课件---变压器保护(非电量保护)：

表1 非电量保护的种类
保护名称
反应的物理量 对应的变压器故障
瓦斯保护 轻瓦斯保护 气体体积
内部放电、铁心多点接地、 内部过热、空气进入油箱等
重瓦斯保护 流速、油面高度 严重的匝间短路、对地短路
压力释放阀 压力突变保护 温度控制器保护 油位计
压力 压力 温度 油位
内部压力升高、严重的匝间 短路及对地短路 内部压力瞬时升高
1、油箱故障：包括绕组相间短路，绕组匝间短 路及中性点接地系统绕组的接地短路等。这些故 障危害性很大，因为短路电流产生的高温电弧不 仅会烧坏绕组绝缘和铁芯，还会使绝缘材料和变 压器油分解而产生大量气体，可能使外壳变形、 破裂，甚至发生油箱爆炸事故。因此变压器油箱 故障时，必须迅速将变压器切除。
2、油箱外故障：主要是变压器套管和引出线上发 生的相间短路和接地短路。发生这类故障时，也 应迅速切除变压器，尽量减小和消除短路电流造 成的危害。
压力释放阀/防爆膜
3、变压器非电量保护概况 为提高设备运行可靠性，保证设备的安全，大型电
力变压器均设置了电量和非电量保护。变压器内部故障 时如果这些保护能正确运作，及时切断电源，便限制了 电能转化为热能和化学能，也限制了油体积的剧烈膨胀 及绝缘纸和绝缘油分解成气体。这样就可以将故障控制 在允许的范围内，有效保护主变，避免故障扩大，减少 损失。由于电量保护本身固有的特点，当故障在电量保 护的灵敏度或故障种类之外时，就必须依靠非电量保护 来保证主变的安全。表1是根据所反应的物理量不同划 分的几种非电量保护。
二、变压器非电量保护
1、变压器的非电量保护包括：变压器的瓦斯、 油温度、油位、绕组温度、压力释放、冷却 装置故障保护和报警等。
2、定义：指由非电气量反映故障动作或发信 的保护。
瓦斯继电器
瓦斯护
温度保护
1、温度继电器 2、温度闭锁回路
油压超速保护
速动油压继电器
冷却器全停保护
冷却器全停跳闸回路
防爆保护
3、气体继电器 以双浮子气体继电器为例说明 其工作原理。 气体集聚：当局部过热引起液 体和固体绝缘逐渐分解而生成 气体:上浮子落下达其整定位置 , 发出报警信号 ;下浮子位置保持 不动。 绝缘液体流失：当渗漏造成绝 缘液体流失 ;上浮子下降达其整 定位置 ,发出报警信号 ;液面下 降造成下浮子位置下降直至达 其整定位置时 ,发出跳闸信号。
冷却系统失效、温度升高
油位过高、过低
二、瓦斯保护原理及运行维护注意事项 电力变压器的电量型继电保护，如差动保
护、电流速断保护、零序电流保护等对变压器 内部故障是不灵敏的，这主要是内部故障从匝 间短路开始的，短路匝内部的故障电流虽然很 大，但反映到线电流却不大，只有故障发展到 多匝短路或对地短路时才能切断电源。变压器 内部故障的主保护是瓦斯保护，它能瞬间切除 故障设备，但气体继电器的灵敏度却取决于整 定值（流速）。
5、瓦斯保护的优缺点：
优点：结构简单、灵敏、经济，能全面反应变压 器油箱内部的各种故障。特别是匝间短路且被短 接的匝数很少时，故障回路的电流虽然很大，可 能造成严重的局部过热，但反应在外部电路的电 流变化很小，甚至连灵敏度较高的差动保护也可 能不会动作。因此，瓦斯保护反应这一类故障具 有特别重要的意义。此外，瓦斯保护是铁芯烧坏 的唯一保护。400KVA以上的室内变压器均应装设 瓦斯保护，800KVA以上的室外变压器应装设瓦斯 保护。
