【摘要】变压器是电力系统中最重要的电气设备之一，它的故障将对电力系统的正常运行带来严重的影响，因此必须根据变压器的容量和重要程度装设性能良好、动作可靠的保护装置。变压器的故障分为内部和外部两种故障，内部故障指变压器油箱里面发生的各种故障；外部故障，指油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障。为了防止变压器发生各种类型的故障和不正常运行时造成的损失，保证电力系统安全连续运行，必须根据变压锦容量大小、电压等级等因素装设必要的、动作可靠性高的一系列继电保护装置。 【关键词】变压器 内部故障 外部故障 保护
一、主变压器保护主要类型
瓦斯保护。在变压器油箱内部发生故障时，由于故障点电流和电弧的作用，将使变压器及其绝缘材料因局部发热而分解产生气体，气体将从油箱流向油枕的上部。当故障严重时，油会迅速膨胀并产生气体，此时将有剧烈的气体夹杂着油冲向油枕的上部。利用油箱内部故障时的这一特点构成的反映于上述气体而动作的保护装置，成为瓦斯保护。为了实现这种比较， 在线路两端应装设型号及变比完全相同的电流互感器，并按一定的方式将上述电流互感器的二次回路反向串接。连接的原则是：在正常运行及外部短路时，继电器中没有电流，而在被保护内部短路时，继电器内部流过全部短路电流（二次值）。正常运行及外部短路时，线路两端的电流大小及方向一致，因此，继电器不会动作。在两端电流互感器之间的线路范围内发生短路时，两侧电流都向短路点供出短路电流，故流进继电器的电流不为0，由于流进继电器的这个电流很大，故继电器动作。纵差动保护的保护范围，包括了两端电流互感器之间的整条输电线路，保护范围以外短路时，保护不会动作，因此无需与相邻线路保护在动作值和动作时限上进行配合。 差动保护。差动保护用来保护变压器绕组，套管及引出线上相间短路、匝间短路及接地短路。用比较被保护线路（或元件）两端电流大小和方向（相位）的方法而构成的保护称为差动保护；
主变压器的后备保护。为反应变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流，以及在变压器内部故障时，作为差动保护和瓦斯保护的后备，变压器应装设复合电压起动的过电流保护。如所设计的变电站，110KV、35KV、10KV侧均有电源，因此，在变压器三侧均应装
设复合电压过流保护。110KV侧后备保护的动作时限最小，且加方向元件，动作功率方向取为由变压器指向母线。110KV、35KV、10KV的后备保护均动作于跳开本侧断路器。在110KV侧另加装一套不带方向的后备保护，作为变压器内部故障的后备保护。
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主变压器的过负荷保护。变压器的过负荷保护反映在变压器对称过负荷引起的过电流。保护用一个电流继电器接于一相电流，经延时动作于信号。本次设计的变电站的三绕组降压变压器，三侧均有电源，因此，三侧均应装设过负荷保护。
二、主变压器主保护的整定计算
对三绕组变压器差动保护采用BCH-2型差动继电器。取额定电流Ie2最大的为基本侧，该侧接入制动线圈，剩下两侧接入非制动线圈（如10KV侧的外部发生故障时穿越变压器的短路电流最大，则该侧制动线圈接入）。
按躲过变压器的励磁涌流来计算：IdZ=KkKjxIe。Kk—可靠系数，取1.3；Kjx—按线系数，高压侧电流互感器为△接法时，Kjx= ，低压侧电流互感器为Y接法时Kjx为1。
我是中国星按躲过最大不平稳电流来计算：Ibpmax=（KfKTAfTA+△u+△f）I（3）d·max
Idz=KkIbpmax。Kf—非周期分量引起的误差，取1；KTA—电流互感器同型系数，两侧互感器型号相同时取0.5，不同时取1；fTA—电流互感器最大相对误差，取0.1；△养殖技术顾问杂志u—变压器调节范围的一半；△f—继电器实用匝数与计算匝数不等产生的相对误差，取中间值0.05；I（3）d.max—变压器外部三相短路时流经基本侧的最大短路电流。
按躲过电流互感器二次回路断线而引起的电流变动来计算： Idz=KkKjxIgh。Igh—最大负荷侧电流；取以上的最大值作为计算基本侧差动保护一次动作电流，即基本侧继电器回路动作电流计算值。
确定差动继电器的动作电流和基本侧差动线圈的匝数：差动线圈继电器动作电流：Idz·j·jb·js= 。基本侧差动线圈匝数计算值为：Wcd·js= 。AW0—继电器的动作安匝值。根据实际匝数Wcd·z再计算基本侧实际的动作电流Idz·j·jb和保护的一次动作电流Idz·jb。差动继电器实际动作电流：Idz·2= Idz·js=Idz·2×n
确定非基本侧平衡线圈匝数和工作线圈匝数：Wph·js·110= Wcd.z （匝）Wph·js·35= Wcd.z（匝）。110KV侧和35KV侧的工作线圈匝数分别为：Wg.js.110=+Wph.js.110+Wcd.z，Wg.js.35=+Wph.js.35+Wcd.z。
灵敏度的校验：按最小运行方式下，变压器10KV侧出口处两相短路电流校验。
Klm= =大连商检局
若满足灵敏度校验，则选用BCH-2型差动继电器满足要求。
三、变压器后备保护
过电流保护整定计算：按躲过变压器最大负荷电流整定：Idz= Ie。Kk—可靠系数，一般取1.1-1.2；Kf—返回系数，一般取0.8-0.85；N—并列运行变压器的最少台数；Ie—每台变压器的额定电流。
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按躲过负荷自启动的最大工作电流整定：Idz=KkKzpdIe。Kk为可靠系数一般取1.2-1.3，Kzpd为自启动系数，35KV及其以上电压级负荷可取1.5-2，6-10KV负荷可取1.5-2.5，Ie为变压器额定电流。还可以按照躲过变压器低压母线自动投入负荷整定，当低压侧有出线保护时，也应该与之配合整定。灵敏度校验：Klm= （按低压侧母线故障时最小短路电流计算，Id.min= I（3）d.10）。
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变压器过负荷保护整定计算：对称过负荷保护的动作电流，按躲过额定电流整定：Idz= Ie=。Kk—可靠系数，取1.05；Kf—返回系数，取0.85；Ie—保护安装侧的额定电流。该过负荷保护应安装在110KV侧，因为电源在110KV侧，功率只能从这一侧流入变压器，所以只在这一次装设过负荷保护既可，这一侧的额定电流为Ie =Se/（ ×110），动作电流Idz=KkIe /Kf。
四、结语
总之，变压器配置的保护需满足可靠性、选择性、快速性、灵敏性，将故障和异常运行对电力系统的影响限制到最小范围。
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