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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
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[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.
【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.
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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[3]王梅义.高压电网继电保护运行技术[J].电力工业出版社，2008，10.
[4]沈国荣.工频变化量方向继电器原理的研究[J].电力系统自动化，2007，8.
[5]赵洪梅.电力变压器的继电保护[J].电力与能源，2008，34.
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；特点；保护措施
中图分类号： U264.3 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重要设备，在机床电器、照明、医疗设备、机械电子设备等中广泛应用到了电力变压器。而在电力变压器在运行的过程中，通常会出现各种故障，这些故障的存在会威胁到电力系统的安全持续运行，尤其是大容量变压器出现故障，对整个电力系统的影响更为严重。在电力系统飞速发展的如今，对继电保护提出了的要求更高，为此，要加强电力变压器继电保护装置的功能，从而以确保电力系统得以安全稳定运行有着重要的意义。
1 电力变压器的常见故障和非正常运行状态
电力变压器的故障分为内部和外部两种故障。内部故障指变压器油箱里面发生的各种故障，主要靠瓦斯和差动保护动作切除变压器；外部故障指油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，一般情况下由差动保护动作切除变压器。速动保护（瓦斯和差动）无延时动作切除故障变压器，设备是否损坏主要取决于变压器的动稳定性。而在变压器各侧母线及其相连间隔的引出设备故障时，若故障设备未配保护（如低压侧母线保护）或保护拒动时，则只能靠变压器后备保护动作跳开相应开关使变压器脱离故障。因后备保护带延时动作，所以变压器必然要承受一定时间段内的区外故障造成的过电流，在此时间段内变压器是否损坏主要取决于变压器的热稳定性。因此，变压器后备保护的定值整定与变压器自身的热稳定要求之间存在着必然的联系。
变压器的不正常运行状态即变压器在故障状态运行的状态，变压器在不正常的运行状态运行，会加快绝缘材料老化、使得铁芯、绕组和其他金属构件热量过高，从而降低绝缘强度，减少变压器的使用寿命，导致其他故障的发生。因此，电力变压器要装设继电保护装置，以及时将短路故障切断，防止更大的损坏的发生。
2继电保护的组成及工作原理
供电系统发生故障时，会引起电流的增加和电压的降低，以及电流电压间相位角的变化，因此故障时参数与正常运行的差别就可以构成不同原理和类型的继电保护。例如，利用短路时电流增大的特征，可构成过电流保护：利用电压降低的特征可构成低电压保护：利用电压和电流比值的变化，可构成阻抗保护：利用电压和电流之间的相位关系的变化，可构成方向保护：利用比较被保护设备各端电流大小和相位的差别可构成差动保护等。此外也可根据电气设备的特点实现反映非电量的保护。
3继电保护的特点
3.1可靠性高
继电保护的可靠性高，是因为有合理的配置、质量技术性能优良的继电保护装置以及正常的运行维护与管理。在继电保护系统中，信息管理技术采用了方法库和数据仓库，使得系统的维护和升级更加方便，在运行过程中，整个信息管理系统由以往分散式的传输转变为集中式的运输，即集中于网络中心的数据库和规则库，这样即便其中一个客户的工作站有问题的出现，也不会对整个信息系统的正常运行造成影响。
3.2实用性强
