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　供電系統(tǒng)中，變壓器占有很重要的地位。因此，提高變壓器工作的可靠性，對(duì)保證工廠安全供電具有非常重要的意義。在考慮裝設(shè)保護(hù)裝置時(shí)，應(yīng)充分估計(jì)到變壓器可能發(fā)生的故障和不正常運(yùn)行方式，并根據(jù)變壓器的容量和重要程度裝設(shè)專用的保護(hù)裝置。

　　變壓器故障一般分為內(nèi)部故障和外部故障兩種，變壓器的內(nèi)部故障指油箱里面發(fā)生的故障，包括繞組的相間短路、繞組匝間短路和單相接地短路。內(nèi)部故障是很危險(xiǎn)的，因?yàn)槎搪冯娏鳟a(chǎn)生的電弧不僅會(huì)破壞繞組絕緣，燒壞鐵芯，還可能使絕緣材料和變壓器油受熱而產(chǎn)生大量氣體，引起變壓器油箱爆炸。變壓器常見的外部故障是引出線上絕緣管套的故障，該故障可能導(dǎo)致引出線的相間短路和接地短路。

　　變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)由于外部短路和過負(fù)荷而引起的過電流、變壓器溫度升高及油面下降超過了允許程度等。變壓器的過負(fù)荷和溫度升高將使絕緣材料迅速老化，絕緣強(qiáng)度降低，影響變壓器的使用壽命，進(jìn)一步引起其他故障。根據(jù)上述可能發(fā)生的故障及不正常工作情況，變壓器一般應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、單相接地保護(hù)裝置。

　　1 瓦斯保護(hù)

　　瓦斯保護(hù)，是保護(hù)油浸式變壓器內(nèi)部故障的一種基本保護(hù)裝置，又稱氣體繼電保護(hù)。其主要元件是瓦斯繼電器（氣體繼電器），它安裝在變壓器的油箱和油枕之間的連通管上。

　　在變壓器正常工作時(shí)，瓦斯繼電器的上下油杯不都是充滿油的，油杯因其平衡錘的作用使其上下觸點(diǎn)都是斷開的。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障致使油面下降時(shí)，上油杯內(nèi)其中盛剩余的油使其力矩大于平衡錘的力矩而降落，從而使上觸點(diǎn)接通，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，這就是輕瓦斯動(dòng)作。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，由于故障產(chǎn)生的氣體很多，帶動(dòng)油流迅猛地由變壓器油箱通過聯(lián)通管進(jìn)入油枕，在油流過瓦斯繼電器時(shí)，沖擊檔板，使下油杯降落，從而使下觸點(diǎn)接通，直接動(dòng)作于跳閘。這就是重瓦斯動(dòng)作。

　　如果變壓器出現(xiàn)漏油，將會(huì)引起瓦斯繼電器內(nèi)的油也慢慢流盡。這時(shí)繼電器的上油杯先降落，接通上觸點(diǎn)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，當(dāng)油面繼續(xù)下降時(shí)，會(huì)使下油杯降落，下觸點(diǎn)接通，從而使繼電器跳閘。

　　2 變壓器的過電流保護(hù)

　　變壓器的過電流保護(hù)裝置一般都裝設(shè)在變壓器的電源側(cè)。無論是定時(shí)限還是反時(shí)限，變壓器過電流保護(hù)的組成和原理與高壓線路的過電流保護(hù)完全相同。變壓器過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，也按“階梯原則”整定。但對(duì)車間變電所來說，由于它屬于電力系統(tǒng)的終端變電所，因此，其動(dòng)作時(shí)間可整定為最小值0.5s。

　　3 變壓器的電流速斷保護(hù)

