【正文】 電源側(cè)相間故障后備保護應設兩段時限，以第一段時限斷開中壓側(cè)斷路器(為與之配合的中壓側(cè)保護的動作時間)；以第二段時限斷開變壓器各側(cè)斷路器。 電流繼電器的整定 電流繼電器的動作電流應躲過變壓器的額定電流，計算公式如下：  (311)式中：——可靠系數(shù)，～；——返回系數(shù)，～；——變壓器的額定電流（二次側(cè)）。根據(jù)計算最小短路電流和相應的制動電流，在動作特性曲線上查得對應的動作電流。由圖52中各參數(shù)之間的關系可導出， 制動系數(shù)Kres與折線斜率S之間的關系如下式所示 ，即 (31)從圖32可見，對動作特性具有一個折點的縱差保護，折線的斜率S是一個常數(shù)， 而制動系數(shù)Kres則是隨制動電流Ires而變化的。變壓器參數(shù)計算表如表32所示：表32 變壓器參數(shù)計算表序號名 稱各 側(cè) 參 數(shù)高壓側(cè)(H)中壓側(cè)(M)低壓側(cè)(L)1額定電壓UN2額定電流IN3各側(cè)接線1)YNYNd114各側(cè)電流互感器二次接線ddY5電流互感器的計算變比6電流互感器實際選用變比ns/1/1/17各側(cè)二次電流I8基本側(cè)的選擇2)所以本設計針對220kV萬變電站主變的輕瓦斯保護的氣體容積整定為250～300ml。如果110kV側(cè)有地方電源，校躲220kV母線故障的可靠系數(shù)，方向指向母線，反之不帶。零序I段與220kV線路零序III段配合。在冬季負荷較低或特別寒冷的季節(jié)，變壓器因油溫過低，不得不對其進行加油，這對變壓器的安全運行和壽命將是十分不利的。它是一種非電量繼電器。例如圖313的k1點發(fā)生單相接地故障時，T1零序電壓保護不會啟動，在T2和T3的零序電流保護將母聯(lián)斷路器QF跳開后，變壓器仍能繼續(xù)運行；而k2點發(fā)生故障時，QF和TT3跳開后，接地中性點失去，T1的零序電壓保護動作。各側(cè)的零序電流保護作為本側(cè)相鄰元件保護的后備和變壓器主保護的后備。由于5次諧波屬負序性質(zhì)，它可以通過濾過器。該保護的原理接線圖如圖26所示，只有在電流元件和電壓元件同時作用后，才能啟動時間繼電器，經(jīng)過預定的延時后動作于跳閘。但對變壓器來說情況有一些特殊性，在變壓器合閘時，在變壓器的一側(cè)產(chǎn)生很大的電流，使得空載電流增加到正常狀態(tài)的68倍，形成所謂的勵磁涌流，勵磁涌流屬于正常工況下的電流，保護裝置不應動作，但它卻是差電流，因此在變壓器保護中必須鑒別出勵磁涌流的狀況，防止在這種情況下保護誤動，這是變壓器保護的重點和難點所在。縱差保護在發(fā)電機上的應用比較簡單，但是作為變壓器內(nèi)部故障的主保護，縱差保護將有許多特點和困難。如果變壓器內(nèi)部出現(xiàn)輕微故障，則因油分解而產(chǎn)生的氣體聚集在容器的上部時，此時迫使油面下降，使上面一對水銀觸點閉合，接通信號回路，發(fā)出報警信號，即繼電器輕瓦斯動作。為了接線方便設計中采用由斷路器操作箱中TWJ和HWJ的組合接點啟動非全相保護的方式，而根據(jù)反措要求擴展后的觸點只能作為信號觸點，不能作為保護的判據(jù)，更不能采用該類觸點作為非全相保護和失靈保護的判據(jù)。由于220kV線路保護均為雙主、雙后的配置，因此在同樣的交流電壓相互獨立的要求下，對220kV母線電壓互感器可選用帶四個二次繞組的設備，即：三個星型繞組，一個開口三角繞組。