bianyaqishiyizhonglianxuyunxingdejingzhishebei
，yunxingkekao，guzhangjihuishao。danyouyudabufenbianyaqianzhuangzaishiwai
，shouyunxingguochengzhongfuhehedianlixitongduanluguzhangdeyingxiang，yunxingguochengzhongbukebimiandihuichuxiangezhongguzhangheyichangqingkuang。

引文作者:上海蓋能電氣市場部（專注幹式變壓器30年）

電話：189 1886 3098（微信同號）

一、變壓器壓器常見故障及異常

變壓器故障可分為內部故障和外部故障。

內部故障是指箱殼內部的故障，包括繞組相間短路故障、一相繞組匝間短路故障、繞組與鐵芯短路故障

、繞組斷線故障等。

外部故障是指變壓器外部引出線之間的各種短路故障
，引出線絕緣套管閃絡通過外殼的單相接地故障。

變壓器guzhangweihaihenda。tebieshidangfashengneibuguzhangshi，duanludianliuchanshengdegaowendianhubujinhuishaohuaibianyaqiraozudejueyuanhetiexin，haihuishibianyaqiyoushourefenjiechanshengdaliangqiti，daozhibianyaqiwaikebianxingshenzhibaozha。yinci，bianyaqiguzhangbixuqiechu。

變壓器的異常情況主要包括過載、油麵降低、外部短路引起的過電流、運行中變壓器油溫過高、繞組溫度過高、變壓器壓力過高、冷卻係統故障等。當變壓器處於異常運行狀態時
，應給出報警信號。

二、變壓器保護的配置

短路故障的主要保護:縱差保護
、重瓦斯保護等。

短路故障後備保護:主要包括複合電壓閉鎖過流保護、零序(方向)過流保護
、低阻抗保護等。

異常運行保護:主要包括過載保護
、過勵磁保護、輕瓦斯保護
、中性點間隙保護、溫度油位和冷卻係統故障保護等。

三、非電量保護

由油
、氣、溫等非電氣量組成的變壓器保護稱為非電氣保護。主要包括瓦斯保護、壓力保護
、溫度保護、油位保護和冷卻器全停保護。非功率保護根據現場需要跳閘或發送信息。

1.瓦斯保護

當變壓器內(nei)部(bu)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)時(shi)，由(you)於(yu)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)和(he)短(duan)路(lu)點(dian)電(dian)弧(hu)的(de)作(zuo)用(yong)
，變(bian)壓(ya)器(qi)內(nei)部(bu)會(hui)產(chan)生(sheng)大(da)量(liang)氣(qi)體(ti)，變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)油(you)流(liu)速(su)度(du)會(hui)加(jia)快(kuai)。氣(qi)體(ti)和(he)油(you)流(liu)實(shi)現(xian)的(de)保(bao)護(hu)稱(cheng)為(wei)瓦(wa)斯(si)保(bao)護(hu)。

(1)輕氣體保護:當(dang)變(bian)壓(ya)器(qi)內(nei)部(bu)出(chu)現(xian)輕(qing)微(wei)故(gu)障(zhang)或(huo)異(yi)常(chang)時(shi)，故(gu)障(zhang)點(dian)局(ju)部(bu)過(guo)熱(re)，導(dao)致(zhi)部(bu)分(fen)油(you)膨(peng)脹(zhang)
，油(you)中(zhong)氣(qi)體(ti)形(xing)成(cheng)氣(qi)泡(pao)進(jin)入(ru)氣(qi)體(ti)繼(ji)電(dian)器(qi)，輕(qing)氣(qi)體(ti)保(bao)護(hu)動(dong)作(zuo)發(fa)出(chu)輕(qing)氣(qi)體(ti)信(xin)號(hao)。

(2)重瓦斯保護:當dang變bian壓ya器qi油you箱xiang出chu現xian嚴yan重zhong故gu障zhang時shi
，故gu障zhang電dian流liu較jiao大da，電dian弧hu分fen解jie變bian壓ya器qi油you，產chan生sheng大da量liang氣qi體ti和he油you流liu。衝chong擊ji擋dang板ban使shi重zhong瓦wa斯si繼ji續xu保bao護hu動dong作zuo，發fa出chu重zhong瓦wa斯si信xin號hao，出chu口kou跳tiao閘zha，切qie除chu變bian壓ya器qi。

(3)重瓦斯保護shiyouxiangneibuguzhangdezhuyaobaohu，keyifanyingbianyaqineibudegezhongguzhang。dangbianyaqifashengshaoshuzajianduanlushi
，suiranguzhangdianliuhenda，danchadongbaohuchanshengdechaliukenengbuda，chadongbaohukenenghuibeijujue。yinci，duiyubianyaqineibuguzhang