在生产运行中所出现的一些实际问题，通过继电保护能够有效的对二次部分中各类数据之间的使用和共享予以解决。由于其能分析系统、统计数据，这就更便于工作人员的操作，其实用性更强，继电保护运行的水平在一定程度上得以提高。
3.3实现远程监控
因微机保护装置有串行通信的作用，其能与远方的变电站的微机监控系统进行相互间的通信联络，而使得整个微机保护都具备了远程监控性，从而更加保障了无人变电站的继电保护系统的安全运行。
4变压器继电保护的措施
4.1反应变压器油箱内部各种故障和油面降低的瓦斯保护。
0.8MVA及以上油浸式变压器和0.4MVA及以上车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。当油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧断路器。带负荷调压的油浸式变压器的调压装置，亦应装设瓦斯保护。
4.2反应变压器引出线、套管及内部短路故障的纵联差动保护或电流速断保护。
保护瞬时动作于断开变压器的各侧断路器。
4.2.1对 6.3MVA以下厂用变压器和并列运行的变压器，以及10MVA以下厂用备用变压器和单独运行的变压器，当后备保护时间大于0.5s时，应装设电流速断保护。
4.2.2对6.3MVA及以上厂用工作变压器和并列运行的变压器，10MVA及以上厂用备用变压器和单独运行的变压器，以及2MVA及以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器，应装设纵联差动保护。
4.2.3对高压侧电压为330kV及以上变压器，可装设双重纵联差动保护。
4.2.4对于发电机变压器组，当发电机与变压器之间有断路器时，发电机装设单独的纵联差动保护。当发电机与变压器之间没有断路器时，100MVA及以下发电机与变压器组共用纵联差动保护；100MVA以上发电机。除发电机变压器共用纵联差动保护外，发电机还应单独装设纵联差动保护。对 200～300MVA的发电机变压器组亦可在变压器上增设单独的纵联差动保护，即采用双重快速保护。
4.3反应变压器外部相间短路并作瓦斯保护和纵联差动保护（或电流速断保护）后备的过电流保护、低电压起动的过电流保护、复合电压起动的过电流保护、负序电流保护和阻抗保护，保护动作后应带时限动作于跳闸。
4.3.1过电流保护宜用于降压变压器。
4.3.2复合电压起动的过电流保护，宜用于升压变压器、系统联络变压器和过电流保护不满足灵敏性要求的降压变压器。
4.3.3负序电流和单相式低电压起动过电流保护，可用于63MVA及以上升压变压器。
4.3.4当采用上述2）、3）的保护不能满足灵敏性和选择性要求时，可采用阻抗保护。
4.4反应大接地电流系统中变压器外部接地短路的零序电流保护。
110kV及以上大接地电流系统中，如果变压器中性点可能接地运行，对于两侧或三侧电源的升压变压器或降压变压器应装设零序电流保护，作变压器主保护的后备保护，并作为相邻元件的后备保护。
4.5反应变压器对称过负荷的过负荷保护。
对于400kVA及以上的变压器，当台数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。对自耦变压器和多绕组变压器，保护装置应能反应公共绕组及各侧过负荷的情况。过负荷保护应接于一相电流上，带时限动作于信号。在无经常值班人员的变电所，必要时过负荷保护可动作于跳闸或断开部分负荷。
4.6反应变压器过励磁的过励磁保护。
现代大型变压器的额定磁密近于饱和磁密，频率降低或电压升高时容易引起变压器过励磁，导致铁心饱和，励磁电流剧增，铁心温度上升，严重过热会使变压器绝缘劣化，寿命降低，最终造成变压器损坏。因此，高压侧为500kV的变压器宜装设过励磁保护
5 总之，电力系统在运行过程中会因多种因素的影响而使得电气热备出现各种故障，电力变压器作为电力系统中输配电力不可缺少的重要设备，为此，要科学合理地进行继电保护装置的设置，以确保电力系统的安全稳定经济运行。
参考文献
[1] 王梅义.高压电网继电保护运行技术[J].电力工业出版社，2008-10.
[2] 赵洪梅.电力变压器的继电保护[J].电力与能源，2008-34.
