电力变压器的保护装置
[摘要]为保护变压器运行安全，变压器必须安装保护装置。

具体安装在哪个部位，一定要按变压器容量及型式和变压器在供电系统中的地位根据相关规程执行。

[关键词]变压器保护装置
中图分类号：tm732 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）22-0043-01
1 户外高压跌落式熔断器
容量较小的配电变压器应采用高压跌落式熔断器作为短路保护。

高压跌落式熔断器基本结构如图1所示。

10-180kva配电变压器配用的熔丝的容量见表1，供具体工作中选择参考。

2、配电变压器防雷保护
在雷雨季节，架空线路和变压器经常受到雷电过电压的侵袭。

雷电过电压比电气设备本身的额定电压高许多，导致绝缘击穿，甚至引发燃烧爆炸。

变压器一定要有防雷保护。

配电变压器常用的防雷保护设备是避雷器和保护间隙。

在雷电过电压波袭时，会引雷电流入地，使配电变压器等电气设备不受雷电过电压的破坏。

（1）高压阀型避雷器，配电变压器一般使用的高压阀型避雷器的结构如下：
高压阀型避雷器的外部瓷件作绝缘保护，内部由多个阀型非线性电阻和火花间隙组成。

阀型非线性电阻具有的电压越高而电阻值就
越小、电压越低则电阻值越大。

阀型电阻的一端通过接地线接地，上部的火花间隙接到变压器的高压侧。

在一般工作条件下，火花间隙有足够的绝缘强度，不可能被正常运行的工频电压击穿。

在有雷电过电压出现时，火花间隙骤然被击穿，高电压加到阀型电阻上，这时阀型电阻值马上降低，甚至降到”零”值，将雷电流迅速导入大地。

雷电波过后，阀型电阻的电阻值又骤然升高，恢复至原来的高电阻值，工频电流同时被火花间隙截断，避免线路由于继续放电而出现跳闸事故，使电路恢复正常运行。

（2）角型间隙。

在雷电过电压波袭来时，角型间隙击穿，将雷电流引入地下。

间隙的结构一定要符合以下要求：①间隙距离能调节，调节好后要保持稳定不变。

②间隙不容易在雨滴后短路，一般采用水平间隙。

③间隙击穿时，其电弧不能跳到其他机械设备上。

④间隙击穿时，电极不会烧坏。

间隙电极通常用直径为6mm-10mm的镀锌圆钢制成。

间隙距离可参考表2数据选择。

选择要按安装的具体环境条件综合考虑。

100kva以上配电变压器的高压侧一般采用10kv阀型避雷器三个；50-100kva的配电变压器可用两个10kv阀型避雷器和一个角型间隙，装在中间一相。

在雷电活动很少的地区，50kva以下的配电变压器的高压侧应采用三个角型间隙。

避雷器的接地电阻不得大于10ω。

3、继电保护装置
3.1 纵联差动的保护
变压器纵差动保护的工作原理如下：
（1）正常工作条件下，变压器两侧的电流互感器ita、2ta一次电流为正常工作电流，方向相同，二次电流通过差动继电器ka线圈的方向相反，可以相互抵消，差动继电器ka动作。

（2）保护范围外（区外）短路，变压器两侧的电流互感器ita、2ta的一次电流方向也是相同，二次电流流过差动继电器ka线圈的电流方向也是相反，也可以相互抵消，差动继电器ka是不动作。

（3）保护范围之内（区内）短路，变压器两侧电流互感器ita、2ta的一次电流方向相反，二次电流流过差动继电器ka线圈方向相同，两个二次电流叠加使差动继电器ka动作，切除变压器一、二次侧电源，使变压器退出运行。

变压器纵差动保护灵敏度很高、保护范围内全线速断的变压器主保护，它安装在容量大的变压器上。

3.2 瓦斯保护
气体继电器是瓦斯保护的主要元件，它安装在变压器油箱与油枕之间的联通管上，并有一定的倾斜度。

在变压器油箱内部线圈发生匝间、层间、相间短路或出现局部放电时，短路电流和电弧使变压器油和其他绝缘材料分解，产生气体，其上升经过气体继电器流入油枕上部。

如果内部故障严重，就会产生的大量气体冲击气体继电器驵动机构，气体继电器便动作。

内部故障较为严重，气体继电器动作发信号，警示运行技术人员尽快采取措施进行处理；如果变压
器内部故障非常严重，威胁到了变压器运行安全，此时气体继电器动作跳闸，把变压器两侧断路器自动跳开，切断电源使变压器退出运行。

瓦斯保护通常装设在容量较大的变压器上。

3.3 电流遮断保护
这是一种不带时限的过电流保护装置，主要保护变压器高压套管及原绕组内部故障。

在过电流保护的动作时限超过0.5s，又没安装纵差动保护的变压器上都安装电流速断保护。

装了差动保护就不再装速断保护。

不装差动保护，电流速断保护便起着保护变压器相间故障及严重接地短路故障的主保护作用。

它结构简单，动作迅速，但被保护范围内有一段范围不能速断。

3.4 过负荷保护
变压器在系统事故运行时允许一定时间一定值的过负荷。

过负荷对电气设备即是工作电流超过了设备的额定电流，其热效应产生的热量就超过了设备长期工作允许的热量，过负荷越严重，超过值就越大，这会加速绝缘老化，影响设备的安全运行，因此，电气设备不可过负荷很大。

不可过负荷的时间太长。

不然会缩短设备使用寿命，在严重时还可能造成火灾烧坏设备。

而过负荷与短路不同，过负荷是未出现事故，只是运行不异常，而短路是已出现事故，不能运行，不处理事故面还可能扩大，因此对过负荷刚发生就不用马上切断电源，在负荷非常严重，时间也较长的情况下才能切断电源，设备方可停止运行；对短路短路故障一定要马上切断电源，将故障压缩在最小范围
之内以保护设备安全。

变压器也一样，如果变压器过负荷超过了许可范围，为保护变压器安全，过负荷保护装置要马上动作。

变压器过负荷保护动作通常是发警报信号，通知技术人员进行处理。

如减小变压器负荷，加强冷却通风等。