變壓器常用的繼電保護

薛瑞電氣在化工廠中的地位是很重要的，是化工廠的動力來源。而變壓器則是電氣的最重要的部分，可以說沒有變壓器，就沒有電氣的正常運行。可見變壓器的正常運行是很重要的。因此我們需要對變壓器的正常運行進行一些保護措施。想了解變壓器的保護，首先要從變壓器的故障開始說起。

變壓器的故障可分為內部故障和外部故障。內部故障是指變壓器油箱里面發生的故障，主要是繞組的相間短路、匝間短路或層間短路、單相接地短路及燒壞鐵芯等。外部故障是郵箱外部的套管及引出線上的故障，可能導致引出線相間短路或者一相碰接變壓器外殼的單相接地短路。一：變壓器保護裝置的配置及其作用

為了限制各種故障和不正常工作狀態的影響，根據GB50062《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規范》的規定，變壓器一般應配置下列保護裝置：

（1）瓦斯保護：反應變壓器的內部故障和油面降低的保護。

（2）差動保護或電流速斷保護：反應變壓器繞組和引出線的相間短路、中性點直接接地側繞組和引出線的接地短路以及繞組匝間短路。（3）過電流保護：反應變壓器外部的短路故障，并作為變壓器的后備保護。

（4）低壓側零序電流保護：對于0.4MVA及以上，繞組為星形—星形連接低壓側中性點直接接地的變壓器可裝設接于低壓側中心線上的零序電流保護。

（5）過負荷保護：對于0.4MVA及以上變壓器，應根據可能過負荷的情況裝設過負荷保護。對于三繞組變壓器，保護裝置應能反應各側過負荷的情況。（6）溫度保護：對于變壓器溫度升高，應按現行電力變壓器標準的要求，裝設溫度保護。二：變壓器保護裝置原理

1:瓦斯保護

油浸變壓器利用變壓器油作為絕緣和冷卻介質。當變壓器內部發生故障時，故障點局部產生高溫，使油內的氣體被排除，變成氣泡上升；故障點產生的電弧使絕緣物和變壓器油分解而產生大量的氣體。氣體排出的多少，與變壓器故障的嚴重程度和性質是有關系的，利用這種氣體的出現來實現保護的裝置，稱為瓦斯保護。

瓦斯保護有氣體繼電器來實現，氣體繼電器安裝在郵箱和油枕之間的連接管道中，油箱內的氣體出現時都要通過氣體繼電器流向油枕。

變壓器內部發生輕微故障時，產生的氣體聚集在繼電器上部，迫使油面下降，使桿彈簧觸點閉合，發出“輕瓦斯動作”信號。

變壓器內部發生嚴重故障時，產生大量的氣體以及強烈的油流沖擊擋板。當油流速度達到整定值時，觸點閉合發出“重瓦斯跳閘”脈沖，切斷變壓器電源。2：過電流保護

變壓器的過電流保護一般裝在變壓器的電源側，動作后跳開變壓器各側的斷路器。它主要是作為變壓器外部短路引起過電流的保護，同時也作為變壓器及其出線的后備保護。變壓器過電流保護的一次動作電流應按躲過最大負荷電流整定，即：

Iop=Krel/Kr*Il.max

式中：Krel—可靠系數，一般取1.2-1.3

Kr—返回系數，一般取0.85

Il.max—變壓器的最大負荷電流3：電流速斷保護

電流速斷保護裝設在變壓器的電源側，作為變壓器一次繞組及其引線短路故障的速斷保護，在中小容量電力變壓器保護裝置中得到廣泛的應用。電流速斷保護與瓦斯保護配合，可切除變壓器高壓側及其內部的各種故障。雙繞組降壓變壓器電流速斷保護原理接線圖和過電流保護原理接線圖相似，只是電流繼電器動作后不需經過時間繼電器KT延時，在小電流接地系統中一般應采用兩相三繼電器接線。

電流速斷保護動作后，跳變壓器兩側斷路器，將故障移除。電流速斷保護接線簡單，動作迅速，廣發應用中小型變壓器的保護。變壓器電流速斷保護的動作電流一般按躲過變壓器二次側母線三相短路時最大短路電流整定，即：

Iop=Krel*Ik.max(3)

Krel—可靠系數，一般取1.4-1.5

Ik.max(3)—變壓器外部（二次側母線）三相短路時的最大短路電流4：差動保護

變壓器的差動保護，是將變壓器的一次側和二次側電流的數值和相位進行比較而構成的保護裝置，是變壓器的主保護之一。

差動保護是按照循環電流原理構成的。在變壓器兩側都裝設電流互感器，其二次繞組按循環電流原理相串聯，差動繼電器KD并接在差電流回路中。由于變壓器一次側和二次側額定電流不同，相位不一定相同，因此必須適當選擇兩側電流互感器的變比，注意電流互感器的接線，使得正常運行和外部故障時兩側的互感器二次側電流大小相等，相位相反，流進差動繼電器的電流在理論上為零。為了使變壓器在正常運行和區別故障時流入差動繼電器的電流理論上為零，可在電流互感器接線和差動保護裝置中采取不同措施予以解決。

差動保護靈敏度高、動作迅速、選擇性好，不需要與相鄰元件在保護整定值上配合，在電力用戶的變壓器保護中得到了廣泛的應用。5：低壓側零序電流保護

對于電力用戶常用的低壓側電壓為400V雙繞組降壓變壓器，除利用相間短路的過電流保護作為低壓側單項接地保護外，還在變壓器低壓中性線上裝設零序電流保護裝置，作為變壓器低壓側的單相接地保護。

6：過負荷保護

在可能發生過負荷運行的變壓器上，都需裝設過負荷保護裝置。在有人值班的情況下，過負荷保護通常作用于信號；在無人值班的情況下，過負荷保護可動作于跳閘或斷開部分負荷。變壓器的過負荷電流，大多數情況下都是三相對稱的，因此過負荷保護只需要接入一相電流，用一個電流繼電器來實現，經過延時作用于跳閘或信號。二次電壓為400V的電力變壓器低壓側裝設低壓斷路器時，可利用低壓斷路器長延時脫扣器達到