变压器运行的安全与继电保护

变压器运行的安全与继电保护

史万才，余来才

（平顶山工业职业技术学院，河南 平顶山 467001）

摘要：本文通过分析变压器在运行中可能承受的各种故障和不正常运行状态，提出了相应的保护措施，并进行了比较详细的分析。从而保证变压器的安全运行。

关键词：变压器 运行 安全 继电保护

The Running Security of the Transformer And the Relay Protection

Shi Wancai Yu Laicai

(Pingdingshan Industrial College of Technology,Pingdingshan,Hanan,467001) Abstract: The article puts forward relevant safeguards through analyzing the transformer that may bear all kings of breakdowns and runs unusually states during the action, and conducts more detailed analyses。Thus, it guarantees the safe operation of the transformer.

Key words: transformer; running; security; relay protection 引言

我们知道，变压器是供电系统中的重要电气设备。它的故障对供电的可靠性和系统的安全运行将会带来严重的影响，同时在经济上也将造成很大的损失。因此，我们必须对重要的变压器装设比较全面的保护。

电力变压器的故障分为内部和外部两种故障。内部故障指变压器油箱里面发生的各种故障，有相间短路、匝间短路、单相接地短路。外部故障指油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，有引出线、绝缘套筒相间短路或接地。同时变压器还有一些不正常运行状态，有过负荷、油面过低、温度升高和外部短路引起的过流等。

针对上述情况，我们将对变压器采取瓦斯保护、速断保护、纵联差动保护、过电流保护和过负荷保护等保护装置。

一、变压器的瓦斯保护

所谓的瓦斯保护装置就是当变压器油箱内部出现故障时，短路电流所产生的电弧或内部某些元部件发热后将使变压器油和其他绝缘物分解而产生大量气体，利用这种气体作为信号来实现的保护成为瓦斯保护装置。

瓦斯保护适用于室外变压器容量在800kVA及以上和室内变压器容量在400kVA及以上的油浸变压器。

瓦斯保护分为重瓦斯保护和轻瓦斯保护之分，重瓦斯保护用来保护变压器油箱内部的相间短路和单相接地故障，发出信号并切断电源。轻瓦斯保护用来保护变压器油箱内部的匝间短路和油面降低等不正常运行状态，一般只发出信号。

瓦斯保护的主要元件是瓦斯继电器，它安装在变压器油箱和油枕的连接管处。当变压器油箱内部出现故障时所产生的气体流向油枕并驱动瓦斯继电器动作。

瓦斯保护具有动作迅速，灵敏度高，接线和安装简单，能反映变压器油箱内部各种类型故障。但它不能反映变压器油箱外部故障。

二、变压器的速断保护

变压器的速断保护是针对瓦斯保护不能反应油箱外部套管和引出线的故障而在电源侧装设的，它与瓦斯保护相互配合，主要来实现对变压器内部和电源侧套管及引出线上故障的保护。其原理接线图见图1。

变压器的速断保护动作电流的整定是按躲过变压器外部二次侧母线最大三相短路电流和变压器空载投入时的励磁涌流为依据来进行整定的。

变压器的电流速断保护具有接线简单、动作迅速等优点，但由于它的动作电流是按躲过变压器外部二次侧最大三相短路电流整定的，所以它仅能保护电源侧套管及引出线及部分一次侧绕组的相间短路故障。

三、变压器的纵联差动保护

变压器的纵联差动保护是针对电流速断保护不能保护电源侧套管及引出线及部分一次侧绕组的相间短路以外的故障而设置的。所以它用来保护变压器内部及套管和引出线上短路故障。其原理接线图见图2、图3。

????IK?I1?I2。正常情况下，如果选择变压器两侧电流互感器变比和接线方式的方法适当，

使流过继电器的电流（这叫不平衡电流）很小，保护装置不动作。当外部短路时，此电流会增大，大于整定电流，继电器就动作，瞬间切断变压器两侧的断路器，把故障切除。这就是变压器的纵联差动保护的工作原理。但是如果在正常情况下不平衡电流过大，就可能造成差动保护误动作。而影响不平衡电流增大的原因主要有五个方面，既变压器接线方式、电流互感器类型、电流互感器变比、变压器励磁涌流和改变变压器调压分接头，相应的解决方法是采用相位补偿法（即将变压器星形接线侧的电流互感器二次侧接成三角形；变压器三角形接线侧的电流互感器二次侧接成星形来消除两侧电流互感器二次电流的相位差。见图4）、引入电流互感器的同型系数、采用BCH型差动继电器、速饱和变流器和提高保护装置的动作电流来躲过不平衡电流。

从图中可以看出，流过继电器中的电流等于两侧电流互感器流出电流之差，即

四、变压器的过电流保护

变压器的过电流保护装置安装在变压器的电源侧。作为变压器的外部故障和内部故障的后备保护，同时也作为下一级线路的后备保护。但是变压器的过电流保护装置的动作切除故障时间较长。其原理接线图见图5。

变压器的过电流保护装置动作电流应按照躲过变压器的最大工作电流来整定。时间整定按照的整定阶梯原则进行来确定。

五、变压器的过负荷保护

变压器过负荷保护是为了保护变压器一些不正常运行状态而设置的。由于过负荷电流是对称的，所以只需在任一相上装设电流继电器即可。其原理接线图见图6。

过电流保护的动作电流应按照躲过变压器的额定电流来整定。在时间整定上，为了防止短路和电动机启动时误发信号，所以过负荷保护的整定时间要大于变压器的过电流保护的动作时间和电动机启动时间，一般取10秒。