一、變壓器的故障類型

1、 油箱內(nèi)部故障

a．種類相間短路、繞組的匝間短路和單相接地短路。

b．危害：產(chǎn)生高溫電弧不僅會(huì)燒毀繞組和鐵心，而且還會(huì)使變壓器油絕緣受熱分解產(chǎn)生大量氣體，引起變壓器油箱爆炸。

2、油箱外部故障

a．引線及絕緣套管處會(huì)產(chǎn)生各種相間短路和接地（對(duì)變壓器外殼）短路。

b．危害：短路時(shí)，會(huì)造成繞組線圈變形，繞組絕緣降低。

二、變壓器的繼電保護(hù)種類及保護(hù)范圍

1、瓦斯保護(hù)

用來防御變壓器的內(nèi)部故障。

當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，油受熱分解產(chǎn)生氣體或當(dāng)變壓器油面降低時(shí)，瓦斯保護(hù)應(yīng)動(dòng)作。

容量在800 kV·A及以上的油浸式變壓器和400 kV·A及以上的車間內(nèi)變壓器一般都應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。其中輕瓦斯動(dòng)作于報(bào)警信號(hào)，重瓦斯動(dòng)作于跳開各電源側(cè)斷路器。

瓦斯保護(hù)又稱為氣體繼電保護(hù)，是防御油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本保護(hù)裝置。瓦斯保護(hù)可以很好地反映變壓器的內(nèi)部故障，如變壓器繞組的匝間短路。

瓦斯繼電器裝設(shè)在變壓器的油箱與儲(chǔ)油柜之間的連通管上，如下圖所示。

為了使油箱內(nèi)產(chǎn)生的氣體能夠順暢地通過瓦斯繼電器排往儲(chǔ)油柜，變壓器安裝時(shí)應(yīng)取1%～1.5%的傾斜度；而變壓器在制造時(shí)，連通管對(duì)油箱頂蓋也有2%～4%的傾斜度。

瓦斯保護(hù)裝置的工作原理

①在變壓器正常工作時(shí)，瓦斯繼電器的上、下油杯中都是充滿油的，油杯因其平衡錘的作用使其上、下觸點(diǎn)都是斷開的。

②當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障致使油面下降時(shí)，上油杯因其中盛有剩余的油使其力矩大于平衡錘的力矩而下降，從而使上觸點(diǎn)接通，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，這就是輕瓦斯動(dòng)作。

③當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，由故障產(chǎn)生的大量氣體沖擊擋板，使下油杯降落，從而使下觸點(diǎn)接通，直接動(dòng)作于跳閘，這就是重瓦斯動(dòng)作。

④如果變壓器出現(xiàn)漏油，將會(huì)引起瓦斯繼電器內(nèi)的油慢慢流盡。先是上油杯降落，接通上觸點(diǎn)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)；當(dāng)油面繼續(xù)下降時(shí)，會(huì)使下油杯降落，下觸點(diǎn)接通，從而使斷路器跳閘，切除變壓器。

2、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)

變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是反映變壓器一、二次側(cè)電流差值的一種快速動(dòng)作的保護(hù)裝置，用來保護(hù)變壓器內(nèi)部以及引出線和絕緣套管的相間短路，并且也可用來保護(hù)變壓器的匝間短路，其保護(hù)區(qū)在變壓器一、二次側(cè)所裝電流互感器之間。

工作原理

· 變壓器差動(dòng)保護(hù)是利用保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí)，變壓器一、二次側(cè)電流在差動(dòng)回路中引起的不平衡電流而動(dòng)作的一種保護(hù)。在正常運(yùn)行和外部k-1點(diǎn)短路時(shí)，希望盡可能地小，理想情況下=0，但這幾乎是不可能的，不僅與變壓器和電流互感器的接線方式及結(jié)構(gòu)性能等因素有關(guān)，而且與變壓器的運(yùn)行方式有關(guān)，因此只能設(shè)法使之盡可能地減少。

