在供配電系統(tǒng)中，電力變壓器是一種技術(shù)上最重要、經(jīng)濟(jì)上最昂貴的電氣設(shè)備，必須根據(jù)變壓器可能發(fā)生的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)、以及變壓器的容量大小和重要程度裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置與保護(hù)措施。本文談?wù)剮追N電力變壓器的保護(hù)措施。

　　電力變壓器故障主要是變壓器繞組及其引出線的相間短路、繞組匝間短路和中性點(diǎn)接地側(cè)單相接地短路，不正常運(yùn)行狀態(tài)主要是變壓器過負(fù)荷、油面降低、溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。根據(jù)上述可能發(fā)生的故障及不正常運(yùn)行狀態(tài)，變壓器一般要裝設(shè)一些保護(hù)裝置。

　　變壓器的保護(hù)裝置

　　變壓器的常有保護(hù)裝置一般包括：電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、單相接地短路保護(hù)等。電流速斷保護(hù)用來防御變壓器內(nèi)部故障及電源側(cè)引出線套管的故障，是變壓器的主保護(hù)之一，瞬時(shí)動(dòng)作于電源側(cè)斷路器跳閘，并發(fā)出信號(hào)，但變壓器內(nèi)部某些位置故障及負(fù)荷側(cè)引出線套管故障時(shí)電流速斷保護(hù)不動(dòng)作。過電流保護(hù)用來防御變壓器內(nèi)部和外部故障。縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)用來防御變壓器內(nèi)部故障及引出線套管的故障。瓦斯保護(hù)用來防御油浸式電力變壓器的內(nèi)部故障。過負(fù)荷保護(hù)用來通告變壓器過負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)變壓器的實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷超過其額定容量一定比例時(shí)，過負(fù)荷保護(hù)一般延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，也可以延時(shí)跳閘，或延時(shí)自動(dòng)減負(fù)荷。

　　變壓器的電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)

　　1、變壓器的電流速斷保護(hù)

　　變壓器的電流速斷保護(hù)，其組成、原理與線路的電流速斷保護(hù)完全相同，對(duì)于企業(yè)供電采用的降壓變壓器的繼電保護(hù)裝置，其電流互感器安裝在變壓器的高壓電源側(cè)。變壓器電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流（速斷電流）的整定計(jì)算也與線路電流速斷保護(hù)基本相同。變壓器的電流速斷保護(hù)與線路電流速斷保護(hù)一樣，存有“死區(qū)”，如變壓器內(nèi)部某些位置兩相短路故障、靠近中性點(diǎn)繞組三相短路故障及低壓負(fù)荷側(cè)引出線套管三相短路故障時(shí)電流速斷保護(hù)不動(dòng)作。彌補(bǔ)死區(qū)的措施，也是配備帶時(shí)限的過電流保護(hù)，而瓦斯保護(hù)也能彌補(bǔ)電流速斷保護(hù)在變壓器內(nèi)部的保護(hù)死區(qū)。

　　變壓器在空載投入或短路切除后電壓突然恢復(fù)時(shí)將出現(xiàn)一個(gè)沖擊性的勵(lì)磁涌流，為了避免電流速斷保護(hù)誤動(dòng)作，通常在速斷電流整定后，在變壓器開始運(yùn)行時(shí)，應(yīng)將變壓器空載試投若干次，以檢查速斷保護(hù)是否誤動(dòng)作，如果動(dòng)作，應(yīng)將速斷保護(hù)的動(dòng)作電流適當(dāng)增大，直到使速斷保護(hù)不動(dòng)作。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證實(shí)，速斷保護(hù)的動(dòng)作電流只要大于變壓器一次額定電流的3～5倍，即可避免流過勵(lì)磁涌流時(shí)錯(cuò)誤地?cái)嚅_變壓器。變壓器電流速斷保護(hù)具有接線簡(jiǎn)單、動(dòng)作迅速等優(yōu)點(diǎn)，但它不能保護(hù)變壓器的全部，因此不能單獨(dú)作為變壓器的主保護(hù)。

　　2、變壓器的過電流保護(hù)

　　變壓器的過電流保護(hù)，用來作為變壓器瓦斯保護(hù)和電流速斷保護(hù)或差動(dòng)保護(hù)的近后備保護(hù)，同時(shí)又可作為變壓器低壓出線或設(shè)備的遠(yuǎn)后備保護(hù)，同樣可稱其為未設(shè)保護(hù)的低壓母線及變壓器電流速斷保護(hù)死區(qū)的基本保護(hù)。無論采用電流繼電器還是采用脫扣器，也無論是定時(shí)限還是反時(shí)限，變壓器過電流保護(hù)的組成、原理與線路過電流保護(hù)的組成、原理完全相同。

