【正文】 接地短路引起過電流時，如變壓器變壓器中性點接地運行應(yīng)該設(shè)零序電流保護。當(dāng)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(yīng)根據(jù)具體情況，設(shè)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。對于400kVA以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺并列運行或單獨運行并作為其他負(fù)荷的備用電源時，應(yīng)裝高過負(fù)荷保護。延時動作于發(fā)出信號。高壓側(cè)電壓為500kV及以上的變壓器，對頻率降低和電壓升高而引起的變壓器礪磁電流升高，應(yīng)裝設(shè)變壓器過礪磁保護。 220kV變壓器微機型保護雙重化 在220kV 變電站主變保護系統(tǒng)中，雙重化保護有著重大的作用,如果雙重化保護一旦出現(xiàn)技術(shù)問題影響將非常大。所以，必須對220kV變電站進行主變保護雙重化保護,以確保220kV 變電站主變保護雙重化保護系統(tǒng)安全高效、平穩(wěn)運行，確保電力系統(tǒng)的萬無一失。 220kV 變電站主變保護雙重化保護技術(shù)配置原則在選擇可靠的主變保護運行方式方面，在實際使用中可根據(jù)電網(wǎng)實際運行情況,除非電量保護必須投跳外,應(yīng)選擇合理、可靠的主變保護運行方式。提供大量實驗數(shù)據(jù)，并可和多種控制裝置構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，協(xié)助科研人員進行新裝置的測試，從而為研究智能保護及靈活輸電系統(tǒng)的控制策略提供了一流的實驗條件。220kV 主變壓器應(yīng)采用兩套獨立的主保護,每套主保護均應(yīng)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。 變電所主變各側(cè)TA 的設(shè)置 220 kV 側(cè)和110 kV 側(cè)TA 一般在斷路器處獨立設(shè)置。110 kV 側(cè)TA 一般有3 至4 組二次繞組, 其中, 老變電所110 kV 側(cè)TA 一般有3 組二次繞組, 新建變電所110 kV 側(cè)TA 一般有4 組二次繞組。 對帶旁路接線的旁路開關(guān), 在旁路開關(guān)處設(shè)置獨立的旁路TA。 雙主雙后主變保護電流回路接入方式圖11 單套主變壓器保護電流互感器次級配置圖采用雙主保護與雙后備保護的主變壓器保護后，如何接入電流互感器的二次回路，這將是需要考慮的問題。在雙母帶旁路主接線方式下，旁路開關(guān)代主變壓器開關(guān)時，差動保護的電流回路進行相應(yīng)切換，后備保護的電流回路不用切換。采用雙主保護與雙后備保護的主變壓器保護一般將第一套保護接原差動保護電流互感器次級，即接獨立電流互感器，旁代時需切換；第二套保護接原后備保護電流互感器次級，即接套管電流互感器，旁代時不需切換，但對降壓變壓器的高壓側(cè)來說，無論是差動保護還是該側(cè)的后備保護，其保護范圍不包括開關(guān)電流互感器到變壓器套管的引線；對低壓側(cè)來說，其后備保護的保護范圍指向非電源側(cè)，所以引線故障將由后備保護切除。在獨立電流互感器次級足夠時，可將第二套保護也接入獨立電流互感器，旁代時切套管電流互感器，這可確保正常運行時兩套保護均有足夠的保護范圍，當(dāng)?shù)谝惶妆Ｗo因故退出時，不至于因第二套保護存在死區(qū)而影響主變壓器的正常運行。因此，該回路在設(shè)計及施工時可接好，運行時旁代只切第一套，當(dāng)?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。如何取舍取決于各地的運行習(xí)慣。主保護瞬時啟動跳3側(cè)開關(guān)。B 110kV側(cè)a復(fù)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)），1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(fù)合電壓閉鎖過流保護，1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級時限動作跳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(fù)荷保護，發(fā)信號。 非電量保護（1）重瓦斯引入接點，發(fā)出信號并順時跳3側(cè)斷路器；（2）輕瓦斯引入接點，瞬時動作于信號；（3）溫度引入接點，瞬時動作于信號；（4）風(fēng)冷消失引入接點，動作于信號且經(jīng)常延時動作于跳閘；（5）壓力釋放保護引入接點，動作于信號且延時動作跳3側(cè)斷路器；（6）非電量保護引入接點均為強電220V開關(guān)量空接點。（2）后備保護裝置均獨立設(shè)置電源。