[3] 王攀.电力变压器继电保护设计[J].供配用电，2009-4
【关键词】电力变压器；继电保护装置；故障分析；设计
前言
伴随着我国电力工业的快速发展，电网的范围也愈来愈广泛，电网分布情况也是相当紧密：作为电力系统的主要部件―变压器也不断地遭到外界负荷的影响。电力变压器在正常工作中，有时会突发各种类型的毛病，比如超高压输电建设，它的建设根本离不开大型的电力变压器，一旦变压器出现了故障，那么就会直接导致整个电力系统无法正常运转。所以，想要使供电稳定有序，就要控制好电力变压器继电保护装置的功能和作用以及可靠性，并且做出相应的严格设置。
1 电力变压器的故障类型
电力系统运行中，电力变压器作为重要的设备之一，一旦发生故障则会导致电力系统正常的运行受到影响。通常情况下，变压器油箱内部和外部是电力变压器故障易发地区。外部故障通常是由于绕组引出线和绝缘套管发生相间短路或是接地短路所导致的。而内部故障具有较大的危害性，由于短路和线损过程中会有电弧产生，同时油箱内油在受热情况下会有较多气体产生，气体与电弧接触极易导致爆炸的发生。所以一旦电力变压器发生故障，则需要继电保护装置能够快速的反应，准确的排除故障，避免危险的发生。
2 电力变压器继电保护装置配置原则
继电保护装置在电力系统运行过程中发挥着极其重要的作用，一旦电力系统运行过程出现异常情况或是有故障发生，则断电保护装置则会在第一时间内进行动作，将故障部位或是线路进行快速的切断，确保将故障控制在最小范围内，减少由于故障而对电力系统运行所带来的影响。所以加强对继电保护装置进行配置是十分必要的，具体配置原则包括以下几个方面。
2.1 根据变压器的运行情况来采取保护装置
对于6.3MV・A及以上的常用工作变压器和并列运行的变压器，10MV・A及以上厂备用变压器和单独运行的变压器，以及2MV・A及以上用电流速断保护灵敏性不满足要求的变压器，应装设差动保护装置。对高压侧电压为330kV及以上的变压器，可装设双重差动保护装置。
2.2 变压器需要安装瓦斯保护装置
变压器故障时危害最大的即是油箱内部故障，往往是由于匝间短路或是绝缘受到破坏而导致的电弧电阻的接地短路，在这种情况下，故障点则会受到电流和电弧的双重作用，从而导致变压器油与其他绝缘材料在相互作用下会有大量的气体分解出来，而这部分气体会流向油枕的位置，一旦故障点扩大，则会导致油迅速膨胀，从而对油枕上部带来强烈的冲击，在这种情况下，需要对变压器进行瓦斯保护装置的安装。
2.3 采取过电流保护
在对变压器采取过电流保护时有许多种保护选择，具体选择时则需要在外部相间短路引发变压器过电流采取必要的保护，采取哪种过电流保护作为后备保护，则需要根据变压器运行情况、容量及灵敏度的不同来进行。
3 电力变压器继电保护装置设计方案
3.1 差动保护设计
变压器差动保护动作电流设计原则是将变压器两侧的电流互感器二次侧按正常时的“环流接线”，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（CT）的二次电流之差，它近于0，差动继电器不动作，保护也不会动作。即在电流互感器二次回路端线且变压器处于最大符合时，差动保护不应动作。由于高性能计算机芯片的出现，在变压器1套保护装置中包含主保护、各侧全部后备保护的2套主变压器微机型保护装置已开发，并得到广泛应用。因此，为反应电力变压器引出线、套管及内部短路故障，对高压侧电压为330kV及以上的变压器，可装设双重差动保护，达到反应变压器绕组和引出线的多相短路及绕组匝间短路的纵联差动保护或电流速断保护作为主保护，瞬时动作于断开各侧断路器的目的。双重差动保护装置的设计中，当变压器正常运行或外部故障时，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接近于0（实际为由多种原因引起的不平衡电流，由于不平衡电流小，因此接近于0）差动保护不动作，保护也不会动作。当变压器内部（包括变压器与电流互感器之间的引线）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和为故障点短路电流，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，起到保护作用。
