Для силовых трансформаторов с обмоткой высшего напряжения больше 1000 В предусматривается
релейная защита от последующих видов повреждении и ненормальных режимов работы:

1) многофазных замыканий в обмотках и на их выводах,

2) внутренних повреждений (витковых замыканий в обмотках и «пожара
стали» магнитопровода),

3) однофазовых замыканий на землю,

4) сверхтоков в обмотках, обусловленных наружными маленькими
замыканиями,

5) сверхтоков в обмотках, обусловленных перегрузкой (если она вероятна),

6) снижения уровня масла.

При выполнении защит трансформатора нужно учесть некие особенности его обычной работы: броски тока намагничивания при включении трансформатора под напряжение, воздействие коэффициента трансформации и схем соединения обмоток трансформатора.

Для защиты от многофазных замыканий в обмотках и на выводах трансформаторов мощностью 6300 кВА и выше, работающих одиночно, мощностью 4000 кВА и выше, работающих параллельно, также мощностью 1000 кВА и выше, если токовая отсечка не обеспечивает нужной чувствительности, наибольшая токовая защита имеет выдержку времени более 0,5 с и отсутствует газовая защита, предусматривается продольная дифференциальная защита с циркулирующими токами, действующая на отключение выключателей силового трансформатора без выдержки времени.

Особенностью дифзащиты трансформаторов по сопоставлению с дифзащитой генераторов, линий и т. л. является
неравенство первичных токов различных обмоток трансформатора и их несовпадение в общем случае по фазе.

Для компенсации сдвига токов по фазе вторичные обмотки трансформаторов тока, установленных со стороны звезды силового трансформатора, соединяют в треугольник, а вторичные обмотки трансформаторов тока, установленных со стороны треугольника силового трансформатора, — в звезду. Компенсация неравенства первичных токов достигается правильным подбором коэффициентов трансформации трансформаторов тока.

Когда нельзя подобрать коэффициент трансформации трансформаторов тока таким макаром, чтоб разность вторичных токов в плечах дифзащиты была меньше 10 % (потому что трансформаторы тока имеют
стандартное значение коэффициента трансформации), при выполнении защиты для компенсации неравенства токов употребляют дифференциальные реле типа РНТ, пореже — разглаживающие трансформаторы и автотрансформаторы.

Если не предусматривается продольная дифференциальная защита (обычно, на одиночно работающих трансформаторах мощностью ниже 6300 кВА и параллельно работающих трансформаторах мощностью ниже 4000 кВА), то в этих случаях со стороны источника питания устанавливается токовая отсечка без выдержки времени, обхватывающая часть обмотки трансформатора.

На рабочих и запасных трансформаторах собственных нужд термических электрических станций применяется продольная дифзащита, при мощности 4000 кВА допускается токовая
отсечка.

Более обычный схемой выполнения продольной дифзащиты является
дифференциальная токовая отсечка, которая применяется в случаях, когда она удовлетворяет требованиям чувствительности. Если это условие не производится, в продольной дифзащите употребляют реле типа РНТ.

Реле РНТ имеют насыщающиеся трансформаторы (НТ),
обеспечивающие понижение токов, обусловленных бросками тока намагничивания, и
токов небаланса, возникающих во время переходного процесса при наружных маленьких
замыканиях, и компенсирующие неравенство вторичных токов трансформаторов тока.

На трансформаторах с регулированием напряжения под нагрузкой либо многообмоточных трансформаторах с несколькими питающими обмотками, когда вследствие огромных токов небаланса в реле при наружных
маленьких замыканиях защита с насыщающимися трансформаторами не обеспечивает требуемой чувствительности, предусматривается дифзащита с торможением и установкой реле типа ДЗТ
либо их заменяющими.

За ранее защита рассчитывается для варианта внедрения
реле без торможения. Если она оказывается недостаточно чувствительной, используют
реле с наименьшим числом тормозных обмоток, обеспечивающих требуемую
чувствительность. Ток срабатывания продольной дифзащиты должен быть отстроен от токов намагничивания и токов небаланса.

Защита силовых трансформаторов от внутренних повреждений

Для защиты от внутренних повреждений (витковых замыканий в обмотках, сопровождающихся выделением газа) и от снижения уровня масла на трансформаторах мощностью 6300 кВА и выше, также на трансформаторах мощностью 1000
— 4000 кВА, не имеющих дифзащиты либо отсечки, и если наибольшая токовая защита имеет выдержку времени 1 с и поболее, применяется
газовая защита с действием на сигнал при слабеньких и на отключение при насыщенных газообразованиях. Применение газовой защиты является неотклонимым на внутрицеховых трансформаторах мощностью 630 кВА и выше независимо от наличия других быстродействующих защит.

