変圧器保護と変圧器障害
トランスは、2巻線または3巻線の電力トランス、オートトランス、調節トランス、接地トランス、整流トランスなどがあります。異なるトランスには重要性、巻線接続、接地方法、動作モードなどに応じて異なるトランス保護スキームが必要です。
一般的には、0.5MVA以上のすべてのトランスに対してブッホルツリレー保護を提供します。一方、小型の配電トランスに対しては、高電圧ヒューズのみが主な保護装置として使用されます。より大容量で重要な配電トランスには、過電流保護と制限された接地故障保護が適用されます。
5MVA以上の評価のトランスには差動保護を提供する必要があります。
通常のサービス条件、トランス障害の性質、持続的な過負荷の程度、タップチェンジング方式、およびその他の多くの要因に基づいて、適切なトランス保護スキームが選択されます。
トランス障害の性質
電力トランスは静止装置ですが、異常なシステム状態から生じる内部ストレスを考慮する必要があります。
トランスは一般的に以下のタイプのトランス障害に苦しむことがあります-
過負荷や外部ショートサーキットによる過電流、
端子障害、
巻線障害、
初期障害。
上記のすべてのトランス障害は、トランス巻線とその接続端子内で機械的および熱的ストレスを引き起こします。熱的ストレスは過熱につながり、最終的にはトランスの絶縁系に影響を与えます。絶縁の劣化は巻線障害につながります。時々トランス冷却システムの故障もトランスの過熱につながります。したがってトランス保護スキームは非常に必要です。
電力トランスのショートサーキット電流は通常、リアクタンスによって制限され、リアクタンスが低い場合、ショートサーキット電流の値は非常に高くなる可能性があります。BSS 171:1936で与えられているように、トランスが損傷せずに維持できる外部ショートサーキットの持続時間があります。
| トランス % リアクタンス | 許容障害持続時間（秒） |
| 4 % | 2 |
| 5 % | 3 |
| 6 % | 4 |
| 7 % 以上 | 5 |
トランスの一般的な巻線障害は、接地障害または巻線間短絡です。トランスでの相間巻線障害はまれです。電力トランスの相間障害は、ブッシングのフラッシュオーバーやタップチェンジャーエquipmentの障害により発生する可能性があります。どのような障害であっても、トランスは障害時に即座に隔離する必要があります。それ以外の場合、電力システムで重大な故障が発生する可能性があります。
初期障害は即時の危険を構成しない内部障害です。しかし、これらの障害が見過ごされ、対処されない場合、これらは重大な障害につながる可能性があります。このグループの障害は主にコアラミネーション間の絶縁不良による層間短絡、油漏れによる油レベル低下、油流路の詰まりです。これらすべての障害は過熱につながります。したがって、初期トランス障害に対してもトランス保護スキームが必要です。トランススター巻線の中性点に非常に近い接地障害も初期障害と考えることができます。
巻線接続と接地が接地障害電流の大きさに及ぼす影響。
巻線から接地までの接地障害電流が流れるためには、主に2つの条件があります、
巻線への流入と流出のための電流がある。
巻線間でアンペアターンバランスが保たれている。
巻線接地障害電流の値は、巻線上の障害位置、巻線接続方法、接地方法によって異なります。巻線の星形中性点は、固体または抵抗を介して接地することができます。トランスのデルタ側では、システムは接地トランスを介して接地されています。接地トランスは零相電流に対して低インピーダンスパスを提供し、正相および負相電流に対して高インピーダンスを提供します。
抵抗を介して接地された星形巻線
この場合、トランスの中性点は抵抗を介して接地されており、そのインピーダンスの値はトランスの巻線インピーダンスよりもはるかに高いです。つまり、トランスの巻線インピーダンスは接地抵抗のインピーダンスと比較して無視できるほど小さいということです。したがって、接地電流の値は巻線内の障害位置に比例します。一次巻線の障害電流は二次巻線のショート回路ターン数と一次巻線の総ターン数の比に比例するため、一次障害電流は巻線ショート回路率の二乗に比例します。一次巻線と二次巻線の障害電流の変動は以下に示されています。
固体接地された星形巻線
この場合、接地障害電流の大きさは単に巻線インピーダンスによって制限され、障害は障害位置に比例しなくなります。この非線形性の理由は、フロックスリンクの不均衡です。
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