3.2 瓦斯保护
变压器瓦斯保护的设置可以有效的实现对变压器油箱内的故障情况进行反应，所以对于0.8MVA及以上的油浸式变压器则需要进行瓦斯保护装置的安装，实现对变压器的保护，虽然瓦斯保护可以对于油箱内的一切故障都可以有效的反映出来，但却无法对油箱外部的电路故障进行反应，而且一旦外部干扰因素较严重，则瓦斯保护也不能正确的动作，所以为了确保变压器的安全，则瓦斯保护装置需要配合其他保护装置一起来实现对变压器装置的保护作用。
3.3 过电流保护设计
过电流保护是变压器绕组过电流及差动保护和瓦斯保护的后备保护，所以必须进行装设，其设计时是需要按照变压器启动电流按照最大的负荷电流来进行整定，作为一种保护装置，其主要在各侧母线故障时能够有效的发挥作用。
3.3.1 低压变压器过电流保护设计
变压器低压侧一般采用三相式三卷变压器，高、中压侧的阻抗保护很可能对压侧短路起不到保护作用，不能满足作为相邻元件后备保护的要求，这时可以同时在其高、中压侧均装设复合电压闭锁过流保护及零序方向过电流保护与间隙保护，低压侧装设复合电压闭锁过流保护。
3.3.2 高压变压器的保护设计
过电流保护装置通常可以设置在变压器低压侧断路器和高压侧短路器上，这样可以有效的保证高压侧的过电流保护对低压侧母线规定的灵敏系数的实现。在这种情况下，一旦低压侧母线保护停运或是故障，则过电流保护装置则会成为低压侧母线的主保护和后备保护。但对于非金属性短路发生时，由于无法达到要求的灵敏度，而且整定也会延时，在这种情况下，则需要设置反时限过流保护，保护变压器具有良好的热稳定性。同时还需要在低压侧或是低压侧的中性线上进行零序电流保护的装设，动作电流设计不宜超过变压器额定电流的百分之二十五。
3.3.3 负序过电流保护设计
断路器在进行合闸时，其三相在合闸的时间上并不是一致的，是分开进行的，这样就会在电力系统起动时有较大的负序电流产生，负序电流主要是由于起动时大电流、过流过程导致的电流互感器不平衡及相邻设备相间短路故障所导致的，为了有效的防治这种情况珠发生，则需要利用延时来避开。这就需要在负序过电流保护设计时，要将其动作时间设置大于其相邻设备的速断保护动作时间与断路器的分闸时间之和，当作为相间短路后备保护时，动作时间也在大于相邻设备及本设备的相间后备保护动作时间。
4 结束语
总而言之，继电保护装置运行的可靠性，需要防止拒动和误动作，由于电力系统中各种电气设备都是由电气线路联系在一起的，任何一个设备出现故障都会对整个系统的运行带来影响，所以需要准确地对继电保护装置进行设置，并对其各项相关定值进行整定，确保其能够在故障发生的第一时间内准确动作，确保系统运行的安全，确保电厂能够正常、可靠的运行，为人们提供良好、稳定的电能供应。
参考文献：
关键词 电力变压器；继电保护
中图分类号：TM41文献标识码： A
前言
在电力系统的运行中，继电保护装置处于非常重要的地位，这就要求相关的企业和工作人员要加强对其工艺和技术的设计，保证其在电力系统运行中的作用。
一． 电力变压器不正常状态
变压器的不正常运行状态主要有：变压器外部相问短路引起的过电流和外部接地短路引起的过电流和中性点过电压；负荷超过额定容量引起的过负荷；油箱漏油引起的油面降低或冷却系统故障引起的温度升高。此外，对大容量变压器，由于其额定工作时的磁通密度接近于铁芯的饱和磁通密度，在过电压或低频率等异常运行方式下，还会发生变压器的过励磁故障。这些不正常的运行状态会使绕组、铁芯和其他金属构件过热，威胁变压器绝缘。
二． 电力变压器继电保护装置配置原则
在电力系统运行中，当电力系统发生故障或异常工况时，继电保护装置应实现在最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。其配置原则如下：
