變壓器的故障可以分為兩種:一種是在油箱外，另一種是在油箱內(nèi)。

油箱外的主要故障是相間短路和套管與出線之間的接地短路。油箱內(nèi)的故障包括相間短路、接地短路、匝間短路和燒芯。故障時油箱內(nèi)產(chǎn)生的電弧不僅會損壞繞組的絕緣，燒壞鐵芯，還會因絕緣材料分解和變壓器油受熱而產(chǎn)生大量氣體，可能導(dǎo)致變壓器油箱爆炸。對于變壓器的各種故障，保護裝置應(yīng)能盡快切斷變壓器。

實踐表明，相間短路、接地短路和繞組匝間短路是常見的故障形式，而變壓器油箱中相間短路的發(fā)生率較低。

變壓器的異常運行狀態(tài)主要包括:變壓器外部短路引起的過流、長期超過額定容量的負荷引起的過載、風(fēng)扇故障或漏油引起的冷卻能力下降等。這些異常操作條件會使繞組和鐵芯過熱。

此外，對于中性點不接地的星形連接變壓器，外部對地短路可能導(dǎo)致變壓器中性點過電壓，并威脅變壓器的絕緣；大容量變壓器會在異常運行條件下(如過壓或低頻)過度激勵變壓器，這將導(dǎo)致鐵芯和其他金屬部件過熱。當(dāng)變壓器處于異常運行狀態(tài)時，繼電保護應(yīng)根據(jù)其嚴重程度發(fā)出報警信號，以便操作人員及時發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)措施，確保變壓器的安全。

1、變壓器安裝保護

(1)氣體保護:防止油箱故障和油位下降。

(2)差動保護或電流速斷保護:防止變壓器繞組套管和出線故障(電流速斷保護一般用于10000千伏安以下的變壓器)。

(3)過流保護:保護外部相間短路(作為氣體保護和差動保護的后備保護)。

(4)零序電流保護防止外部對地短路(電網(wǎng)中直接對中性線短路)造成的過流。

2、變壓器差動保護原理

在繼電器線圈中流動的電流是電流互感器每一側(cè)的次級電流之間的差值，也就是說，差動繼電器連接到差動電路；理論上，在正常條件下或當(dāng)保護區(qū)域外出現(xiàn)故障時，流入變壓器的電流和流出的電流(轉(zhuǎn)換電流)相等，差分電路中的電流為零。(為了使主變壓器的高低壓測量電流互感器的二次電流值一致，必須選擇不同變比的電流互感器。)但是，由于各種因素，差動回路中存在不平衡電流，因此差動保護動作的啟動電流值需要計算和調(diào)整。當(dāng)差動電流大于差動保護裝置的整定值時，保護動作將打開被保護變壓器兩側(cè)的斷路器，使故障變壓器與電源斷開。

變壓器電流不平衡有幾個重要原因:

1.變壓器勵磁涌流Ili產(chǎn)生的不平衡電流；

2.變壓器兩側(cè)電流相位不同造成的電流不平衡；

3.由計算的變壓比和實際變壓比之間的差異引起的不平衡電流；

4.兩側(cè)電流互感器型號不同造成的電流不平衡；

5.負載調(diào)整變壓器抽頭產(chǎn)生的不平衡電流。