为此，变压器运行规程(DL／T 572—95)规定“压 力释放阀接点宜作用于信号” 。但当压力释放阀动 作而变压器不跳闸时，可能会引发变压器的缺油运行 而导致故障扩大。为此，可采用双浮子的瓦斯继电器 与之相配合来保护变压器：当压力释放阀动作导致油 位过低时， 瓦斯继电器的下部浮子下沉导通，发出 跳闸信号。
（4）继电器应具备防振、防雨和防潮功能。
（5）变压器在运行时，继电器应根据不同的运 行、检修方式及时调整继电器的保护方式，并尽 快恢复原状。
（6）变压器在运行中滤油、补油、换潜油泵或 更换净油器的吸附剂时，应将其重瓦斯改接信号， 此时其它保护装置仍应接跳闸。
（7）当油位计的油面异常升高或呼吸系统有异 常现象，需要打开放气或放油阀门时，应先将重 瓦斯改接信号。
变压器保护（非电量）
课程要点提纲 要点一 何为非电量保护？ 要点二 变压器非电量保护的类型有哪些？ 要点三 非电量保护的测量、启动、元件及动作原理？
重点讲述 瓦斯保护及动作原理 温度保护及动作原理 冷却器全停保护回路
变压器是变电站重要的电气设备之一，它 的安全运行直接关系到整个电力系统连续稳定 运行。特别是大型变压器，造价高，价格复杂， 因故障损坏，其修复难度大，时间长，在经济 上必然要遭受较大损失。因此必须根据变压器 的容量和重要程度装设性能良好，动作可靠的 保护装置。 一、变压器故障分为：油箱故障、油箱外故障。 针对故障情况，变压器保护分为非电量保护和 电量保护。
四、压力突变保护原理及运行维护注 意事项 1、保护原理
感应特定故障下油箱内部压力的 瞬时升高，根据油箱内由于事故造成 的动态压力增长来动作的。当变压器 内部发生故障，油室内压力突然上升， 当上升速度超过一定数值，压力达到 动作值时，压力开关动作，发出信号 报警或切断电源使变压器退出运行。 该保护比压力释放阀动作速度更快， 但不释放内部压力。 2、设置原则
内的油被分解、汽化，产生少量气体积聚在瓦 斯继电器的顶部，当气体量超过整定值时，发 出报警信号，提示维护人员进行检查，防止故 障的发展。
(2)设置原则 气体容积动作整定值一般为250～300mL，
其动作接点应接入报警信号。
2、重瓦斯保护
(1)保护原理 变压器油箱内部发生故障时，油箱内的油被
分解、汽化，产生大量气体，油箱内压力急剧升 高，气体及油流迅速向油枕流动，流速超过重瓦 斯的整定值时，瞬间动作切除主变。
缺点：不能反应变压器套管及引出线的故障。所以 瓦斯保护不能作为变压器的唯一主保护，它与差动 保护或电流速断保护共同作为变压器的主保护。
6、QJ2-40B瓦斯继电器工作 原理
变压器正常运行时，气 体继电器内部充满变压器油， 当变压器内部出现故障，变 压器油分解而产生的气体聚 集在继电器的气室内，气压 使油面下降，浮子随油面下 降，并联动磁性开关C或D 吸合。磁性开关C吸合，接 通信号回路，发出报警信号。 信号。
器，逐步将变压器的安全气道（防爆管）更换为压 力释放阀。作为变压器非电量保护的安全装置，压 力释放阀是用来保护油浸电气设备的装置，即在变 压器油箱内部发生故障时，油箱内的油被分解、气 化，产生大量气体，油箱内压力急剧升高，此压力 如不及时释放，将造成变压器油箱变形、甚至爆裂。
