变压器故障类型及差动保护原理

变压器的故障可以分为两种:一种是在油箱外，另一种是在油箱内。

油箱外的主要故障是相间短路和套管与出线之间的接地短路。油箱内的故障包括相间短路、接地短路、匝间短路和烧芯。故障时油箱内产生的电弧不仅会损坏绕组的绝缘，烧坏铁芯，还会因绝缘材料分解和变压器油受热而产生大量气体，可能导致变压器油箱爆炸。对于变压器的各种故障，保护装置应能尽快切断变压器。

实践表明，相间短路、接地短路和绕组匝间短路是常见的故障形式，而变压器油箱中相间短路的发生率较低。

变压器的异常运行状态主要包括:变压器外部短路引起的过流、长期超过额定容量的负荷引起的过载、风扇故障或漏油引起的冷却能力下降等。这些异常操作条件会使绕组和铁芯过热。

此外，对于中性点不接地的星形连接变压器，外部对地短路可能导致变压器中性点过电压，并威胁变压器的绝缘；大容量变压器会在异常运行条件下(如过压或低频)过度激励变压器，这将导致铁芯和其他金属部件过热。当变压器处于异常运行状态时，继电保护应根据其严重程度发出报警信号，以便操作人员及时发现并采取相应措施，确保变压器的安全。

1、变压器安装保护

(1)气体保护:防止油箱故障和油位下降。

(2)差动保护或电流速断保护:防止变压器绕组套管和出线故障(电流速断保护一般用于10000千伏安以下的变压器)。

(3)过流保护:保护外部相间短路(作为气体保护和差动保护的后备保护)。

(4)零序电流保护防止外部对地短路(电网中直接对中性线短路)造成的过流。

2、变压器差动保护原理

在继电器线圈中流动的电流是电流互感器每一侧的次级电流之间的差值，也就是说，差动继电器连接到差动电路；理论上，在正常条件下或当保护区域外出现故障时，流入变压器的电流和流出的电流(转换电流)相等，差分电路中的电流为零。(为了使主变压器的高低压测量电流互感器的二次电流值一致，必须选择不同变比的电流互感器。)但是，由于各种因素，差动回路中存在不平衡电流，因此差动保护动作的启动电流值需要计算和调整。当差动电流大于差动保护装置的整定值时，保护动作将打开被保护变压器两侧的断路器，使故障变压器与电源断开。

变压器电流不平衡有几个重要原因:

1.变压器励磁涌流Ili产生的不平衡电流；

2.变压器两侧电流相位不同造成的电流不平衡；

3.由计算的变压比和实际变压比之间的差异引起的不平衡电流；

4.两侧电流互感器型号不同造成的电流不平衡；

5.负载调整变压器抽头产生的不平衡电流。