【正文】 變壓器縱差保護是按照循環(huán)電流原理構成的，圖91 示出了雙繞組和三繞組變壓器縱差保護原理接線圖。線路保護中采用的許多保護如過電流保護、縱差保護等在變壓器的電量保護中都有應用，但在配置上有區(qū)別。因此，變壓器的保護也就分為電量保護和非電量保護兩種。變壓器處于不正常運行狀態(tài)時，繼電器應根據(jù)其嚴重程度，發(fā)出警告信號，使運行人員及時發(fā)現(xiàn)并采取相應的措施，以確保變壓器的安全。油箱外部最常見的故障主要是變壓器繞組引出線和套管上發(fā)生的相間短路和接地短路(直接接地系統(tǒng)側)，而油箱內發(fā)生相間短路的情況比較少。變壓器油箱內部故障是很危險的，因為故障點的電弧不僅會損壞繞組絕緣與鐵芯，而且會使絕緣物質和變壓器油箱中的油劇烈汽化，由此可能引起油箱的爆炸。變壓器故障可分為油箱內部故障和油箱外部故障。它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)安全運行帶來嚴重的影響，同時大容量的變壓器也是非常貴重的設備。第九章 變壓器保護 電力變壓器的故障、異常工作狀態(tài)及其保護方式在電力系統(tǒng)中廣泛使用變壓器來升壓或降壓。 總結多年來自動重合閘運行的經(jīng)驗可知，線路自動重合閘的配置和選擇應根據(jù)不同系統(tǒng)結構、實際運行條件和規(guī)程要求具體確定。 自動重合閘的配置原則根據(jù)電力系統(tǒng)的結構形狀、電壓等級、系統(tǒng)穩(wěn)定要求、負荷狀況、線路上裝設的繼電保護裝置及斷路器性能，以及其它技術經(jīng)濟指標等因素決定。同時，這種方式使用再次斷開永久性故障的時間縮短，有利于系統(tǒng)并聯(lián)運行的穩(wěn)定性；其缺點是，第一次切除故障可能會帶時限?！昂蠹铀佟钡膬?yōu)點是，第一次跳閘也是有選擇性的不會擴大事故。（2） 自動重合閘后加速保護動作方式圖82 后加速圖自動重合閘后加速保護動作方式簡稱“后加速”?！扒凹铀佟钡膬?yōu)點是，能快速切除瞬時性故障，是暫時性故障來不及發(fā)展成為永久性故障，而且使用設備少，只需一套ARD自動裝置；其缺點是，重合于永久性故障時，再次切除故障的時間延長，裝有重合閘線路的斷路器的動作次數(shù)較多，而且若此斷路器的重合閘拒動，就會擴大停電范圍，甚至在最后一級線路上發(fā)生故障，也可能造成全網(wǎng)絡停電。 （1） 自動重合閘前加速保護動作方式圖81 前加速圖自動重合閘前加速保護動作方式簡稱“前加速”。 自動重合閘與繼電保護的配合 重合閘和繼電保護之間的密切良好的配合可以較迅速切除多數(shù)情況下的故障，提高供電的可靠性和安全性，對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定產(chǎn)生極其重要的作用。（3） 綜合重合閘在線路上設計自動重合閘時，將單相重合閘和三相重合閘綜合到一起，當發(fā)生單相接地故障時，采用單相重合閘方式工作；當發(fā)生相間短路時，采用三相重合閘方式工作。 （2） 單相重合閘所謂單相重合閘，就是指線路上發(fā)生單相接地故障時，保護動作只斷開故障相的斷路器，然后進行單相重合。若故障為暫時性故障，則重合閘成功；否則保護再次動作，跳三相斷路器。 自動重合閘的分類 自動重合閘的采用是系統(tǒng)運行的實際需要。 