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摘要：在电力系统运行中，电力变压器发挥着非常重要的作用，有效的提高变压器工作的可靠性是保障整个电力系统供电安全可靠的关键。不过在实际工作中，变压器故障一直困扰着电力企业，也影响了电力企业的发展。本文主要对变压器常见故障类型进行了探讨，然后提出了相应的继电保护方法，希望对促进电力企业的发展有所借鉴。
关键词：电力系统；变压器；故障类型；继电保护
中图分类号：TM774 文献标识码： A
变压器故障会影响到电力系统的安全稳定运行，甚至会引发电力事故，给国家及人民群众的生命财产造成威胁，也给电力企业带来不可估量的损失。继电保护技术的应用，对于提高电力系统运行的安全性、可靠性具有非常重要的意义。
1电力变压器故障类型
1.1绕组
变压器中的绕组元件对于变压器不同等级间的电能转换工作所起的作用是基础性的，其所出现的常见故障有绕组接地、绕组短路、绕组中断等，绕组短路问题可以再细划成单相短路与相间短路、股间短路等几个类别。
1.2绝缘
针对实际检修记录加以总结，可以很容易发现，变压器中的故障类别里，绝缘故障所占的比重最高，约为75%至85%，意即绝大多数变压器故障均由绝缘系统不稳定所产生。当变压器在工作状态下，绝缘材料持续损耗，而又有变压器波动效应给设备添加的影响，使得绝缘材料发生老化，形成发黑与枯焦问题。所以在检修时要重点关注绝缘系统的工作情况，如果变压器发生个别部位太热与放电问题，要马上将变压器从供配电系统里面退出来。
1.3开关
如果变压器产生漏油问题，它的分接开关可能要直接暴露出来，外部气流渗入会让形状出现绝缘受潮问题，这是分接开关短路故障的主要成因，继而可能带来变压器损坏。而当分接开关处在磨损及外部污染等原因影响下，其触头接触电阻的面积会有所增加，从而造成分接开关触头强烈的发热氧化反应。
1.4油泄漏
如果变压器的油位太高，则易于引起油枕泄漏，若是当变压器的油位太低，则会形成绝缘击穿故障。通过大量的检修维护结果调查可以发现，变压器中的油位变化会同负荷、冷却系统工作情况、环境条件等因素产生关联。
2电力变压器的继电保护方式研究
2.1变压器气体继电保护
变压器的气体继电保护可以有效保护油浸型变压器，避免它的内部出现功能式故障。例如在变压器发生油箱渗漏事故时，气体继电保护装置能够放出及时的跳闸信号。继电器是这类保护装置的重要元件，其安装位置在油箱及油枕中间的联接管位置。瓦斯保护作为变压器主要保护，其可以反应变压器内部故障和油面降低的情况，包括：内部多相短路、变压器绕组的匝间短路、绕组内部断线、绕组与铁芯或外壳间的短路、铁芯故障、绝缘劣化、油面下降或漏油以及分接开关接触不良等。
（1）轻瓦斯继电保护动作：在油箱中发生的故障很轻的时候，有微量气体带到气体继电器中来，实现从上到下的排油，让油面位置下降，这时候上部触点会被有效连接，启动信号回路，发出音响与灯光信号。
（2）重瓦斯继电保护动作：在油箱中发生的故障较为严重的时候，会有很多气体出现，造成油箱里面的油在范围流动，从连接管带入到油枕中，油气混合物在与气体继电器接触以后，继电器的下触点连通，启动跳闸回路，发出音响与灯光信号。
瓦斯保护具有结构简单、动作迅速以及灵敏可靠的优点，但是它不能反映变压器邮箱外部线路的故障，且在外界因素下可能发生误动作，因此，瓦斯保护作为反映内部故障的主保护，但是不能作为唯一保护装置。
对于0.8MVA及以上的油浸式变压器均应装设瓦斯保护；对于容量在0.4MVA及以上的车间油浸式变压器也应装设瓦斯保护。
