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變壓器(Transformer)是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置，主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵芯(磁芯)。主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓(磁飽和變壓器)等。按用途可以分為：電力變壓器和特殊變壓器(電爐變、整流變、工頻試驗變壓器、調壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等)。電路符號常用T當作編號的開頭.例: T01, T201等。
變壓器變壓原理首先由法拉第發(fā)現(xiàn)，但是直到十九世紀80年代才開始實際應用。在發(fā)電場應該輸出直流電和交流電的競爭中，交流電能夠使用變壓器是其優(yōu)勢之一。變壓器可以將電能轉換成高電壓低電流形式，然后再轉換回去，因此大大減小了電能在輸送過程中的損失，使得電能的經濟輸送距離達到更遠。如此一來，發(fā)電廠就可以建在遠離用電的地方。世界大多數電力經過一系列的變壓最終才到達用戶那里的。
大型變壓器一般采用的方式為以下幾種：
一、瓦斯保護：保護變壓器的內部短路和油面降低的故障。
二、差動保護、電流速斷保護：保護變壓器繞組或引出線各相的相間短路、大接地電流系統(tǒng)的接地短路以及繞組匝間短路。
三、過電流保護：保護外部相間短路，并作為瓦斯保護和差動保護(或電流速斷保護)的后備保護。
四、零序電流保護：保護大接地電流系統(tǒng)的外部單相接地短路。
五、過負荷保護：保護對稱過負荷，僅作用于信號。
六、過勵磁保護：保護變壓器的過勵磁不超過允許的限度。
變壓器一般采用的保護方式變壓器的不正常工作狀態(tài)主要有過負荷、外部短路引起的過電流、外部接地短路引起的中性點過電壓、油箱漏油引起的油面降低或冷卻系統(tǒng)故障引起的溫度升高等。 此外，大容量變壓器，由于其額定工作磁通密度較高，工作磁密與電壓頻率比成正比例，在過電壓或低頻率下運行時，可能引起變壓器的過勵磁故障等。
大型變壓器一般采用以下幾種保護方式：
1、瓦斯保護：保護變壓器內部短路和油面降低的故障。
2、差動保護、電流速斷保護：保護變壓器繞組或引出線各相的相間短路、大接地電流系統(tǒng)的接地短路以及繞組匝間短路。
3、過電流保護：保護外部相間短路，并作為瓦斯保護和差動保護(或電流速斷保護)的后備保護。
4、零序電流保護：保護大接地電流系統(tǒng)的外部單相接地短路。
5、過負荷保護：保護對稱過負荷，僅作用于信號。
6、過勵磁保護：保護變壓器的過勵磁不超過允許的限度。
變壓器瓦斯保護反應變壓器油箱內部各種故障和油面降低。0.8MVA及以上油浸式變壓器和0.4MVA及以上車間內油浸式變壓器，均應裝設瓦斯 保護。當油箱內故障產生輕微瓦斯或油面下降時，應瞬時動作于信號;當產生大量瓦斯時，應動作于斷開變壓器各側斷路器。帶負荷調壓的油浸式變壓器的調壓裝 置，亦應裝設瓦斯保護。
變壓器一般采用的保護方式二：縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護
反應變壓器引出線、套管及內部短路故障的縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護。保護瞬時動作于斷開變壓器的各側斷路器。
1. 對 6.3MVA以下廠用變壓器和并列運行的變壓器，以及10MVA以下廠用備用變壓器和單獨運行的變壓器，當后備保護時間大于0.5s時，應裝設電流速斷保護。
2. 對6.3MVA及以上廠用工作變壓器和并列運行的變壓器，10MVA及以上廠用備用變壓器和單獨運行的變壓器，以及2MVA及以上用電流速斷保護靈敏性不符合要求的變壓器，應裝設縱聯(lián)差動保護。
