電力變壓器是電力系統(tǒng)中重要的電氣設(shè)備，它的故障將對(duì)電力系統(tǒng)的安全連續(xù)運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重影響，同時(shí)大容量的變壓器也是非常貴重的設(shè)備。因此，必須根據(jù)電力變壓器的容量和重要程度裝設(shè)性能良好、動(dòng)作可靠的繼電保護(hù)裝置。

電力變壓器故障通常分為油箱內(nèi)故障和油箱外故障。油箱內(nèi)故障包括高壓側(cè)或低壓側(cè)繞組的相間短路、匝間短路，中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路。這些故障對(duì)變壓器來(lái)說(shuō)是非常嚴(yán)重的，因?yàn)橛拖鋬?nèi)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?yàn)榻^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(hù)應(yīng)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上發(fā)生的相間與接地短路。

根據(jù)《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，變壓器一般裝設(shè)下列繼電保護(hù)裝置：

(1)反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部各種故障和油面降低的瓦斯保護(hù)。0.8MVA及以上油浸式變壓器和0.4MVA及以上車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。當(dāng)油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào);當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)動(dòng)作于斷開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。

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

什么是瓦斯保護(hù)?瓦斯保護(hù)的工作原理

瓦斯保護(hù)是變壓器內(nèi)部故障的主保護(hù)。對(duì)變壓器匝間和層間短路、鐵芯故障、套管內(nèi)部故障、繞組內(nèi)部斷線及絕緣劣化和油面下降等故障均能靈敏動(dòng)作。當(dāng)油浸式變壓器的內(nèi)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(qiáng)烈程度隨故障的嚴(yán)重程度不同而不同。利用這種氣體或液體流動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的保護(hù)稱為瓦斯保護(hù)，也叫氣體保護(hù)。這種繼電器就稱為氣體繼電器。

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(nèi)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(yīng)具有1%～1.5%的坡度，導(dǎo)油管應(yīng)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(duì)觸點(diǎn)引出，這兩對(duì)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(jié)構(gòu)。

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

變壓器內(nèi)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(nèi)油面下降。開(kāi)口杯在重力作用下隨著油而降低而下沉，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(hào)。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(hào)。

變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，油箱內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體，強(qiáng)烈油流沖擊氣體繼電器擋板，當(dāng)油流速度達(dá)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(cè)的斷路器。(動(dòng)作示意圖見(jiàn)圖3)

瓦斯保護(hù)裝置原理接線。

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(hào)。氣體繼電器的下觸點(diǎn)(重瓦斯觸點(diǎn))閉合，經(jīng)信號(hào)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(cè)的斷路器。為了防止變壓器內(nèi)部故障時(shí)，沖擊氣體繼電器擋板的油流速不穩(wěn)，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)。