（2）高（中）壓側(cè)的復(fù)合電壓閉鎖方向過流保護中方向元件電壓交叉引線，方向元件投退靠控制字實現(xiàn)。（4）本保護直流工作電源為220V，當(dāng)工作電源消失、保護裝置應(yīng)閉鎖跳閘出口，并發(fā)出報警信號。（6）保護裝置應(yīng)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。 兩套主保護裝置的特點A、 WBZ1201型（二次諧波原理）差動主保護（含主、后備保護）特點（1）該保護的最大特點是在變壓器空投內(nèi)部故障時，保護動作可以不受非故障相勵磁涌流影響；（2）裝置整體配置采用多CPU分層式結(jié)構(gòu)，主保護、后備保護以及監(jiān)控管理都由獨立CPU的模件完成，每個模件都可獨立完成一種或多種功能。（4）監(jiān)控管理單元完成人機對話、信息收集、事件記錄、時鐘校對、對各保護單元巡檢等功能，同時設(shè)有一個RS232C接口，與監(jiān)控系統(tǒng)或其他就地管理系統(tǒng)相聯(lián)，可實現(xiàn)保護的就地或異地管理。B、WBZ04型（間斷角原理）差動主保護特點（1）采用間斷角原理，對于主變各種狀況下發(fā)生的內(nèi)部故障均能快速可靠切除。（3）采用多微處理器并行工作結(jié)構(gòu)，有3個相互獨立的微處理器系統(tǒng)分別完成三相保護，靈一微處理系統(tǒng)完成人機界面、監(jiān)控管理等功能。第2串口按EISARS232C標(biāo)準(zhǔn)接口，可使用PC機進行定制整定、調(diào)試和故障分析。 變壓器保護的二次接線 兩套保護采用獨立的交流電流和電壓回路220kV主變保護雙主、雙后配置是基于任何一套保護退出運行，均不影響主變的正常工作而設(shè)置的。（1）是否取自不同的電壓互感器二次繞組由于變壓器過電流保護的復(fù)合電壓閉鎖原件均取自各側(cè)復(fù)合電壓的“或”邏輯，因此保護要求兩套完全獨立的交流電壓輸入似乎不是非常必要，即使設(shè)置，可能對變壓器而言提供兩套完全獨立的10kV交流電壓回路，應(yīng)該還稍重要些。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(shè)備，即：三個星型繞組，一個開口三角繞組。舊有母線電壓互感器，由于只有兩個星型繞組，因此兩套保護的交流電壓均取自同一個繞組，此時應(yīng)注意兩組電壓需經(jīng)不同的分支開關(guān)。因此對于目前從源頭上已有兩套交流電壓提供的前提下，可通過增加分相操作箱中電壓切換插件的方式使變壓器220kV側(cè)具備雙電壓切換回路。 電流互感器二次繞組的保護配置雙母線接線方式：對于目前普遍采用的高、中壓側(cè)雙母接線形式，在變壓器的電流互感器二次繞組保護配置中應(yīng)注意一下幾個問題：（1）220kV側(cè)斷路器失靈保護于母線保護的范圍應(yīng)交叉，這主要是考慮對任意點故障均能保證快速切除；（2）高、中壓側(cè)間隙保護和零序保護的電流互感器二次繞組均采用雙配置，這樣做不僅可以滿足兩套保護交流電流回路完全獨立的要求，且工程實際中也較易實現(xiàn)；（3）主保護范圍應(yīng)將10kV斷路器包括在內(nèi)，既：10kV電流互感器應(yīng)安裝在斷路器和母線側(cè)刀閘之間。（4）兩套保護的10kV側(cè)的電流回路接開關(guān)柜內(nèi)的電流互感器，從而盡量擴大差動保護范圍。如變壓器保護啟動斷路器失靈保護時，也必須設(shè)有相電流原件，并不允許由瓦斯保護動作啟動失靈保護。在啟動變壓器高壓側(cè)斷路器失靈的回路中，只需注意本體保護出口接點不并入失靈啟動即可達到以上目的。但首先是這樣將增加大量跳閘出口壓板，如交叉跳220kV變高斷路器、母聯(lián)斷路器、分段斷路器，不僅使保護接線復(fù)雜，運行檢修中壓板投退繁瑣，且這種剛好發(fā)生于兩套保護跳閘系統(tǒng)中各一個環(huán)節(jié)的交叉故障的幾率很小，因此仍采用兩套保護分別作用于斷路器兩套跳閘線圈的方式。為了接線方便設(shè)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)。因此非全相保護的啟動接點應(yīng)直接取斷路器輔助觸點，并注意日常維護 變壓器保護原理 瓦斯保護在變壓器油箱內(nèi)常見的故障有繞組匝間或?qū)娱g絕緣破壞造成的短路，或高壓繞組對地絕緣破壞引起的單相接地。利用油箱內(nèi)部的故障時的這一特點，可以構(gòu)成反映氣體變化的保護裝置，稱之為瓦斯保護。為了能使該變壓器內(nèi)部積聚的氣體經(jīng)過與瓦斯繼電器聯(lián)接的管道，并順利流入油枕，根據(jù)變壓器安裝的相關(guān)規(guī)程規(guī)定，應(yīng)當(dāng)把變壓器靠油枕一側(cè)的位置墊高，使變壓器的大蓋沿瓦斯繼電器的方向上高出有1％．1．5％的升高坡度，另一個是變壓器油箱到油枕聯(lián)接管的坡度為2％．4％(這個坡度是由廠家制造好的)。這2個坡度都是為了防止在變壓器內(nèi)貯存空氣以及故障時，便于使氣體迅速可靠地沖人瓦斯繼電器，保證瓦斯繼電器靈敏的動作。 