Газовая защита устанавливается на трансформаторах, автотрансформаторах и реакторах с масляным остыванием, имеющих расширители, и осуществляется при помощи поплавковых, лопастных и чашечных газовых реле.
Газовая защита является единственной защитой трансформаторов от «пожара стали»
магнитопровода, возникающего при нарушении изоляции меж листами стали.

Допускается действие газовой защиты па сигнал как при слабеньком, так
и при сильном газообразовании на трансформаторах, имеющих дифзащиту либо отсечку,
не имеющих выключателей, также на внутрицеховых мощностью 1600 кВА и меньше
при наличии защиты от маленьких замыканий со стороны источника питания.

Защита трансформаторов от однофазовых замыканий на землю

Для защиты от однофазовых замыканий на землю повышающих трансформаторов мощностью 1000 кВА и поболее, присоединенных к сетям с большенными токами замыкания на землю, также на понижающих трансформаторах с заземленной нейтралью предусматривается наибольшая токовая защита нулевой последовательности от токов наружных замыканий на землю, действующая на отключение.

В связи с широким применением трансформаторов 6 — 10/0,4 — 0,23 кВ со схемой соединения обмоток треугольник — звезда, имеющих глухозаземленную нейтраль на стороне 0,4 кВ,
у каких реактивное и активное сопротивления нулевой последовательности равны
сопротивлениям прямой последовательности, токи однофазовых маленьких замыканий на
стороне 0,4 кВ будут равны токам трехфазных маленьких замыканий при маленьких
замыканиях на зажимах трансформатора либо поблизости их.

При этих токах может работать наибольшая токовая защита, установленная на стороне ВН, с достаточной чувствительностью, и защиту в нейтрали трансформатора допустимо не устанавливать, оставив ее только для защиты трансформатора при схеме блока трансформатор — магистраль при протяженном шинопроводе
магистрали. Ток срабатывания реле защиты от однофазовых маленьких замыканий
трансформаторов при маленьких замыканиях на стороне 0,4 кВ (защита присоединена к трансформатору тока в пулевом проводе у нейтрали трансформатора) должен составлять для соединения обмоток:

где kн —коэффициент надежности, равный 1,15—1,25;
kп — коэффициент, учитывающий перегрузку и равный 1,3 для масляных и 1,4 для сухих трансформаторов при отсутствии
расчетных данных, kвоз — коэффициент возврата реле,
kт.т — коэффициент трансформации трансформатора тока,
Iном.т — номинальный ток силового трансформатора.

В сетях с малыми токами замыкания на землю защита от однофазовых замыканий на землю с действием на отключение устанавливается на трансформаторах в этом случае, если такая защита имеется в сети.

Защита трансформаторов от сверхтоков в обмотках, обусловленных наружными маленькими замыканиями

Для защиты понижающих трансформаторов от токов, обусловленных
наружными маленькими замыканиями, предусматривается наибольшая токовая защита без запуска либо с запуском от реле малого напряжения, действующая на отключение выключателя. Вследствие низкой чувствительности наибольшая
токовая защита без запуска от реле малого напряжения применяется лишь на трансформаторах мощностью до 1000 кВА.

Для защиты повышающих трансформаторов от наружных маленьких
замыканий. применяется наибольшая токовая защита с запуском от реле малого напряжения либо
токовая защита нулевой последовательности.

Наибольшая токовая защита с запуском от реле малого напряжения для повышающих многообмоточных трансформаторов выходит достаточно сложной (из-за наличия нескольких комплектов реле малого напряжения) и недостаточно чувствительной по току. В данном случае применяется
токовая защита нулевой последовательности. Последняя рекомендуется на повышающих трансформаторах мощностью 1000 кВА и поболее с глухозаземленной нейтралью.

Если защита повышающих трансформаторов не обеспечивает требуемой чувствительности, то для защиты трансформаторов допускается использовать токовые реле соответственной защиты генераторов.

В ряде всевозможных случаев для защиты массивных трансформаторов применяется токовая защита оборотной последовательности, которая просто согласуется с аналогичной защитой генераторов.

На многообмоточных трансформаторах с питанием с нескольких сторон для обеспечения избирательности деяния защита производится направленной.

Для защиты от перегрузки параллельно работающих нескольких трансформаторов мощностью по 400 кВА и поболее, также при раздельной работе и наличии АВР предусматривается однофазовая наибольшая токовая защита, действующая на сигнал.

На необслуживаемых подстанциях защита может производиться с действием на автоматическую разгрузку либо отключение трансформатора.