（一）.对由外部相间短路引起的变压器过电流，根据变压器容量和运行情况的不同以及对变压器灵敏度的要求不同，可采用过电流保护、复合电压起动的过电流保护、负序电流和单相式低电压起动的过电流保护或阻抗保护作为后备保护、带时限动作于跳闸。
（二）.当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的接地短路）时，由于故障点电流和电弧的作用，将使变压器油及其它绝缘材料因局部受热而分解产生气体，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。因此，变压器应安装瓦斯保护装置。
（三）.对于6.3MV・A 及以上的常用工作变压器和并列运行的变压器，10MV・A 及以上厂备用变压器和单独运行的变压器，以及2MV・A 及以上用电流速断保护灵敏性不满足要求的变压器，应装设差动保护装置。对高压侧电压为330kV 及以上的变压器，可装设双重差动保护装置。
三 电力变压器继电保护装置设计方案
（一） 瓦斯保护
为反应变压器油箱内部各种短路故障和油面降低， 对于0.8MVA及以上的油浸式变压器均应装设瓦斯保护。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（如引出在线）的故障，另外，瓦斯保护也易在一些外界因素的干扰下误动作， 所以不能作为保护变压器内部故障的唯一保护装置。
（二） 差动保护设计
变压器差动保护动作电流设计原则是将变压器两侧的电流互感器二次侧按正常时的“环流接线”，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（CT）的二次电流之差，它近于0，差动继电器不动作，保护也不会动作。即在电流互感器二次回路端线且变压器处于最大符合时，差动保护不应动作。由于高性能计算机芯片的出现，在变压器1 套保护装置中包含主保护、各侧全部后备保护的2 套主变压器微机型保护装置已开发，并得到广泛应用。因此，为反应电力变压器引出线、套管及内部短路故障，对高压侧电压为330kV 及以上的变压器，可装设双重差动保护，达到反应变压器绕组和引出线的多相短路及绕组匝间短路的纵联差动保护或电流速断保护作为主保护，瞬时动作于断开各侧断路器的目的。双重差动保护装置中，CT 的二次绕组分配可以按下列方法进行设计：将第1 套保护电流回路接原差动保护CT 二次绕组，即接独立CT，旁代时需切换；第2 套保护接原后备保护CT 二次绕组，即接主变套管CT，旁代时不需切换。虽然旁代时第2 套保护对降压变压器的高、中压侧来说，其保护范围不包括独立CT 到变压器套管的引线，缩短了差动保护范围，但可以保障旁代时2 套保护都在运行。这样当变压器正常运行或外部故障时，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接近于0（实际为由多种原因引起的不平衡电流，由于不平衡电流小）差动保护不动作，保护也不会动作。当变压器内部（包括变压器与电流互感器之间的引线）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和为故障点短路电流，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，起到保护作用。
（三）过电流保护设计
图一过电流保护示意图
如图一所示，为反应变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流，以及在变压器内部故障时，作为差动保护和瓦斯保护的后备保护，变压器应装设过电流保护。过电流保护通常是指变压器启动电流按躲开最大负荷电流来整定的一种保护装置。它主要在其各侧母线故障时起作用，特别是中、低压侧母线的故障。主要分为以下3 种情况：
1.低压变压器过电流保护设计
