变压器的一些基本掩护知识
宣布时间：2017-05-23 01:23:25
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一、变压器的故障
1、内部故障
变压器内部故障主要包括绕组相间短路、绕组匝间短路和中性点接地系统绕组地接地短路等。这些故障危害很大 ，因为短路电流爆发的高温电弧不但会烧毁绕组绝缘盒铁芯 ，还会使绝缘质料和变压器油剖析而爆发大宗气体 ，有可能使变压器油箱局部变形、破裂 ，甚至爆发油箱爆炸事故。因此 ，当变压器爆发内部故障时 ，必须迅速将变压器切除。这点需切记。
2、外部故障
变压器外部故障主要是变压器套管和引出线上爆发的相间短路和接地短路。爆发这类故障时 ，也应迅速切除变压器 ，以尽量减少短路电流对变压器的攻击。
二、变压器不正常事情状态
变压器不正常事情状态主要变现为：
（1）外部短路引起的电流。
（2）过负荷。
（3）油箱漏油造成的油面降低。
（4）变压器中性点电压升高或外部电压过高或频率降低等引起的过励磁。
三、变压器应装设的掩护装置
（1）反应变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯掩护。
（2）反应变压器绕组和引出线相间短路、中性点直接接地系统绕组和引出线的单相接地短路的纵差掩护或电流速断掩护。
（3）反应变压器外部相间短路并作为瓦斯掩护盒差动掩护（或电流速断掩护）后备的过电流掩护（或复合电压起动的过电流掩护或负序过电流掩护）。
（4）反应中性点直接接地系统中变压器外部、内部接地短路的零序电流掩护。
（5）反应变压器对称过负荷的过负荷掩护。
（6）反应变压器过励磁的掩护。
四、变压器的主掩护
（一）瓦斯掩护
（1）瓦斯掩护的基本事情原理
反应故障时气体数量和油流速度的掩护称为瓦斯掩护。当变压器内部故障时 ，故障点局部高温使变压器油温升高 ，体积膨胀 ，油内空气被排出而形成上升气体。若故障点爆发电弧 ，则变压器油和绝缘质料将剖析出大宗气体 ，这些气体自油箱流向储油柜。
故障水平越严重 ，爆发气体越多 ，流向储油柜的油流速度越快。由于气体数量和油流速度能直接反应变压器故障性质和严重水平 ，股爆发少量气体和气流速度较小时 ，轻瓦斯行动于信号;故障严重 ，油流速度高时 ，重瓦斯掩护瞬时作用于跳闸。
气体继电器是组成瓦斯掩护的主要元件 ，它是装置在油箱与储油柜的联管中部 ，这样油箱内部气体必须通过气体继电器才华流向储油柜。为了使气体顺利地流向储油柜 ，老式变压器要求油箱与联管都要有一定倾斜度 ，其中油箱要求有1%-1.5% ，联管要求有2%-4%的倾斜度。
新型的变压器在容易聚集气体的地方（如套管升高座）装有集气分担 ，各集气分担都接入集气总管 ，然后将集气总管接到气体继电器前端的联管上。这样 ，只要集气管和联管有一定倾斜度 ，气体就能流入储油柜 ，所以油箱就没有倾斜度方面的要求了。
目前 ，海内接纳开口杯挡板式气体继电器 ，其事情原理如下：
1）正常事情时 ，开口杯中充满了油 ，由于开口杯自身重力爆发的力矩小于平衡锤爆发的力矩 ，所以开口杯向上顶 ，干簧触点断开。
2）当变压器油箱内部爆发轻微故障时 ，少量气体将聚集在继电器的顶部 ，使继电器内的油面下降 ，开口杯露出油面 ，由于开口杯自身重量加上杯内的油重量所爆发的力矩大于平衡锤爆发的力矩 ，因此开口杯向下转动 ，当牢固在开口杯上的磁铁随开口杯下降到接近干簧触点时 ，该触点闭合发出轻瓦斯行动信号。
3）当油箱内部爆发严重故障时 ，就会爆发大宗的气体并陪同着油流攻击挡板 ，当油流速度抵达继电器的整定值时 ，挡板被冲到一定的位置 ，牢固在挡板上的磁铁就接近于干簧触点 ，使该触点闭合 ，该触点闭合行动于断路器跳闸。
�。�2）瓦斯掩护的整定
1）轻瓦斯掩护的整定
轻瓦斯行动值的巨细用气体容量巨细体现。一般轻瓦斯掩护的气体容积规模为20 -300cm 3;气体容量的调解可通过改变重锤的力臂长度来实现。
2）重瓦斯掩护的整定
