電力變壓器是電力系統中重要的電氣設備，它的故障將對電力系統的安全連續運行帶來(lái)嚴重影響，同時(shí)大容量的變壓器也是非常貴重的設備。因此，必須根據電力變壓器的容量和重要程度裝設性能良好、動(dòng)作可靠的繼電保護裝置。

電力變壓器故障通常分為油箱內故障和油箱外故障。油箱內故障包括高壓側或低壓側繞組的相間短路、匝間短路，中性點(diǎn)直接接地側的單相接地短路。這些故障對變壓器來(lái)說(shuō)是非常嚴重的，因為油箱內短路故障產(chǎn)生的電弧，不僅會(huì )損壞繞組的絕緣，燒壞鐵芯，而且還會(huì )因為絕緣材料和變壓器油的氣化，可能引起油箱的爆炸。所以，繼電保護應盡可能快地切除這些故障。

油箱外常見(jiàn)的故障，主要是變壓器套管和引出線(xiàn)上發(fā)生的相間與接地短路。

根據《繼電保護和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規程》的規定，變壓器一般裝設下列繼電保護裝置：

(1)反應變壓器油箱內部各種故障和油面降低的瓦斯保護。0.8MVA及以上油浸式變壓器和0.4MVA及以上車(chē)間內油浸式變壓器，均應裝設瓦斯保護。當油箱內故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，應瞬時(shí)動(dòng)作于信號;當產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應動(dòng)作于斷開(kāi)變壓器各側斷路器。

(2)反應變壓器引出線(xiàn)、套管及內部短路故障的縱聯(lián)差動(dòng)保護或電流速斷保護。這些保護要瞬時(shí)動(dòng)作于斷開(kāi)變壓器各側斷路器。

什么是瓦斯保護?瓦斯保護的工作原理

瓦斯保護是變壓器內部故障的主保護。對變壓器匝間和層間短路、鐵芯故障、套管內部故障、繞組內部斷線(xiàn)及絕緣劣化和油面下降等故障均能靈敏動(dòng)作。當油浸式變壓器的內部發(fā)生故障時(shí)，由于電弧作用使變壓器油及絕緣材料分解并產(chǎn)生大量的氣體，從油箱向油枕流動(dòng)，其強烈程度隨故障的嚴重程度不同而不同。利用這種氣體或液體流動(dòng)而實(shí)現的保護稱(chēng)為瓦斯保護，也叫氣體保護。這種繼電器就稱(chēng)為氣體繼電器。

氣體繼電器安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接管道中，這樣油箱內的氣體都要通過(guò)氣體繼電器流向油枕。變壓器頂蓋沿氣體繼電器方向與水平面應具有1%～1.5%的坡度，導油管應有2%～4%的坡度，這樣有利于氣體通過(guò)氣體繼電器。(圖中1—氣體繼電器、2—油枕、3—變壓器頂蓋、4—連接管道)

氣體繼電器有浮筒擋板式和開(kāi)口杯擋板式兩種型式，均有兩對觸點(diǎn)引出，這兩對觸點(diǎn)分別為輕瓦斯和重瓦斯。開(kāi)口杯擋板式氣體繼電器的結構。

變壓器正常運行時(shí)，氣體繼電器充滿(mǎn)油，開(kāi)口杯浸在油內，處于上浮位置。觸點(diǎn)斷開(kāi)。

變壓器內部發(fā)生輕微故障時(shí)，產(chǎn)生的氣體逐漸匯集在氣體繼電器的上部，迫使繼電器內油面下降。開(kāi)口杯在重力作用下隨著(zhù)油而降低而下沉，永久磁鐵4隨之落下，接通干簧觸點(diǎn)5-6，發(fā)出"輕瓦斯動(dòng)作"信號。值得注意的是，變壓器漏油時(shí)，由于油面下降，氣體繼電器也將發(fā)出"輕瓦斯動(dòng)作"信號。

變壓器內部發(fā)生嚴重故障時(shí)，油箱內產(chǎn)生大量的氣體，強烈油流沖擊氣體繼電器擋板，當油流速度達到或者超過(guò)氣體繼電器整定值時(shí)，擋板被沖動(dòng)，永久磁鐵8靠近干簧觸點(diǎn)9-10，觸點(diǎn)閉合后發(fā)出“重瓦斯跳閘”脈沖，跳開(kāi)變壓器各側的斷路器。(動(dòng)作示意圖見(jiàn)圖3)

瓦斯保護裝置原理接線(xiàn)。

氣體繼電器KG的上觸點(diǎn)(輕瓦斯觸點(diǎn))閉合，發(fā)出“輕瓦斯動(dòng)作”信號。氣體繼電器的下觸點(diǎn)(重瓦斯觸點(diǎn))閉合，經(jīng)信號繼電器KS、切換片，起動(dòng)出口中間繼電器KOM，跳開(kāi)變壓器兩側的斷路器。為了防止變壓器內部故障時(shí)，沖擊氣體繼電器擋板的油流速不穩，造成觸點(diǎn)的抖動(dòng)，致使斷路器不能可靠跳閘，出口中間繼電器采用具有保持特性的中間繼電器。即重瓦斯觸點(diǎn)一經(jīng)閉合，出口中間繼電器將起動(dòng)并自保持到斷路器跳開(kāi)。