2）后加速方式就是在重合閘前保護瞬時或后備時間切除故障,重合于永久性故障時,保護將瞬時或后備縮短△T時間,快速切除故障。 1）前加速方式就是在重合閘前保護以瞬時或縮短ΔT時間,快速切除故障。 （7）自動重合閘裝置應有與繼電保護配合加速切除系統(tǒng)故障的回路。但重合閘的時間也不能太短,因為: 1）要使故障點的絕緣強度來得及恢復；2）要使斷路器的操作機構來得及恢復到能夠重新合閘的狀態(tài)。 （6）自動重合間時間應盡可能短,以縮短停電的時間。 （5）自動重合閘在動作以后,應能夠自動復歸。當重合于永久性故障而再次跳間后,就不應該再動作。 （4）自動重合閘裝置的動作次數(shù)應符合預先的規(guī)定。當利用保護來啟動重合閘時,由于保護動作很快,可能使重合閘來不及啟動。這種方式可以保證無論什么原因使斷路器跳間后(包括偷跳和誤跳),都能進行一次重合閘。在某些情況下(如使用單相重合閘時),也允許只在保護動作于跳閘后進行重合閘。 . 3）在某些不允許重合的情況下例如,斷路器處于不正常狀態(tài)(如氣壓、液壓降低等)以及變壓器內部故障,差動或瓦斯保護動作使斷路器跳閘時,均應使閉鎖裝置不進行重合閘。它可能是由于檢修質量不合格、隱患未能消除或者是保安地線沒有拆除等原因造成的。 1）由值班人員手動操作或通過遙控裝置將斷路器斷開時。為此,在電力系統(tǒng)中廣泛地采用自動重合閘裝置（縮寫為AAR）,當斷路器跳閘以后,它能夠自動地將斷路器合閘。當然,重新合上斷路器的工作可由運行人員手動操作進行。由于輸電線路上發(fā)生的故障絕大多數(shù)是暫態(tài)性故障。因此,稱這類故障為暫時性故障。例如,由于雷電過電壓引起的絕緣子表面的閃絡、大風引起的短時碰線、通過鳥類的身體的放電以及樹枝等物掉落在導線上引起的短路等。第八章 自動重合閘的選擇在電力系統(tǒng)中,輸電線路(特別是架空線路)最容易發(fā)生故障。但是，零序電流保護也存在一些缺點，主要表現(xiàn)在以下兩方面：① 于短線路或運行方式變化很大的電網(wǎng)，零序電流保護往往難于滿足系統(tǒng)運行所提出的要求，如保護范圍不夠穩(wěn)定或由于運行方式的改變需要新整定零序電流保護。所以，采用專門的零序電流保護就有其更重要的意義。(6) 采用了零序電流保護后，相間短路的電流保護就可以采用兩相星形接線方式，并可和零序電流保護合用一組電流互感器，又能滿足技術要求，而且接線也簡單。(5) 在電網(wǎng)變壓器中性點接地的數(shù)目和位置不變的條件下，當系統(tǒng)運行方式變化時，零序電流變化較小，因此，零序電流速斷保護的保護范圍長而穩(wěn)定。(3) 在保護安裝處正向出口短路時，零序功率方向元件沒有電壓死區(qū)，而相間短路保護功率方向元件有電壓死區(qū)。（1） 按與相鄰線路接地距離保護Ⅰ段定值配合整定，即（712） （2）按躲開線路末端母線上變壓器的中壓側母線短路整定式中Zb——變壓器的正序阻抗值 （713）（3）按與相鄰線的零序電流Ⅰ段保護整定式中Zbh——相鄰線路零序Ⅰ段保護范圍的相應正序阻抗 （714） 零序電流保護的評價及使用范圍在大接地電流系統(tǒng)中，采用零序電流保護和零序方向電流保護與采用三相完全星形接線的電流保護和方向電流保護來防御接地短路相比較，前者具有較突出的優(yōu)點： (1) 靈敏度高相間短路過電流保護的啟動電流是按躲過最大負荷電流來整定的，一般二次側繼電器的啟動電流為5~7A；而零序過電流保護則是按躲過相間短路時的最大不平衡電流來整定的，一般二次側繼電器的起動電流為2~4A。