变压器初认识
这样的变压器正常吗
1.变压器故障
变压器大多为油浸式的，其高、低压绕组均在油箱内，故变压器故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障两种。油箱内部故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的烧毁等。这些故障都是十分危险的，因为油箱内部故障时产生的电弧将引起绝缘物质的剧烈汽化，从而可能引起爆炸。因此，这些故障应该尽快加以切除。油箱外部故障主要是套管和引出线上发生相间短路和接地短路。实践表明，变压器套管及引出线上的相间短路和接地短路，以及绕组的匝间短路是比较常见的故障形式，而变压器油箱内发生相间短路的情况比较少。
变压器故障类型（微课）
变压器的不正常运行状态主要有：变压器外部相间短路和外部接地短路引起的过电流以及中性点过电压；负荷超过额定容量引起的过负荷；漏油引起的油面降低或冷却系统故障引起的温度升高；大容量变压器由于其额定工作时的磁通密度相当接近铁芯的饱和磁通密度，因此在过电压或低频率等异常运行方式下会发生变压器的过励磁故障，引起铁芯和其他金属构件过热。
2.变压器的保护方式
为了保证变压器的安全运行，根据《继电保护与安全自动装置的运行条例》，针对变压器的上述故障和不正常运行状态，变压器应装设以下保护。
1）瓦斯保护
800 kV·A 及以上的油浸式变压器和400 kV·A 以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。
2）纵联差动保护或电流速断保护
6 300 kV·A 及以上并列运行的变压器、10 000 kV·A 及以上单独运行的变压器、发电厂中厂用电变压器和工业企业中6 300 kV·A 及以上重要的变压器，均应装设纵联差动保护。10 000 kV·A 及以下的电力变压器应装设电流速断保护，其过电流保护的动作时限应大于0.5 s。对于2 000 kV·A 以上的变压器，当电流速断保护的灵敏度不满足要求时，也应装设纵联差动保护。
3）相间短路的后备保护(www.xing528.com)
相间短路的后备保护可反映外部相间短路引起的变压器过电流，作为瓦斯保护和纵联差动保护（或电流速断保护）的后备保护。相间短路的后备保护类型较多，有过电流保护和低电压起动的过电流保护，宜用于中、小容量的降压变压器；复合电压起动的过电流保护，宜用于升压变压器和系统联络变压器，以及过电流保护灵敏度不能满足要求的降压变压器；6 300 kV·A 及以上的升压变压器，应采用负序电流保护及单相式电压起动的过电流保护；对于大容量升压变压器或系统联络变压器，为了满足灵敏度要求，还可采用阻抗保护。
4）接地短路的零序保护
中性点直接接地系统中的变压器，应装设零序电流保护，用于反映变压器高压侧（或中压侧）以及外部元件的接地短路；变压器的中性点可能接地或不接地运行时，应装设零序电流、电压保护。零序电流保护延时跳开变压器各侧断路器，零序电压保护作为中性点不接地变压器保护。
5）过负荷保护
对于400 kV·A 以上的变压器，当数台并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应装设过负荷保护。过负荷保护通常只装在一相，其动作时限较长，延时动作于发出信号。
6）其他保护
高压侧电压为500 kV 及以上的变压器，对于频率降低和电压升高而引起的变压器励磁电流升高，应装设变压器过励磁保护。对于变压器温度和油箱内压力升高，以及冷却系统故障，按变压器现行标准要求，应装设相应的保护装置。
变压器保护方法
3.变压器保护装置的工作流程
变压器保护装置的工作流程如图5−1−1所示，保护测量变压器的各参量未超过定值时，保护处于正常状态。当发生故障时，装置中各保护根据测量的故障量判定故障是否发生在各自的保护范围内。当变压器故障时，可分为油箱内部故障和油箱外部故障，若故障点在油箱外，纵联差动保护动作跳闸；若故障点在油箱内，则气体保护能以较高的灵敏度动作于跳闸。无论是油箱内部故障还是油箱外部故障，变压器相间短路后备保护均应起动。若为接地故障，则零序保护作为接地故障的后备保护同时起动。在后备保护动作延时内，故障若消失，则后备保护返回到正常工作状态；若故障仍存在，则动作于跳闸，将变压器从电网中切除。此外，当变压器出现过负荷等异常工作状态时，相应的保护动作发出信号。
图5−1−1 变压器保护装置的工作流程
油浸式配电变压器AR
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