圖21 氣體及電器安裝示意圖1——氣體繼電器；2——油枕當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生相間、層間或匝間短路故障時，伴隨有電弧產(chǎn)生，或某些部件嚴(yán)重發(fā)熱，導(dǎo)致油箱內(nèi)絕緣油和其他絕緣材料受熱分解并產(chǎn)生揮發(fā)性氣體(即瓦斯)。在嚴(yán)重故障時，大量氣體會產(chǎn)生很大的壓力，使油迅速向油枕流動。利用這些性質(zhì)構(gòu)成的變壓器保護稱為瓦斯保護，在瓦斯保護裝置中，反應(yīng)這些特性的基本器件是瓦斯繼電器。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。線路如圖22所示。瓦斯繼電器動作的次數(shù)與變壓器內(nèi)部貯存的氣體多少有關(guān)。否則要取氣做點燃試驗，進一步判斷變壓器內(nèi)部是否有故障。但瓦斯保護不宜整定得過于靈敏，避免誤動作?？紤]到瓦斯繼電器的下觸點在不穩(wěn)定油流的沖擊下可能發(fā)生振動，或短時閉合的狀況，所以加上了自保持回路，以保證在這種情況下也能可靠的動作與跳閘。轉(zhuǎn)換開關(guān)3是用來將重瓦斯保護轉(zhuǎn)換到僅動作與信號的位置。 變壓器縱聯(lián)差動保護原理?？v差保護在發(fā)電機上的應(yīng)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。當(dāng)被保護設(shè)備內(nèi)部本身發(fā)生故障時，短路點成為一個新的端子，此時，但是實際上在外部發(fā)生短路時還存在一個不平衡電流，所以縱差保護的動作判據(jù)應(yīng)改寫為： （21） 式中——差動回路的差動電流； ——總差保護的最大不平衡電流。由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不同，因此為了保證縱差保護的正確工作，就必須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比，使得在正常運行和外部故障時，兩個二次電流相等例如在圖23中應(yīng)使： （22） 或 （23） 式中：——高壓側(cè)電流互感器的變比 ——低壓側(cè)電流互感器的變比 ——變壓器的變比 ——變壓器高壓側(cè)一次電流 ——變壓器低壓側(cè)一次電流 ——高壓側(cè)電流互感器二次電流 ——低壓側(cè)電流互感器二次電流 縱差保護動作判斷用下式表示： （24） 式中：——縱差保護動作整定電流。即： 此時差電流小于動作整定電流，保護不動作。保護動作對于縱差保護動作判據(jù)中的 ，要按躲過外部短路時最大短路電流對應(yīng)的最大不平衡電流整定，這時數(shù)值較大，如圖34中直線1所示，直線以下為制動區(qū)，直線以上為動作區(qū)。由于變壓器縱差保護的不平衡電流隨一次穿越電流的增大而增大，因此，利用該穿越電流產(chǎn)生制動作用使動作電流隨制動電流而變化，這樣在任何內(nèi)部短路情況下動作電流都大于相應(yīng)的不平衡電流，同時又具有較高的靈敏度。動作特性曲線2與直線1相比，圖中陰影部分能夠正確動作。因此采用帶制動特性的原理，外部短路電流越大，制動電流也越大，繼電器能夠可靠制動。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(yīng)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。為保證變壓器縱差保護的正確靈敏動作，必須對其回路中的不平衡電流進行分析，找出產(chǎn)生的原因，采取措施予以消除。除了主保護外，變壓器還應(yīng)裝設(shè)相間短路和接地短路的后備保護。變壓器相鄰短路后背保護通常采用過電流保護、低電壓啟動的過電流保護、復(fù)合電壓啟動的過電流保護以及負(fù)序過電流保護等，也有采用阻抗保護作為后背保護的情況。保護動作后，跳開變壓器兩側(cè)的斷路器。圖25變壓器過電流保護的單相原理接線圖 可按下述兩種情況來考慮： （1）對并列運行的變壓器，應(yīng)考慮切除一臺最大容量的變壓器以后，在其他變壓器中所產(chǎn)生的過負(fù)荷。 （2）對降壓變壓器，應(yīng)考慮負(fù)荷中電動機起動時的最大電流，計算式為 （27） 式中——正常運行時的最大負(fù)荷電流； ——綜合負(fù)荷的自起動系數(shù)，其值與負(fù)荷性質(zhì)及用戶與電源間的電氣距離有關(guān)，在110kV降壓變電站，對低壓6～ 10kV側(cè)取=～ ；中壓35kV側(cè)取=～ 。在被保護變壓器受電側(cè)母線上短路時，要求 =～；在后備保護范圍末端短路時，要求 保護裝置的動作時限應(yīng)與下一級過電流保護配合，要比下一級保護中最大動作時限大一個時限級差 Δt。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(yù)定的延時后動作于跳閘。采用低電壓繼電器后，電流繼電