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摘要：电力变压器是电力系统中关键的一次设备，变压器的故障或异常运行会给供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响，再加上变压器本身价格比较昂贵，合理准确对变压器的保护进行配置，整定计算十分重要。本文重要对变压器的保护配置原则，三绕组的变压器的后备保护及过负荷保护配置及瓦斯保护进行分析。
关键字：变压器，后备保护，瓦斯保护，整定计算
0前言
随着国民经济和社会发展，电力的需求量激增，变压器的容量也越来越大。通信和计算机相关技术的发展也推动电力系统继电保护的快速发展。随着企业的快速发展，供电可靠性的要求不断提高，变压器的安全运行更是必不可少的条件。而合理可靠的保护配置是变压器安全运行的必备条件。现代生产的变压器，虽然在设计和材料方面有所改进，结构上比较可靠，相对于输电线路和发电机来说，变压器故障机会也比较少，但在实际运行中，仍有可能发生备种类型的故障和异常运行情况，这会对供电可靠性和系统的正常运行带来严重影响。为了满足电力系统稳定方面的要求，当变压器发生故障时，要求保护装置快速切除故障。
1、变压器的故障类型与特征
变压器的内部故障可分为油箱内故障和油箱外故障两类，油箱内故障主要包括绕组的相间短路、匝间短路、接地短路，以及铁芯烧毁等。变压器油箱内的故障十分危险，由于油箱内充满了变压器油，故障后强大的短路电流使变压器油急剧的分解气化，可能产生大量的可燃性瓦斯气体，很容易引起油箱爆炸。油箱外故障主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。电力变压器不正常的运行状态主要有外部相间短路、接地短路引起的相间过电流和零序过电流，负荷超过其额定容量引起的过负荷、油箱漏油引起的油面降低，以及过电压、过励磁等。
2、变压器保护配置的基本原则
2.1、瓦斯保护
800KVA及以上的油浸式变压器和400KVA以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。瓦斯保护用来反应变压器油箱内部的短路故障以及油面降低，其中重瓦斯保护动作于跳开变压器各电源侧断路器，轻瓦斯保护动作于发出信号。
2.2、纵差保护或电流速断保护
6300KVA及以上并列运行的变压器，10000KVA及以上单独运行的变压器，发电厂厂用或工业企业中自用6300KVA及以上重要的变压器，应装设纵差保护。其他电力变压器，应装设电流速断保护，其过电流保护的动作时限应大于。对于2000KVA以上的变压器，当电流速断保护灵敏度不能满足要求时，也应装设纵差保护。纵差保护用于反应电力变压器绕组、套管及引出线发生的短路故障，其保护动作于跳开变压器各电源侧断路器并发相应信号。
2.3、相间短路的后备保护
相间短路的后备保护用于反应外部相间短路引起的变压器过电流，同时作为瓦斯保护和纵差保护（或电流速断保护）的后备保护，其动作时限按电流保护的阶梯形原则来整定，延时动作于跳开变压器各电源侧断路器，并发相应信号。一般采用过流保护、复合电压起动过电流保护或负序电流单相低电压保护等。
2.4、接地短路的零序保护
对于中性点直接接地系统中的变压器，应装设零序保护，零序保护用于反应变压器高压侧（或中压侧），以及外部元件的接地短路。
2.5、过负荷保护
对于400KVA以上的变压器，当数台并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应装设过负荷保护。过负荷保护通常只装在一相，其动作时限较长，延时动作于发信号。
2.6、其他保护:
高压侧电压为500KV及以上的变压器，对频率降低和电压升高而引起的变压器励磁电流升高，应装设变压器过励磁保护。
对变压器温度和油箱内压力升高，以及冷却系统故障，按变压器现行标准要求，应装设相应的保护装置。
3、关于三绕组变压器后备保护配置
对于三绕组变压器的后备保护，当变压器油箱内部故障时，应断开各侧断路器，当油箱外部故障时，只应断开近故障点侧的变压器断路器，使变压器的其余两侧继续运行。
1、对于单侧电源的三绕组变压器，应设置两套后备保护，分别装于电源侧和负荷侧。保护带两级时限，以较小的时限跳开变压器断路器QF3，以较大的时限断开变压器各侧断路器。
2、对于多侧电源的三绕组变压器，应在三侧都装设后备保护。
4、关于变压器的过负荷保护
1、对双绕组升压变压器，装于发电机电压侧。
2、对一侧无电源的三绕组升压变压器，装于发电机电压侧和无电源侧。
3、对三侧有电源的三绕组升压变压器，三侧均应装设。
4、对于双绕组降压变压器，装于高压侧。
5、仅一侧电源的三绕组降压变压器，若三侧的容量相等，只装于电源侧；若三侧的容量不等，则装于电源侧及容量较小侧。
6、对两侧有电源的三绕组降压变压器，三侧均应装设。装于各侧的过负荷保护，均经过同一时间继电器作用于信号。
5、关于变压器接地保护
大电流接地系统中的变压器，一般要求在变压器上装设接地（零序）保护。作为变压器本身主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护。
有若干台变压器并联运行的变电站，则采用一部分变压器中性点接地运行，而另一部分变压器中性点不接地运行的方式。如图所示两台升压变压器并列运行，其中T1中性点接地运行，T2中性点不接地运行。对于中性点有两种运行方式的变压器，需要装设两套相互配合的接地保护
装置：零序过电流保护─用于中性点接地运行方式；零序过电压保护─
用于中性点不接地运行方式。
按下列原则来构成保护：对于分级绝缘变压器应先切除中性点不接地运行的变压器，后切除中性点接地运行的变压器；对于全绝缘变压器应先切除中性点接地运行的变压器，后切除中性点不接地运行的变压器。
3、结论
本文对变压器的保护配置原则进行了分析，为了更安全、可靠保障变压器的可靠运行，还需要结合工程实际和各个设备厂家保护设备特点来进行保护配置和整定计算。
参考文献
[1]750kV变压器保护配置及整定计算探讨；张健康，粟小华，夏芸.电力系统及其自动化。
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[3]110kV变压器保护的配置及整定计算；王庆举，张明.工业C
作者介绍：
张君荔（1985.05-），毕业于长沙理工大学电气工程及其自动化专业，大唐石门发电有限责任公司电控班，从事继电保护及仪表测量工作。