（6）保護裝置應有足夠的輸出接點用于跳閘、遠動、故錄、報警等回路，并備用接點。因此，該回路在設計及施工時可接好，運行時旁代只切第一套，當?shù)谝惶妆Ｗo因故退出時，將第二套保護的電流回路切至獨立電流互感器。220kV 主變壓器應采用兩套獨立的主保護,每套主保護均應配置完整的后備保護,同時必須保證兩套主、后備保護在交、直流回路上的獨立性。當電力網(wǎng)中部分變壓器中性點接地運行，為防止發(fā)生接地短路時，中性點接地的變壓器跳開后，中性點不接地的變壓器（低壓側(cè)有電源）仍帶接地故障繼續(xù)運行，應根據(jù)具體情況，設置專用的保護裝置，如零序過壓保護、中性點裝放電間隙加零序電流保護。油箱外故障主要是套管和引出線上發(fā)生的相間短路和接地短路。大型電力變壓器的繼電保護已經(jīng)從電磁型、整流型、晶體管型、集成電路型發(fā)展到了微機時代。在高壓電力系統(tǒng)中，由于 TA 飽和、補償電容或長線分布電容等因素的影響，內(nèi)部故障時差流中的二次諧波分量顯著增大，造成保護誤閉鎖和延時動作。但由此帶來的技術難題是如何將變壓器的勵磁涌流與內(nèi)部故障區(qū)分開來。數(shù)字信號處理器 DSP（Digital Signal Processor）的出現(xiàn)，不但可以提高微機保護數(shù)據(jù)采樣與計算的速度和精度，甚至可能改變往常微機保護裝置的設計思想，使得復雜的算法得以在保護裝置中實現(xiàn)。該變電站有6回220kV架空進線，10回110kV出線。 (2)縱差保護或電流速斷保護。 (6)其他保護。 另外, 還在主變220 kV 側(cè)和110 kV 側(cè)套管處設置套管TA,套管TA 一般有3 組二次繞組。 后備保護A 220kV側(cè)a復合電壓閉鎖方向電流保護（方向原件可指向母線，也可指向變壓器，方向原件的改變可用控制字實現(xiàn)），I段2級時限，第1級時限動作跳本側(cè)母聯(lián)斷路器，第2級時限動作跳本側(cè)斷路器；b復合電壓閉鎖過流保護，I段1級時限，動作后跳3側(cè)斷路器；c零序電壓閉鎖零序方向電流保護（方向原件可指向母線，也可指向變壓器，方向原件的改變可用控制字實現(xiàn)）分2段，每段2級時限，2段第1級時限動作跳本側(cè)母聯(lián)斷路器，2段第2級時限動作跳本側(cè)斷路器；d零序電壓閉鎖零序過流保護，1段2級時限，第1時限動作跳3側(cè)斷路器，第2級時限留作備用；e間隙過流保護，1段1級時限，跳3側(cè)斷路器；f間隙過電壓保護，1段1級時限，跳3側(cè)斷路器；g過負荷保護，發(fā)信號；h設置過負荷聯(lián)切110kV以及35kV線路啟動回路；i設斷路器失靈啟動回路；j設置非全相保護。（5）設有CT二次回路斷線檢查告警信號或閉鎖差動保護功能。但對于220kV側(cè)有旁路的接線形式，我認為需在保護屏已有的三套電壓切換回路的情況下再增加一套，且旁路代路方式不是經(jīng)常出現(xiàn)，因此可以不考慮。 氣體繼電器構(gòu)成和動作原理 瓦斯保護是變壓器內(nèi)部故障的基本保護，它的主要器件是瓦斯繼電器，安裝的位置在油箱與油枕之間的聯(lián)接管道中。遇到上述情況時應根據(jù)變壓器的音響、溫度、油面以及加油、濾油工作情況來綜合分析，如變壓器運行正?？梢耘袛酁檫M入空氣所造成的。當變壓器正常運行及故障時。后背保護的作用是為了防止由外部故障一起的變壓器繞組過電流，并作為相鄰元件（母線或線路）保護的后背以及在可能的條件下作為變壓器內(nèi)部故障是主保護的后背。 