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1、变压器主保护-瓦斯保护及差动保护1.变压器瓦斯保护一般情况下，油浸式变压器，应装设瓦斯保护。瓦斯保护是一种反应于油箱内部 产生的气体或油流而动作的保护类型。它又分为轻瓦斯保护和重瓦斯保护，分别 用于报警和跳闸。气体继电器是构成瓦斯保护的重要元件。它安装在游箱供电中心1和油枕之间 的连接管道上。为了使气体能通畅地流过气体继电器，如图LA3-7所示，变压器 安装时应使其顶盖沿气体继电器的方向与水平面有1%1.5%的升高坡度，而气 体继电器经油枕的连接管道则应有2%4%的升高坡度。目前在我国的电力系统中使用较多的是开口档板式气体继电器，其结构如图 LA3-8所示正常情况下，上，下开口杯均浸在油中，由
2、于开口杯和附件在油内的 重力矩小于平衡锤的重力矩，因而开口杯向上倾。在轻微故障时，油内部所产生 的少量气体聚集在气体继电器上部，气体的压力使油面下降，于是使得上开口杯露出油面，由于浮力的减小，开口杯和附件在空气中的重力加上杯内油的重力产 生的力矩大于平衡锤产生的重力矩，故开口杯将按顺时针方向转动，并带动永久 磁铁靠近干簧触点3,使触点闭合，从而发出轻瓦斯保护信号。当变压器油箱 内产生严重故障时，大量的气体和油流将直接冲击挡板8,使下开口杯按顺时针 方向转动，并带动永久磁铁靠近下部干簧，使触点闭合发出重瓦斯保护动作 信号。一般情况下，“轻瓦斯保护信号用于报警，而“重瓦斯保护信号用于跳闸。在接 线
3、方式上，上开口杯的触点可直接接入信号报警继电器回路，而下开口杯的触点 则应接入一个具有电流保持线圈的中间继电器来驱动跳闸，这主要是为了防止下 开口杯在大量气流作用下，由于油流不稳定而造成干簧触点的抖动，使断路器无 法可靠跳闸，跳闸中间继电器的自保持可由断路器辅助触点来断开。在地铁供电系统的实际运用中，一般将轻、重瓦斯保护信号接入微机保护装置中。 由微机对保护信息进行采集判断，并通过站控自动化系统将保护信息上传至监控 工作站或控制中心作记录或处理。2.变压器差动保护 变压器差动保护是一种反映于变压器内部故障的保护类型，其基本原理是流入变 压器的能量与流出变压器的能量理论上应该相等（除去变压器的励
4、磁及漏磁损 耗），实际使用中往往以电流的形式来反映。如图1-14所示，高低压侧通过选 择合适变比的电流互感器，可使得高压侧及低压侧电流互感器二次侧产生的电流 比较接近，而电流继电器线圈上流过的电流即为高低压电流互感器二次侧电流的 差值（），理论上差值应为0，但实际使用中由于高低压侧电流互感器型号变比 的不同，这个固有的差值电流是存在的。这就是说，正常情况下，电流继电器线 圈是有电流通过的，在这个电流作用下，继电器不应误动作。而在变压器内部故 障的情况下（如短路），故障电流在电流互感器二次侧差动电流继电器线圈中的 电流远大于正常的电流差值，从而继电器将动作跳开高低压侧断路器。多线圈的 变压器差动
5、保护原理与双线圈的变压器差动保护原理完全一致。在实际运用中，差动继电器的整定值应大于以下因素引起的不平衡电流:（1）由变压器励磁涌流IEF所产生的不平衡电流;（2）由变压器两侧相位不同而产生的不平衡电流;（3）由计算变比与实际电流互感器变比的不同而产生的不平衡电流;（4）由两侧的电流互感器的不同型而产生的不平衡电流;（5）由变压器带载调压而产生的不平衡电流;(6) 由穿越故障而引起的不平衡电流在变压器空投时，励磁涌流中将含有大量的谐波分量，其中以二次谐波及五次谐波为；图1-14变压器差动的接线原理图主。为防止变压器励磁电流或涌流时由于谐波 而导致误动作，一般均采取一定的制动措施，目前使用的微机
6、型变压器差动继电 器也设置了二次谐波及五次谐波制动的功能选项，用户可根据需要启用或关闭。在实际应用中，差动继电器按图1-14所示方式连接，差动侧线圈Lop接入差动 回路中，制动线圈及平衡线圈均接入差动保护的臂上，而二次线圈则接入电流继 电器的线圈回路中。当不考虑制动线圈的作用时，差动线圈与二次线圈实际上就是一个饱和变流器， 因此它可以有效消除不平衡电流或励磁涌流中的非周期分量。使用中将在这种情 况下的继电器动作电流称为最小工作电流，用Ikact表示。但当考虑制动线圈的 作用时，它就有了更好地躲过穿越性故障不平衡电流的性能。因为在穿越性故障 情况下，随着一次故障电流增大，制动电流Ibrk也随之增
7、大，从而使两边柱的磁通饱和，导磁率降低，在这种情况下，要使电流继电器动作，就必须加大差动线 圈Lop的电流，才能使继电器动作。在Ibrk 一定的情况下，制动线圈Lbrk匝数 越多，制动能力就越强，动作电流Ikact也就增加的越多。通过试验可以获得继 电器动作电流与制动电流之间的关系，即Ikact=f(Iark)制动曲线，其与水平轴的 夹角为a，tga为制动系数，用Kbrk表示。如图1-15所示，为了保证继电器在 内部故障的情况下，继电器能可靠动作，一般为Kbrk=IK.act/Ibrk=tga=(0.50.6)。通过制动功能的引入，使得变压器在穿越性故障的情况下，能够可靠地不动作， 因为动作电流将随着制动电流的提高而成倍提高。但在变压器内部故障的情况下，差动继电器能迅速地作出反应并驱动跳闸。