重瓦斯掩护行动值的巨细用油流速度巨细来体现。对油流的一般要求：自冷式变压器为0.8-1.0m/s ，强油循环变压器为1.0-1.2m/s ，120MVA以上的变压器为1.2-1.3m/s。
（3）瓦斯掩护的优缺点
瓦斯掩护的主要优点是结构简单 ，能全面反应变压器油箱内部的种种故障。特别是当爆发匝间短路且被短接的匝数很少时 ，故障回路的电流虽然很大 ，可能造成严重的局部过热 ，但反应在外部电路的电流变革却很小 ，甚至连灵敏性较高的差动掩护也可能不可动。因此 ，瓦斯掩护对反应这类故障具有特别重要的意义。别的 ，瓦斯掩护是铁芯烧损的唯一掩护。瓦斯掩护由于简单、灵敏、经济而被广泛使用 ，在800KVA及以上的油浸式变压器和400KVA及以上的室内油浸式变压器均应装设瓦斯掩护。
瓦斯掩护的主要缺点是不可反应变压器套管及引出线的故障。所以瓦斯掩护不可作为变压器地唯一主掩护 ，它与差动掩护配相助为变压器田主掩护。
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1、差动掩护的基来源理
变压器差动掩护是按循环电流原理组成的 ，它能正确区分变压器内、外故障 ，并能瞬时切除掩护区内的故障。变压器两侧划分装设电流互感器TA1和TA2 ，其二次线圈按环流原则相串联 ，差动继电器接在差流回路上。
正常运行或外部故障时 ，变压器两侧都有电流通过 ，两个电流互感器的变比若选择适其时 ，二次电流I12和I22的巨细相等 ，偏向相同 ，而在差动回路中I12和I22的偏向相反 ，因而差动继电器KD中的电流即是两侧电流互感器二次电流之差 ，电流为零 ，所以正常运行或外部故障时继电器不会行动。
当变压器内部爆发故障时 ，两侧电流互感器的二次电流Id12和Id22在差动回路中偏向相同 ，差动继电器流过的电流为两电流之和 ，使差动继电器行动。
实际上 ，由于变压器励磁涌流、接线方法和电流互感器的误差等因素的影响 ，差动继电器中会流过不平衡电流 ，不平衡电流越大 ，继电器的行动电流越大 ，致使差动掩护的灵敏性降低。因此差动掩护需要解决的主要问题之一是接纳种种步伐制止不平衡电流的影响 ，在包管选择性的条件下 ，还要包管内部故障时有足够的灵敏性和速动性。
2、差动掩护的特殊问题
1）励磁电流的影响
变压器正常运行时的励磁电流只流过电源侧 ，通过电流互感器反应到差动回路造成不平衡电流。不过在正常情况下 ，变压器励磁电流很小 ，一般不凌驾额定电流的1%;在外部故障时 ，由于电压降低 ，励磁电流也减小 ，所以它的影响就更小 ，故在实际整准时不予考虑。
2）励磁涌流的影响
当变压器空载合闸时 ，可能泛起很大的励磁涌流 ，其值最大可达变压器额定电流的6-8倍。它经变压器电源侧电流互感器传到二次侧 ，如流入差动回路 ，往往会导致差动掩护的误行动。
避免励磁涌流引起差动掩护误动的步伐：
（1）接纳差动速断掩护。由于差动速断掩护有固有行动时间 ，故行动电流无需避开最大电流 ，此计划灵敏性低 ，只适用于小型变压器。
（2）接纳带中间速饱和变流器的差动继电器。中间速饱和变流器可以抑制励磁涌流的传变 ，从而避免掩护的误动。但由于内部短路时暂态电流也含有非周期分量 ，故掩护应延时行动。加之由于三相涌流中往往有一相无非周期分量 ，以致该相速饱和变流器不起作用 ，这又必须使掩护行动值加大 ，故掩护的灵敏性降低。由于这种要领行动缓慢 ，灵敏性差 ，只适用于中、小型变压器。
（3）接纳二次谐波制动。在励磁涌流中 ，除基波、非周期分量电流以外 ，二次谐波电流为最大 ，这是励磁涌流最明显的特征 ，因为在其他工况下 ，很少有二次谐波爆发。这是大型变压器差动掩护避免励磁涌流的主要步伐。
（4）利用励磁涌流波形具有明显间断角的特征来制止励磁涌流。目前有两种计划 ，一种是直接鉴别间断角的巨细来判断是励磁涌流照旧内部短路。另一种是比较励磁涌流和二次短路电流的变革率。
（5）在变压器各电压侧的绕组上单独装设差动掩护 ，于是励磁涌流不再进入差动回路。