2.2变压器差动继电保护
差动继电保护的优点很多，诸如灵敏度好、选择性佳等，并且易于操作，可以在发电机、电动机、电抗器等多个部位得到利用。差动继电保护除了能够发现鉴别设备故障，还能够对故障进行独立消除，有着其他方法所不具备的独特优势。差动继电保护形成的原理是变压器高压与低压两翼电流相伴进行对比。在变压器处在平稳运行的工作状态下，或者是处在外部简单故障状态下，差动继电器中的电流会同两翼电流互感器电流和之间保持很小的差值（差值数额几乎为零），在此时，变压器的差动继电器无主动动作产生，也不会进行有关的保护动作。但是在变压器发生内部故障之际，差动继电器里面的电流会同两翼电流互感器电流和保持一致，故障位置会有很强的短路电流出现，继电器会发生显著动作，以便让各边断路器故障马上排除掉，并同时产生动作警示信号。对单独运行容量为10MVA及以上的变压器，或容量为6.3MVA及以上并列运行变压器和厂用工作变压器，均应装设差动继电保护。
2.3变压器过电流保护
如果电力便压器发生内部或者外部故障，除了可以应用变压器的气体继电保护及差动继电保护之外，还可以把变压器所安装的过电流保护设备当作保护装置。从变压器的基本容量及电流短路情况的区别，过电流保护的办法可以划分成如下几种，如负序式保护、复合式启动保护与低电压启动式保护等。负序式保护我区应用面不广，复合式启动保护是由负序继电器保护与低电压继电器联合组成的闭合回路，只有在电流与电压元件发生同步动作时，才有可能出现跳闸情况。所谓的变压器过电流保护方法则要相对复杂一些，由于要保障动作启动后的安全运行，使动作启动可以自动跳开变压器两边附属位置的断路器，因此要按照可以避开电力变压器最大值负荷电流的前提情况进行启动保护设备的工作，以使启动电流得到最合规范的调整，其用意也就是避开最大值负荷自启动装置电流。
2.4变压器超负荷保护
因为电力变压器出现的绝大多数过负荷均是发生于三相对称情况下的，所以针对过负荷继电保护装置，原则上可以应用单独的电流继电器同单相线路进行连接，达到一对一接線，具体可以分为如下几种情况予以安排。其一，针对双绕组情况的变压器，要在主电源附近安装布置过负荷保护设备。其二，对于一边存在电源的三绕组式降压器而言，若是三边绕组的基础容量保持一致的话，那么要在电源一边安装过负荷保护设备；而若是三边绕组的基础容量存在较大差距，则只于绕组容量较低的一边进行过负荷设备安装即可；其三，针对两边都安排电源的三相绕组降压器设备来讲，最好是在三边都设备过负荷保护装置。其四，针对三边都安排电源的三相绕组降压器来讲，最好是在每一边都安装过负荷保护装置。
2.5过励磁保护
当变压器过励磁时，由于铁心饱和，励磁阻抗下降导致励磁电流增大。其波形为非正弦波，包含大量高次谐波分量，从而使得变压器铁心严重过热以及绝缘劣化，如果励磁电流较高，持续时间过长将可能致使变压器的损坏。高压侧为500kV的电力变压器宜装设过励磁保护装置。
3总结
电力变压器是不同电压间的电能资源转换载体，其在供电与配电体系中发挥的作用非常关键。本文分析了电力变压器的常故障种类，并且提出了几点电力变压器的继电保护方式。如果将这些方法有效地利用起来，必将可以有效提升变压器故障检修能力，确保变压器在配电供电安全保护工作中发挥出更加积极的作用。
参考文献：
[1]尹义武.浅析电力变压器继电保护设计[J].科技传播，2010（18）.
[2]李进.浅谈电力变压器的继电保护[J].北京电力高等专科学校学报，2009（12）.
[3]黄婷君.试论电力变压器继电保护设计[J].科技信息，2010（15）.