復合電壓起動的過電流保護若低電壓起動的過電流保護的低電壓繼電器靈敏系數(shù)不滿足要求，可采用復合電壓起動的過電流保護。圖27 復合電壓啟動的過電流保護原理接線圖 變壓器接地短路的后備保護電力系統(tǒng)中，接地故障常常是故障的主要形式，因此，大接地電流系統(tǒng)中的變壓器，一般要求在變壓器上裝設接地（零序）保護，以作變壓器本身主保護的后備保護和相鄰元件接地短路的后背保護。這樣可以將接地故障電流水平限制在合理的范圍內(nèi)，同時也使整個電力系統(tǒng)零序電流的大小和分布情況盡量不受運行方式變化的影響，提高系統(tǒng)零序電流的靈敏度。過負荷保護的動作電流，按躲過變壓器的額定電流整定，即 (216) 式中——可靠系數(shù)， ——返回系數(shù)；變壓器過負荷保護的動作時限比變壓器的后備保護動作時限大一個Δt。油浸自冷式就是以油的自然對流作用將熱量帶到油箱壁和散熱管，然后依靠空氣的對流傳導將熱量散發(fā)，它沒有特制的冷卻設備。參數(shù)標么值計算：取基準容量=100MVA,基準電壓選各級平均電壓,即=根據(jù)可得基準電流:===各繞組短路電壓百分值:基準電抗:——變壓器短路百分值（即變壓器阻抗的額定相對值）。由于對于110kV側(cè)接地故障，已經(jīng)時間上避免保護誤動，因此本段不帶方向。 10kV側(cè)后備保護配置兩套復合電壓閉鎖過流保護，每套保護設置兩段三個時限。在短路電流小于起始制動電流時，保護裝置處于無制動狀態(tài)，其動作電流很小(小于額定電流)，保護具有較高的靈敏度。2)一般可選二次電流較小側(cè)為基本側(cè)。（1）縱差保護最小動作電流的整定。其依據(jù)為  （38）式中：——差電流速斷的動作電流；——變壓器的額定電流；——倍數(shù)，視變壓器容量和系統(tǒng)電抗大小，推薦值如下： 6300kVA及以下 7～12； 6300～31500kVA ～； 40000～120000kVA ～； 120000kVA及以上 ～；容量越大，系統(tǒng)電抗越大，取值越小。（3） 對發(fā)電廠的升壓變壓器，當?shù)碗妷豪^電器由發(fā)電機側(cè)電壓互感器供電時，還應考慮躲過發(fā)電機失磁運行時出現(xiàn)的低電壓，可取=（～） （315）代入數(shù)據(jù)，得靈敏系數(shù)校驗: （316）式中：——計算運行方式下，靈敏系數(shù)校驗點發(fā)生金屬性相間短路時，保護安裝處的最高殘壓(二次值）。方向指向變壓器的中壓側(cè)方向保護以斷開高壓側(cè)斷路器(為與之配合的高壓側(cè)饋線相間故障保護動作時間)；以斷開各側(cè)斷路器；高壓側(cè)帶方向的保護(方向指向變壓器)以斷開中壓側(cè)分段斷路器；以斷開變壓器中壓側(cè)斷路器。負序電壓繼電器的靈敏系數(shù)按下式計算 （318）式中：——后備保護區(qū)末端兩相金屬性短路時，保護安裝處的最小負序電壓值（二次值）?！?0176。起始制動電流宜?。?～)。圖32 縱差保護動作特性曲線圖這一動作特性曲線由縱坐標OA，拐點的橫坐標OB，折線CD的斜率K三個參數(shù)所確定。 （2）縱差保護動作特性參數(shù)的整定。對于容量10MVA以上的變壓器，整定容積為250～300ml。方向指向母線。當110kV旁路代變中時，由于作為主保護的差動保護I退出，變高開關到套管的引線無瞬動保護，過流I段按變中、變低故障。