任艳飞 张力
国核示范电站有限责任公司，山东 荣成 264312
摘要：电力变压器是电力系统中不可缺少的重要设备，它的故障会给供电可靠性以及系统的正常运行带来严重的后果，同时大容量的电力变压器又是非常贵重的设备，因此对于电力变压器设置相应的保护是至关重要的。本文主要谈一谈电力变压器的主保护。
关键词：变压器 电力保护 故障
一、电力变压器的常见故障和异常
电力变压器的常见故障主要分别为内部故障和外部故障。
变压器的内部故障主要有：绕组相间短路、绕组匝间短路、绕组单相接地短路、分接开关短路、过负荷、油温高以及漏油等。变压器发生内部故障是非常危险的，因为短路电流产生的电弧不仅会烧坏绕组、绝缘、铁心，而且由于绝缘材料和变压器油受热分解产生大量气体，使油箱内压力急剧升高，在压力释放器来不及释放能量的情况下，可能导致变压器油箱爆裂，并可能着火。
变压器外部故障主要有：套管、引出线的相间短路，套管、引出线的单相接地短路等。
基于以上各种电力变压器的故障，为了保证系统的正常运行，电力变压器设置了多种保护手段，其中差动保护和瓦斯保护是两种常见的主保护。
二、差动保护
差动保护的保护范围为电力变压器高、低压侧线圈及其引出线各种相间短路故障及大电流接地系统的单相接地故障。
如图1所示，正常情况下，线路中流过的电流为I，流过电流互感器CT1及电流互感器CT2，在CT1和CT2的二次侧产生感应电流i1和i2，此时i1=i2，根据基尔霍夫电流定律知，流过差动继电器的电流=i1-i2=0，即流过差动继电器的电流为零，差动继电器不动作。
如图2所示，电流互感器CT1和CT2之间发生故障时，则两端电流I1和I2均流向故障点，电流互感器的二次侧感应电流i1和i2如图2所示，根据基尔霍夫电流定律知，流过差动继电器的电流=i1-i2≠0，即差动继电器中有电流流过，差动继电器动作，保护动作。
.png)
三、瓦斯保护
瓦斯保护是基于电力变压器内部出现故障会产生气体的一种变压器的主要保护。
当电力变压器内部出现故障时，故障电流产生的电弧会使绝缘材料以及变压器油分解，从而产生大量的气体，这些气体夹带变压器油而冲向变压器的油枕。在变压器与其油枕之间设置有专用的瓦斯继电器，油气油流经过时会引起其动作。
瓦斯保护分为两级，包括轻瓦斯保护和重瓦斯保护。轻瓦斯保护反应变压器内较为轻微的放电、过热和油箱漏油，变压器内部产生的气体逐渐积聚到继电器上部，当达到一定量时发出报警信号，仅产生报警。重瓦斯保护针对于电力变压器的较大故障，动作时引起相应的保护，动作于断路器跳闸。
四、瓦斯保护与差动保护的对比
瓦斯保护能够反映变压器油箱内的任何故障，特别是发生匝间短路且被短路的匝数较少时，故障回路的电流虽然很大，可能造成严重的局部发热，但是反映在外部电路的电流变化却较小，甚至连灵敏度较高的差动保护也不会动作。此外，瓦斯保护是变压器铁心烧损的唯一保护。
差动保护能反映变压器套管及引出线的故障，但瓦斯保护没有该功能。当发生变压器内部相间短路故障时，差动保护的动作灵敏性比瓦斯保护的高。
五、总结
电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。它的作用是多方面的，不仅能升高电压把电能送到用电地区，还能把电压降低为各级使用电压，以满足不同用户种类的用电需求。因此为了系统安全稳定的运行，必须为电力变压器设置相应的主保护。
参考文献：
[1]李丹娜、孙成普.电力变压器应用技术，中国电力出版社，2009.