供電系統中，變壓器占有很重要的地位。因此，提高變壓器工作的可靠性，對保證工廠安全供電具有非常重要的意義。在考慮裝設保護裝置時，應充分估計到變壓器可能發生的故障和不正常運行方式，并根據變壓器的容量和重要程度裝設專用的保護裝置。

　　變壓器故障一般分為內部故障和外部故障兩種，變壓器的內部故障指油箱里面發生的故障，包括繞組的相間短路、繞組匝間短路和單相接地短路。內部故障是很危險的，因為短路電流產生的電弧不僅會破壞繞組絕緣，燒壞鐵芯，還可能使絕緣材料和變壓器油受熱而產生大量氣體，引起變壓器油箱爆炸。變壓器常見的外部故障是引出線上絕緣管套的故障，該故障可能導致引出線的相間短路和接地短路。

　　變壓器的不正常運行狀態由于外部短路和過負荷而引起的過電流、變壓器溫度升高及油面下降超過了允許程度等。變壓器的過負荷和溫度升高將使絕緣材料迅速老化，絕緣強度降低，影響變壓器的使用壽命，進一步引起其他故障。根據上述可能發生的故障及不正常工作情況，變壓器一般應裝設瓦斯保護、縱聯差動保護、電流速斷保護、過電流保護、過負荷保護、單相接地保護裝置。

　　1 瓦斯保護

　　瓦斯保護，是保護油浸式變壓器內部故障的一種基本保護裝置，又稱氣體繼電保護。其主要元件是瓦斯繼電器（氣體繼電器），它安裝在變壓器的油箱和油枕之間的連通管上。

　　在變壓器正常工作時，瓦斯繼電器的上下油杯不都是充滿油的，油杯因其平衡錘的作用使其上下觸點都是斷開的。當變壓器油箱內部發生輕微故障致使油面下降時，上油杯內其中盛剩余的油使其力矩大于平衡錘的力矩而降落，從而使上觸點接通，發出報警信號，這就是輕瓦斯動作。當變壓器油箱內部發生嚴重故障時，由于故障產生的氣體很多，帶動油流迅猛地由變壓器油箱通過聯通管進入油枕，在油流過瓦斯繼電器時，沖擊檔板，使下油杯降落，從而使下觸點接通，直接動作于跳閘。這就是重瓦斯動作。

　　如果變壓器出現漏油，將會引起瓦斯繼電器內的油也慢慢流盡。這時繼電器的上油杯先降落，接通上觸點，發出報警信號，當油面繼續下降時，會使下油杯降落，下觸點接通，從而使繼電器跳閘。

　　2 變壓器的過電流保護

　　變壓器的過電流保護裝置一般都裝設在變壓器的電源側。無論是定時限還是反時限，變壓器過電流保護的組成和原理與高壓線路的過電流保護完全相同。變壓器過電流保護的動作時間，也按“階梯原則”整定。但對車間變電所來說，由于它屬于電力系統的終端變電所，因此，其動作時間可整定為最小值0.5s。

　　3 變壓器的電流速斷保護

　　變壓器的過電流保護動作時限大于0.5s時，必須裝設電流速斷保護。電流速斷保護的組成、原理，與電力線路的電流速斷保護完全相同。變壓器的電流速斷保護，與高壓線路的電流速斷保護一樣，也有死區，即不能保護變壓器的全部繞組。彌補死區的措施，也是配備帶時限的過電流保護。

　　4 變壓器的過負荷保護

　　變壓器的過負荷保護是用來反應變壓器正常運行時出現的過負荷情況，只在變壓器有過負荷可能的情況下才予以裝設，一般動作于信號。變壓器的過負荷在大多數情況下都是三相對稱的，因此，過負荷保護只需要在一相上裝一個電流繼電器。在過負荷時，電流繼電器動作，再經過時間繼電器給予一定延時，最后接通信號繼電器發出報警信號。

　　5 變壓器測壓的單相短路保護

　　變壓器低壓側的單相短路保護，可采取下列措施之一：

　　5.1 低壓側裝設三相均帶過電流脫扣器的低壓斷路器

　　這種低壓斷路器既作低壓側的主開關，操作方便，便于自動投入，提高供電可靠性，又用來保護低壓側的相間短路和單相短路。

　　5.2 低壓側三相裝設熔斷器保護

　　這種措施既可以保護變壓器低壓側的相間短路，也可以保護單相短路，但由于熔斷器熔斷后更換熔體需要一定的時間，所以它主要適用于帶不太重要負荷的小容量變壓器。

　　5.3 在變壓器中性點引出線上裝設零序過電流保護

　　保護裝置由零序電流互感器和過電流繼電器組成，當變壓器低壓側發生單相接地短路時，零序電流經電流互感器使電流繼電器動作，斷路器跳閘，將故障切除。

　　6 變壓器的差動保護

　　變壓器的過電流保護、電流速斷保護和瓦斯保護各有優點和不足之處。過電流保護動作時限較長，切除故障不迅速；電流速斷保護由于“死區”的影響使保護范圍受到限制；瓦斯保護只能反映變壓器內部故障，而不能保護變壓器套管和引出線的故降。

　　變壓器的差動保護，主要用來保護變壓器內部以及引出線和絕緣套管的相間短路故障，并且也可用于保護變壓器內的匝間保護，其保護區在變壓器一次、二次側所裝電流互感器之間。

　　差動保護分縱聯差動和橫聯差功兩種形式，縱聯差動保護用于單回路，橫聯差動保護用于雙回路。

　　綜上所述，變壓器差功保護的工作原理是：正常工作或外部故障時，流入繼電器的電流為不平衡電流，在適當選擇好兩側電流互感器的電壓比和接線方式的條件下，該不平衡電流值很小，并小于差動保護的動作電流，可保護不動作；在保護范圍內發生故障，流入繼電器的電流大于差動保護的動作電流，差動保護動作于跳閘。因此，它不需要與相鄰元件的保護在整定值和動作時間上進行配合，可以構成無延時速動保護。其保護范圍包括變壓器繞組內部及兩側套管和引出線上所出現的各種短路故障。