· 勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的原因是由于變壓器鐵心中磁通不能突變引起過渡過程產(chǎn)生的，因此，在變壓器差動(dòng)保護(hù)中減小勵(lì)磁涌流影響的方法如下：

① 采用具有速飽和鐵心的差動(dòng)繼電器。

② 采用比較波形間斷角來鑒別內(nèi)部故障和勵(lì)磁涌流的差動(dòng)保護(hù)。

③ 利用二次諧波制動(dòng)而躲開勵(lì)磁涌流。

用來防御變壓器內(nèi)部故障及引出線套管的故障。

容量在10000 kV·A及以上單臺(tái)運(yùn)行的變壓器和容量在6300 kV·A及以上并列以運(yùn)行的變壓器，都應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。

3、電流速斷保護(hù)

用來防御變壓器內(nèi)部故障及引出線套管的故障。

容量在10000 kV·A以下單臺(tái)運(yùn)行的變壓器和容量在6300 kV·A以下并列運(yùn)行的變壓器，一般裝設(shè)電流速斷保護(hù)來代替縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。

對(duì)容量在2000 kV·A以上的變壓器，當(dāng)靈敏度不能滿足要求時(shí)，應(yīng)改為裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。

在帶時(shí)限過電流保護(hù)中，保護(hù)裝置的動(dòng)作電流都是按照線路最大負(fù)荷電流的原則整定的，因此，為了保證保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性，就必須采用逐級(jí)增加的階梯形時(shí)限特性。這就造成了短路點(diǎn)越靠近電源，保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)限越長，短路危害也越嚴(yán)重。為了克服這一缺點(diǎn)，同時(shí)又保證動(dòng)作的選擇性，一般采用提高電流整定值以限制保護(hù)動(dòng)作范圍的方法，減小保護(hù)動(dòng)作時(shí)限，這就構(gòu)成了電流速斷保護(hù)。

由于無時(shí)限電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流躲過了被保護(hù)線路末端的最大短路電流，因此在靠近末端的一段線路上發(fā)生的不一定是最大的短路電流(例如兩相短路電流)時(shí)，電流速斷保護(hù)就不可能動(dòng)作，也就是電流速斷保護(hù)實(shí)際上不能保護(hù)線路的全長。這種保護(hù)裝置不能保護(hù)的區(qū)域稱為“保護(hù)死區(qū)”。

4、過電流保護(hù)

用來防御變壓器內(nèi)部和外部故障。

作為縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作于跳開各電源側(cè)斷路器。

5、過負(fù)荷保護(hù)

?變壓器的過負(fù)荷保護(hù)用來表征變壓器正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的過負(fù)荷情況，只在變壓器確有過負(fù)荷可能的情況下才予以裝設(shè)，一般動(dòng)作于信號(hào)。

過負(fù)荷保護(hù)只需要在一相上裝一個(gè)電流繼電器。

工作原理：在過負(fù)荷時(shí)，電流繼電器動(dòng)作，再經(jīng)過時(shí)間繼電器給予一定延時(shí)，最后接通信號(hào)繼電器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。過負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)躲過變壓器的一次側(cè)額定電流；過負(fù)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)躲過電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)時(shí)間，通常取10～15 s。

用來防御變壓器因過負(fù)荷而引起的過電流。

保護(hù)裝置只接在某一相的電路中，一般延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，也可以延時(shí)跳閘，或延時(shí)自動(dòng)減負(fù)荷（無人值守變電所）。

6、零序電流保護(hù)

零序電流保護(hù)裝于變壓器中性點(diǎn)接地引出線的電流互感器上，保護(hù)動(dòng)作后切除變壓器一、二次側(cè)的斷路器。

零序電流保護(hù)由電流元件和電壓元件兩部分組成。

?對(duì)低壓側(cè)為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)（三相四線制），當(dāng)高壓側(cè)的保護(hù)靈敏度不能滿足要求時(shí)，應(yīng)裝設(shè)專門的零序電流保護(hù)。