[4]曾甫龙.主变压器继电保护设计及原理[J].沿海企业与科技，2009（03）.
[5]魏秀安.电力变压器的继电保护[J].科技资讯，2010（06）.
关键词：电力系统；变压器；故障类型；继电保护
中图分类号：TM774 文献标识码： A
变压器故障会影响到电力系统的安全稳定运行，甚至会引发电力事故，给国家及人民群众的生命财产造成威胁，也给电力企业带来不可估量的损失。继电保护技术的应用，对于提高电力系统运行的安全性、可靠性具有非常重要的意义。
1电力变压器故障类型
1.1绕组
变压器中的绕组元件对于变压器不同等级间的电能转换工作所起的作用是基础性的，其所出现的常见故障有绕组接地、绕组短路、绕组中断等，绕组短路问题可以再细划成单相短路与相间短路、股间短路等几个类别。
1.2绝缘
针对实际检修记录加以总结，可以很容易发现，变压器中的故障类别里，绝缘故障所占的比重最高，约为75%至85%，意即绝大多数变压器故障均由绝缘系统不稳定所产生。当变压器在工作状态下，绝缘材料持续损耗，而又有变压器波动效应给设备添加的影响，使得绝缘材料发生老化，形成发黑与枯焦问题。所以在检修时要重点关注绝缘系统的工作情况，如果变压器发生个别部位太热与放电问题，要马上将变压器从供配电系统里面退出来。
1.3开关
如果变压器产生漏油问题，它的分接开关可能要直接暴露出来，外部气流渗入会让形状出现绝缘受潮问题，这是分接开关短路故障的主要成因，继而可能带来变压器损坏。而当分接开关处在磨损及外部污染等原因影响下，其触头接触电阻的面积会有所增加，从而造成分接开关触头强烈的发热氧化反应。
1.4油泄漏
如果变压器的油位太高，则易于引起油枕泄漏，若是当变压器的油位太低，则会形成绝缘击穿故障。通过大量的检修维护结果调查可以发现，变压器中的油位变化会同负荷、冷却系统工作情况、环境条件等因素产生关联。
2电力变压器的继电保护方式研究
2.1变压器气体继电保护
变压器的气体继电保护可以有效保护油浸型变压器，避免它的内部出现功能式故障。例如在变压器发生油箱渗漏事故时，气体继电保护装置能够放出及时的跳闸信号。继电器是这类保护装置的重要元件，其安装位置在油箱及油枕中间的联接管位置。瓦斯保护作为变压器主要保护，其可以反应变压器内部故障和油面降低的情况，包括：内部多相短路、变压器绕组的匝间短路、绕组内部断线、绕组与铁芯或外壳间的短路、铁芯故障、绝缘劣化、油面下降或漏油以及分接开关接触不良等。
（1）轻瓦斯继电保护动作：在油箱中发生的故障很轻的时候，有微量气体带到气体继电器中来，实现从上到下的排油，让油面位置下降，这时候上部触点会被有效连接，启动信号回路，发出音响与灯光信号。
（2）重瓦斯继电保护动作：在油箱中发生的故障较为严重的时候，会有很多气体出现，造成油箱里面的油在范围流动，从连接管带入到油枕中，油气混合物在与气体继电器接触以后，继电器的下触点连通，启动跳闸回路，发出音响与灯光信号。
瓦斯保护具有结构简单、动作迅速以及灵敏可靠的优点，但是它不能反映变压器邮箱外部线路的故障，且在外界因素下可能发生误动作，因此，瓦斯保护作为反映内部故障的主保护，但是不能作为唯一保护装置。
对于0.8MVA及以上的油浸式变压器均应装设瓦斯保护；对于容量在0.4MVA及以上的车间油浸式变压器也应装设瓦斯保护。
2.2变压器差动继电保护
