变压器继电器的保护类型和保护范围

首先，变压器的故障类型

1. 油箱内部故障

a. 相间短路，绕组匝间短路和单相接地短路的类型.

b. 危害: 高温电弧不仅会烧毁绕组和铁芯，还会使变压器油绝缘层受热分解而产生大量气体，导致变压器油箱爆炸.

2. 油箱外部故障

a. 导线和绝缘套管处会发生各种相间短路和接地（至变压器外壳）.

b. 危害: 短路时绕组线圈会变形，绕组绝缘会降低.

第二，变压器继电器的保护类型和保护范围

1，气体保护

用于防御变压器内部故障.

当变压器内部故障发生时，机油被加热分解产生气体，或者当变压器的油位下降时，应启动气体保护装置.

容量为800 kV·A及以上的油浸式变压器以及400 kV·A及以上的车间变压器通常应配备气体保护装置. 其中，轻气体作用于警报信号，重气体作用于各电源侧的断路器.

气体保护，也称为气体继电器保护变压器继电保护，是一种防止油浸式电力变压器内部故障的基本保护装置. 气体保护可以很好地反映变压器的内部故障，例如变压器绕组的匝间短路.

气体继电器安装在变压器油箱和储油箱之间的连通管上，如下图所示.

为使油箱中产生的气体通过气体继电器平稳地排入储油箱，应将变压器的倾角安装在1％至1.5％之间；在制造变压器的同时，通讯管道的倾斜度也为2％〜4％.

气体保护装置的工作原理

①当变压器正常工作时，气体继电器的上下油杯已注满油，并且由于对重的作用，油杯的上下触点断开.

②当变压器油箱发生轻微故障而油位下降时，由于油杯中的残留油而使油杯掉落，其扭矩大于对重的扭矩，从而连接了上触点并发出警报发出信号. 这是轻气动作.

③当变压器油箱发生严重故障时，由故障产生的大量气体撞击挡板，导致下部油杯掉落，从而下部触点被连接并直接作用于跳闸，从而是重气动作.

④如果变压器中发生漏油，将导致气体继电器中的油缓慢排出. 首先，上油杯掉落，连接上触点，并发出警报信号；当油位继续下降时，下部油杯将下降并且下部触头将被连接，从而使断路器跳闸并卸下变压器.

2. 纵向差动保护

变压器纵向差动保护是一种快速动作的保护装置，可反映变压器一次侧和二次侧之间的电流差. 它用于保护变压器和引线与绝缘套管之间的相间短路，也可以用于保护变压器匝之间的短路，保护区位于电流互感器之间在变压器的初级和次级侧.

工作原理

变压器差动保护是一种在保护区域发生短路故障时利用由差动电路中的变压器一次和二次电流引起的不平衡电流的一种保护. 在正常运行和外部k-1短路的情况下，希望尽可能小，理想情况下= 0，但这几乎是不可能的，不仅与变压器和电流互感器的接线方法和结构性能有关，而且与变压器的工作模式有关，因此只能尽可能减少.

励磁涌流的原因是由瞬态过程引起的，该瞬态过程是由变压器铁心中的磁通量引起的，该瞬态过程不能突然改变. 因此，减少变压器差动保护中励磁涌流影响的方法如下:

①使用具有快速饱和铁芯的差动继电器.

②通过比较波形间断角来确定内部故障和励磁涌流的差动保护.

③使用二次谐波制动以避免励磁涌流.

用于防御变压器的内部故障和引线套管的故障.

单次操作容量为10000 kV·A及以上的变压器和并联操作时的容量为6300 kV·A及以上的变压器应配备纵向差动保护.

3. 当前的速断保护

用于防御变压器的内部故障和引线套管的故障.

容量小于10,000 kV·A的变压器和容量小于6300 kV·A的变压器通常安装有电流速断保护而不是纵向差动保护.

对于容量大于2000 kV·A的变压器，当灵敏度不能满足要求时，应改为安装纵向差动保护.

在有时间限制的过电流保护中，保护设备的工作电流是根据线路的最大负载电流的原则设置的. 因此，为了确保保护装置动作的选择性，必须采用逐步增加的阶梯式时限特性. 结果，短路点离电源越近，保护装置的动作时间越长，短路危险就越严重. 为了克服这一缺点并同时确保动作的选择性，通常采用增大电流设定值以限制保护动作范围的方法来减小保护动作的时限，这构成了电流的快速响应. 破坏保护.

由于无时间限制的瞬时电流保护的工作电流避免了在最大短路电流（例如两相短路电流）发生在受保护线路末端时的最大短路电流. 线路末端附近的部分不一定是最大值. 当前的速断保护功能无法运行，也就是说，当前的速断保护实际上无法保护线路的整个长度. 这种保护设备无法保护的区域称为“保护死区”.

4. 过电流保护

用于防御变压器内部和外部故障.

作为纵向差动保护或电流速断保护的备用保护，它将使每个电源侧断路器在一定时间内跳闸.

5. 过载保护

变压器的过载保护用于表征变压器正常运行期间发生的过载情况. 仅在变压器确实过载时安装变压器继电保护，并且通常会作用于信号.

过载保护只需要一个相上的电流继电器即可.

工作原理: 过载时，电流继电器动作，时间继电器经过一定时间后延时一定时间，最后打开信号继电器发出报警信号. 过载保护的工作电流应避开变压器一次侧的额定电流. 过载保护的运行时限应避免电动机的自启动时间，通常为10〜15 s.

用于防止由变压器过载引起的过电流.

保护设备仅连接到特定相位的电路. 通常，延迟动作会作用于信号，它还会延迟跳闸或延迟自动负载减少（无人值守的变电站）.

6. 零序电流保护

零序电流保护装置安装在变压器中性点接地导线的电流互感器上. 保护动作后，将变压器的一次侧和二次侧的断路器切断.

零序电流保护由两部分组成: 电流元件和电压元件.

对于低压侧中性点零线接地系统（三相四线制），当高压侧的保护灵敏度不能满足要求时，应安装特殊的零序电流保护.

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