变压器是电力系统中十分重要的供电设备它的故障将对供电可靠性和系统的正常运 行带来严重的影响现代生产的变压器，虽然结构可靠，故障机会较少，但在实际运行中， 仍有可能发生各种类型故障和异常运行，同时大容量的变压器又是十分重的设备，因此，为 了保证电力系统安全连续地运行，并将故障和异常运行对电力系统的影响限制到最小范围， 必须根据变压器容量大小、电压等因素装设必要的、动作可靠的继电保护装置变压器的故障类型主要有：1、油箱内故障：包括绕组的相间短路、接地短路、匠间 短路以及铁心的烧损等，这些故障将产生电弧，烧坏绕组绝缘及铁心，引起绝缘材料及变压 器油的强烈气化，甚至造成油箱的爆炸2、油箱外的故障：主要是套管和引出线上发生相 间短路、接地短路等变压器的不正常运行状态主要有：1、由于变压器外部相间短路引起的过电流和中性 点过电压；2、由于负荷超过额定容量而引起的过负荷3、由于漏油等原因而引起的油面降 低根据以上故障类型和不正常运行状态，应装设下列保护装置：1、 瓦斯保护：反应变压器油箱内部故障和油面降低的保护，容量为800KVA及以上的 油浸式变压器，均应装设瓦斯保护当油箱内部故障产生轻微瓦斯或油面下降时，保护装置 应瞬时动作于信号；当产生大量的瓦斯时，瓦斯保护应动作于断开变压器各电源侧断路器。
2、 纵联差动保护：反应变压器绕组和引出线的相间短路的保护，对其中性点直接接 地侧绕组和引出线的接地短路以及绕组匝间短路能起保护作用且容量为6300KVA及以上的 厂用工作变压器和并列运行的变压器、10000KVA及以上厂用备用变压器和单独运行的变压 器、以及2000KVA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联差动保护3、 复合电压闭锁过电流保护：反应外部相间短路引起的变压器过电流的保护宜用 于升压变压器和系统联络变压器及过电流保护不符合灵敏性要求的降压变压器保护动作 后，应带时限动作于跳闸4、 零序过电流保护：外部接地短路时的保护，110K V及以上中性点直接接地电网中， 如果变压器中性点可能接地运行，对于两侧或三侧电源的升压变压器或降压变压器上应装设 零序电流保护，作为变压器主保护的后备保护，并作为其他元件的后备保护5、 过负荷保护：对于400KVA及以上的变压器，当数台并列运行或单运行并作为其他 负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护保护接于一相电流上，延时 作用于信号8-2 瓦斯保护一、瓦斯保护：当在变压器内部发生故障时，由于故障点电流和电弧的作用，将使变 压器油及其它绝缘材料因局部受热而分解产生气体，因气体比较轻，它们将从油箱流向油枕 的上部，。
当故障严重时，油会迅速膨胀并产生大量的气体，此时将有剧烈的气体夹杂着油 流冲向油枕的上部利用油箱内部故障时的这一特点，可以构成反应于上述气体而动作的保 护装置，称为瓦斯保护保护装置由排出气体的数量和速度直接反应变压器故障的性质和严 重程度，分重瓦斯和轻瓦斯保护装置接线由信号回路和跳闸回路组成，变压器内部发生轻 微故障时，继电器触点闭合，发出瞬时“轻瓦斯动作”信号变压器内部发生严重故障时， 油箱内产生大量的气体，强烈的油流冲击挡板，继电器触点闭合，发出重瓦斯跳闸脉冲，跳 开变压器各侧断路器，因重瓦斯继电器触点有可能瞬时接通，故跳闸回路中一般要加自保持 回路变压器严重漏油使油面降低时，继电器动作，同样发出“轻瓦斯动作”信号1 、瓦斯保护的整定一般瓦斯气体容积整定范围为250-300cm3变压器容量在10000KVA以上时，一般正常整定值 为250cm3,气体容积整定值是利用调节重锤的位置来改变的2、重瓦斯保护油流速度重瓦斯保护动作的油流速度整定范围为0.6-1.5m/s，在整定流速时均以导油管中的流速为 准，而不依据继电器处的流速根据运行经验，管中的油流速度整定为0.6-lm/sJ时，保护 反映变压器内部故障是相当灵敏的。
但是，在变压器外部故障时，由于穿越性故障电流的影 响，在导油管中的流速为准约为0.4-0.5m/s因此，为发防止穿越性故障时瓦斯保护误动作， 可将油流速度整定范围为lm/s8-3 纵联差动保护瓦斯保护虽然可以快速而灵敏地反应变压器的各种故障，但却不能保护套管和引出线 等油箱外部的故障，因此，在容量较大的电力变压器上，几乎毫无例外地都装有纵差动保护 纵差动保护和瓦斯保护均属于变压器的主保护，它们配合使用的结果，使保护的性能更加全 面、更为完善变压器纵联差动保护在正常运行和外部故障时，理想情况下，流入差动继电器的电流 等于零但实际上由于变压器的励磁电流、接线方式和电流互感器误差等因素的影响，变压 器差动保护的不平衡电流远比发电机差动保护的大，，变压器差动保护需要解决的主要问题 是采取各种措施避越不平衡电流的影响，在满足选择性的条件下，还要保证在内部故障时有 足够的灵敏系数和速动性一、三绕组变压器差动保护分析：1、为保证动作的选择性，保护装置的动作电流必 须躲过外部短路时的最大不平衡电流和励磁电流但不平衡电流要比普通变压器大，为提高 保护的灵敏度，大多数情况都采用制动特性的差动保护 2、变压器的接线组别不同时，其 两侧的电流相位关系也不同，这时，即使变压器两侧电流互感器的二次电流的大小相等，也 会在差动回路中产生不平衡电流，为消除这种不平衡电流的影响，通常采用相位补偿的方法， 即将变压器星形接线一侧电流互感器的二次绕组接成三角形，而将变压器角形接线一侧电流 互感器的二次绕组接成星形，便将电流互感器二次电流的相位校正过来。