差动继电保护的优点很多，诸如灵敏度好、选择性佳等，并且易于操作，可以在发电机、电动机、电抗器等多个部位得到利用。差动继电保护除了能够发现鉴别设备故障，还能够对故障进行独立消除，有着其他方法所不具备的独特优势。差动继电保护形成的原理是变压器高压与低压两翼电流相伴进行对比。在变压器处在平稳运行的工作状态下，或者是处在外部简单故障状态下，差动继电器中的电流会同两翼电流互感器电流和之间保持很小的差值（差值数额几乎为零），在此时，变压器的差动继电器无主动动作产生，也不会进行有关的保护动作。但是在变压器发生内部故障之际，差动继电器里面的电流会同两翼电流互感器电流和保持一致，故障位置会有很强的短路电流出现，继电器会发生显著动作，以便让各边断路器故障马上排除掉，并同时产生动作警示信号。对单独运行容量为10MVA及以上的变压器，或容量为6.3MVA及以上并列运行变压器和厂用工作变压器，均应装设差动继电保护。
2.3变压器过电流保护
如果电力便压器发生内部或者外部故障，除了可以应用变压器的气体继电保护及差动继电保护之外，还可以把变压器所安装的过电流保护设备当作保护装置。从变压器的基本容量及电流短路情况的区别，过电流保护的办法可以划分成如下几种，如负序式保护、复合式启动保护与低电压启动式保护等。负序式保护我区应用面不广，复合式启动保护是由负序继电器保护与低电压继电器联合组成的闭合回路，只有在电流与电压元件发生同步动作时，才有可能出现跳闸情况。所谓的变压器过电流保护方法则要相对复杂一些，由于要保障动作启动后的安全运行，使动作启动可以自动跳开变压器两边附属位置的断路器，因此要按照可以避开电力变压器最大值负荷电流的前提情况进行启动保护设备的工作，以使启动电流得到最合规范的调整，其用意也就是避开最大值负荷自启动装置电流。
2.4变压器超负荷保护
因为电力变压器出现的绝大多数过负荷均是发生于三相对称情况下的，所以针对过负荷继电保护装置，原则上可以应用单独的电流继电器同单相线路进行连接，达到一对一接線，具体可以分为如下几种情况予以安排。其一，针对双绕组情况的变压器，要在主电源附近安装布置过负荷保护设备。其二，对于一边存在电源的三绕组式降压器而言，若是三边绕组的基础容量保持一致的话，那么要在电源一边安装过负荷保护设备；而若是三边绕组的基础容量存在较大差距，则只于绕组容量较低的一边进行过负荷设备安装即可；其三，针对两边都安排电源的三相绕组降压器设备来讲，最好是在三边都设备过负荷保护装置。其四，针对三边都安排电源的三相绕组降压器来讲，最好是在每一边都安装过负荷保护装置。
2.5过励磁保护
当变压器过励磁时，由于铁心饱和，励磁阻抗下降导致励磁电流增大。其波形为非正弦波，包含大量高次谐波分量，从而使得变压器铁心严重过热以及绝缘劣化，如果励磁电流较高，持续时间过长将可能致使变压器的损坏。高压侧为500kV的电力变压器宜装设过励磁保护装置。
3总结
电力变压器是不同电压间的电能资源转换载体，其在供电与配电体系中发挥的作用非常关键。本文分析了电力变压器的常故障种类，并且提出了几点电力变压器的继电保护方式。如果将这些方法有效地利用起来，必将可以有效提升变压器故障检修能力，确保变压器在配电供电安全保护工作中发挥出更加积极的作用。
参考文献：
[1]尹义武.浅析电力变压器继电保护设计[J].科技传播，2010（18）.
[2]李进.浅谈电力变压器的继电保护[J].北京电力高等专科学校学报，2009（12）.
[3]黄婷君.试论电力变压器继电保护设计[J].科技信息，2010（15）.
[4]曾甫龙.主变压器继电保护设计及原理[J].沿海企业与科技，2009（03）.
[5]魏秀安.电力变压器的继电保护[J].科技资讯，2010（06）.