变压器的常见故障和异常 变电站简要的主接线图

它利用电磁感应原理来工作，如图中所示，高压侧电流流过高压侧绕组在铁芯中产生磁通，并穿过低压侧绕组，低压侧因此感应出电流，功率就从一端传输到了另一端，电压等级也随绕组变比而改变。

变压器对于电力系统的重要性好比心脏对于人的重要性

心脏跳动，向血液循环系统传输血液，而变压器运行则向电力系统传输功率，变换电压。

因此，主变的重要性不言而喻。那么，为了保护好这么重要的电力设备，我们就应该先诊断出变压器常见的故障和异常，才能对症下药。

首先，从变压器的内部说起，左边原理图中灰色部分为变压器内部，而右边是变压器内部绕组的图片。变压器的第一个常见故障就是内部绕组相见短路，如图所示。其次是，内部绕组的匝间短路，如图所示。然后是内部绕组的接地短路，如图所示。

为了消除励磁涌流带来的影响，首先，我们得先要识别出励磁涌流，从励磁涌流的特征入手。图中是励磁涌流的波形，从波形中可以看出，励磁涌流的波形已经不是正常的工频正弦波形，而是一种尖顶波，偏向时间轴的上侧。这种波形经过分解，可以得到很多谐波，特别是二次谐波。因此，励磁涌流的第一个特点就是有很大的谐波分量。其次，从图中可以看出励磁涌流相邻波形之间存在间断角。这就是励磁涌流的两个主要特征。

为了增强保护的可靠性，复合电压闭锁方向过流保护的高中压侧，还设置有三段。第一段和第二段的动作时间一般相同，第三段则比较长。并且，每一段一般有两个时限，第一、二段的第一时限是跳分段断路器，第二时限是跳本册断路器。而第三段的第一时限和第二时限一般都设置为跳变压器三侧。

而主变低压侧一般设置有五段，每段只有一个时限。

除了电量保护，变压器保护还有另外一种重要的保护，非电量保护。而瓦斯继电器则是非电量保护中的一个重要感应元件。它位于变压器油枕和本体油箱连接管上靠近油枕的地方。并且有本体瓦斯继电器和有载调压瓦斯继电器。

为了说明瓦斯继电器的动作原理，我用简单的图片向大家动态的展示一下瓦斯继电器的动作过程。 如图所示，这是一个瓦斯继电器，比较抽象。左边向下连接到主变本体，右边向上连接到油枕。天蓝色部分充满变压器油。上面是一个类似翘翘板的连杆，一段连接一个小锤，一段连接一个开口杯，类似于酒杯。变压器正常运行时，瓦斯继电器里面充满了油，小锤比开口杯重，于是一端向下，一端向上。当主变内部出现轻微的放电，产生了少量的气体，顺着油管流向油枕，经过瓦斯继电器时，流向上方的集气盒，使得油面下降。但是开口杯中装满了油，没有了油的浮力作用，开口杯和里面的油在重力作用下把小锤翘起来，这个过程便触发了轻瓦斯信号。有本体轻瓦斯和有载轻瓦斯。

而当主变内部发生了严重故障，比如相间短路，变压器油在短路电弧的作用下迅速分解出大量气体，这些气体以很快的流速流向油枕，经过瓦斯继电器时推动了瓦斯继电器下部的挡板，挡板转动，接通重瓦斯接点，发出重瓦斯信号，并出口跳闸。

当主变冷却器全停时，主变绕温、油温会随之升高。过高的温度会对大大降低主变的绝缘性能。冷却器全停动作后，保护装置有两种方式出口跳闸，一是不经温度控制出口，计时60min后跳三侧断路器。二是经温度控制出口，当主变温度达到75度时，计时20min后跳三侧，若温度没有达到75度，则计时60min跳三侧。

当油位过高或过低时，油位计随之变化，带动相应接点发出油位高/低信号，以此提醒值班员。油位计位于油枕上，当油位高时发出油位高信号，若因为漏油等原因造成油位低时则发出油位低信号，都不会出口跳闸。

图中是一个变电站简要的的主接线图。当110kVI段母线发生接地故障，但是母线保护因为故障拒动，故障电流持续流向主变。这时主变的中压侧复压闭锁方向过流保护动作，第一时限跳开了分段断路器。切断了故障点流向#2主变的故障电流，但是故障还存在。第二时限跳本侧，切除了对故障母线的供电，故障消除，110kVI段母线也失压。整个过程中主变保护正确动作，切除了故障母线，防止了故障的扩大，保护了主变。

编辑：黄飞