安装压力释放阀可使变压器在油箱内部发生故 障、压力升高至压力释放阀的开启压力时，压力释 放阀在2ms内迅速开启，使变压器油箱内的压力很 快降低。当压力降到关闭压力值时，压力释放阀便 可靠关闭，使变压器油箱内永远保持正压，有效地 防止外部空气、水分及其他杂质进入油箱，且具有 动作后无元件损坏，无需更换等优点，目前已被广 泛应用。
其动作接点应接入主变的报警或 跳闸信号，动作值应根据变压器厂家 提供的值进行整定和校验。
3、运行维护中应注意的事项： （1）速动油压（压力突变）继电器通过一蝶阀安装 在变压器油箱侧壁上，与储油柜中油面的距离为1～ 3m。装有强油循环的变压器，继电器不应装在靠近 出油管的区域，以免在启动和停止油泵时，继电器出 现误动作。 （2）速动油压继电器必须垂直安装，放气塞在上端。 继电器安装正确后，将放气塞打开，直到少量油流出， 然后将放气塞拧紧。
瓦斯保护：是变压器的主要保护，可以反映油箱
内的一切故障(反应气体数量和油流速度的保护）。
瓦斯保护的分类：
本体重瓦斯
本体瓦斯
特点
瓦斯保护
本体轻瓦斯
调压瓦斯
有载调压重瓦斯
动作迅速、灵敏可靠、结构简单
有载调压轻瓦斯
保护原理 利用反应气体和油流速度状态的原理来实
现保护变压器内部故障。
浮子（开口杯）
接线柱 浮子（开口杯）
2、设置原则及运行要求： 压力释放阀的开启压力设置应结合变压器的
结构考虑，应区分有升高座和直接装在油箱顶上 的差异及心式变压器和壳式变压器的差异等，盲 目地降低开启压力，容易造成压力释放阀保护误 动，压力释放阀的微动开关因受潮或振动短路， 会引起跳闸，必须尽量避免非电量保护误动作引 起的跳闸事故。由于大多数变压器厂家规定压力 释放阀接点作用于跳闸，曾多次因压力释放阀的 二次回路绝缘降低引起跳闸停电事故。
QJ2-40B
若其他原因（如渗漏油）导致油箱内油面下 降，同样作用于信号回路，发出报警信号。 当变压器内部发生严重故障，将会产生大量 气体，导致油面严重下降，此时，磁性开关D 吸合，将变压器从电网中切除，发出跳闸。
三、压力释放阀的保护原理及运行维护注意事项
1、保护原理： 为提高设备运行可靠性，早期投运的大型变压
3、压力释放阀运行维护应注意的事项： （1）变压器的压力释放阀接点宜作用于信号。 （2）定期检查压力释放阀的阀芯、阀盖是否有渗漏油 等异常现象。 （3）定期检查释放阀微动开关的电气性能是否良好， 连接是否可靠，避免误发信。 （4）采取有效措施防潮、防积水、防小鸟做窝。 （5）结合变压器大修应做好压力释放阀的校验工作。 （6）释放阀的导向装置安装和朝向正确，确保油的释 放通道畅通并避免释放出的油喷到周围其他设备及带 电部位。 （7）运行中的压力释放阀动作后，应将释放阀的机械 电气信号手动复位。
（8）在地震预报期间，应根据变压器的具体情 况和气体继电器的抗震性能，确定重瓦斯保护的 运行方式。地震引起重瓦斯动作停运的变压器， 在投运前应对变压器及瓦斯保护进行检查试验， 确认无异常后方可投入。
（9）当气体继电器发信或动作跳闸时，应进行相应 电气试验，并取气样进行必要的分析，综合判断变 压器故障性质，决定是否投运。 （10）有载分接开关气体继电器出现积气现象时应 及时检查分析。重视继电器内游离炭的积累，将引 起接线端子的绝缘下降或接地现象，应及时排出。 （11）在继电器内有气体需要进行取气样或排气时， 先拧松导气盒底部的放油塞，放出部分变压器油， 继电器内的气体随油面下降通过铜管进入导气盒， 就可以通过导气盒上的放气塞进行放气或取气。 （12）运行时必须注意导气盒各接头的密封情况。