，xuyaoyikaozhongwasibaohulaiqiechuguzhang。

2.壓力保護

壓力保護也是變壓器油箱內部故障的主要保護。用於反應變壓器油的壓力，包括壓力釋放和壓力突變保護。

3.保護溫度和油位

當變壓器溫度升高達到預警值時
，溫度保護發出報警信號
，啟動備用冷卻器。

當變壓器漏油或由於其他原因降低油位時
，油位保護動作發出報警信號。

4.冷卻器全停保護

dangyunxingzhongdebianyaqilengqueqiwanquantingzhishi，bianyaqiwenduhuishenggao。ruguobujishichuli，bianyaqiraozudejueyuankenenghuisunhuai。yinci

，danglengqueqizaibianyaqiyunxingguochengzhongwanquantingzhishi，baohufachubaojingxinhao，bianyaqibeichangshijianqiechu。

四
、差動保護

變壓器差動保護是變壓器電量的主要保護，其保護範圍是各側電流互感器的包圍。當繞組相間短路

、匝間短路等故障發生在此範圍內時
，差動保護應動作。

1.變壓器勵磁湧流

空投變壓器產生的勵磁電流稱為勵磁湧流。勵磁湧流的大小與變壓器的結構、合閘角、容量、合閘前剩磁等因素有關。測量表明
，由於鐵芯飽和勵磁湧流大，空投變壓器通常是額定電流的2~6倍


，最大可達8倍以上。由於勵磁湧流隻流入充電側的變壓器
，差動電路中會產生很大的差流，導致差動保護誤動作。

勵磁湧流具有以下特點:a、湧流值大
，含有明顯的非周期性分量；b、波形呈尖頂狀，間歇性；c
、含有明顯的高次諧波分量，尤其是二次諧波分量最明顯；d、勵磁湧流衰減。

根據勵磁湧流的上述特點
，為了防止勵磁湧流引起的變壓器差動保護誤動，工程利用二次諧波含量高
、波形不對稱、波形間斷角大三個原理實現了差動保護的閉鎖。

2.二次諧波製動原理

ercixiebozhidongdebenzhishiliyongchaliuzhongdeercixiebofenlianglaipanduanchaliushiguzhangdianliuhaishiliciyongliu。dangercixiebofenliangyujibofenliangdebaifenbidayuyidingzhi(通常為20%)時，判斷差流是勵磁湧流引起的，閉鎖差動保護。

因此
，二次諧波製動比越大，允許基波中包含的二次諧波電流越多，製動效果越差。

3.差動速斷保護

當變壓器內部出現嚴重故障，故障電流大導致CT飽和時，CT二(er)次(ci)電(dian)流(liu)也(ye)含(han)有(you)大(da)量(liang)諧(xie)波(bo)分(fen)量(liang)。根(gen)據(ju)上(shang)述(shu)描(miao)述(shu)
，由(you)於(yu)二(er)次(ci)諧(xie)波(bo)製(zhi)動(dong)
，差(cha)動(dong)很(hen)可(ke)能(neng)會(hui)保(bao)護(hu)閉(bi)鎖(suo)或(huo)延(yan)遲(chi)運(yun)動(dong)。這(zhe)將(jiang)嚴(yan)重(zhong)損(sun)壞(huai)變(bian)壓(ya)器(qi)。為(wei)解(jie)決(jue)這(zhe)一(yi)問(wen)題(ti)

，通(tong)常(chang)會(hui)設(she)置(zhi)差(cha)動(dong)速(su)斷(duan)保(bao)護(hu)。

chadongsuduanyuanjianshijishangshizongchabaohudegaodingzhichadongyuanjian。yuyibanchadongyuanjianbutong
，tafanyinglechaliudeyouxiaozhi。wulunchaliudeboxingruhe，xiebofenliangruhe，zhiyaochaliudeyouxiaozhichaoguochadongsuduandezhengdingzhi(通常高於差動保護的整定值)，就會立即動作切除變壓器，不會被勵磁湧流等判據鎖定。

五、變壓器的後備保護

簡(jian)單(dan)介(jie)紹(shao)一(yi)下(xia)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)主(zhu)要(yao)保(bao)護(hu)，繼(ji)續(xu)介(jie)紹(shao)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)後(hou)備(bei)保(bao)護(hu)。變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)後(hou)備(bei)保(bao)護(hu)配(pei)置(zhi)有(you)很(hen)多(duo)種(zhong)。這(zhe)裏(li)簡(jian)單(dan)介(jie)紹(shao)一(yi)下(xia)複(fu)壓(ya)閉(bi)鎖(suo)過(guo)流(liu)保(bao)護(hu)和(he)接(jie)地(di)保(bao)護(hu)。

1.複壓閉鎖過流保護

複壓閉鎖過流保護是大中型變壓器之間短路故障的後備保護。適用於升壓變壓器、係xi統tong聯lian絡luo變bian壓ya器qi和he過guo流liu保bao護hu不bu能neng滿man足zu靈ling敏min度du要yao求qiu的de降jiang壓ya變bian壓ya器qi。負fu序xu電dian壓ya和he低di電dian壓ya組zu成cheng的de複fu合he電dian壓ya可ke以yi反fan映ying保bao護hu範fan圍wei內nei的de各ge種zhong故gu障zhang，降jiang低di過guo流liu保bao護hu的de整zheng定ding值zhi，提ti高gao靈ling敏min度du。

