朱昭启
国电电力酒泉发电有限公司
摘要：变压器是电力系统中不可缺少的设备之一。一旦发生故障，将威胁电力系统的安全，造成严重后果，甚至引发电力事故。因此，预防和解决变压器故障已成为电力专业人员必须掌握的技术。本文简要阐述了解决变压器故障的继电保护技术在变压器故障中的工作原理和实际应用水平，希望对相关从业者提供一定的参考和启发。
关键词：继电保护；变压器
电力变压器是电力系统的核心装置，为保障电力系统的安全工作奠定了基础。如果发生变压器故障，保护设备不能在规定时间内快速完成阻断工作，变压设备可能受损，严重的情况下变压设备会失去作用。由于在变压器工作过程中进行实时维护有一定的限制性，但断路器与变压器之间若出现故障，不能及时清理又会引发严重问题。因此及时解决在断路器与变压器之间出现的故障，对变压器的正常运行可以说是影响重大。
一、电力变压器继电保护装置基本含义
继电保护装置在变压器中主要起着维护电力供应稳定性的作用，能让群众得到更稳定的用电体验。电力变压器继电保护主要包含了这几个功能：(1)对变压器产生的信号和发出的错误信息进行响应并做出回应，发挥继电保护功能和隔绝功能。(2)变压器处在非正常状态下时，继电保护将开始作用，接触电力变压器，将故障电路和问题电路与正常电路间隔开，减少故障电路对正常电路的影响。(3)继电保护通过暂时的故障阻隔，能够不对供电产生较大影响，确保电网的稳定运行，保障用电安全。电力变压器继电保护有灵敏、快速、可靠等多种特性。其中灵敏的特性是指，继电保护能够在故障发生的一瞬间立即响应，对相关异常发出停止命令。继电保护装置的快速性是指发生故障时，异常电路快速结束自身通电状态，停止异常工作。继电保护装置的可靠性和安全性分别有不同的体现，可信是指继电保护在正常动作中出现异常或故障时，按照预先设定的模式进行反应。安全性是继电保护在异常状态下结束异常工作点，同时不影响正常工作，最大程度的降低损失[1]。
二、电气量保护分析
（一）差动保护
变压器谐波锁定差动保护中主要是由差动组件和各类启动元件等构成，对运行中的变压器的错误进行判定，特别是对谐波错误进行判定。它的保护过程主要分为以下几个：(1)使用启动元件时，如果电流发生变化，并且持续超过启动电流，启动元件将按预设定模式对电路进行终止。例如元件在启动时对两个电流进行对比，一旦差动超过启动电流5毫秒保护功能就会立即生效。(2)使用差动元件时，只要变压器或电路处在非正常工作状态，差动元件将最快的切断相关电流的供应。(3)谐波元件的基本功能是确保变压器处于空投状态时，对励磁涌流进行消除，防止差动元件误启动。(4)比率制动装置。比率制动装置的主要功能是指发生变压器外的故障。差动保护立刻启动制动功能，减少故障问题影响的范围但比率制动部件敏感性较高，对内外故障具有较大的敏感性。(5)过载通过钨器产生的变压器负载有检测高压侧电流的功能。波形差动保护和谐波制动有一定的不同之处，谐波制动能在变压器空载工作状态下，使用波形算法计算废路产生的磁化涌流和故障电流。当空载导致变压器内外异常时，相应的会启动波形差动保护，保证电力供应的安全和稳定。
（二）备份保护
波形差动保护主要包括流变压器等多种设备，发生内部故障时，主变压器两侧的断路器会立即跳变。两边的备用保护包括差动等保护，保护命令和动作中断路器会延迟。周边经过检测和调整后，为了迅速有效地分离故障电路，必须严格按照相关设备操作要求进行操作[2]。
备份保护受到主可变阻抗的影响较大，特别是当低压侧出现异常或故障时，高压侧电压可能会变小，电压锁定系统不能快速反应过来。通常使用高低压侧的并行方式，提高故障状态下启动动作的灵敏度和速度，并在低压侧发生故障时快速启动保护工作。另外，通过高压、低压侧电压的变换比对，可以用高、低侧动作快速启动锁环。
（三）过流保护
发生接地故障时，可以通过零序过流保护对变压器进行过流保护，交流电应选择专用接线，电压和电流分别取该侧的两端。如果电流出现断开连接的情况，零序过流保护将立即关闭。电压恢复正常后，零序过流保护可以立即恢复正常使用。这样可以最大限度地发挥间隔保护的作用[3]。
三、检修中的盲点
变压器工作出现故障时，检查维修的主要过程是，低压侧断路器断开时，关闭高压侧断路器，使周围迅速受到电压冲击，完成该动作后，迅速关闭低压侧断路器，然后发送负载。但冲击变化期间，低压侧断路器和电流变压器短路时，差动保护无法正常启动跳闸命令。另外，高压侧备份保护的高压侧总线电压主要可变阻抗相对较大，正常启动跳闸命令很困难，低压侧总线电压正常，不能利用并行启动电路保护高压侧，不能迅速消除线路故障，导致主要变站损坏现象，这就是主要变站保护的盲点[4]。
变压器在实际运行中，最容易出现异常的低压侧出现故障时，低压侧保护应对电压进行降低处理，同时提高电流水平，通过短时延动作跳变到断路器，维持低压侧电压在正常水平线上。但实际上不会对异常点进行电路隔断，短路电流依然能通过高压侧传递到故障点。虽然高压侧故障电流相对较大，但高压侧电压受周围阻抗影响，难以启动可靠的动作，因此无法迅速消除故障，无法建立保护盲区。为了有效地减少主变压器故障，可以持续优化高压侧备份保护行为。
结语：
综上所述，变压器作为电力系统中不可缺少的重要设备，在日常工作过程中不可避免地会出现这样或那样的故障。当故障发生时，如果没有相应的保护，变压器会受到不同程度的损坏，造成事故，对整个电力系统的运行极为不利。因此，为了保证电力系统的安全，尽可能避免上述故障，需要深入了解和研究继电保护技术。相信随着科学技术的发展，继电保护技术在变压器故障解决中的应用会越来越广泛和重要。
参考文献：
[1]郭晓群.继电保护技术在变压器故障解决中的运用研究[J].无线互联科技,2017,06:147-148.
[2]吴路明,薛明军,陈琦,唐治国,陈宏岩,王永旭.多源信息融合技术在继电保护中的应用[J].供用电,2019,3602:29-34+66.
[3]王刚,王锐.变压器故障类型及保护措施分析[J].科技风,2019,35:134+143.
[4]徐路强.浅谈继电保护技术在电力变压器故障中的应用[J].电子世界,2019,24:170-171.