序電流保護是110~,裝設帶方向性的,具有很小超越誤差,并且允許有較大接地電阻的接地距離繼電器,可以改善接地保護性能.接地距離保護是以測量保護安裝處至接地短路點之間的相阻抗來反映線路長度距離的。（3）動作時間：1S （4）由于靈敏度不滿足要求應換成接地距離保護。（3）動作時間： 零序電流保護Ⅲ段的整定（1）整定值：躲過線路末端短路時可能出現(xiàn)的最大不平衡電流即： == （A） （77） = = （A） （7 8）（2）靈敏度校驗：當作近后備保護時：== 〉 （79）滿足靈敏度要求。 零序電流保護II段的整定（1）與相鄰下一級線路的零序電流保護I段配合整定，即 =180。 零序電流保護的整定計算11QF零序電流保護的整定計算零序電流保護I段的整定（1）按躲開本線路末端接地短路的最大零序電流整定，即：== （A） （71）（2）靈敏度的校驗：保護15%處短路時流過保護的最小零序電流值應大于整定值即最小保護范圍要求不小于本保護線長度的15% 〉 （72）滿足靈敏度要求。零序電流保護接于電流互感器的零序電流濾過器，接線簡單可靠，零序電流保護通常由多段組成，一般是三段式，并可根據(jù)運行需要而增減段數(shù)。當零序電流保護的保護效果不能滿足電力系統(tǒng)要求時，則應裝設接地距離保護。因為它不反映三相和兩相短路，在正常運行和系統(tǒng)發(fā)生振蕩時也沒有零序分量產(chǎn)生，所以它有較好的靈敏度。 (3) 環(huán)外線路對環(huán)內線路的分支系數(shù)也與短路點有關，隨著短路點的移遠，分支系數(shù)逐漸增大，可以增加到很大很大，但具體整定并不是選一個最大值，而應按實際整定配合點的分支系數(shù)計算。(2) 環(huán)狀電網(wǎng)中線路的分支系數(shù)隨短路點的移遠而逐漸減小 。(3) 計算各類短路電流值。 流過保護最大零序電流的運行方式選擇(1) 單側電源輻射形電網(wǎng)，一般取最大運行方式，線路末端的變壓器中性點不接地運行。為改善設備過電壓的條件，對雙母線上接有多臺（一般是四臺以上）變壓器時，可選擇兩臺變壓器同時接地運行，并各分占一條母線，這樣在雙母線母聯(lián)短路器斷開后，也各自保持著接地系統(tǒng)。當變壓器臺數(shù)較多時，也可采取幾臺變壓器組合的方法，使零序電抗變化最小。變壓器中性點接地方式的選擇，一般可按下述條件考慮。一般來說，運行方式變化主要取決于電力系統(tǒng)調度管理部門，但繼電保護可在此基礎上，加以分析選擇。 接地短路計算的運行方式選擇計算零序電流大小和分布的運行方式選擇，是零序電流保護整定計算的第一步。零序電壓的特點，類似零序電流的情況。各序的電流分配，只決定該序網(wǎng)中各只路電抗的反比關系；而各序電流的絕對值要受其它序電抗的影響。 零序電流保護整定計算的運行方式分析 接地短路電流、電壓的特點根據(jù)接地短路故障的計算方法可知，接地短路是相當于在正序網(wǎng)絡的短路點增加額外附加電抗的短路。 CD 、BD、DE線路接地繼電保護方式選擇（1）CD 、BD 為110kv環(huán)形網(wǎng)絡中的一條線路，可裝設帶方向性或不帶方向性的多段式零序電流保護，如不能滿足靈敏度和速動性的要求時，則應采用多段式接地距離保護，有利于提高保護的選擇性及縮短切除故障時間。