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电老虎网|收藏 | 变压器主保护与后备保护知识全解


变压器是连续运行的静止设备 ， 运行比较可靠 ， 故障机会较少 。但由于绝大部分变压器安装在户外 ， 并且受到运行时承受负荷的影响以及电力系统短路故障的影响 ， 在运行过程中不可避免的出现各类故障和异常情况 。
1、变压器的常见故障和异常
变压器的故障可分为 内部故障和外部故障。
内部故障 指的是箱壳内部发生的故障 ， 有绕组的相间短路故障、一相绕组的匝间短路故障、绕组与铁芯间的短路故障、绕组的断线故障等 。
外部故障 指的是变压器外部引出线间的各种相间短路故障、引出线绝缘套管闪络通过箱壳发生的单相接地故障 。
变压器发生故障危害很大 。特别是发生内部故障时 ， 短路电流所产生的高温电弧不仅会烧坏变压器绕组的绝缘和铁芯 ， 而且会使变压器油受热分解产生大量气体 ， 引起变压器外壳变形甚至爆炸 。因此变压器故障时必须将其切除 。
变压器的 异常情况主要有过负荷、油面降低、外部短路引起的过电流 ， 运行中的变压器油温过高、绕组温度过高、变压器压力过高、以及冷却系统故障等 。当变压器处于异常运行状态时 ， 应给出告警信号 。
2、变压器保护的配置
短路故障的主保护： 主要有纵差保护、重瓦斯保护等 。
短路故障的后备保护： 主要有复合电压闭锁过流保护、零序（方向）过流保护、低阻抗保护等 。
异常运行保护： 主要有过负荷保护、过励磁保护、轻瓦斯保护、中性点间隙保护、温度油位及冷却系统故障保护等 。
3、非电量保护
利用变压器的油、气、温度等非电气量构成的变压器保护称为非电量保护 。主要有瓦斯保护、压力保护、温度保护、油位保护及冷却器全停保护 。非电量保护根据现场需要动作于跳闸或发信 。
（1）瓦斯保护
当变压器内部发生故障时 ， 由于短路电流和短路点电弧的作用 ， 变压器内部会产生大量气体 ， 同时变压器油流速度加快 ，利用气体和油流来实现的保护称为瓦斯保护 。
轻瓦斯保护： 当变压器内部发生轻微故障或异常时 ， 故障点局部过热 ， 引起部分油膨胀 ， 油内气体形成气泡进入气体继电器 ， 轻瓦斯保护动作 ， 发出轻瓦斯信号 。
重瓦斯保护： 当变压器油箱内发生严重故障时 ， 故障电流较大 ， 电弧使变压器油大量分解 ， 产生大量气体和油流 ， 冲击档板使重瓦斯继保护动作 ， 发出重瓦斯信号并出口跳闸 ， 切除变压器 。
重瓦斯保护是油箱内部故障的主保护， 他能反映变压器内部的各种故障 。 当变压器发生少数匝间短路 ， 虽然故障电流很大 ， 但在差动保护中产生的差流可能并不大 ， 差动保护可能拒动 。 因此对于变压器内部故障 ， 需要依靠重瓦斯保护切除故障 。

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本文插图

（2）压力保护
压力保护也是变压器油箱内部故障的主保护 。含压力释放和压力突变保护 ， 用于反应变压器油的压力 。
（3）温度及油位保护
当变压器温度升高达到预警值 ， 温度保护发出告警信号 ， 并投入起动备用冷却器 。
当变压器漏油或由于其他原因使得油位降低是 ， 油位保护动作 ， 发出告警信号 。
（4）冷却器全停保护
当运行中的变压器冷却器全停时 ， 变压器温度会升高 ， 若不及时处理 ， 可能会导致变压器绕组绝缘损坏 。因此在变压器运行中冷却器全停时 ， 该保护发出告警信号并经长延时切除变压器 。
4、差动保护
变压器差动保护是变压器电气量的主保护 ， 其保护范围是各侧电流互感器所包围的部分 。 在这范围内发生的绕组相间短路、匝间短路等故障时 ， 差动保护均要动作 。
关于变压器差动保护的原理 ， 之前我们之前已经进行了详细的讨论 ， 需要的朋友可以在历史记录6、7、8期中回看相关内容 。对此就不做赘述了 ， 这里再简单补充一些关于励磁涌流的概念 。


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