　　變壓器的過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限大于0.5s時(shí)，必須裝設(shè)電流速斷保護(hù)。電流速斷保護(hù)的組成、原理，與電力線路的電流速斷保護(hù)完全相同。變壓器的電流速斷保護(hù)，與高壓線路的電流速斷保護(hù)一樣，也有死區(qū)，即不能保護(hù)變壓器的全部繞組。彌補(bǔ)死區(qū)的措施，也是配備帶時(shí)限的過電流保護(hù)。

　　4 變壓器的過負(fù)荷保護(hù)

　　變壓器的過負(fù)荷保護(hù)是用來反應(yīng)變壓器正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的過負(fù)荷情況，只在變壓器有過負(fù)荷可能的情況下才予以裝設(shè)，一般動(dòng)作于信號(hào)。變壓器的過負(fù)荷在大多數(shù)情況下都是三相對(duì)稱的，因此，過負(fù)荷保護(hù)只需要在一相上裝一個(gè)電流繼電器。在過負(fù)荷時(shí)，電流繼電器動(dòng)作，再經(jīng)過時(shí)間繼電器給予一定延時(shí)，最后接通信號(hào)繼電器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

　　5 變壓器測(cè)壓的單相短路保護(hù)

　　變壓器低壓側(cè)的單相短路保護(hù)，可采取下列措施之一：

　　5.1 低壓側(cè)裝設(shè)三相均帶過電流脫扣器的低壓斷路器

　　這種低壓斷路器既作低壓側(cè)的主開關(guān)，操作方便，便于自動(dòng)投入，提高供電可靠性，又用來保護(hù)低壓側(cè)的相間短路和單相短路。

　　5.2 低壓側(cè)三相裝設(shè)熔斷器保護(hù)

　　這種措施既可以保護(hù)變壓器低壓側(cè)的相間短路，也可以保護(hù)單相短路，但由于熔斷器熔斷后更換熔體需要一定的時(shí)間，所以它主要適用于帶不太重要負(fù)荷的小容量變壓器。

　　5.3 在變壓器中性點(diǎn)引出線上裝設(shè)零序過電流保護(hù)

　　保護(hù)裝置由零序電流互感器和過電流繼電器組成，當(dāng)變壓器低壓側(cè)發(fā)生單相接地短路時(shí)，零序電流經(jīng)電流互感器使電流繼電器動(dòng)作，斷路器跳閘，將故障切除。

　　6 變壓器的差動(dòng)保護(hù)

　　變壓器的過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和瓦斯保護(hù)各有優(yōu)點(diǎn)和不足之處。過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限較長(zhǎng)，切除故障不迅速；電流速斷保護(hù)由于“死區(qū)”的影響使保護(hù)范圍受到限制；瓦斯保護(hù)只能反映變壓器內(nèi)部故障，而不能保護(hù)變壓器套管和引出線的故降。

　　變壓器的差動(dòng)保護(hù)，主要用來保護(hù)變壓器內(nèi)部以及引出線和絕緣套管的相間短路故障，并且也可用于保護(hù)變壓器內(nèi)的匝間保護(hù)，其保護(hù)區(qū)在變壓器一次、二次側(cè)所裝電流互感器之間。

　　差動(dòng)保護(hù)分縱聯(lián)差動(dòng)和橫聯(lián)差功兩種形式，縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)用于單回路，橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)用于雙回路。

　　綜上所述，變壓器差功保護(hù)的工作原理是：正常工作或外部故障時(shí)，流入繼電器的電流為不平衡電流，在適當(dāng)選擇好兩側(cè)電流互感器的電壓比和接線方式的條件下，該不平衡電流值很小，并小于差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流，可保護(hù)不動(dòng)作；在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障，流入繼電器的電流大于差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作于跳閘。因此，它不需要與相鄰元件的保護(hù)在整定值和動(dòng)作時(shí)間上進(jìn)行配合，可以構(gòu)成無延時(shí)速動(dòng)保護(hù)。其保護(hù)范圍包括變壓器繞組內(nèi)部及兩側(cè)套管和引出線上所出現(xiàn)的各種短路故障。