對環(huán)網(wǎng)或電網(wǎng)中某些短線路，宜采用多段式接地距離保護，有利于提高保護的選擇性及縮短切除故障時間。通常在35KV電壓網(wǎng)絡中，距離保護可作為復雜網(wǎng)絡相間短路的主保護；110∽220KV的高壓電網(wǎng)和330∽500KV的超高壓電網(wǎng)中，相間短路距離保護和接地短路距離保護主要作為全線速動主保護的相間短路和接地短路的后備保護，對于不要求全線速動保護的高壓線路，距離保護則可作為線路的主保護。雖然距離保護仍存在一些缺點，但是，由于它在任何形式的網(wǎng)絡均能保證有選擇性的動作。距離保護的工作受到各種因素的影響，如系統(tǒng)振蕩、短路點的過度電阻和電壓回路的斷線失壓等。雖然距離保護第I段是瞬時動作的，但是，它只能保護線路全長80%∽85%，它不能無時限切除線路上任一點的短路，一般線長15%∽20%，特別是雙側電源的線路就有30%∽40%線長的短路，不能從兩端瞬時切除。它不僅反應短路時電流的增大，而且又反應電壓的降低，因而靈敏度比電流、電壓保護高。值得指出的是：當距離的測量元件采用方向阻抗繼電器比采用全阻抗繼電器時，靈敏度要提高許多。靈敏度校驗： 作近后備時 Ksen=≥作遠后備時Ksen=（Z1LAB+ Z1LAB）≥式中：—分支系數(shù)，取最大值。 —最小負荷阻抗。 Kre—阻抗繼電器的返回系數(shù)，～。 動作時限t1II=t2BI+△t或t1II=tB+△t，一般取t1II=0. 5s. 靈敏度校驗 Ksen= Zop II/ Z1LAB≥～ （63）選被保護線路AB末端短路的條件校驗。T—與變壓器配合的可靠系數(shù)。 與相鄰變壓器線路的瞬時保護配合由于變壓器瞬時保護區(qū)延伸到二次側出口，故應避開圖261中d3短路時適中短路阻抗整定，則： Zop1 II= Krel。則： Zop II=Krel（Z1LAB+）式中：—考慮分支電源供給的助增電流影響的分支系數(shù)。 亦即距離I段的動作阻抗應躲過相鄰下一元件首端k1點或k2點的短路阻抗來整定，即： ZopI=KrelZ1LAB （61）式中 Krel—可靠系數(shù)，—Z1—線路單位正序阻抗。 前已述及，距離保護的工作原理與電流保護的基本相同，在學習其整定方法時，可與三段式電流保護相對照。相電流元件的整定計算等。因此，在電網(wǎng)結構復雜，運行方式多變，采用一般的電流、電壓保護不能滿足運行要求時，則應考慮采用距離保護裝置。（4） 距離保護的應用距離保護可以應用在任何結構復雜、運行方式多變的電力系統(tǒng)中，能有選擇性的、較快的切除相間故障。② 由于保護性能受電力系統(tǒng)運行方式的影響較小，因而裝置運行靈活、動作可靠、性能穩(wěn)定。在本線路故障時，裝置第I段的性能基本上不受電力系統(tǒng)運行方式變化的影響（只要流過裝置的故障電流不小于阻抗元件所允許的精確工作電流）。第III（IV）段，其動作時間一般在2s以上，作為后備保護段。第II段按階梯性與相鄰保護相配合，通常能夠靈敏而較快速地切除全線路范圍內的故障。（2） 距離保護各段動作特性距離保護一般裝設三段，必要時也可采用四段。當再配以方向元件（方向特性）及時間元件，即組成了具有階梯特性的距離保護裝置。該保護的主要元件（測量元件）為阻抗繼電器，動作時間具有階梯性。時間元件：作用是建立距離II、III段的動作時限，通常采用時間繼電器。測量元件：作用是測量故障點至保護安裝處的阻抗，并與整定值比較，以確定保護動作與否。方向元件