目前我國大型電力變壓器的冷卻裝置配置情況是：根據(jù)變壓器容量的大小，配置數(shù)組風冷油循環(huán)冷卻裝置，每組風冷油循環(huán)冷卻裝置由1臺油泵和3～4臺風扇組成。凡是容量在1000kVA及以上的油侵式變壓器均要裝設溫度保護，監(jiān)視上層油溫的情況；對于變電所，凡是容量在315kVA及以上的變壓器，通常都要裝設溫度保護；對于少數(shù)用戶變電站，凡是容量在800kVA左右的變壓器，都應裝設溫度保護，但溫度保護只作用于信號。零序電流保護作為變壓器中性點運行時的接地保護與圖28的單臺變壓器接地保護完全完全一樣。圖28是雙繞組變壓器零序電流保護的原理接線和保護邏輯電路。因為，電流超前。若各變壓器的容量相等時，可按下式計算為 （26） 式中——并列運行變壓器的可能最少臺數(shù)； ——每臺變壓器的額定電流?；诖?，人們提出了帶有制動特性的縱差保護，如圖24：曲線2所示曲線以上為動作區(qū)，曲線以下為制動區(qū)。跳閘完畢后，由斷路器的輔助觸點將自保持回路切斷。因為氣體比油輕，氣體就會很快上升到變壓器的最高部分一油枕內(nèi)?！钡紤]到目前變壓器高壓側(cè)斷路器很多都采用的事電氣三項聯(lián)動，而非機械三項聯(lián)動方式，故障幾率與220kV線斷路器均等，因此變壓器電氣量保護仍需啟動斷路器失靈保護。（5）設有CT二次回路斷線檢查告警信號或閉鎖差動保護的功能。 其他技術要求（1）高、中、低3側(cè)的復合電壓并聯(lián)，以保證高、中壓側(cè)靈敏度，并可采用連接片投退其中任何一側(cè)復合電壓。圖12 雙重化主變壓器保護電流互感器次級配置圖圖11中看出，差動保護的保護范圍包括主變壓器的獨立電流互感器至套管的引線，當旁代時則包括旁路母線。 目前，在新建或改建的220kV主變壓器保護的配置均按雙重化配置，并均采用微機保護；220kV主變保護的每套微機保護也均采用主、后一體化配置，即在一套保護中包含的主保護、各側(cè)全部后背保護的新一代主變微機型保護。 (3)外部相間短路時的保護。本節(jié)針對電力變壓器可能發(fā)生的故障和不正常的運行狀態(tài)進行分析，然后重點研究應裝設的繼電保護裝置，以及保護裝置的整定計算。目前，已經(jīng)有部分學者對變壓器相間后備保護配置的合理性以及變壓器零序過流保護整定計算中的特殊問題進行了分析和探討，并提出了相應的改進方法。變壓器保護在進入數(shù)字微機時代后，利用微機強大的運算和處理能力，不斷提出新的勵磁涌流鑒別方法，在國內(nèi)外形成研究熱潮。1969年，Rockerfelter首次提出數(shù)字式變壓器保護的概念，揭開了數(shù)字式變壓器保護研究的序幕，之后，[9]和 Degens對變壓器保護的數(shù)字處理和數(shù)字濾波做出了研究；1972年，Skyes 發(fā)表了計算機變壓器諧波制動保護方案，使得微機式變壓器保護的發(fā)展向?qū)嵱没较蜻~進。但是近年來，隨著越來越多的電力變壓器投入使用以及電網(wǎng)電壓等級的不斷提高，實際運行中由變壓器后備保護配置不合理引起的事故已不少見。由于大容量電力變壓器的造價十分昂貴，因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度來考慮裝設性能的良好、工作可靠地繼電保護裝置。相間短路的后備保護用于反映外部相間短路引起的變壓器過電流，同時作為瓦斯保護和縱差保護的后備保護，其動作時限按電流保護的階梯形原則來整定，延時動作于跳開變壓器各電源側(cè)斷路器。所以，必須對220kV變電站