複合電壓過流保護由複合電壓元件、過流元件和時間元件組成。保護接入電流為變壓器本側CT二次三相電流，接入電壓為變壓器本側或其他側PT二次三相電壓。對於微機保護，本側電壓可以通過軟件提供給其他側

，以確保任何一側的PT維護仍然可以使用複壓過流保護。如下圖所示
，動作邏輯。

2.變壓器的接地保護

大中型變壓器接地短路故障的備用保護通常包括:零序過流保護、零序過電壓保護
、間隙保護等。下麵簡單介紹一下中性點三種不同的接地方式。

(1)中性點直接接地

電壓為110kV及以上中性點直接接地的變壓器，應在大電流接地係統側設置反應接地故障的零序電流保護。對於高、中兩側直接接地的變壓器，其零序電流保護應有方向，方向應指向各側母線。

零序電流保護的原理類似於線路的零序保護，可以參考第30期。零序電流可取自中性點CT二次電流或本側CT二次三相電流。方向元件接入的零序電壓可以取自本側PT開口三角電壓或本側二次三相電壓。微機保護裝置主要采用自產方式。

對於大型三繞組變壓器，零序電流保護可用三段式。其中I段有方向

，III段沒有方向。每段一般有兩級延遲，以較短的延遲縮小故障範圍(跳母聯或條本側開關)，以較長的延遲切除變壓器(跳三側開關)。根據實際情況確定具體的保護配置。

如圖所示

，零序方向電流保護I段或II段動作後，首先通過短延時t1或t3跳母聯或跳本側開關，以縮小故障影響範圍，如果故障量仍然存在，則通過長延時t2或t4跳三側開關切除變壓器。無方向的III段，通過延遲直接切除變壓器。

(2)中性點不接地

零(ling)序(xu)電(dian)流(liu)通(tong)過(guo)變(bian)壓(ya)器(qi)中(zhong)性(xing)點(dian)形(xing)成(cheng)零(ling)序(xu)電(dian)路(lu)。但(dan)是(shi)，如(ru)果(guo)所(suo)有(you)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)中(zhong)性(xing)點(dian)都(dou)接(jie)地(di)，那(na)麼(me)接(jie)地(di)點(dian)的(de)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)就(jiu)會(hui)分(fen)流(liu)到(dao)各(ge)個(ge)變(bian)壓(ya)器(qi)上(shang)，從(cong)而(er)降(jiang)低(di)零(ling)序(xu)過(guo)流(liu)保(bao)護(hu)的(de)靈(ling)敏(min)度(du)。因(yin)此(ci)，為(wei)了(le)將(jiang)零(ling)序(xu)電(dian)流(liu)限(xian)製(zhi)在(zai)一(yi)定(ding)範(fan)圍(wei)內(nei)，規(gui)定(ding)了(le)中(zhong)性(xing)點(dian)接(jie)地(di)運(yun)行(xing)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)數(shu)量(liang)。

對於不接地運行的變壓器，為了防止接地故障時故障點間隙電弧造成過電壓損壞，應配備零序電壓保護。

youyuquanjueyuanbianyaqizhongxingdianjueyuanshuipinggao，dangxitongchuxianjiediguzhangshi，shouxianyoulingxudianliubaohuqiechuzhongxingdianjiedidebianyaqi。ruguoguzhangrengrancunzai，ranhouyoulingxudianyabaohuqiechuzhongxingdianbujiedidebianyaqi。

(3)中性點通過放電間隙接地

超高壓變壓器均為半絕緣變壓器

，其中性點線圈對地絕緣較弱。中性點絕緣容易擊穿。所以需要配置間隙保護。

間隙保護的作用是保護中性點不接地變壓器中性點的絕緣安全。

間隙保護是通過流經變壓器中性點的間隙電流3I0和母線PT開口三角電壓3U0來實現的。

如果由於故障中性點對位置上升，間隙擊穿

，產生較大間隙電流3I0，此(ci)時(shi)間(jian)隙(xi)保(bao)護(hu)動(dong)作(zuo)，變(bian)壓(ya)器(qi)被(bei)延(yan)遲(chi)切(qie)除(chu)。此(ci)外(wai)，當(dang)係(xi)統(tong)出(chu)現(xian)接(jie)地(di)故(gu)障(zhang)時(shi)，中(zhong)性(xing)點(dian)接(jie)地(di)運(yun)行(xing)變(bian)壓(ya)器(qi)零(ling)序(xu)保(bao)護(hu)動(dong)作(zuo)，首(shou)先(xian)切(qie)除(chu)中(zhong)性(xing)點(dian)接(jie)地(di)變(bian)壓(ya)器(qi)。在(zai)係(xi)統(tong)失(shi)去(qu)接(jie)地(di)點(dian)之(zhi)後(hou)，如(ru)果(guo)故(gu)障(zhang)仍(reng)然(ran)存(cun)在(zai)，母(mu)線(xian)PT的開口三角電壓3U0將會很大
，此時間隙保護也動作。