　　變壓器過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限亦按“階梯原則”整定，與線路過電流保護(hù)完全相同。但是對(duì)車間變電所（電力系統(tǒng)的終端變電所），其動(dòng)作時(shí)間可整定為最小值（0.5～0.7s），這樣可省去電流速斷保護(hù)。變壓器過電流保護(hù)的靈敏度，應(yīng)按變壓器低壓側(cè)母線在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路時(shí)，高壓側(cè)流經(jīng)保護(hù)裝置安裝處的電流互感器的穿越電流值來校驗(yàn)。

　　3、變壓器的過負(fù)荷保護(hù)

　　對(duì)于油浸式電力變壓器，在維持變壓器規(guī)定的使用年限不變的情況下，允許變壓器適當(dāng)過負(fù)荷運(yùn)行。但是，當(dāng)變壓器實(shí)際負(fù)荷超過其額定容量20%（室內(nèi)）或30%（室外）時(shí)，過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)延時(shí)10s～15s動(dòng)作于信號(hào)，以便運(yùn)行人員及時(shí)查找原因。變壓器過負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)按躲過變壓器正常過負(fù)荷電流來整定。變壓器過負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限一般取10s～15s，以躲過尖峰電流，避免誤發(fā)信號(hào)。

　　變壓器低壓側(cè)的單相短路保護(hù)

　　對(duì)變壓器低壓側(cè)的單相（接地）短路，可采取下列有效保護(hù)措施之一。

　　1、在變壓器低壓側(cè)裝設(shè)三相都帶過流脫扣器的低壓斷路器

　　小型企業(yè)變電所或車間變電所變壓器低壓側(cè)一般裝設(shè)容量較大的低壓斷路器，作為控制低壓母線上所有負(fù)荷的總開關(guān)。這種低壓斷路器，不僅裝有三相過流脫扣器，能夠?qū)崿F(xiàn)低壓側(cè)的相間短路和單相短路保護(hù)；而且裝有失壓脫扣器和熱脫扣器，能夠?qū)崿F(xiàn)失壓、欠壓（低電壓）保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)；同時(shí)還裝有分勵(lì)脫扣器和司服電動(dòng)機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)分，合閘及變壓器保護(hù)聯(lián)動(dòng)跳閘。所以，這項(xiàng)措施應(yīng)用最廣。

　　2、在變壓器低壓側(cè)裝設(shè)熔斷器

　　低壓熔斷器也可以用來作低壓側(cè)的相間短路和單相短路保護(hù)，但熔斷器不能作控制開關(guān)使用，而且它熔斷后需更換熔體才能恢復(fù)供電，因此僅限于用在給不重要負(fù)荷供電的變壓器。

　　3、在變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)引出線上裝設(shè)零序電流保護(hù)

　　這種零序電流保護(hù)是將一只零序電流互感器裝在變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)引出線上，互感器二次側(cè)接一只電流繼電器，反應(yīng)低壓側(cè)的單相短路電流。根據(jù)變壓器運(yùn)行規(guī)程要求，某些連接的變壓器二次側(cè)單相不平衡負(fù)荷不得超過額定容量的25%。因此，變壓器零序電流保護(hù)的動(dòng)作電流按躲過變壓器低壓側(cè)更大不平衡電流來整定。這項(xiàng)措施大大提高了變壓器低壓側(cè)的單相短路保護(hù)的靈敏度。但缺點(diǎn)是要單獨(dú)裝設(shè)一套零序電流保護(hù)裝置，投資較多。

　　變壓器的瓦斯保護(hù)

　　瓦斯保護(hù)主要是利用變壓器油等受熱產(chǎn)生氣體而動(dòng)作的一種保護(hù)，又稱氣體繼電保護(hù)，是反應(yīng)油浸式電力變壓器油箱內(nèi)部繞組故障的一種基本保護(hù)裝置。瓦斯保護(hù)的主要元件是氣體繼電器，在電力變壓器出廠時(shí)就已裝設(shè)在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，可使氣流通過氣體繼電器進(jìn)入油枕，并能防止氣泡聚積在變壓器的頂蓋內(nèi)。瓦斯保護(hù)動(dòng)作迅速、靈敏度高、接線和安裝簡(jiǎn)單、能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部各種類型的故障。但是瓦斯保護(hù)不能反應(yīng)變壓器油箱外的套管和斷路器之間連接線上的故障。因此，它不能作為防御變壓器各種故障的保護(hù)。