3. 對高壓側電壓為330kV及以上變壓器，可裝設雙重縱聯(lián)差動保護。
4. 對于發(fā)電機變壓器組，當發(fā)電機與變壓器之間有斷路器時，發(fā)電機裝設單獨的縱聯(lián)差動保護。當發(fā)電機與變壓器之間沒有斷路器時，100MVA及以下發(fā)電機與變 壓器組共用縱聯(lián)差動保護;100MVA以上發(fā)電機。除發(fā)電機變壓器共用縱聯(lián)差動保護外，發(fā)電機還應單獨裝設縱聯(lián)差動保護。對200~300MVA的發(fā)電機 變壓器組亦可在變壓器上增設單獨的縱聯(lián)差動保護，即采用雙重快速保護。
反應變壓器外部相間短路并作瓦斯保護和縱聯(lián)差動保護(或電流速斷保護)后備的過電流保護、低電壓起動的過電流保護、復合電壓起動的過電流保護、負序電流保護和阻抗保護，保護動作后應帶時限動作于跳閘。
1、過電流保護宜用于降壓變壓器。
2、復合電壓起動的過電流保護，宜用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡變壓器和過電流保護不滿足靈敏性要求的降壓變壓器。
3、負序電流和單相式低電壓起動過電流保護，可用于63MVA及以上升壓變壓器。
4、當采用上述2、3的保護不能滿足靈敏性和選擇性要求時，可采用阻抗保護。
變壓器常用保護方式四：零序電流保護
反應大接地電流系統(tǒng)中變壓器外部接地短路的零序電流保護。110kV及以上大接地電流系統(tǒng)中，如果變壓器中性點可能接地運行，對于兩側或三側電源的升壓變壓器或降壓變壓器應裝設零序電流保護，作變壓器主保護的后備保護，并作為相鄰元件的后備保護。
什么是零序電流保護
利用接地時產生的零序電流使保護動作的裝置，叫零序電流保護。在電纜線路上都采用專門的零序電流互感器來實現(xiàn)接地保護。將零序電流互感器套地三芯電纜上，電流繼電器接在互感器的二次線圈上，在正常運行或無接地故障時，由于電纜三相電流的向量之和等于零，零序互感器二次線圈的電流也為零(只有很小 的不平衡電流)，故電流繼電器不動作。當發(fā)生接地故障時，零序互感器二次線圈將出現(xiàn)較大的電流，使電流繼電器動作，以便發(fā)出信號或切除故障。
變壓器常用保護方式五：過負荷保護。
反應變壓器對稱過負荷的過負荷保護。
對于400kVA及以上的變壓器，當臺數并列運行或單獨運行并作為其他負荷的備用電源時，應根據可能過負荷的情況裝設過負荷保護。對自耦變壓器和多繞組變壓器，保護裝置應能反應公共繞組及各側過負荷的情況。變壓器的過負荷電流，在大多數情況下，都是三相對稱的，故過負荷保護只要接入一相電流，電 流繼電器來實現(xiàn)，并進過一定的延時作用于信號。選擇保護安裝在哪一側時，要考慮它能夠反映變壓器所有各側線圈過負荷情況。在無經常值班人員的變電所，必要時過負荷保護可動作于跳閘或斷開部分負荷。
變壓器保護方式六：過勵磁保護
反應變壓器過勵磁的過勵磁保護。
目前的大型變壓器設計中，為了節(jié)省材料，降低造價，減少運輸重量，鐵心的額定工作磁通密度都設計得較高，約在1.7~1.8 T，接近飽和磁密(1.9~2 T)，因此在過電壓情況下，很容易產生過勵磁。另因磁化曲線比較“硬”，在過勵磁時，由于鐵心飽和，勵磁阻抗下降，勵磁電流增加的很快，當工作磁密達到正常磁密的1.3~1.4倍時，勵磁電流可達到額定電流水平。其次由于勵磁電流是非正弦波，含有許多高次諧波分量，而鐵心和其他金屬構件的渦流損耗與頻率的平方成正比，可引起鐵心、金屬構件、絕緣材料的嚴重過熱，若過勵磁倍數較高，持續(xù)時間過長，可能使變壓器損壞。因此，高壓側為500kV的變壓器宜裝設過勵磁保護。
裝設變壓器過勵磁保護的目的是為了檢測變壓器的過勵磁情況，及時發(fā)出信號或動作于跳閘，使變壓器的過勵磁不超過允許的限度，防止變壓器因過勵磁而損壞。
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