变压器低压侧一般采用三相式三卷变压器，高、中压侧的阻抗保护很可能对压侧短路起不到保护作用，不能满足作为相邻元件后备保护的要求，这时可以同时在其高、中压侧均装设复合电压闭锁过流保护及零序方向过电流保护与间隙保护，低压侧装设复合电压闭锁过流保护。复合电压闭锁过流保护装置的电流元件应按大于变压器的额定电流整定，即
I=K1/K2×I0（1）
K1 为可靠系数，取1.2-1.3 ；K2 为返回系数，取0.85 ；I0 为变压器的额定电流。同时，为了正确反映各侧的不对称短路残压，此装置还应安装一套低电压锁闭元件。电压元件的动作电压应低于运行中可能出现的最低工作电压，如大容量电动机启动引起的电压降低等，其计算如下：
U=U0/K1×K2（2）
U0 为校验点故障时，电压继电器装设母线上的最大残压；K1 为可靠系数，取1.2-1.25 ；K2 为返回系数，取1.15-1.2。
2.高压变压器的保护设计
如果变压器高压侧的过电流保护对低压侧母线有规定的灵敏系数时，则在变压器低压侧断路器与高压侧短路器上可配置过电流保护装置，当低压侧母差保护校验停运或故障拒动及开关与TA间故障时，此装置成为低压侧母线的主保护及后备保护。但是，如果短路为非金属性的，经弧光短路时，阻抗保护可能灵敏度不足或整定延时长于2.0s。因此，最好在高压侧设一个保护变压器热稳定的反时限过流保护，其整定值应由变压器的热稳定要求决定。
3.对于负序过电流的保护设计
在负序保护作为信号发射使用的时候，因为断路在合闸的时候三相并非同时，在整个电力系统的起动过程中大电流以及过流过程引起电流互感器的不平衡以及相邻近设备发生相间短路故障时都会引起较大的负序电流，可用延时来躲过。因此，动作时间应大于相邻设备的速断保护动作时间与断路器的分闸时间之和。当负序保护作为相间短路保护的后备保护时，即投跳闸时，动作时间应大于相邻设备及本设备的相间后备保护的动作时间。
结束语
综上所述，做好电力运行中变电器继电保护装置的设计，保证电力系统安全正常高效的运行。促进我国电力事业的发展。
参考文献
[1]裴斌，吕勇. 探讨电力变压器的继电保护设计[J].城市建设理论研究，2014, (15).
关键词：电力变压器；继电保护；优化探究
一、电力变压器常见的故障分析
电力变压器在使用时可能会因为人为或者环境中这种或者那种因素，造成种种问题。这部分故障主要分为两种，分别是内部故障和外部故障。内部故障主要是由于电力变压器的油箱里可能存在问题，人们在使用时不注意，而导致油箱出现油料泄露或者油箱损坏的问题，从而使变压器在使用时出现问题。而外部故障主要是油箱的外部，这部分主要是发生在绝缘套管或者其引线上，人员不注意就很可能会导致绝缘套管的绝缘层破损或者引线损坏等现象。
二、电力变压器继电保护优化分析
变压器在电力系统中至关重要，可以说是电力系统中的关键所在，而继电保护又是变压器的重中之重，因此对变压器进行继电保护优化就具有非常重要的现实意义。
1.利用纵联差动保护
纵联差动保护主要针对变压器内部短路和套管以及引出线等问题，主要通过切断变压器两侧的断路器遏制故障的发生。而具体分为两个方面：首先，应该装设纵联差动保护，在6.3×106VA以及以下并列运行，并且2×106VA以及以上用电流速断保护一些不符合要求的变压器。并且如果后备保护动作的延迟时间达到0.5秒，则需要装设电流速断装置。
2.通过瓦斯保护
瓦斯保护主要运用于第一类变压器故障，瓦斯保护主要可以用于油箱内油液不足的情况，例如对于0.4×106VA以上车间内油浸式变压器以及0.8×106VA以上油侵式变压器，我们都采用瓦斯来保护。
3.使反应变压器对称达到过负荷保护
当多个变压器并列运行，并且每个变压器利用电压在4×105VA以及以上时，则需要根据实际情况装设过负荷保护，同时过负荷保护也可以用于绕组变压器和自耦变压器，此时应该接于一相电流上，带时限动作于信号，这样就可以在发生故障时通过过负荷保护自动断开部分负荷，达到保护电力系统的效果。
我国的电力事业随着社会的发展日益强大，给人们生活带来了极大的便利。而变压器作为电力系统中的一个重要装置，却在电力系统正常运行的同时总是发生一些问题，因此，变压器的继电保护和优化就成为当今电力产业发展的关键。
