电力变压器的故障类型及保护方式

变压器的故障可以分为油箱内和油箱外故障两种。油箱内的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损等；对变压器来讲，这些故障都是十分危险的，因为油箱内故障时产生的巨大热量，将引起绝缘物质的剧烈气化，从而可能引起爆炸。油箱外的故障，主要是套管和引出线上发生相间短路和接地短路。

变压器的不正常运行状态主要有由于变压器外部相间短路引起的过电流和外部接地短路引起的中性点过电流、过电压；由于负荷超过额定容量引起的过负荷以及由于漏油等原因而引起的油面降低。

此外，对大容量变压器，由于其额定工作时的磁通密度相当接近于铁心的饱和磁通密度，因此在过电压或低频率等异常运行方式下，还会发生变压器的过励磁故障。

根据上述故障类型和不正常运行状态，对变压器应装设下列保护。

1.装设瓦斯保护

对变压器油箱内的各种故障以及油面的降低，应装设瓦斯保护，它反应油箱内部所产生的气体或油流而动作。其中轻瓦斯保护动作于信号，重瓦斯保护动作于跳开变压器各电源侧的断路器。装设瓦斯保护的变压器容量是，800kVA 及以上的油浸式变压器和400kVA 及以上的车间内油浸式变压器，对带负荷调压的油浸式变压器的调压装置，也应装设瓦斯保护。

2.纵差动保护或电流速断保护

对于变压器绕组、套管及引出线上的故障，应根据容量的不同，装设纵差动保护或电流速断保护。纵差动保护适用于并列运行的变压器，容量为6300kVA 以上时；单独运行的变压器，容量为10000kVA 以上时；发电厂厂用工作变压器和工业企业中的重要变压器，容量为6300kVA 以上时。电流速断保护用于10000kVA 以下的变压器，且其过电流保护的时限大于0.5s时。对2000kVA 以上的变压器，当电流速断保护的灵敏性不能满足要求时，也应装设纵差动保护。

上述各保护动作后，均应跳开变压器各电源侧的断路器。

3.外部相间短路时，应采用的保护

反应外部相间短路时引起的过电流和作为瓦斯、差动保护、电流速断的后备保护对于外部相间短路引起的变压器过电流，应采用下列保护作为后备保护。

(1)过电流保护，一般用于降压变压器，保护装置的整定值应考虑事故状态下可能出现的过负荷电流；

(2)复合电压起动的过电流保护，一般用于升压变压器、系统联络变压器及过电流保护灵敏度不满足要求的降压变压器上；(www.xing528.com)

(3)负序电流及单相式低电压起动的过电流保护，一般用于容量为63MVA 及以上的升压变压器；

(4)阻抗保护，对于升压变压器和系统联络变压器，当采用第(2)、(3)的保护不能满足灵敏性和选择性要求时，可采用阻抗保护。

4.外部接地短路时，应采用的保护

对中性点直接接地电力网内，由外部接地短路引起过电流时，如变压器中性点接地运行，应装设零序电流保护。

对自耦变压器和高、中压侧中性点都直接接地的三绕组变压器，当有选择性要求时，增设零序方向元件。

5.过负荷保护

对400kVA 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，应根据可能过负荷的情况，装设过负荷保护。过负荷保护接于一相电流上，并延时作于信号。对于无经常值班人员的变电站，必要时过负荷保护可动作于自动减负荷或跳闸。

6.过励磁保护

高压侧电压为500kV 的变压器，对频率降低和电压升高引起的变压器工作磁密升高，应装设过励磁保护。保护由两段组成，低定值段动作于信号，高定值段动作于跳闸。

7.其他保护

对于变压器温度及油箱内压力升高和冷却系统故障，装设作用于信号或动作于跳闸的装置。