变压器常用的继电保护

变压器常用的继电保护

薛瑞电气在化工厂中的地位是很重要的，是化工厂的动力来源。而变压器则是电气的最重要的部分，可以说没有变压器，就没有电气的正常运行。可见变压器的正常运行是很重要的。因此我们需要对变压器的正常运行进行一些保护措施。想了解变压器的保护，首先要从变压器的故障开始说起。

变压器的故障可分为内部故障和外部故障。内部故障是指变压器油箱里面发生的故障，主要是绕组的相间短路、匝间短路或层间短路、单相接地短路及烧坏铁芯等。外部故障是邮箱外部的套管及引出线上的故障，可能导致引出线相间短路或者一相碰接变压器外壳的单相接地短路。一：变压器保护装置的配置及其作用

为了限制各种故障和不正常工作状态的影响，根据GB50062《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》的规定，变压器一般应配置下列保护装置：

（1）瓦斯保护：反应变压器的内部故障和油面降低的保护。

（2）差动保护或电流速断保护：反应变压器绕组和引出线的相间短路、中性点直接接地侧绕组和引出线的接地短路以及绕组匝间短路。（3）过电流保护：反应变压器外部的短路故障，并作为变压器的后备保护。

（4）低压侧零序电流保护：对于0.4MVA及以上，绕组为星形—星形连接低压侧中性点直接接地的变压器可装设接于低压侧中心线上的零序电流保护。

（5）过负荷保护：对于0.4MVA及以上变压器，应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护。对于三绕组变压器，保护装置应能反应各侧过负荷的情况。（6）温度保护：对于变压器温度升高，应按现行电力变压器标准的要求，装设温度保护。二：变压器保护装置原理

1:瓦斯保护

油浸变压器利用变压器油作为绝缘和冷却介质。当变压器内部发生故障时，故障点局部产生高温，使油内的气体被排除，变成气泡上升；故障点产生的电弧使绝缘物和变压器油分解而产生大量的气体。气体排出的多少，与变压器故障的严重程度和性质是有关系的，利用这种气体的出现来实现保护的装置，称为瓦斯保护。

瓦斯保护有气体继电器来实现，气体继电器安装在邮箱和油枕之间的连接管道中，油箱内的气体出现时都要通过气体继电器流向油枕。

变压器内部发生轻微故障时，产生的气体聚集在继电器上部，迫使油面下降，使杆弹簧触点闭合，发出“轻瓦斯动作”信号。

变压器内部发生严重故障时，产生大量的气体以及强烈的油流冲击挡板。当油流速度达到整定值时，触点闭合发出“重瓦斯跳闸”脉冲，切断变压器电源。2：过电流保护

变压器的过电流保护一般装在变压器的电源侧，动作后跳开变压器各侧的断路器。它主要是作为变压器外部短路引起过电流的保护，同时也作为变压器及其出线的后备保护。变压器过电流保护的一次动作电流应按躲过最大负荷电流整定，即：

Iop=Krel/Kr*Il.max

式中：Krel—可靠系数，一般取1.2-1.3

Kr—返回系数，一般取0.85

Il.max—变压器的最大负荷电流3：电流速断保护

电流速断保护装设在变压器的电源侧，作为变压器一次绕组及其引线短路故障的速断保护，在中小容量电力变压器保护装置中得到广泛的应用。电流速断保护与瓦斯保护配合，可切除变压器高压侧及其内部的各种故障。双绕组降压变压器电流速断保护原理接线图和过电流保护原理接线图相似，只是电流继电器动作后不需经过时间继电器KT延时，在小电流接地系统中一般应采用两相三继电器接线。

电流速断保护动作后，跳变压器两侧断路器，将故障移除。电流速断保护接线简单，动作迅速，广发应用中小型变压器的保护。变压器电流速断保护的动作电流一般按躲过变压器二次侧母线三相短路时最大短路电流整定，即：

Iop=Krel*Ik.max(3)

Krel—可靠系数，一般取1.4-1.5

Ik.max(3)—变压器外部（二次侧母线）三相短路时的最大短路电流4：差动保护

变压器的差动保护，是将变压器的一次侧和二次侧电流的数值和相位进行比较而构成的保护装置，是变压器的主保护之一。

差动保护是按照循环电流原理构成的。在变压器两侧都装设电流互感器，其二次绕组按循环电流原理相串联，差动继电器KD并接在差电流回路中。由于变压器一次侧和二次侧额定电流不同，相位不一定相同，因此必须适当选择两侧电流互感器的变比，注意电流互感器的接线，使得正常运行和外部故障时两侧的互感器二次侧电流大小相等，相位相反，流进差动继电器的电流在理论上为零。为了使变压器在正常运行和区别故障时流入差动继电器的电流理论上为零，可在电流互感器接线和差动保护装置中采取不同措施予以解决。

差动保护灵敏度高、动作迅速、选择性好，不需要与相邻元件在保护整定值上配合，在电力用户的变压器保护中得到了广泛的应用。5：低压侧零序电流保护

对于电力用户常用的低压侧电压为400V双绕组降压变压器，除利用相间短路的过电流保护作为低压侧单项接地保护外，还在变压器低压中性线上装设零序电流保护装置，作为变压器低压侧的单相接地保护。

6：过负荷保护

在可能发生过负荷运行的变压器上，都需装设过负荷保护装置。在有人值班的情况下，过负荷保护通常作用于信号；在无人值班的情况下，过负荷保护可动作于跳闸或断开部分负荷。变压器的过负荷电流，大多数情况下都是三相对称的，因此过负荷保护只需要接入一相电流，用一个电流继电器来实现，经过延时作用于跳闸或信号。二次电压为400V的电力变压器低压侧装设低压断路器时，可利用低压断路器长延时脱扣器达到