3、由于电流互感 器不能按需要选择，出现电流互感器的计算变比与实际变比不相符的问题，以致在差动回路 中产生不平衡电流，所以可利用BCH型差动继电器中的平衡绕组，通过磁势平衡的原理来消 除这种不平衡电流的影响4、对于多绕组变压器，当采用BCH-2型差动保护不能满足灵敏度 要求时，用BCH-1型一、采用BCH-1型的差动保护的整定计算1、计算变压器各侧归算至同一容量的一次额定电流，选择保护用电流互感器的变比，并计 算其二次回路额定电流米用110KV侧为基本侧，有关 参数 8T表8-1额定电压(KV)1153710.5额定电流(A)2517802749变压器绕组YY△电流互感器接线△△Y计算变流比251 xj3 4351351/52749/55 5选电流互感器变比600/52500/55000/5各臂额定电流(A)251 X 上 w 严=3.622.72.752、计算短路电流：计算结果如下：3、确定制动线圈的接入方式：将制动线线圈接到10.5侧，因为在该侧发生外部短路时，流 过变压器的穿越性短路电流和流过保护装置的不平衡电流为最大4、确定保护装置的一次 动作电流：(1) 、躲过变压器的最大励磁电流I =K XI =1.5X251=3765Adz k e(2) 、躲过35KV侧外部短路时的最大不平衡电流：式中I =K (K K f +△ U+A f )1(3) /n=1.3( 1 X 1 X0.1+0.5+0.05)X6.24X 103X37/115=520AdZ k zq tx wc ph dmax l式中K —— 取1.3 ； A U——取0.05；kK 同型系数，型号不同，K =1;tl txK ——非周期分量引起的误差，0.1;zqf ——容许最大相对误差，取0.1；wcf ——继电器平衡线圈相对误差，取0.05；ph(3) 、躲过电流互感器二次回路断线的最大负荷电流：I =KI=1.3X251=326.3Adz k e则：保护装置基本侧的动作电流取：I =520Adz.jb4、 确定差动继电器的动作电流和基本侧差动线圈匝数。
1) 、差动继电器的动作电流：I =K XI /n = (l3 X520) / (600/5) =7.51Adz.J.jb jx dz.jb lh(2) 基本侧差动线圈计算匝数N =(IN) o/I =60/7.51=7.99匝cd.js dz.J.jb(3) 、基本侧差动线圈实际匝数为7匝4) 、继电器的实际动作电流为：I = (7.51A-'3 ) X( 600/5) =520.3Adz5、 确定其它侧工作线圈及平衡线圈匝数 (1)、(1)、35KV侧平衡线 圈的计算匝数为：N . = (I . -I . ) X N /I . = (3.62-2.70)X7/2.70=2.39匝ph.jz 35 e 2.110 e 2.35 ct.z e 2.35选用N . =2匝ph.jz 35(2)10.5KV侧平衡线圈计算匝数：N . = (I . -I . ) X N /I . = (3.62-2.75)X7/2.75=2.21 匝ph.jz 10.5 e 2.110 e 2.10.5 cd.z e 2.10.5选用N . =2匝ph.gz 10.5实际工作线圈匝数为：N . =N .. +N =2+7=9匝gz 10.5 ph z 10.5 cd.js6、 计算由于整定匠数与计算匝数不等使二次电流不能完全平衡而产生的相对误差：A f . =( N . -N . )/( N . +N )=( 2.39-2)/( 2.39+7)=0.042ph 35 ph.js 35 ph.z 35 ph.js 35 cd.jsAf . =(N . -N )/(N . +N )=(2.21-2)/(2.21+7)=0.023ph 10.5 ph.js 10.5 ph.z.10.5 ph.js 10.5 cd.js由此可知，实际误差均小于假定值符合0.05，符合要求。
7、确定动系数和制动线圈的匝数制动系数按躲过10.5K V侧外部短路的最大不平衡电流选择，即:Kz.h=K (K Xf + △ u +△ u +△ f .)k tx wc 110 10.5 ph 10.5=1.3X(1X0.1+0.05+0.05+0.023)=0.29制动线圈匝数：N =( K X N. )/n=0.29X 9/0.9=2.9匝zh zh g 10.5制动线圈的实际整定匝数选为：N =3匝zh.z这时制动线圈匝数的实际值为：N =K X N /N =0.29X 3/2.9=0.3zh.z zh zh.z z.h8、校验保护装置的灵敏度(1) 、在系统最小运行方式下：当35K V侧发生两相短路时，保护装置的灵敏度最低，此时计算工作安匝(IN)g=I. XN =K XI2 XN /N . = G'V 2 X <3 X 6.048 X GX 7) / (2500/5) g 35 cd.js jx d.min cd.js lh 35 / 厶=127安匝当35KV侧故障时，制动线圈内无短路电流，只需计负荷电流的制动作用，此时计算制动安匝： (IN. ) zh=K XIe. XNzh.z/N =1X2749X3/5000/5=8.2安匝jx 10.5 lh.10.5由BCH-1型继电器制动特性线可知：当(IN) zh=8.2安匝时， (IN) dz.j=60安匝，K =(IN)g/(IN)dz.j=127/60=2.12lm(2) 、在系统最小运行方式下，当110KV侧单相接地短路时，(IN)g=Ig. XNcd.js=K XI3 XN /N .110 jx d.min cd.js lh 110=j3 X( 1/J3 )X9X108X103X。