變壓器的主保護和后備保護

一、主保護

1、 主保護是滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護設(shè)備和線路故障的保護。

2、 變壓器的主保護是差動保護和瓦斯保護。

1）差動保護

變壓器的差動保護是按循環(huán)電流原理設(shè)計的，它能正確區(qū)分變壓器內(nèi)、外故障，并能瞬時切除保護區(qū)內(nèi)的故障。差動保護是套管引出線相間短路、變壓器內(nèi)部的保護，以及中性點直接接地系統(tǒng)側(cè)的單相接地短路保護，還可以反應(yīng)變壓器內(nèi)部繞組的匝間短路。這種保護方式對繞組引起的接觸不良、變壓器內(nèi)部鐵芯過熱不能反應(yīng)，當(dāng)繞組匝間短路的匝數(shù)較少時也可能反應(yīng)不出。

2）瓦斯保護

當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，由于短路電流和短路點電弧的作用，變壓器內(nèi)部會產(chǎn)生大量氣體，同時變壓器油流速度加快，利用氣體和油流來實現(xiàn)的保護稱為瓦斯保護。這種保護方式可以反應(yīng)鐵芯等部件漏油或過熱、繞組匝間短路、單相接地短路以及繞組相間短路等故障。它雖然可以反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部的各種故障，但是不能反應(yīng)套管引出線的故障，所以瓦斯保護與差動保護共同組成變壓器的主保護。瓦斯保護又分為輕瓦斯保護和重瓦斯保護。

（1）輕瓦斯保護

當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障或異常時，故障點局部過熱，引起部分油膨脹，油內(nèi)氣體形成氣泡進入氣體繼電器，輕瓦斯保護動作，發(fā)出輕瓦斯信號。

（2）重瓦斯保護

當(dāng)變壓器油箱內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重故障時，故障電流較大，電弧使變壓器油大量分解，產(chǎn)生大量氣體和油流，沖擊檔板使重瓦斯繼保護動作，發(fā)出重瓦斯信號并出口跳閘，切除變壓器。重瓦斯保護是油箱內(nèi)部故障的主保護，能反映變壓器內(nèi)部的各種故障。當(dāng)變壓器發(fā)生少數(shù)匝間短路，雖然故障電流很大，但在差動保護中產(chǎn)生的差流可能并不大，差動保護可能拒動。因此對于變壓器內(nèi)部故障，需要依靠重瓦斯保護切除故障。

二、后備保護

1、 后備保護是主保護或斷路器拒動時，用來切除故障的保護。后備保護可分為遠后備保護的和近后備保護兩種。

1）遠后備保護

遠后備保護是當(dāng)主保護或斷路器拒動時，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護來實現(xiàn)的后備保護。

2）近后備保護

近后備保護是當(dāng)主保護拒動時，由本電力設(shè)備或線路的另一套保護來實現(xiàn)；當(dāng)斷路器拒動時，由斷路器失靈保護來實現(xiàn)的后備保護。

2、 變壓器的后備保護一般有零序電流保護、外部相間短路的后備保護、接地后備保護和過負(fù)荷保護。

1）零序電流保護

在中性點直接接地電網(wǎng)中運行的變壓器都裝設(shè)零序電流保護，當(dāng)變壓器高壓側(cè)或高壓側(cè)線路發(fā)生接地時，產(chǎn)生零序電流，零序電流保護動作。這里認(rèn)為變壓器低壓側(cè)繞組為三角形接線。它可作為變壓器高壓繞組引出線，母線接地短路的保護，同時還可做相鄰線路及變壓器本身主保護的后備保護。

2）外部相間短路的后備保護

為反應(yīng)變壓器外部短路引起的變壓器過電流，并作為變壓器主保護、相鄰母線或線路的后備保護，變壓器需裝設(shè)過電流保護。根據(jù)變壓器容量和系統(tǒng)短路電流水平不同，可采用過電流保護、低電壓啟動的過電流保護、復(fù)合電壓啟動的過電流保護及負(fù)序電流保護等。

3）接地后備保護

對電壓等級在110kV及以上的中性點直接接地系統(tǒng)變壓器，應(yīng)裝設(shè)接地后備保護，作為變壓器直接接地側(cè)接地故障的近后備和外部相鄰元件包括母線、線路接地故障的遠后備保護。

4）過負(fù)荷保護

主要應(yīng)用于變壓器過載導(dǎo)致過電流的情況中。