变压器常见故障与保护配置

  电力变压器是电力系统的重要组成元件，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带严重的影响。

  电力变压器的故障可以分为油箱内部故障和油箱外部故障。油箱内部故障包括绕组的相间短路、中性点直接接地侧的接地短路和匝间短路。变压器油箱内部故障的危害很大，故障处的电弧不仅烧坏绕组绝缘和铁芯，而且使绝缘材料和变压器油强烈气化，严重时可能引起油箱爆炸。油箱外部故障，主要是绝缘套管和引出线上发生的相间短路和中性点直接接地侧的接地短路。

   变压器的异常运行状态主要有过负荷、外部短路引起的过电流、外部接地短路引起中性点过电压、油面降低及过电压或频率降低引起的过励磁等。

   为了保证电力系统安全可靠地运行，针对上诉故障和异常运行状态，电力变压器应装设下列保护。

   1） 瓦斯保护。0.8MVA及以上的油侵式变压器和0.4MVA及以上的车间内油侵式变压器，均应装设瓦斯保护。

   2） 纵差动保护或电流速断保护。纵差动保护或电流速断保护用来反映变压器绕组、套管及引出线的短路故障，保护动作于跳开各电源侧断路器。

纵差动保护适用于6.3MVA及以上的单独运行变压器、发电厂厂用工作变压器和工业企业中的重要变压器，10MVA及以上的单独运行变压器和发电厂厂用备用变压器。

  3） 相间短路的后备保护。相间短路的后备保护用来防御外部相间短路引起的过电流，并作为瓦斯保护和纵差动保护（或电流速断保护）的后备。保护延时动作于跳开断路器。

  4） 零序保护。对于中性点直接接地系统中的变压器，一般应装设零序保护，用来反映变压器高压绕组及引出线和相邻元件（母线和线路）的接地短路。

  5） 过负荷保护。对于0.4MVA及以上的变压器，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。对于自耦变压器或多绕组变压器，保护装置应能反映公共绕组及各侧的过负荷情况。过负荷保护经延时动作于信号元件。

  6） 过励磁保护。现代大型变压器，额定工作磁密与饱和磁密接近。当电压升高或频率降低时，工作磁密增加，使励磁电流增加。特别是铁芯饱和后，励磁电流急剧增大，造成过励磁，将使变压器温度升高而遭受损坏。因此对于大型变压器应装设过励磁保护，按其过励磁的严重程度，保护装置的输出动作于信号元件或跳开断路器。