变压器继电保护详解：故障、配置与主备策略

本篇文档深入探讨了电力系统继电保护原理中的一个重要部分——电力变压器的继电保护。章节共分为两节，第一部分详细介绍了变压器的故障和不正常运行状态。变压器作为电力系统的关键设备，其故障可能包括油箱内部的多种短路（如相间短路、单相接地、匝间短路以及铁心损坏），这些故障可能导致严重的后果，如油箱爆炸。外部故障则涉及绝缘套管故障、过电流、过负荷、中性点过电压和过励磁等问题。 变压器的主要保护配置包括主保护和后备保护。主保护着重于对内部故障的快速响应，如瓦斯保护（分重瓦斯和轻瓦斯）可以检测并防止油箱内部的各种短路和油位降低，其灵敏度高；纵联差动保护则能应对绕组间的相间短路、匝间短路和接地故障，因为瓦斯保护和差动保护互补，共同作为变压器的核心保护手段。 后备保护则是针对外部故障设计的，如过电流保护，有低电压启动、复合电压启动和负序电流及单相低电压启动等多种形式，能够检测外部相间短路。此外，还有零序电流保护用于反应接地故障，通常设置为双时限，以便在本侧和两侧断路器上采取不同的动作策略。过负荷保护则负责监视变压器的持续负载，延时动作于信号，并在无人值守站可能通过自动减负荷或跳闸来保护设备。 过励磁保护则针对电压升高和频率降低导致的励磁电流过大问题，旨在避免铁芯过热和损耗增大。理解并配置好这些保护系统对于电力系统的稳定运行至关重要，确保了变压器在面临各种异常情况时能够及时有效地进行保护，避免或减轻潜在的危害。