压力差变化大时，气体继电器就可能误动作。穿越性故障电流使绕组动作发热，当故障电流倍数很大时，绕组温度上升很快，使油的体积膨胀，造成气体继电器误动作，对此必须采取相应的措施。
（3）变压器的后备过流保护
变压器后备保护作为变压器自身的近后备和各侧母线、线路的远后备，地位也十分重要。双绕组变压器，后备保护应装在主电源侧，根据主接线情况，保护可带一段或两段时限，以较短的时限缩小故障影响范围，跳母联或分段断路器；较长的时限断开变压器各侧的断路器。
三绕组变压器和自耦变压器，后备保护要分别装在主电源侧和主负荷侧。主电源侧的保护带两段时限，以较短的时限断开未装保护侧的断路器，主负荷侧的保护动作于本侧断路器。当上述方式不符合灵敏性要求时，可在各侧装设后备保护，各侧保护应根据选择性的要求考虑加装方向元件。
5、变压器继电保护设计
（1）瓦斯保护装置
电力变压器常见的故障分为油箱内部故障和外部故障，瓦斯保护装置就是针对油箱内部问题进行检测和保护的设备。瓦斯保护装置主要的工作部分是气体变压器，当油箱的内部由于各种原因出现内部温度过高时，它可以保证油箱内部的温度保持正常，及时的排出多余的高温热量，瓦斯保护装置分为两种，轻瓦斯保护和重瓦斯保护，轻瓦斯保护的主要作用体现在它能够及时的检测内部气体的各种状况，并传达给工作人员，帮助其判断出现的问题；重瓦斯保护主要体现在油箱内部出现重大问题时，可在发出故障信号的同时，可以传出信号，直接的切断电闸，保护电力变压器，等待维修人员排除故障。
（2）差动保护
差动保护以比较变压器高压侧、低压侧的电流大小和相位来实现作为构建原理。如果电力变压器发生了故障，差动继电器内部的电流就会增大，约等于两侧电流互感器的二次电流之和差，此时，差动保护装置就会发出故障的信号，切断电力动保护装置在电力变压器继电保护中运用十分的广泛，差动保护装置具有灵敏度较高，结构简单，可靠性强等优点，在实际的使用中用途较广泛。
（3）过电流保护
瓦斯保护装置的主要工作是针对油箱的内部状态，如果是油箱外部出现了问题，那么瓦斯保护装置就无能为力了，而过电流保护则可以检测到油箱外部出现的故障问题，可以成为瓦斯保护与差动保护的另一个后备保险装置，在外部的出线与绝缘套管出现问题导致短路，出现电流过大时做出检测，电流检测装置如果检测到不正常的电流数值时，就会发出故障信号，帮助维修人员及时处理问题，排除隐患。
（4）速断保护
速断保护按照被保护设备的短路电流整定，当短路电流超过整定值时，则保护装置便会发出信号动作，指挥断路器跳闸，电流速断保护一般没有时限，为避免失去选择性，不能保护线路全长，因此存在保护的死区。为克服此缺陷，常采用略带时限的电流速断保护以保护线路全长。时限速断的保护范围不仅包括线路全长，而深入到相邻线路的无时限保护的一部分，其动作时限比相邻线路的无时限保护大一个级差。
6、结束语
电力系统运行十分复杂，电力变压器作为重要的电气设备，其硬件设施的配置、管理对于电网的安全运行非常重要。变压器在运行过程中会受到多种因素的影响，会产生一定的故障，为防止事故扩大，确保电力系统的安全稳定运行，必须科学合理地设置继电保护装置，安装质量技术优良的继电保护装置就尤为重要。
参考文献
[1]曾辉.浅谈供电系统中电力变压器的继电保护方法[J].机电信息，2012，（33）.