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1、第十一章变压器保护第一节概述变压器是电力系统重要的主设备之一。在发电厂通过升压变压器将发电机电压升高，而由输电线路将发电机发出的电能送至电力系统中；在变电站通过降压变压器再将电能送至配电网络，然后分配给各用户。在发电厂或变电站，通过变压器将两个不同电压等级的系统联起来，该变压器称作联络变压器。一 变压器的基本结构及接线组别电力变压器主要由铁芯及绕在铁芯上的两个或三个绝缘绕组构成。为增强各绕组之间的绝缘及铁芯、绕组散热的需要，将铁芯及绕组置于装有变压器油的油箱中。然后，通过绝缘套管将变压器各绕组引到变压器壳体之外。另外，为提高变压器的传输容量，在变压器上加装有专
2、用的散热装置，作为变压器的冷却之用。大型电力变压器均为三相三铁芯柱式变压器或由三个单相变压器组成的三相组式变压器。将变压器同侧的三个绕组按一定的方式连接起来，组成某一接线组别的三相变压器。双卷电力变压器的接线组别主要有：YN，y、YN,d、D，d、及D，d－d。理论分析表明，接线组别为Y，y的变压器，运行时某侧电压波形要发生畸变，从而使变压器的损耗增加，进而使变压器过热。因此，为避免油箱壁局部过热，三相铁芯变压器按Y，y联接的方式，只适用于容量为1800KVA以下的小容量变压器。而超高压大容量的变压器均采用YN,d的接线组别。在超高压电力系统中，YN,d接线的
3、变压器，呈YN形联接的绕组为高压侧绕组，而呈d形联接的绕组为低压侧绕组，前者接大电流系统（中性点接地系统），后者接小电流系统（中性点不接地系统）。在实际运行的变压器中，在YN,d接线的变压器的接线组别中，以YN,d11为最多，YN,d1及YN,d5的也有。YN,d11接线组别的含意是：（a）变压器高压绕组接成Y型，且中性点接地，而低压侧绕组接成d；（b）低压侧的线电压（相间电压）或线电流分别滞后高压侧对应相线电压或线电流3300。3300相当于时钟的11点钟，故又称11点接线方式。同理，YN,d1及YN,d5的接线组别，则表示d侧的线电流或线电压分别滞后Y侧对
4、应相线电流或线电压300及1500。相当时钟的1点及5点，分别称之为1点接线及5点接线方式。在电机学中，对变压器各绕组之间相对极性的表示法，通常用减极性表示法。YN,d11、YN,d1及YN,d5接线组别变压器各绕组接线，相对极性及两侧电流的向量关系，分别如图11-1、图11-2及图11-3所示。（a）接线方式（b) 接线方式(b) 向量图 (b) 向量图图11-1 YN,d11变压器绕组接线方式 图11-2 YN,d1变压器组接线方式及及两侧电流向量图 两侧电流向量图 （a） 接线方式
5、 （b） 向量图图11-3 YN,d5变压器绕组接线方式及两侧电流向量图在上述各图中：、、－变压器高压侧三相电流； 、、－变压器低压侧三相电流；－各绕组之间的相对极性。由图可以看出：YN,d11接线的变压器，低压侧三相电流、、分别滞后高压侧三相电流、、3300；YN,d1接线的变压器低压侧三相电流、、分别滞后高压侧三相电流、、300；YN,d5接线的变压器，低压侧三相电流分别滞后高压侧三相电流、、1500。二 变压器的故障及不正常运行方式1 变压器的故障若以故障点的位置对故障分类，有油箱内的故障和油箱外的故障。（1）油箱内的故障变压器油箱内
6、的故障，主要有各侧的相间短路，大电流系统侧的单相接地短路及同相部分绕组之间的匝间短路。（2）油箱外的故障变压器油箱外的故障，系指变压器绕组引出端绝缘套管及引出短线上的故障。主要有相间短路（两相短路及三相短路）故障，大电流侧的接地故障、低压侧的接地故障。2 变压器的异常运行方式大型超高压变压器的不正常运行方式主要有：由于系统故障或其他原因引起的过负荷，由于系统电压的升高或频率的降低引起的过激磁，不接地运行变压器中性点电位升高，变压器油箱油位异常，变压器温度过高及冷却器全停等。三 变压器保护的配置变压器短路故障时，将产生很大的短路电流，使变压器严重过热，甚至烧坏变
7、压器绕组或铁芯。特别是变压器油箱内的短路故障，伴随电弧的短路电流可能引起变压器着火。另外短路电流产生电动力，可能造成变压器本体变形而损坏。变压器的异常运行也会危及变压器的安全，如果不能及时发现及处理，会造成变压器故障及损坏变压器。为确保变压器的安全经济运行，当变压器发生短路故障时，应尽快切除变压器；而当变压器出现不正常运行方式时，应尽快发出告警信号及进行相应的处理。为此，对变压器配置整套完善的保护装置是必要的。1 短路故障的主保护变压器短路故障的主保护，主要有纵差保护、重瓦斯保护、压力释放保护。另外，根据变压器的容量、电压等级及结构特点，可配置零差保护及分侧差
8、动保护。2 短路故障的后备保护目前，电
