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第 6 章 电力变压器保护 本章讲述了变压器可能发生的故障及不正常运行状态，重点讲述了变压器纵差保护的 基本工作原理、保护的特点、接线及整定计算。分析了不平衡电流产生的原因及防止措施。 最后讲述了变压器的其他保护装置，如瓦斯保护、过电流保护等。 6.1 电力变压器的故障、异常工作状态及其保护方式 在电力系统中广泛使用变压器来升压或降压。变压器是电力系统不可缺少的重要电器 设备。它的故障将对供电可靠性和系统安全运行带来严重的影响，同时大容量的变压器也 是非常贵重的设备。因此，应根据变压器容量等级和重要程度，装设性能良好、动作可靠 的继电保护装置。 变压器故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障。油箱内部故障主要是指发生在变压 器油箱内包括高压侧或低压侧绕组的相间短路、匝间短路、中性点直接接地系统侧绕组的 单相接地短路。变压器油箱内部故障是很危险的，因为故障点的电弧不仅会损坏绕组绝缘 与铁芯，而且会使绝缘物质和变压器油箱中的油剧烈汽化，由此可能引起油箱的爆炸。所 以，继电保护应尽可能快地切除这些故障。油箱外部最常见的故障主要是变压器绕组引出 线和套管上发生的相间短路和接地短路(直接接地系统侧) ，而油箱内发生相间短路的情况 比较少。 变压器的不正常工作状态主要有：负荷长时间超过额定容量引起的过负荷；外部短路 引起的过电流；外部接地短路引起的中性点过电压；油箱漏油引起的油面降低或冷却系统 故障引起的温度升高；大容量变压器在过电压或低频等异常运行工况下导致变压器过励磁， 引起铁芯和其他金属构件过热。变压器处于不正常运行状态时，继电器应根据其严重程度， 发出警告信号，使运行人员及时发现并采取相应的措施，以确保变压器的安全。 变压器油箱内部发生故障时，除了变压器各侧电流、电压变化外，油箱内的油、气、 温度等非电量也会发生变化。因此，变压器的保护也就分为电量保护和非电量保护两种。 非电量保护装设在变压器内部。线路保护中采用的许多保护如过电流保护、纵差保护等在 变压器的电量保护中都有应用，但在配置上有区别。 根据上述故障类型和不正常工作状态，对变压器应装设下列保护。 1．瓦斯保护 对变压器油箱内部的各种故障及油面的降低，应装设瓦斯保护。对 800kVA 及以上油 浸式变压器和 400kVA 及以上车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。当油箱内故障产 生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器 各侧断路器。 ·170 · 电力系统继电保护 2．纵差保护或电流速断保护 对变压器绕组、套管及引出线上的故障，应根据容量的不同，装设纵差保护或电流速 断保护。保护瞬时动作，断开变压器各侧的断路器。 (1) 对 6.3MVA 及以上并列运行的变压器和 10MVA 单独运行的变压器以及 6.3MVA 以上厂用变压器应装设纵差保护。 (2) 对 10MVA 以下厂用备用变压器和单独运行的变压器，当后备保护时间大于 0.5s 时，应装设电流速断保护。 (3) 对 2MVA 及以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器，应装设纵差保护。 (4) 对高压侧电压为 330kV 及以上变压器，可装设双重纵差保护。 (5) 对于发电机变压器组，当发电机与变压器之间有断路器时，发电机装设单独的纵 差保护。当发电机与变压器之间没有断路器时，100MW 及以下发电机与变压器组共用纵差 保护；100MW 以上发电机，除发电机变压器组共用纵差保护外，发电机还应单独装设纵差 保护。对 200MW～300MW 的发电机变压器组也可在变压器上增设单独的纵差保护，即采 用双重快速保护。 3. 外部相间短路时的保护 反应变压器外部相间短路并作瓦斯保护和纵差保护(或电流速断保护)后备的过电流保 护、低电压启动的过电流保护、复合 电压启动的过电流保护、负序电流保护和阻抗保护， 保护动作后应带时 限动作于跳闸。 (1) 过电流保护宜用于降压变压器，保护装置的整定值应考虑事故状态下可能出现的 过负荷电流。 (2) 复合 电压启动的过电流保护，宜用于升压变压器、系统联络变压器和过电流保护 不满足灵敏性要求的降压变压器。 (3) 负序电流和单相式低电压启动的过电流保护，一般用于